有源矩阵型发光装置、电子设备及此装置的像素驱动方法
专利名称：有源矩阵型发光装置、电子设备及此装置的像素驱动方法
技术领域：
本发明涉及有源矩阵型发光装置以及有源矩阵型发光装置的像素驱动方法。特别是涉及在具备像电致发光(EL)元件这样的自发光元件的像 素的黑色显示中，有效防止黑色浮起(在黑色显示时也有不必要的电流流 动，由此，发光元件轻微发光、黑电平上升，对比度降低的现象)的技术。
背景技术：
近年来，具有高效率、薄型、轻质、低视场角依存性等特征的电致发 光(EL)元件受到注目，对安装有该EL元件的显示器的开发很盛行。EL 元件是通过给荧光性化合物施加电场而发光的自我发光型元件，可以大致 分为使用硫化锌等无机化合物作为发光物质层的无机EL元件，以及使 用二胺类等有机化合物作为发光物质层的有机EL元件。有机EL元件容易彩色化，具有工作电流为远远低于无机EL元件的 低电压直流电流的优点，所以近年来，应用于便携终端的显示装置等被特 别期待。有机EL元件构成为在从空穴注入电极向发光物质层注入空穴(正 孔)的同时，从电子注入电极向发光物质层注入电子，通过注入的电极和 电子的再结合，激发构成发光中心的有机分子，当此被激发的有机分子回 到基础状态时发出荧光。从而，有机EL元件通过选择构成发光物质层的 荧光物质，可以改变发光颜色。如果在有机EL元件阳极侧的透明电极上施加正电压，另一方面，在 阴极侧的金属电极上施加负电压的话，电荷被积蓄，若电压值超过元件固 有的隔断电压或发光阈值电压，电流就开始流动。然后，发出与该直流电 压值大致呈比例的强度的光。换言之，可以说有机EL元件与激光二极管、 发光二极管等一样，是电流驱动型的自我发光元件。
有机EL显示装置的驱动方式，大体可以分为无源矩阵方式和有源矩 阵方式。但是，无源矩阵驱动方式的显示像素数量有限，寿命以及消耗电 力也受到限制。于是，作为有机EL显示装置的驱动方式，使用有利于实 现大面积 高精度的显示器面板的有源矩阵型驱动方式的情形逐渐变多， 对安装有源矩阵驱动方式的显示器的开发很盛行。有源矩阵驱动方式的显示装置上， 一方的电极被制成点矩阵状，为了 使形成于各电极上的有机EL元件独立驱动，每个电极上形成有作为发光 控制晶体管的多晶硅薄膜晶体管(多晶硅TFT)。另外，多晶硅TFT也作 为驱动有机EL元件的驱动晶体管，以及控制与写入数据相关动作的控制 晶体管使用。在以下说明中，也有把多晶硅TFT只说成"TFT"的情况。但是，在 只说成"TFT"的情况下，其材料并不限于多晶硅，也可以是例如非晶硅 TFT。有机EL元件的发光灰度，受TFT特性的影响很大。下述的专利文献 l，着眼于通过扫描线被驱动的TFT经光照时发生泄漏电流(光泄漏电流)， 使积蓄在保持电容中的电荷发生变动这一点，通过插入二极管，抑制其电 荷变动。专利文献l:日本特开2006—17966号公报专利文献1把TFT的光泄漏电流作为问题，但作为在TFT中产生的 泄漏电流，有关闭时的泄漏电流(暗电流)以及起因于电路动作而产生的 泄漏电流，将这些综合起来研究是重要的。本发明的发明者，着眼于有源矩阵型发光装置的黑色显示时(即，虽 然发光控制晶体管处于开启状态，但是驱动晶体管不供应电流，结果发光 元件处于非发光状态)，由于少量不必要的电流流过，引起发光元件轻微 发光、黑色电平上升，对比度降低的现象(黑色浮起)，综合研究其原因。结果得知，尤其是起因于电路动作的、瞬间大量的泄漏电流，与黑色 浮起的发生具有很大的相关性。艮P，改变扫描线的电位使发光控制晶体管由关闭转为开启时，经由此 发光控制晶体管的栅极，源极间的寄生电容，扫描线的电位变化成份向发 光元件侧泄漏，产生瞬间大量电流。在以下说明中，称此电流为"耦合电
流"。"耦合电流"是通过发光控制晶体管的寄生电容与发光元件耦合(结 合)，起因于过渡脉冲的电流。如果此耦合电流流过，尽管是黑色显示时，发光元件也瞬时发光、黑 色电平上升，对比度降低。由于此现象能够被人的视觉感知，所以会降低 显示图像的画质。艮P，通过本发明发明者的研究明确，与黑色显示时的对比度下降直接关联的重要原因，不是以往作为问题的由TFT的物理特性引起的泄漏电流，而是产生于电路中的泄漏电流。 发明内容本发明基于这样的研究，目的在于在不使电路复杂化的情况下，有效 抑制有源矩阵型发光装置黑色显示时的对比度降低。(1) 本发明的有源矩阵型发光装置具备像素电路，其具有发光 元件；驱动所述发光元件的驱动晶体管； 一端连接于所述驱动晶体管，积 蓄对应于写入数据的电荷的保持电容器；控制与向所述保持电容器写入数 据有关的动作的至少一个控制晶体管；介于所述发光元件与所述驱动晶体 管之间的发光控制晶体管；第1扫描线以及第2扫描线，所述第1扫描线 控制所述控制晶体管的开/闭，所述第2扫描线控制所述发光控制晶体管的 开/闭；数据线，其向所述像素电路传递写入数据；以及扫描线驱动电路， 其在驱动所述第1以及第2扫描线的同时，设定关于所述第2扫描线的电 流驱动能力使其低于关于所述第1扫描线的电流驱动能力。通过故意降低关于所述第2扫描线的电流驱动能力，缓和发光控制晶 体管的驱动脉冲的上升波形(即，缓和相对于时间的电压变化)。由此， 通过发光控制晶体管的寄生电容，可以抑制具有大的电流峰值的瞬间电流 (耦合电流)的流动。从而，降低黑色显示时黑电平的上升(黑色浮起)， 不必担心由对比度下降引起的显示图像的画质下降。另外，因为很容易调 整扫描线驱动电路的关于第2扫描线的电流驱动能力，没有必要设置特殊 电路，所以不用将电路结构复杂化，容易实现。(2) 在本发明的有源矩阵型发光装置的一个实施方式中，所述扫描 线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出
缓冲器，构成所述第2输出缓冲器的晶体管的尺寸，小于构成所述第l输 出缓冲器的晶体管的尺寸。通过调整构成输出缓冲器的晶体管尺寸，故意设定关于第2扫描线的 电流驱动能力，使其小于关于第l扫描线的电流驱动能力。此处，"晶体 管尺寸的大小"不仅限于"比较一个晶体管尺寸时的大小"。例如，也包 括在驱动第1扫描线的输出缓冲器中，单位尺寸的多个晶体管并列连接， 与此相对，在驱动第2扫描线的输出缓冲器中，只使用一个单位尺寸的晶 体管的情况(因为如果将并列连接的晶体管考虑为一个晶体管，可以看成 晶体管的尺寸不同)。 '(3) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，构成所述 第1以及第2输出缓冲器的晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，构成所述 第2输出缓冲器晶体管的沟道电导率(W/L)，小于构成所述第l输出缓 冲器晶体管的沟道电导率(W/L)。通过调整构成输出缓冲器MOS晶体管的沟道电导率(栅极宽W/栅极 长L)，故意降低关于第2扫描线的电流驱动能力，使其低于关于第l扫 描线的电流驱动能力。(4) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述扫描 线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出 缓冲器，所述第2输出缓冲器的输出端，连接于使关于所述第2扫描线的 电流驱动能力，低于关于所述第1扫描线的电流驱动能力的电阻。通过插入电阻限制电流流量，使关于第2扫描线的电流驱动能力低于 关于第1扫描线的电流驱动能力。此电阻可以被看作是时间定额电路的构 成要素，缓和第2扫描线的电压变化。就算构成输出缓冲器晶体管的尺寸 相同，只在驱动第2扫描线的输出缓冲器中加入电阻的话，可以只降低关 于第2扫描线的电流驱动能力。也可以是这样的使用方式将构成输出缓 冲器晶体管的尺寸变小，并且通过插入电阻进一步细微调整电流驱动能 力。(5) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述驱动 晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，改变所述第2扫描线的电位，使所述 驱动晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅极*源极间
的寄生电容，通过降低关于所述第2扫描线的电流驱动能力，减少由所述 第2扫描线的电位的变化成分向所述发光元件侧泄漏产生的耦合电流的电 流量，由此，在黑色显示时，抑制所述发光元件不必要的发光。由电路原因产生的耦合电流，为与黑色显示时对比度下降直接相关的重要原因。从而，本发明明确这一点将减小此耦合电流作为优先的解决 课题。(6) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述发光 控制晶体管与发光元件，被邻近配置在基板上。为了实现高集成化，在基板上有必要将发光控制晶体管和发光元件邻 近配置，此时经由发光控制晶体管的寄生电容流过的耦合电流不会衰减， 直接供给到发光元件，所谓的黑浮置的现象明显的可能性较强。根据本发 明，无需设置特别的电路，抑制黑电平的上升，没必要担心即使在高集成 的有源矩阵型发光装置中对比度降低的顾虑。(7) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，调整关于 所述第2扫描线的电流驱动能力，使所述第2扫描线的电位变化从产生到 收敛的时间为l个水平同步期间(1H)以上。通过使第2扫描线的电位变化到收敛为止的时间为1个水平同步期间 (1H)以上(换言之，在将第2扫描线视为CR时间定额电路的情况下， 令CR时间定额为1H以上)，防止陡峭的电位变化，可以准确防止峰值 大的瞬间耦合电流的产生。(8) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，通过所述 第1扫描线被驱动的所述控制晶体管，是连接于所述保持电容和所述驱动 晶体管的共同连接点以及所述数据线之间的开关晶体管，并且，此开关晶 体管在1个水平同步期间(1H)内，至少进行1次开/闭动作，另外，通 过所述第2扫描线被驱动的所述发光控制晶体管，在1个垂直同步期间(IV)内，至少进行l次开/闭动作。通过第1扫描线被驱动的控制晶体管(开关晶体管)，在1个水平同 步期间(1H)内，有必要以相对于一个水平时间(1H)十分短的时间(数 100ns 数Ps)进行开关。与此相对，通过减弱了电流驱动能力的第2扫 描线被驱动的发光控制晶体管，只要在l个垂直同步期间(IV)内的规定
期间进行开/闭动作就可以(换言之，不频繁发生开/闭)动作，并且，一 般设定此发光控制晶体管的开启时间，与其他晶体管的动作时间之间有一定的差额(margin)时间，从而，就算故意降低一些第2扫描线的驱动能 力，只要有效利用该差额时间调整驱动时间，电路动作上的延迟不会成为 什么问题。另外，由于不要求发光控制晶体管像其它控制晶体管一样频繁 且高速的开/闭，所以在这一点上也不产生什么问题。由此，就算故意降低 了第2扫描线的驱动能力，在实际电路动作上也不会有什么问题。(9) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述像素 电路为电流编程方式的像素电路，通过流经所述数据线的电流，控制积蓄 于所述保持电容的电荷，调整所述发光元件的发光灰度；或者为电压编程 方式的像素电路，通过经由所述数据线传导的电压信号，控制积蓄于所述 保持电容器的电荷，调整所述发光元件的发光灰度。本发明可以适用于，电压编程方式的发光装置以及电流编程方式的发 光装置双方。(10) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述像素 电路为电压编程方式的像素电路，具备补偿作为所述晶体管的绝缘栅极型 场效应晶体管的阈值电压变化电路结构，通过所述第1扫描线被驱动的所 述控制晶体管为写入晶体管，其一端连接数据线，另一端连接耦合电容器 的一端，另外，所述耦合电容器的另一端，连接于所述保持电容器和所述 驱动晶体管的共通连接点。由于可以抑制由驱动晶体管阈值电压的偏差引起的驱动电流变化，也 降低了驱动晶体管关闭时(黑色显示时)的泄漏电流，并且，由于抑制了 由耦合电流引起的黑电平的上升，所以可以确切实现期望水平的黑色显不.(11) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述发光 元件，为有机电致发光元件(有机EL元件)。有机EL元件容易彩色化，具有工作电流为远远低于无机EL元件的 低电压直流电流的优点，所以近年来，作为大型的显示面板等的应用被期 待。根据本发明，能够实现可以抑制由耦合电流引起的黑电平上升的、高 品 质的有机EL面板。10(12) 本发明的电子设备，搭载有本发明的有源矩阵型发光装置。 有源矩阵型的发光装置，有利于实现大面积，高精度的显示器面板，并且，本发明的有源矩阵型发光装置，设法避免产生对比度的低下。从而, 例如，可以作为电子设备的显示机器应用。(13) 在本发明的电子设备的一个实施方式中，所述有源矩阵型发光 装置，作为显示装置或者光源被使用。本发明的有源矩阵型发光装置，例如，可以作为搭载于手机终端的显 示面板，或者，像汽车导航装置一样的车载用机器的指示器使用。也可以 作为高精度色彩、大画面的显示面板使用。(14) 本发明的有源矩阵型发光装置的像素驱动方法，将像素电路中 的所述控制晶体管以及所述发光控制晶体管，分别经过第1以及第2扫描 线开/闭驱动，其中，所述像素电路具备发光元件；驱动所述发光元件的 驱动晶体管； 一端连接于所述驱动晶体管，积蓄对应于写入数据的电荷的 保持电容器；控制与向所述保持电容器写入数据有关的动作的至少一个控 制晶体管；介于所述发光元件与所述驱动晶体管之间的发光控制晶体管， 其特征在于，设定所述关于第2扫描线的电流驱动能力，使其低于所述关 于第l扫描线的电流驱动能力，由此，在使所述第2扫描线的电位变化， 使所述发光控制晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅 极*源极间的寄生电容，减少由于所述第2扫描线的电位变化成分向所述 发光元件侧泄漏而产生的耦合电流，抑制黑色显示时所述发光元件不必要 的发光。根据本发明的像素驱动方法，可以降低第2扫描线的驱动能力、减少 耦合电流，有效抑制黑电平的上升。
图1是表示本发明的有源矩阵型发光装置的一个例子(电流编程方式 的有机EL面板)的整体结构的电路图；图2是表示在图1的有源矩阵型发光装置中，像素(像素电路)的具 体的电路结构、扫描驱动中的输出缓冲器的电路结构和晶体管尺寸的电路 图3是用于说明图2电路中的耦合电流的降低效果的图；图4是用于说明图2的像素电路中动作的时间图；图5是用于说明有源矩阵型的有机EL面板中的像素的截面结构与采 光方式的设备的截面图，(a)是表示底部放射型结构的图、(b)是表示 顶部放射型结构的图；图6是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子(通过在驱动第 二扫描线的输出缓冲器的输出端连接电流控制电阻，降低电流驱动能力的 例子)的电路结构的电路图；图7是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子的整体结构的框图；图8是表示图7的有机EL显示面板的重要部分(图7中，用虚线包 围的X部分)的具体电路结构例的电路图；图9是用于说明图8的像素(像素电路)的动作时刻以及驱动晶体管 的栅极电压波形的变化的图；图10是表示使用了本发明的有源矩阵型发光装置的显示面板整体的 布局结构的图；图11是表示安装了图10中的显示面板的手提电脑外观的立体图； 图12是表示安装了本发明的显示面板的手机终端大体外观的立体图； 图13是表示作为取景器安装了本发明的有机EL面板的数码相机的外观和使用方式的图；图14是用于说明在有源矩阵型像素电路中，TFT的泄漏电流的图， (a)是像素电路的主要部分的电路，(b)是用于说明伴随发光元件的动作产生的泄漏电流的种类的时间图；图15是关于泄漏电流的责任依存性，将根据泄漏电流评价方式实施计算机模仿的结果，与流经发光元件的泄漏电流的实际测量值重合表示的图。图中，21—玻璃基板；22—透明电极(ITO) ; 23—有机发光层；24 —金属电极层；25—TFT电路；100a 100d—像素(像素电路)；200— 扫描线驱动器；202—移位寄存器；300—数据线驱动器；302—电流生成 电路；Wl (WL1 WL3)—驱动发光控制晶体管以外的控制晶体管的第1
扫描线；W2 (WL4) —驱动发光控制晶体管的第2扫描线；DL1， DL2 一数据线；DR1—驱动第1扫描线的第1输出缓冲器；DR2—驱动第2扫 描线的第2输出缓冲器;M13—驱动晶体管;M14—发光控制晶体管;OLED —有机EL元件等发光元件；Ch—保持电容器；VEL—像素电源电压(高 电平)；VCT—像素电源电压(低电平)；GWRT—写入控制信号；GEL 一发光控制信号(发光控制脉冲)。
具体实施方式
在说明本发明的具体实施方式
之前，先就本发明的发明者对有源矩阵 型像素电路中的TFT的泄漏电流的研究结果进行说明。图14 (a) 、 (b)，是用于说明在有源矩阵型像素电路中的TFT的 泄漏电流的图，(a)是像素电路的主要部分的电路，(b)是用于说明伴 随发光元件的动作而产生的泄漏电流的种类的时间图。在图14 (a)所示的电路中，M13是驱动晶体管(P沟道MOSTFT)， M14是作为开关元件的发光控制晶体管(NMOSTFT) ， OLED是作为发 光元件的有机EL元件。发光控制晶体管(M14)由发光控制信号(GEL) 驱动开启/关闭。发光控制晶体管(M14)的栅极*源极间存在寄生电容 (Cgs)。另外，VEL及VCT为像素电源电压。有机EL元件(OLED)的动作状态，如图14 (b)所示，大体分为发 光期间(时刻tl 时刻t2)与非发光期间(时刻t2 时刻t3)。另外，在 时刻tl，发光控制信号(发光控制脉冲GEL)从低电平上升为高电平， 在时刻t2，从高电平下降为低电平。时刻tl 时刻t3，相当于l个垂直同 步时间(IV)。在以下说明中，以表示"黑"为前提。即，在图14 (a)的电路中， 理想状态为即使是发光元件(OLED)的发光期间(时刻tl 时刻t2)， 驱动晶体管(M13)也维持关闭状态，没有驱动电流流动。但是，在现实 中存在泄漏电流。图14 (a)的电路中的泄漏电流，可以分为3种成份。一种成份，是在发光控制信号的高电平期间(时刻tl 时刻t2)流动 的像素电流(第1泄漏电流)，此第1泄漏电流，为驱动晶体管(PMOSTFT) M13关闭时的泄漏电流。
另一种成份，是在发光控制信号的低电平期间(时刻t2 时刻t3)流 动的像素电流(第2泄漏电流)，此第2泄漏电流，为发光控制晶体管 (NMOSTFT) M14关闭时的泄漏电流。 一般情况下，第1泄漏电流比第 2泄漏电流的电流量大。另外，剩余的一种成份，是发光控制信号(发光控制脉冲GEL)开 始上升时(时刻tl)，此发光控制信号(GEL)的电压变化成份，通过发 光控制晶体管(M14)的栅极 源极间存在的寄生电容(Cgs)泄露到发 光元件(OLED)侦lj，由此产生第3泄漏电流。在本说明书中，称此第3 泄漏电流为"耦合电流"。这是考虑到了发光控制信号(GEL)通过寄生 电容(Cgs)与发光元件(OLED)结合(耦合)而产生的电流。以往，特 别是对于此第3泄漏电流(耦合电流)，没有进行过任何考虑。考虑到以上3种泄漏电流，图14(a)的电路中的综合泄漏电流(Ileak)， 可以由以下公式(1)表示。I leak=nXIgel + dXIof* + (1—d) XIoffh...... (1) 此处，n为l个帧内的发光次数；d为发光任务(duty)(发光期间相对于1V期间的比率， O^dSl) ; Igel为起因于GEL信号耦合的耦合电流；Io饰为PMOSTFT (驱动晶体管M13)关闭时的泄漏电流(关闭电流)；Ioffn为NMOSTFT (发光控制晶体管M14)关闭时的泄漏电流(关闭电流)。由本发明的发明者的实验结果(图15)可以明确，通过上述(1)公 式的泄漏电源模型，可以高精度地模拟现实的泄漏电流。图15是关于泄漏电流的任务依存性，将根据泄漏电流评价公式实施 计算机模拟的结果，与流经发光元件的泄漏电流的实际测量值重合表示的 图。并且所谓任务，如上所述，是发光期间相对于1V期间的比率。图15中，带有黑色正方形点的特性线是模拟模型的特性线，带有黑 色圆形点的特性线是流经发光元件的泄漏电流的实际测量值。如图所示， 双方特性线几乎一致。换言之，可以得知，上述(1)公式的泄漏电流模 型，能够高精度地反映实际的泄漏电流值。此处应该注意的是，以往没有采取任何对策的第3泄漏电流(耦合电 流)的存在。此耦合电流虽然是瞬间发生，但是由于电流峰值大，导致发 光元件瞬时发光、黑电平上升(对比度下降)，此印象在人眼中残留，与
显示图像的画质低下直接相关。于是，在本发明中，设法通过电路(即，故意使关于第2扫描线的电 流驱动能力下降，缓和发光控制信号GEL的升/落的电压变化)使此耦合 电流减小，抑制由黑电平上升引起的对比度下降。下面，就本发明的实施方式，参照图进行说明。第1实施方式图1是表示本发明的有源矩阵型发光装置的一个例子(电流编程方式 的有机EL面板)的整体结构的电路图。如图所示，图1的有源矩阵型发光装置具备有源矩阵型像素(像素 电路)100a 100d;扫描线驱动器(扫描线驱动电路)200;数据线驱动 器(数据线驱动电路)300;第1以及第2扫描线(Wl， W2);数据线 (DU， DL2)。像素(像素电路)100a 100d具备通过第1扫描线(Wl)被驱动 的作为控制晶体管的NMOSTFT (Mil, M12);通过第2扫描线被驱动 的发光控制晶体管(M14);有机EL元件(OLED)。另外，扫描线驱动器200具备移位寄存器202;驱动第1扫描线(W1 ) 的输出缓冲器(DR1);驱动第2扫描线的输出缓冲器(DR2)。另外，数据线驱动器300具有用于电流驱动数据线(DL1， DL2)的 电流生成电路302。图2是表示在图1的有源矩阵型发光装置中，像素(像素电路)的具 体的电路结构、扫描驱动中的输出缓冲器的电路结构和晶体管尺寸的电路 图。另外，图2只画出了图l所示的多个像素中的像素100a。像素(像素电路)100a具备保持电容器(Ch);设于此保持电容 器(ch)与数据线(DL1)之间，控制向保持电容器(Ch)的写入数据的 动作以及写入数据的保持动作的控制晶体管(开关晶体管Mll、 M12); 生成使有机EL元件(OLED)发光的驱动电流(IEL)的驱动晶体管 (PMOSTFT) M13;发光控制晶体管(NMOSTFT) M14。驱动晶体管 M13、发光控制晶体管M14以及有机EL元件(OLED)串联连接在像素 电源电压(VEL， VCT)之间。另外，设于扫描线驱动器200的输出缓冲器(DR1， DR2)，分别由CMOS变压器构成。虽然图2中只记载了 l段变压器，但并不限于此，多 个变压器也可以以偶数段或奇数段连接。在此需要注意的一点是，故意设定驱动发光控制晶体管(M14)的扫 描线(W2)的电流驱动能力，使其低于驱动其他发光控制晶体管的扫描 线(Wl)的电流驱动能力。艮口，设定构成输出缓冲器(DR2)的晶体管(PMOSTFT (M30)， NMOSTFT (M31))的尺寸，使其小于构成输出缓冲器(DR1)的晶体 管(PMOSTFT (M20) ， NMOSTFT (M21))。图中，输出缓冲器(DR2) 比输出缓冲器(DR1)画的小，是为了明确晶体管尺寸的不同。具体来说，例如，构成输出缓冲器(DR2)的晶体管(PMOSTFT(M30)， NMOSTFT (M31))的栅极长(L)为10n m，栅极宽(W)为100u m。 与此相对，构成输出缓冲器(DR1)的晶体管(PMOSTFT(M20)，NMOSTFT (M21))的栅极长(L)为10um，栅极宽(W)为400um。换言之， 构成输出缓冲器(DR2)的晶体管的沟道电导率(W/L)，约为构成输出 缓冲器(DR1)的晶体管的1/4。图3是用于说明图2电路中的耦合电流的降低效果的图。图3的下侧 表示控制发光控制晶体管(M14)的开/闭的发光控制信号(GEL)的两种 开始波形。陡峭的开始波形(A)为由以往的驱动形成的波形，与此相对， 按定额时间上升的(电压变化和缓)的波形B，是图2所示的由设定低电 流驱动能力的输出缓冲器(DR2)驱动扫描线W2情况下的波形。图3的上侧表示，在黑色显示时，流经发光控制晶体管(M14)的栅 极*源极间寄生电容Cgs (参照图14 (a))的耦合电流的样态。耦合电 流(IELh图中，以点线表示)，为对应发光控制信号(GEL)的开始波 形A的耦合电流，其峰值为(IP1)，很大。另一方面，耦合电流(IEL2:图中，以实线表示)，为对应发光控制 信号(GEL)的开始波形B的耦合电流，其峰值(IPO)与(IP1)相比很 小。耦合电流(IEL1)虽然是瞬间发生，但是由于其电流峰值(IP1)大， 导致发光元件(OLED)瞬时发光、黑电平上升(对比度下降)，此印象 在人眼中残留，与显示图像的画质低下直接相关。
另一方面，耦合电流(正L2)，分散于时间轴方向上的峰值(IP0) 很低，黑电平上升也十分有限，几乎为不为人眼感知的程度。如此，通过故意使关于第2扫描线的电流驱动能力下降，缓和发光控 制信号GEL的升/落的电压变化，能够使峰值的瞬间很大的耦合电流减小， 抑制由黑电平上升引起的对比度下降。另外，第2扫描线的电流驱动能力的下降，虽然会带来一些驱动延迟， 但只要将驱动时间设定合理，不会发生什么问题。即，发光控制晶体管 (M14)只在1V期间中的规定时间进行开/闭动作，是驱动频率低的晶体 管，另一方面，其他控制晶体管(MU、 M12)在1H期间中进行至少1 次的开/闭驱动，为驱动频率高的晶体管。并且，发光控制晶体管的尺寸比 其他的TFT要大。换言之，最初就不要求发光控制晶体管(M14)具有像 其他控制晶体管(Mll、 M12) —样的高速开关性能，另外，驱动时设置 一定程度的时间边际。于是即使第2扫描线(W2)的驱动能力下降导致 产生一些驱动延迟，利用时间边际调整驱动时间的话，驱动时也不会产生 什么大的问题。关于驱动第2扫描线的驱动器电路(缓冲器DR2电路)的驱动能力， 如果设构成缓冲器电路TFT的饱和电流为Iw、 l水平期间为Tm、第2扫 描线的配线电容为CW2、扫描线的电压振幅为AV，优选设定缓冲器电路 的驱动能力满足CW2XAV+Isat=T1H。另外，耦合电流是发生于第2扫描 线开始上升的时候会成为黑色浮起的原因，因此也可以只限制Pch—TFT 的驱动能力来构成电路。另外，随着发光装置高集成化的发展，发光元件与发光控制晶体管被 越来越近的配置在基板上。在此情况下，如果发光控制脉冲向发光元件侧 泄漏的话，脉冲状电流不会减弱，直接流经发光元件使黑色浮起明显化。 于是，本发明也有能够提供适应高集成化的驱动电路的效果。另外，并列连接2个相同尺寸的晶体管的情况下，如果将此2个晶体 管看作l个晶体管，实质上就等于改变了晶体管尺寸。下面对图2的像素电路的具体动作进行说明。图4是用于说明图2像 素电路的动作的时间图。在图4中，时刻tlO 时刻U2为写入期间(基于 电流Iout的保持电容器Ch的电荷调整期间)，时刻tl2 时刻tl4为发光
期间。在发光期间，保持电容器(Ch)的两端电压在被保持的同时，由驱 动晶体管(M13)产生驱动电流正L (但是，黑色显示时驱动晶体管维持 在关闭状态)。此驱动电流正L通过处于关闭状态的发光控制晶体管(M14) 供给有机EL元件(OLED)。在图4中，时刻tll，通过第l扫描线(Wl)传导的扫描写入控制信 号(GWRT)为高电平，伴随于此，NMOSTFT (Mil, M12)同时开启。 由此，保持电容器(Ch)的一端与数据线(DL1)进行电连接。同时，由 电流生成电路302产生的电流(写入电流)Iout，调整保持电容器(Ch) 的保持电荷，由此，形成发光灰度的程序。在此，由于以黑色显示为前提， 黑色灰度被程序化。下面，在时刻t13，发光控制信号(GEL)经过扫描线W2以规定时 间缓慢上升。此时流动的驱动电流(正L2)只有耦合电流成分，并且，此 耦合电流分散于时间轴方向上，其峰值极小。于是，黑电平的上升(黑色 浮起程度)几乎不成问题。在时刻tl4，发光期间结束。发光控制信号(GEL)的时间被调整为， 在比时刻tl4稍微靠前的时间，由高电平转为低电平。下面，对于有源矩阵型的有机EL面板中的像素的截面结构与采光方 式进行说明。图5是用于说明在有源矩阵型的有机EL面板中的像素的截面结构与 采光方式的构想截面图，(a)是表示底部放射型结构的图、(b)是表示 顶部放射型结构的图。在图5 (a) 、 (b)中，参照符号21为透明玻璃基板；参照符号22 为透明电极(ITO);参照符号23为有机发光层(包括层叠形成有机电子 输送层与有机空穴输送层的情况)；参照符号24为铝等金属电极层；参 照符号25为TFT (多晶硅薄膜晶体管)电路。作为构成TFT电路25的多晶硅薄膜晶体管，优选使用制造时的最高 温度控制在60(TC以下的，所谓"低温多晶硅薄膜晶体管"。有机发光层23，例如，可以通过喷墨式印刷法形成。另外，透明电极 22以及金属电极24，例如，可以通过溅射法等形成。图5 (a)的底部放射型结构，通过基板21发出光(EM)。与此相对，
图5 (b)的顶部放射型结构，向基板21的反方向发出光(EM)。图5 (a)的底部放射型结构，如果构成像素电路的元件数增加，TFT 电路25的占有面积增大的话，发光部的开口率相应降低，有发光亮度下 降的情况。在这一点上，图5 (b)的顶部放射型结构，即使TFT电路25 的占有面积增大，也不会有开口率降低的担心。在像素电路的元件数增多 成为问题时，可以说优选采用图5 (b)的顶部放射型结构。但是，并不仅 限于此，开口率略有降低不会造成什么影响时，也可以采用底部放射型结 构。第2实施方式图6是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子(通过在驱动第 2扫描线的输出缓冲器的输出端连接电流控制电阻，降低电流驱动能力的 例子)的电路结构的电路图。在图6中，与图2共同的部分，使用相同的 参照符号。图6的有源矩阵型发光装置的电路结构，与图2所示电路的电路结构 基本相同。但是在图6中，构成2个输出缓冲器(DR1， DR2)的晶体管 (M20， M21， M30， M31)的尺寸(沟道电导率W/L)相同，并且，输 出缓冲器(DR2)的输出端连接电阻RIOO。电阻R100作为电流控制电阻发挥作用，另外，也作为CR的时间定 额电路的构成要素发挥作用。通过适当调整电阻RIOO的电阻值，能够将 关于第2扫描线(W2)的电流驱动能力设为最合适。通过介入此电阻RIOO，输出缓冲器(DR2)的电流驱动能力被实质性 降低。从而，通过第2扫描线(W2)驱动发光控制晶体管(M14)时的发 光控制信号(GEL)的开始波形钝化，减小耦合电流，抑制黑电平的上升。虽然在图6中，构成2个输出缓冲器(DR1， DR2)的晶体管的尺寸 相同，但并不限于此，例如，也可以相对减小构成输出缓冲器(DR2)的 晶体管的尺寸，再连接电阻RIOO，细微调整关于扫描线(W2)的电流驱 动能力。如果设连接电阻值R的1个水平期间为T1H，第2扫描线的配线电容 为Cw2，那么优选设定满足Cw2XR-Tw的电阻值R。 第3实施方式
图7是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子的整体结构的框 图。在以下说明中，有源矩阵型发光装置为有机EL面板。在图7的有机EL显示面板中，使用有机EL元件作为发光元件，使 用多晶硅薄膜晶体管(TFT)作为能动元件。在以下说明中，有将"多晶 硅薄膜晶体管"写为"薄膜晶体管"、"TFT"或只写为"晶体管"的情 况。并且，有机EL元件，形成于形成有薄膜晶体管(TFT)的基板上。 另外，有机EL元件具有2个电极夹着含有发光层的有机层的结构，在本 发明中，优选采用顶部放射型结构。图7的有源矩阵型发光装置，被配置为矩阵状，具备包含有机EL 元件的像素(像素电路)100a 100f;数据线(DL1， DL2);组成一组 的多根扫描线(WL1 WL4);扫描线驱动器200;具备数据线预充电电 路(Ml)的数据线驱动器300;像素电源配线(SL1， SL2)。数据线预充电电路(Ml)，由具备充足的电流驱动能力的N型绝缘 栅极型TFT (MOSTFT)构成。该TFT (Ml)由数据线预充电控制信号 (NRG)控制开/闭，漏极与数据线预充电电压(也有只说预充电电压的 情况)VST连接，源极与数据线(DL1， DL2)连接。另外，数据线预充 电电压(VST)，例如，被设定为10伏以上。扫描线(WL1)，通过写入控制信号GWRT，控制各像素(100a 100f) 内写入晶体管(图7中没有表示)的开/闭。另外，扫描线(WL2)，通过像素预充电控制信号(GPRE)，控制 各像素(100a 100f)内的像素预充电晶体管(图7中没有表示)。另外，扫描线(WL3)，通过补偿控制信号(GINIT)，控制各像素 (100a 100f)内的补偿晶体管(图7中没有表示)。另外，扫描线(WL4)，通过发光控制信号(GEL)，控制各像素(100a 100f)内的发光控制晶体管(图7中没有表示)。扫描线驱动器200，以固定的时间周期性驱动这4根扫描线(WL1 WL4)。另外，像素电源配线(SL1)为了使有机EL元件发光，向各像素供 给高电平电源电压(VEL:例如13V)。另外，像素电源配线(SL2)，
向各像素供给低电平电源电压(VCT:例如接地电位)。图8是表示图7的有机EL显示面板的重要部分(图7中，用虚线包 围的X部分)的具体电路结构例的电路图。如图所示，像素(像素电路)100a由以下部分构成写入晶体管(M2); 耦合电容器(Cc);第l以及第2保持电容器(chl， ch2);驱动晶体管 (M6);像素预充电晶体管(M3， M4);补偿晶体管(M4， M5);发 光控制晶体管(M7);作为发光元件的有机EL元件(OLED)。写入晶体管(M2)由N型TFT构成， 一端连接数据线(DL1)，另 一端连接耦合电容器(Cc)的一端，栅极连接扫描线WL1。此写入晶体 管(M2)，通过写入控制信号(GWRT)，写入数据时处于开启状态。驱动晶体管(M6)由P型TFT构成， 一端与像素电源电压(VEL) 连接，栅极连接耦合电容器(Cc)的另一端。此驱动晶体管(M6)，在 有机EL元件(OLED)发光期间开启，供给有机EL元件(OLED)驱动 电流。耦合电容器(Cc)，夹在写入晶体管(M2)的另一端与驱动晶体管 (M6)的栅极之间。在数据的写入期间，写入电压的变化成分(交流成 分)通过此耦合电容器(Cc)传达到驱动晶体管(M6)的栅极。第1保持电容器(chl)的一端与驱动晶体管(M6)和耦合电容器(Cc) 的共通连接点连接，另一端与像素电源电压(VEL)连接。此处，第1保 持电容器(chl)的另一端，也可以代替VEL接地(GND)。即，第l保 持电容器(chl)的另一端，连接稳定的直流电位。此第1保持电容器(chl)，保持写入数据(写入电压)，就算在非 选择期间，也可以维持有机EL元件(OLED)的发光。另外，此第1保 持电容器(chl)同时还具有稳定驱动晶体管(M6)的栅极电压的功能。第2保持电容器(ch2)的一端与写入晶体管(M2)和耦合电容器(Cc) 的共通连接点连接，另一端与像素电源电压(VEL)连接。此处，第2保 持电容器(ch2)的另一端，也可以代替VEL接地(GND)。即，第2保 持电容器(ch2)的另一端，连接稳定的直流电位。设置此第2保持电容器(ch2)的目的在于，通过起因于写入晶体管 (M2)源极外泄电容(寄生电容)与数据线(DL1)发生的冲突，以及由
与其它数据线发生电磁耦合产生的冲突，抑制耦合电容器一端的电位变化。由此，稳定驱动晶体管(M6)的栅极电压。像素预充电晶体管(M3)， 一端与数据线DL1连接，栅极与扫描线 (WL2)连接。此像素预充电晶体管(M3)，通过像素预充电控制信号 (GPRE)在数据线预充电期间(数据线预充电电路Ml开启时间)，将 耦合电容器(Cc)预充电(初始化)。其结果，耦合电容器(Cc)两端的 电位，被提升为与收敛目标的电压相近的水平(这一点，用图3说明)。 另外，此像素预充电晶体管(M3)，在数据线预充电期间结束后关闭。 由此，像素(具体为耦合电容器Cc)与数据线(DL1)分开。并且，补偿晶体管(M4)对耦合电容器(Cc)的预充电也有贡献， 因此，可以说补偿晶体管(M4)也兼备像素预充电晶体管的功能。另外，补偿晶体管(M4， M5)的栅极与扫描线(WL3)连接，通过 补偿控制信号(GINIT)在阈值电压的补偿期间被开启。补偿晶体管(M4， M5)的作用为，形成将耦合电容器(Cc)的写入晶体管(M2)侧一端的 直流电位，收敛为目标值的电流流路。即，其作用为吸收驱动晶体管(M6) 的阈值电压的偏差，产生栅极电压的补偿值(补正值)。着眼于这一点， 晶体管(M4， M5)被称为"补偿晶体管"。另外，如上所述，补偿晶体管(M4)同时具有形成耦合电容器(Cc) 预充电的电流流路的功能。另外，发光控制晶体管(M7)，介于驱动晶体管(M6)与有机EL 元件(OLED)之间，其栅极连接扫描线(WL4)。此发光控制晶体管(M7)， 通过发光控制信号(GEL),在有机EL元件(OLED)发光期间开启，供 给有机EL元件(M7) (OLED)驱动电流，使有机EL元件(OLED)发 光。因为此发光控制晶体管(M7)的存在，像素(像素电路)100a成为 有源矩阵型像素(像素电路)。关于驱动此发光控制晶体管(M7)的扫描线(WL4)的电流驱动能 力，与前面所述的实施方式相同，设定为低于驱动其它晶体管的扫描线 (WL1 WL3)的电流驱动能力。由此，抑制起因于耦合电流的黑电平的 上升。下面，对图8的像素(像素电路)的动作进行说明。图9是用于说明
图8的像素(像素电路)的动作时间以及驱动晶体管的栅极电压波形的变 化的图。在图9中，时刻tl 时刻t2、时刻t2 时刻t6、时刻t6 时刻t9、时 刻t9 时刻t10，分别相当于l个水平同步期间(图中记为1H)。在图9的情况下，时刻t2以前和时刻t9以后为有机EL元件(OLED) 发光的"发光期间"。另外，时刻t3 时刻t5的期间，为补偿驱动晶体管 (M6)的阈值电压偏差的"补偿期间"。另外，时刻t7 时刻t8的期间， 为从数据线(DL1)通过写入晶体管以及耦合电容器写入数据的"写入时 间"。各水平同步期间(1H)开始后极短的期间内，数据线预充电信号(NRG) 为高电平，由此，数据线预充电电路(Ml)开启，进行数据线预充电。关于图8的像素100a，像素预充电控制信号(GPRE)在时刻t3 时 刻t4为高电平(即，与数据线预充电期间同时变为高电平)。在像素预充 电信号(GPRE)为高电平的期间内，像素预充电晶体管(M3)开启，像 素100a通过此像素预充电晶体管(M3)连接数据线(DL1)。由此，进 行耦合电容器(Cc)的预充电。但是，像素预充电晶体管(M3)只在数 据线(DL1)的预充电期间开启，结束后马上关闭。另外，补偿控制信号(GINIT)在时刻t3 时刻t5期间(补偿期间) 为高电平。由此，补偿晶体管(M4， M5)开启，在驱动晶体管(M6)成 为二极管接续状态的同时，此二极管的阳极与耦合电容器(Cc)的两端各 自连接形成电流流路。然后，耦合电容器(Cc)两端的电位，被收敛在反 映了驱动晶体管(M6)的阈值电压(Vth)的电压值(VEL-Vth)。写入控制信号(GWRT)，在时刻t7 时刻t8期间为高电平，由此开 启写入晶体管(M2)。由数据线(DL1)向像素100a写入第n个数据 (DATAn)。由此，开启驱动晶体管(M6)。另外，由于存在第1保持 电容器(chl)，写入的数据(写入电压)即使在像素100a的非选择期间 也被保持。发光控制信号(GEL)，在写入数据后的时刻t9为高电平，由此开启 发光控制晶体管(M7)。由驱动晶体管(M6)供给有机EL元件(OLED) 驱动电流，使有机EL元件(OLED)发光。
图9的下侧，表示驱动晶体管(M6)的栅极电压变化的状态。在时 刻t3，像素预充电信号(GPRE)成为高电平，像素预充电晶体管(M3) 开启。并且，在时刻t3，因为补偿控制信号(GINIT)也转为高电平，所 以补偿晶体管(M4)也同时开启。由此，数据线(DL1)与耦合电容器(Cc) 的两端分别电连接。进而，在时刻t3 时刻t4期间，耦合电容器(Cc) 通过数据线(DL1)的预充电电流被迅速预充电。于是，驱动晶体管(M6) 的栅极电位，迅速上升至数据线的预充电电压(VST:连接数据线预充电 电路(Ml) —端的电压)。由于数据线预充电电路(Ml)的电流驱动能 力高，所以耦合电容器(Cc)的高速预充电是可能的。
到了时刻t4，由于像素预充电晶体管(M3)关闭，像素100a与数据 线(DL1)分开。另夕卜，此时由于补偿晶体管(M5)开启，驱动晶体管的 栅极、源极间短路，成为二极管接触状态。
从而，在时刻t4 时刻t7， 二极管接触状态的驱动晶体管(M6)的 正方向电流，直接供给耦合电容器(Cc)的驱动晶体管(M6)侧的一端。 另外，此正方向电流，经过开启着的补偿晶体管(M4)，也供给耦合电 容器(Cc)的写入晶体管(M2)侧的一端。由此，耦合电容器(Cc)被 充电，随时间上升，结果是收敛为反映了驱动晶体管(M6)的阈值电压 (Vth)的电位(VEL—Vth)。由于通过预充电使驱动晶体管(M6)的栅 极电压成为与收敛目标值相近的电位(VST)，加速了向(VEL—Vth)的 收敛。此收敛电压值(VEL—Vth)，为补偿(修正)正规的写入电压的 补偿(修正)电压值。
另夕卜，虽然为了使驱动晶体管(M6)的栅极电压收敛为(VEL—Vth) 需要一定时间，但是在本发明中，因为像素预充电期间后，像素与数据线 (DL1)分开，所以可以并列进行由数据线(DL1)向其它像素写入数据， 以及像素100a内部的补偿动作。可以通过多个水平同步期间进行补偿动 作，进而，可以确保充足的补偿期间。
然后，数据在时刻t7被写入，写入的数据能够被保持到时刻t8以后。
如图9的最下方所示，发光控制信号(GEL)从时刻t2到时刻t8，即， 跨越1个水平同步期间(1H)以上，电位缓慢变化。在图9中可以明确地 看出，发光控制信号(GEL)的关闭期间为从t2到t9的2H个足够长的期 间。着眼于这一点，减弱扫描线(WL4)的电流驱动能力，设定扫描线的 电位从开始到收敛的变化时间为1H以上。此处，特别是在写入期间(时刻t7 时刻t8)，如果满足发光控制晶 体管(M7)完全关闭的条件，在补偿期间(时刻t3 时刻t5)中，就算 随着补偿动作若干电流泄漏于发光元件，也不会产生什么大问题。本发明， 优先通过降低峰值的大量耦合电流抑制黑色浮起，将画质的降低控制在最 小。本实施方式因为能够抑制由驱动晶体管的阈值的偏差引起的驱动电 流的变化，减少驱动晶体管关闭时(黑色显示时)的泄漏电流，并且抑制 由耦合电流引起的黑电平的上升，所以能够确切实现期望水平的黑色显示。第4实施方式在本实施方式中，对应用了本发明的有源矩阵型发光装置的电子设备 进行说明。另外，本发明的发光装置应用于手机、电脑、CD播放器、DVD播放 器等小型的、便携电子设备特别有效。当然并不仅限于应用于此。(1) 显示面板图10是表示使用了本发明的有源矩阵型发光装置的显示面板整体的 布局结构的图。此显示面板具备具有电压程序式像素的有源矩阵型有机EL元件 200;内置有电平移位器的扫描线驱动器210;可移动的TAB膜220;带 有RAM/整流器的外部模式驱动器LSI230。(2) 笔记本电脑图11是表示安装了图10中的显示面板的手提电脑外观的立体图。 在图11中，电脑1100具备，包含键盘1102的本体1104和表示单元 1106。(3) 手机终端图12是表示安装了本发明的显示面板的手机终端大体外观的立体图。 手机1200具备多个操作键1202;扬声器1204;话筒1206;本发明的显 示面板100。
(4)数码相机图13是表示作为取景器安装了本发明的有机EL显示面板的数码相机的外观和使用方式的图。此数码相机1300，在壳体1302的后面，具备根据CCD的图像信号进 行显示的有机EL面板100。所以，此有机EL面板100，作为表示被摄物 体的取景器发挥作用。壳体1302的前面(图的后方)，有具备光学镜头 及CCD的感光单元1304。摄影者决定由有机EL面板100表示的被摄影物体图像，打开快门的 话从CCD输送图像信号，保存于电路基板1308内的记忆卡里。此数码相 机1300，在壳体1302的侧面设有视频信号输出端子1312以及数据通信用 输入输出端子1314。如图所示，根据需要，各自将TV控制器1430以及 电脑1440连接于视频信号输出端子1312以及输入输出端子1314。由规定 的操作，保存于电路基板1308内的记忆卡里的图像信号，向TV控制器 1430以及电脑1440输出。本发明除了上述电子设备，也可以作为显示面板应用于TV组合、放映取景器式以及监控式录影机、PDA终端、汽车导航系统、电子笔记、 计算器、文字处理机、工作站、TV电话、POS系统终端以及带触摸屏的 元件。另外，本发明的发光装置，也可以作为打印机等的光源使用。另外， 用于本发明的像素驱动电路，可以应用于例如磁电阻RAM、电容传感 器(capacitance sensor)、 电荷传感器(charge sensor) 、 DNA传感器、 监视摄像头以及其它多种装置。另外，用于本发明的像素驱动电路，不仅可以用于有机/无机EL元件 的驱动，也可以用于激光二极管(LD)及发光二极管的驱动。如以上说明，本发明可以在不将电路构成复杂化的情况下，在具备像 电致发光(EL)元件一样的自我发光元件的有源矩阵型发光装置中，有效 防止黑色浮起(在显示黑色时也有不必要的电流流动，由此，发光元件轻 微发光、黑电平上升，对比度降低的现象)。根据本发明，有源矩阵型发光装置被高度集成化，就算发光控制晶体 管与发光元件在基板上被配置的更近，也不会有由于耦合电流引起的黑色
浮起导致的画质低下。另外，本发明可以适用于电流编程方式/电压编程方式的双方的有源矩 阵型发光装置。在将本发明适用于有源矩阵型发光装置，可以补偿驱动TFT的阈值电压偏差的电压编程方式的情况下，因为能够抑制由驱动晶体管的阈值的偏 差引起的驱动电流的变化，减少驱动晶体管关闭时(黑色显示时)的泄漏 电流，并且抑制由耦合电流引起的黑电平的上升，所以能够确切实现期望 水平的黑色显示。另外，本发明的有源矩阵型发光装置，因为不需要搭载特别的电路， 所以无有源电路基板特别大型化的担心，也适用搭载于像手机终端一样的 小型电子设备。本发明的有源矩阵型发光装置，可以有效抑制黑色显示时的对比度低 下，进而，作为有源矩阵型发光装置，以及有源矩阵型发光装置的像素驱动方法有用，特别是，在具备像电致发光(EL)元件一样的自我发光元件 的有源矩阵型发光装置中，作为防止黑色浮起的技术有用。
权利要求
1. 一种有源矩阵型发光装置，其中， 具备像素电路，具有发光元件；驱动所述发光元件的驱动晶体管； 一端 连接于所述驱动晶体管，积蓄与写入数据对应的电荷的保持电容器；控制 与向所述保持电容器写入数据有关的动作的至少一个控制晶体管；介于所 述发光元件与所述驱动晶体管之间的发光控制晶体管；第1扫描线以及第2扫描线，所述第1扫描线控制所述控制晶体管的 开/闭，所述第2扫描线控制所述发光控制晶体管的开/闭；数据线，向所述像素电路传递写入数据；以及扫描线驱动电路，在驱动所述第l以及第2扫描线的同时，设定关于 所述第2扫描线的电流驱动能力使其低于关于所述第1扫描线的电流驱动 能力。
2. 如权利要求l所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述扫描线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出缓冲器，构成所述第2输出缓冲器的晶体管的尺寸小于构成所述第1输出缓冲 器的晶体管的尺寸。
3. 如权利要求2所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 构成所述第1以及第2输出缓冲器的晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，构成所述第2输出缓冲器的晶体管的沟道电导率(W/L)小于构成所 述第l输出缓冲器的晶体管的沟道电导率(W/L)。
4. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述扫描线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出缓冲器，所述第2输出缓冲器的输出端连接于用于使关于所述第2扫描线的电 流驱动能力低于关于所述第1扫描线的电流驱动能力的电阻。
5. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于，所述驱动晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，使所述第2扫描线的电位变化，使所述发光控制晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅极，源极间的寄生电容，通过降低关于所述第2扫描线的电流驱动能力，减少由所述第2扫描线的电位的变化 成分向所述发光元件侧泄漏产生的耦合电流的电流量，由此，抑制在黑色 显示时的所述发光元件的不必要的发光。
6. 如权利要求l所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述发光控制晶体管和发光元件，被邻近配置在基板上。
7. 如权利要求l所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 调整关于所述第2扫描线的电流驱动能力，使所述第2扫描线的电位的变化从产生到收敛为止的时间为1个水平同步期间(1H)以上。
8. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 通过所述第1扫描线而驱动的所述控制晶体管是连接于所述保持电容器和所述驱动晶体管的共同连接点以及所述数据线之间的开关晶体管，并 且，该开关晶体管在1个水平同步期间(1H)内，至少进行1次开/闭动 作，另外，通过所述第2扫描线而驱动的所述发光控制晶体管，在l个垂 直同步期间(IV)内，至少进行l次开/闭动作。
9. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述像素电路为电流编程方式的像素电路，通过经由所述数据线流过的电流，控制积蓄于所述保持电容器的电荷，调整所述发光元件的发光灰 度；或者为电压编程方式的像素电路，通过经由所述数据线传递的电压信 号，控制积蓄于所述保持电容器的电荷，调整所述发光元件的发光灰度。
10. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述像素电路为电压编程方式的像素电路，具备用于补偿作为所述驱动晶体管的绝缘栅极型场效应晶体管的阈值电压的变动的电路结构；通过所述第1扫描线而驱动的所述控制晶体管为写入晶体管，其一端 连接于数据线，另一端连接于耦合电容器的一端，另外，所述耦合电容器 的另一端连接于所述保持电容器和所述驱动晶体管的共通连接点。
11. 如权利要求1 10的任一项所述的有源矩阵型发光装置，其特征 在于，所述发光元件为有机电致发光元件(有机EL元件)。
12. —种电子设备，其中，其搭载有权利要求1 11的任一项所述的有源矩阵型发光装置。
13. 如权利要求12所述的电子设备，其特征在于， 所述有源矩阵型发光装置，作为显示装置或光源而使用。
14. 一种有源矩阵型发光装置的像素驱动方法，将像素电路中的所述 控制晶体管以及所述发光控制晶体管分别经由第1以及第2扫描线开/闭驱动，所述像素电路具备发光元件；驱动所述发光元件的驱动晶体管；一 端连接于所述驱动晶体管，积蓄与写入数据对应的电荷的保持电容器；控 制与向所述保持电容器写入数据有关 的动作的至少一个控制晶体管；介于 所述发光元件与所述驱动晶体管之间的发光控制晶体管，其中，设定关于所述第2扫描线的电流驱动能力，使其低于关于所述第1扫 描线的电流驱动能力，由此，在使所述第2扫描线的电位变化，使所述发 光控制晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅极，源极 间的寄生电容，减少由于所述第2扫描线的电位的变化成分向所述发光元 件侧泄漏而产生的耦合电流，抑制在黑色显示时的所述发光元件的不必要 的发光。
全文摘要
本发明目的在于在不使电路结构复杂化的情况下，有效抑制有源矩阵型发光装置中黑色显示时的对比度降低。设定扫描线驱动器(200)中的、驱动发光控制TFT(M14)的关于第2扫描线(W2)的电流驱动能力，使其低于驱动其它控制晶体管(M11、M12)的关于第1扫描线(W1)的电流驱动能力。由此，抑制黑色显示时的所谓黑色浮起现象(即，发光控制信号(GEL)的电压变化成分，经由发光控制TFT(M14)的栅极·源极间的寄生电容泄漏向有机EL元件，峰值大的瞬间电流(耦合电流)流动，黑色显示时黑电平上升的现象)。
文档编号G09G3/20GK101123065SQ20071014113
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月8日 优先权日2006年8月9日
发明者北泽幸行 申请人:精工爱普生株式会社
技术领域：
本发明涉及有源矩阵型发光装置以及有源矩阵型发光装置的像素驱动方法。特别是涉及在具备像电致发光(EL)元件这样的自发光元件的像 素的黑色显示中，有效防止黑色浮起(在黑色显示时也有不必要的电流流 动，由此，发光元件轻微发光、黑电平上升，对比度降低的现象)的技术。
背景技术：
近年来，具有高效率、薄型、轻质、低视场角依存性等特征的电致发 光(EL)元件受到注目，对安装有该EL元件的显示器的开发很盛行。EL 元件是通过给荧光性化合物施加电场而发光的自我发光型元件，可以大致 分为使用硫化锌等无机化合物作为发光物质层的无机EL元件，以及使 用二胺类等有机化合物作为发光物质层的有机EL元件。有机EL元件容易彩色化，具有工作电流为远远低于无机EL元件的 低电压直流电流的优点，所以近年来，应用于便携终端的显示装置等被特 别期待。有机EL元件构成为在从空穴注入电极向发光物质层注入空穴(正 孔)的同时，从电子注入电极向发光物质层注入电子，通过注入的电极和 电子的再结合，激发构成发光中心的有机分子，当此被激发的有机分子回 到基础状态时发出荧光。从而，有机EL元件通过选择构成发光物质层的 荧光物质，可以改变发光颜色。如果在有机EL元件阳极侧的透明电极上施加正电压，另一方面，在 阴极侧的金属电极上施加负电压的话，电荷被积蓄，若电压值超过元件固 有的隔断电压或发光阈值电压，电流就开始流动。然后，发出与该直流电 压值大致呈比例的强度的光。换言之，可以说有机EL元件与激光二极管、 发光二极管等一样，是电流驱动型的自我发光元件。
有机EL显示装置的驱动方式，大体可以分为无源矩阵方式和有源矩 阵方式。但是，无源矩阵驱动方式的显示像素数量有限，寿命以及消耗电 力也受到限制。于是，作为有机EL显示装置的驱动方式，使用有利于实 现大面积 高精度的显示器面板的有源矩阵型驱动方式的情形逐渐变多， 对安装有源矩阵驱动方式的显示器的开发很盛行。有源矩阵驱动方式的显示装置上， 一方的电极被制成点矩阵状，为了 使形成于各电极上的有机EL元件独立驱动，每个电极上形成有作为发光 控制晶体管的多晶硅薄膜晶体管(多晶硅TFT)。另外，多晶硅TFT也作 为驱动有机EL元件的驱动晶体管，以及控制与写入数据相关动作的控制 晶体管使用。在以下说明中，也有把多晶硅TFT只说成"TFT"的情况。但是，在 只说成"TFT"的情况下，其材料并不限于多晶硅，也可以是例如非晶硅 TFT。有机EL元件的发光灰度，受TFT特性的影响很大。下述的专利文献 l，着眼于通过扫描线被驱动的TFT经光照时发生泄漏电流(光泄漏电流)， 使积蓄在保持电容中的电荷发生变动这一点，通过插入二极管，抑制其电 荷变动。专利文献l:日本特开2006—17966号公报专利文献1把TFT的光泄漏电流作为问题，但作为在TFT中产生的 泄漏电流，有关闭时的泄漏电流(暗电流)以及起因于电路动作而产生的 泄漏电流，将这些综合起来研究是重要的。本发明的发明者，着眼于有源矩阵型发光装置的黑色显示时(即，虽 然发光控制晶体管处于开启状态，但是驱动晶体管不供应电流，结果发光 元件处于非发光状态)，由于少量不必要的电流流过，引起发光元件轻微 发光、黑色电平上升，对比度降低的现象(黑色浮起)，综合研究其原因。结果得知，尤其是起因于电路动作的、瞬间大量的泄漏电流，与黑色 浮起的发生具有很大的相关性。艮P，改变扫描线的电位使发光控制晶体管由关闭转为开启时，经由此 发光控制晶体管的栅极，源极间的寄生电容，扫描线的电位变化成份向发 光元件侧泄漏，产生瞬间大量电流。在以下说明中，称此电流为"耦合电
流"。"耦合电流"是通过发光控制晶体管的寄生电容与发光元件耦合(结 合)，起因于过渡脉冲的电流。如果此耦合电流流过，尽管是黑色显示时，发光元件也瞬时发光、黑 色电平上升，对比度降低。由于此现象能够被人的视觉感知，所以会降低 显示图像的画质。艮P，通过本发明发明者的研究明确，与黑色显示时的对比度下降直接关联的重要原因，不是以往作为问题的由TFT的物理特性引起的泄漏电流，而是产生于电路中的泄漏电流。 发明内容本发明基于这样的研究，目的在于在不使电路复杂化的情况下，有效 抑制有源矩阵型发光装置黑色显示时的对比度降低。(1) 本发明的有源矩阵型发光装置具备像素电路，其具有发光 元件；驱动所述发光元件的驱动晶体管； 一端连接于所述驱动晶体管，积 蓄对应于写入数据的电荷的保持电容器；控制与向所述保持电容器写入数 据有关的动作的至少一个控制晶体管；介于所述发光元件与所述驱动晶体 管之间的发光控制晶体管；第1扫描线以及第2扫描线，所述第1扫描线 控制所述控制晶体管的开/闭，所述第2扫描线控制所述发光控制晶体管的 开/闭；数据线，其向所述像素电路传递写入数据；以及扫描线驱动电路， 其在驱动所述第1以及第2扫描线的同时，设定关于所述第2扫描线的电 流驱动能力使其低于关于所述第1扫描线的电流驱动能力。通过故意降低关于所述第2扫描线的电流驱动能力，缓和发光控制晶 体管的驱动脉冲的上升波形(即，缓和相对于时间的电压变化)。由此， 通过发光控制晶体管的寄生电容，可以抑制具有大的电流峰值的瞬间电流 (耦合电流)的流动。从而，降低黑色显示时黑电平的上升(黑色浮起)， 不必担心由对比度下降引起的显示图像的画质下降。另外，因为很容易调 整扫描线驱动电路的关于第2扫描线的电流驱动能力，没有必要设置特殊 电路，所以不用将电路结构复杂化，容易实现。(2) 在本发明的有源矩阵型发光装置的一个实施方式中，所述扫描 线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出
缓冲器，构成所述第2输出缓冲器的晶体管的尺寸，小于构成所述第l输 出缓冲器的晶体管的尺寸。通过调整构成输出缓冲器的晶体管尺寸，故意设定关于第2扫描线的 电流驱动能力，使其小于关于第l扫描线的电流驱动能力。此处，"晶体 管尺寸的大小"不仅限于"比较一个晶体管尺寸时的大小"。例如，也包 括在驱动第1扫描线的输出缓冲器中，单位尺寸的多个晶体管并列连接， 与此相对，在驱动第2扫描线的输出缓冲器中，只使用一个单位尺寸的晶 体管的情况(因为如果将并列连接的晶体管考虑为一个晶体管，可以看成 晶体管的尺寸不同)。 '(3) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，构成所述 第1以及第2输出缓冲器的晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，构成所述 第2输出缓冲器晶体管的沟道电导率(W/L)，小于构成所述第l输出缓 冲器晶体管的沟道电导率(W/L)。通过调整构成输出缓冲器MOS晶体管的沟道电导率(栅极宽W/栅极 长L)，故意降低关于第2扫描线的电流驱动能力，使其低于关于第l扫 描线的电流驱动能力。(4) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述扫描 线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出 缓冲器，所述第2输出缓冲器的输出端，连接于使关于所述第2扫描线的 电流驱动能力，低于关于所述第1扫描线的电流驱动能力的电阻。通过插入电阻限制电流流量，使关于第2扫描线的电流驱动能力低于 关于第1扫描线的电流驱动能力。此电阻可以被看作是时间定额电路的构 成要素，缓和第2扫描线的电压变化。就算构成输出缓冲器晶体管的尺寸 相同，只在驱动第2扫描线的输出缓冲器中加入电阻的话，可以只降低关 于第2扫描线的电流驱动能力。也可以是这样的使用方式将构成输出缓 冲器晶体管的尺寸变小，并且通过插入电阻进一步细微调整电流驱动能 力。(5) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述驱动 晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，改变所述第2扫描线的电位，使所述 驱动晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅极*源极间
的寄生电容，通过降低关于所述第2扫描线的电流驱动能力，减少由所述 第2扫描线的电位的变化成分向所述发光元件侧泄漏产生的耦合电流的电 流量，由此，在黑色显示时，抑制所述发光元件不必要的发光。由电路原因产生的耦合电流，为与黑色显示时对比度下降直接相关的重要原因。从而，本发明明确这一点将减小此耦合电流作为优先的解决 课题。(6) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述发光 控制晶体管与发光元件，被邻近配置在基板上。为了实现高集成化，在基板上有必要将发光控制晶体管和发光元件邻 近配置，此时经由发光控制晶体管的寄生电容流过的耦合电流不会衰减， 直接供给到发光元件，所谓的黑浮置的现象明显的可能性较强。根据本发 明，无需设置特别的电路，抑制黑电平的上升，没必要担心即使在高集成 的有源矩阵型发光装置中对比度降低的顾虑。(7) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，调整关于 所述第2扫描线的电流驱动能力，使所述第2扫描线的电位变化从产生到 收敛的时间为l个水平同步期间(1H)以上。通过使第2扫描线的电位变化到收敛为止的时间为1个水平同步期间 (1H)以上(换言之，在将第2扫描线视为CR时间定额电路的情况下， 令CR时间定额为1H以上)，防止陡峭的电位变化，可以准确防止峰值 大的瞬间耦合电流的产生。(8) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，通过所述 第1扫描线被驱动的所述控制晶体管，是连接于所述保持电容和所述驱动 晶体管的共同连接点以及所述数据线之间的开关晶体管，并且，此开关晶 体管在1个水平同步期间(1H)内，至少进行1次开/闭动作，另外，通 过所述第2扫描线被驱动的所述发光控制晶体管，在1个垂直同步期间(IV)内，至少进行l次开/闭动作。通过第1扫描线被驱动的控制晶体管(开关晶体管)，在1个水平同 步期间(1H)内，有必要以相对于一个水平时间(1H)十分短的时间(数 100ns 数Ps)进行开关。与此相对，通过减弱了电流驱动能力的第2扫 描线被驱动的发光控制晶体管，只要在l个垂直同步期间(IV)内的规定
期间进行开/闭动作就可以(换言之，不频繁发生开/闭)动作，并且，一 般设定此发光控制晶体管的开启时间，与其他晶体管的动作时间之间有一定的差额(margin)时间，从而，就算故意降低一些第2扫描线的驱动能 力，只要有效利用该差额时间调整驱动时间，电路动作上的延迟不会成为 什么问题。另外，由于不要求发光控制晶体管像其它控制晶体管一样频繁 且高速的开/闭，所以在这一点上也不产生什么问题。由此，就算故意降低 了第2扫描线的驱动能力，在实际电路动作上也不会有什么问题。(9) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述像素 电路为电流编程方式的像素电路，通过流经所述数据线的电流，控制积蓄 于所述保持电容的电荷，调整所述发光元件的发光灰度；或者为电压编程 方式的像素电路，通过经由所述数据线传导的电压信号，控制积蓄于所述 保持电容器的电荷，调整所述发光元件的发光灰度。本发明可以适用于，电压编程方式的发光装置以及电流编程方式的发 光装置双方。(10) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述像素 电路为电压编程方式的像素电路，具备补偿作为所述晶体管的绝缘栅极型 场效应晶体管的阈值电压变化电路结构，通过所述第1扫描线被驱动的所 述控制晶体管为写入晶体管，其一端连接数据线，另一端连接耦合电容器 的一端，另外，所述耦合电容器的另一端，连接于所述保持电容器和所述 驱动晶体管的共通连接点。由于可以抑制由驱动晶体管阈值电压的偏差引起的驱动电流变化，也 降低了驱动晶体管关闭时(黑色显示时)的泄漏电流，并且，由于抑制了 由耦合电流引起的黑电平的上升，所以可以确切实现期望水平的黑色显不.(11) 在本发明的有源矩阵型发光装置的其它实施方式中，所述发光 元件，为有机电致发光元件(有机EL元件)。有机EL元件容易彩色化，具有工作电流为远远低于无机EL元件的 低电压直流电流的优点，所以近年来，作为大型的显示面板等的应用被期 待。根据本发明，能够实现可以抑制由耦合电流引起的黑电平上升的、高 品 质的有机EL面板。10(12) 本发明的电子设备，搭载有本发明的有源矩阵型发光装置。 有源矩阵型的发光装置，有利于实现大面积，高精度的显示器面板，并且，本发明的有源矩阵型发光装置，设法避免产生对比度的低下。从而, 例如，可以作为电子设备的显示机器应用。(13) 在本发明的电子设备的一个实施方式中，所述有源矩阵型发光 装置，作为显示装置或者光源被使用。本发明的有源矩阵型发光装置，例如，可以作为搭载于手机终端的显 示面板，或者，像汽车导航装置一样的车载用机器的指示器使用。也可以 作为高精度色彩、大画面的显示面板使用。(14) 本发明的有源矩阵型发光装置的像素驱动方法，将像素电路中 的所述控制晶体管以及所述发光控制晶体管，分别经过第1以及第2扫描 线开/闭驱动，其中，所述像素电路具备发光元件；驱动所述发光元件的 驱动晶体管； 一端连接于所述驱动晶体管，积蓄对应于写入数据的电荷的 保持电容器；控制与向所述保持电容器写入数据有关的动作的至少一个控 制晶体管；介于所述发光元件与所述驱动晶体管之间的发光控制晶体管， 其特征在于，设定所述关于第2扫描线的电流驱动能力，使其低于所述关 于第l扫描线的电流驱动能力，由此，在使所述第2扫描线的电位变化， 使所述发光控制晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅 极*源极间的寄生电容，减少由于所述第2扫描线的电位变化成分向所述 发光元件侧泄漏而产生的耦合电流，抑制黑色显示时所述发光元件不必要 的发光。根据本发明的像素驱动方法，可以降低第2扫描线的驱动能力、减少 耦合电流，有效抑制黑电平的上升。
图1是表示本发明的有源矩阵型发光装置的一个例子(电流编程方式 的有机EL面板)的整体结构的电路图；图2是表示在图1的有源矩阵型发光装置中，像素(像素电路)的具 体的电路结构、扫描驱动中的输出缓冲器的电路结构和晶体管尺寸的电路 图3是用于说明图2电路中的耦合电流的降低效果的图；图4是用于说明图2的像素电路中动作的时间图；图5是用于说明有源矩阵型的有机EL面板中的像素的截面结构与采 光方式的设备的截面图，(a)是表示底部放射型结构的图、(b)是表示 顶部放射型结构的图；图6是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子(通过在驱动第 二扫描线的输出缓冲器的输出端连接电流控制电阻，降低电流驱动能力的 例子)的电路结构的电路图；图7是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子的整体结构的框图；图8是表示图7的有机EL显示面板的重要部分(图7中，用虚线包 围的X部分)的具体电路结构例的电路图；图9是用于说明图8的像素(像素电路)的动作时刻以及驱动晶体管 的栅极电压波形的变化的图；图10是表示使用了本发明的有源矩阵型发光装置的显示面板整体的 布局结构的图；图11是表示安装了图10中的显示面板的手提电脑外观的立体图； 图12是表示安装了本发明的显示面板的手机终端大体外观的立体图； 图13是表示作为取景器安装了本发明的有机EL面板的数码相机的外观和使用方式的图；图14是用于说明在有源矩阵型像素电路中，TFT的泄漏电流的图， (a)是像素电路的主要部分的电路，(b)是用于说明伴随发光元件的动作产生的泄漏电流的种类的时间图；图15是关于泄漏电流的责任依存性，将根据泄漏电流评价方式实施计算机模仿的结果，与流经发光元件的泄漏电流的实际测量值重合表示的图。图中，21—玻璃基板；22—透明电极(ITO) ; 23—有机发光层；24 —金属电极层；25—TFT电路；100a 100d—像素(像素电路)；200— 扫描线驱动器；202—移位寄存器；300—数据线驱动器；302—电流生成 电路；Wl (WL1 WL3)—驱动发光控制晶体管以外的控制晶体管的第1
扫描线；W2 (WL4) —驱动发光控制晶体管的第2扫描线；DL1， DL2 一数据线；DR1—驱动第1扫描线的第1输出缓冲器；DR2—驱动第2扫 描线的第2输出缓冲器;M13—驱动晶体管;M14—发光控制晶体管;OLED —有机EL元件等发光元件；Ch—保持电容器；VEL—像素电源电压(高 电平)；VCT—像素电源电压(低电平)；GWRT—写入控制信号；GEL 一发光控制信号(发光控制脉冲)。
具体实施方式
在说明本发明的具体实施方式
之前，先就本发明的发明者对有源矩阵 型像素电路中的TFT的泄漏电流的研究结果进行说明。图14 (a) 、 (b)，是用于说明在有源矩阵型像素电路中的TFT的 泄漏电流的图，(a)是像素电路的主要部分的电路，(b)是用于说明伴 随发光元件的动作而产生的泄漏电流的种类的时间图。在图14 (a)所示的电路中，M13是驱动晶体管(P沟道MOSTFT)， M14是作为开关元件的发光控制晶体管(NMOSTFT) ， OLED是作为发 光元件的有机EL元件。发光控制晶体管(M14)由发光控制信号(GEL) 驱动开启/关闭。发光控制晶体管(M14)的栅极*源极间存在寄生电容 (Cgs)。另外，VEL及VCT为像素电源电压。有机EL元件(OLED)的动作状态，如图14 (b)所示，大体分为发 光期间(时刻tl 时刻t2)与非发光期间(时刻t2 时刻t3)。另外，在 时刻tl，发光控制信号(发光控制脉冲GEL)从低电平上升为高电平， 在时刻t2，从高电平下降为低电平。时刻tl 时刻t3，相当于l个垂直同 步时间(IV)。在以下说明中，以表示"黑"为前提。即，在图14 (a)的电路中， 理想状态为即使是发光元件(OLED)的发光期间(时刻tl 时刻t2)， 驱动晶体管(M13)也维持关闭状态，没有驱动电流流动。但是，在现实 中存在泄漏电流。图14 (a)的电路中的泄漏电流，可以分为3种成份。一种成份，是在发光控制信号的高电平期间(时刻tl 时刻t2)流动 的像素电流(第1泄漏电流)，此第1泄漏电流，为驱动晶体管(PMOSTFT) M13关闭时的泄漏电流。
另一种成份，是在发光控制信号的低电平期间(时刻t2 时刻t3)流 动的像素电流(第2泄漏电流)，此第2泄漏电流，为发光控制晶体管 (NMOSTFT) M14关闭时的泄漏电流。 一般情况下，第1泄漏电流比第 2泄漏电流的电流量大。另外，剩余的一种成份，是发光控制信号(发光控制脉冲GEL)开 始上升时(时刻tl)，此发光控制信号(GEL)的电压变化成份，通过发 光控制晶体管(M14)的栅极 源极间存在的寄生电容(Cgs)泄露到发 光元件(OLED)侦lj，由此产生第3泄漏电流。在本说明书中，称此第3 泄漏电流为"耦合电流"。这是考虑到了发光控制信号(GEL)通过寄生 电容(Cgs)与发光元件(OLED)结合(耦合)而产生的电流。以往，特 别是对于此第3泄漏电流(耦合电流)，没有进行过任何考虑。考虑到以上3种泄漏电流，图14(a)的电路中的综合泄漏电流(Ileak)， 可以由以下公式(1)表示。I leak=nXIgel + dXIof* + (1—d) XIoffh...... (1) 此处，n为l个帧内的发光次数；d为发光任务(duty)(发光期间相对于1V期间的比率， O^dSl) ; Igel为起因于GEL信号耦合的耦合电流；Io饰为PMOSTFT (驱动晶体管M13)关闭时的泄漏电流(关闭电流)；Ioffn为NMOSTFT (发光控制晶体管M14)关闭时的泄漏电流(关闭电流)。由本发明的发明者的实验结果(图15)可以明确，通过上述(1)公 式的泄漏电源模型，可以高精度地模拟现实的泄漏电流。图15是关于泄漏电流的任务依存性，将根据泄漏电流评价公式实施 计算机模拟的结果，与流经发光元件的泄漏电流的实际测量值重合表示的 图。并且所谓任务，如上所述，是发光期间相对于1V期间的比率。图15中，带有黑色正方形点的特性线是模拟模型的特性线，带有黑 色圆形点的特性线是流经发光元件的泄漏电流的实际测量值。如图所示， 双方特性线几乎一致。换言之，可以得知，上述(1)公式的泄漏电流模 型，能够高精度地反映实际的泄漏电流值。此处应该注意的是，以往没有采取任何对策的第3泄漏电流(耦合电 流)的存在。此耦合电流虽然是瞬间发生，但是由于电流峰值大，导致发 光元件瞬时发光、黑电平上升(对比度下降)，此印象在人眼中残留，与
显示图像的画质低下直接相关。于是，在本发明中，设法通过电路(即，故意使关于第2扫描线的电 流驱动能力下降，缓和发光控制信号GEL的升/落的电压变化)使此耦合 电流减小，抑制由黑电平上升引起的对比度下降。下面，就本发明的实施方式，参照图进行说明。第1实施方式图1是表示本发明的有源矩阵型发光装置的一个例子(电流编程方式 的有机EL面板)的整体结构的电路图。如图所示，图1的有源矩阵型发光装置具备有源矩阵型像素(像素 电路)100a 100d;扫描线驱动器(扫描线驱动电路)200;数据线驱动 器(数据线驱动电路)300;第1以及第2扫描线(Wl， W2);数据线 (DU， DL2)。像素(像素电路)100a 100d具备通过第1扫描线(Wl)被驱动 的作为控制晶体管的NMOSTFT (Mil, M12);通过第2扫描线被驱动 的发光控制晶体管(M14);有机EL元件(OLED)。另外，扫描线驱动器200具备移位寄存器202;驱动第1扫描线(W1 ) 的输出缓冲器(DR1);驱动第2扫描线的输出缓冲器(DR2)。另外，数据线驱动器300具有用于电流驱动数据线(DL1， DL2)的 电流生成电路302。图2是表示在图1的有源矩阵型发光装置中，像素(像素电路)的具 体的电路结构、扫描驱动中的输出缓冲器的电路结构和晶体管尺寸的电路 图。另外，图2只画出了图l所示的多个像素中的像素100a。像素(像素电路)100a具备保持电容器(Ch);设于此保持电容 器(ch)与数据线(DL1)之间，控制向保持电容器(Ch)的写入数据的 动作以及写入数据的保持动作的控制晶体管(开关晶体管Mll、 M12); 生成使有机EL元件(OLED)发光的驱动电流(IEL)的驱动晶体管 (PMOSTFT) M13;发光控制晶体管(NMOSTFT) M14。驱动晶体管 M13、发光控制晶体管M14以及有机EL元件(OLED)串联连接在像素 电源电压(VEL， VCT)之间。另外，设于扫描线驱动器200的输出缓冲器(DR1， DR2)，分别由CMOS变压器构成。虽然图2中只记载了 l段变压器，但并不限于此，多 个变压器也可以以偶数段或奇数段连接。在此需要注意的一点是，故意设定驱动发光控制晶体管(M14)的扫 描线(W2)的电流驱动能力，使其低于驱动其他发光控制晶体管的扫描 线(Wl)的电流驱动能力。艮口，设定构成输出缓冲器(DR2)的晶体管(PMOSTFT (M30)， NMOSTFT (M31))的尺寸，使其小于构成输出缓冲器(DR1)的晶体 管(PMOSTFT (M20) ， NMOSTFT (M21))。图中，输出缓冲器(DR2) 比输出缓冲器(DR1)画的小，是为了明确晶体管尺寸的不同。具体来说，例如，构成输出缓冲器(DR2)的晶体管(PMOSTFT(M30)， NMOSTFT (M31))的栅极长(L)为10n m，栅极宽(W)为100u m。 与此相对，构成输出缓冲器(DR1)的晶体管(PMOSTFT(M20)，NMOSTFT (M21))的栅极长(L)为10um，栅极宽(W)为400um。换言之， 构成输出缓冲器(DR2)的晶体管的沟道电导率(W/L)，约为构成输出 缓冲器(DR1)的晶体管的1/4。图3是用于说明图2电路中的耦合电流的降低效果的图。图3的下侧 表示控制发光控制晶体管(M14)的开/闭的发光控制信号(GEL)的两种 开始波形。陡峭的开始波形(A)为由以往的驱动形成的波形，与此相对， 按定额时间上升的(电压变化和缓)的波形B，是图2所示的由设定低电 流驱动能力的输出缓冲器(DR2)驱动扫描线W2情况下的波形。图3的上侧表示，在黑色显示时，流经发光控制晶体管(M14)的栅 极*源极间寄生电容Cgs (参照图14 (a))的耦合电流的样态。耦合电 流(IELh图中，以点线表示)，为对应发光控制信号(GEL)的开始波 形A的耦合电流，其峰值为(IP1)，很大。另一方面，耦合电流(IEL2:图中，以实线表示)，为对应发光控制 信号(GEL)的开始波形B的耦合电流，其峰值(IPO)与(IP1)相比很 小。耦合电流(IEL1)虽然是瞬间发生，但是由于其电流峰值(IP1)大， 导致发光元件(OLED)瞬时发光、黑电平上升(对比度下降)，此印象 在人眼中残留，与显示图像的画质低下直接相关。
另一方面，耦合电流(正L2)，分散于时间轴方向上的峰值(IP0) 很低，黑电平上升也十分有限，几乎为不为人眼感知的程度。如此，通过故意使关于第2扫描线的电流驱动能力下降，缓和发光控 制信号GEL的升/落的电压变化，能够使峰值的瞬间很大的耦合电流减小， 抑制由黑电平上升引起的对比度下降。另外，第2扫描线的电流驱动能力的下降，虽然会带来一些驱动延迟， 但只要将驱动时间设定合理，不会发生什么问题。即，发光控制晶体管 (M14)只在1V期间中的规定时间进行开/闭动作，是驱动频率低的晶体 管，另一方面，其他控制晶体管(MU、 M12)在1H期间中进行至少1 次的开/闭驱动，为驱动频率高的晶体管。并且，发光控制晶体管的尺寸比 其他的TFT要大。换言之，最初就不要求发光控制晶体管(M14)具有像 其他控制晶体管(Mll、 M12) —样的高速开关性能，另外，驱动时设置 一定程度的时间边际。于是即使第2扫描线(W2)的驱动能力下降导致 产生一些驱动延迟，利用时间边际调整驱动时间的话，驱动时也不会产生 什么大的问题。关于驱动第2扫描线的驱动器电路(缓冲器DR2电路)的驱动能力， 如果设构成缓冲器电路TFT的饱和电流为Iw、 l水平期间为Tm、第2扫 描线的配线电容为CW2、扫描线的电压振幅为AV，优选设定缓冲器电路 的驱动能力满足CW2XAV+Isat=T1H。另外，耦合电流是发生于第2扫描 线开始上升的时候会成为黑色浮起的原因，因此也可以只限制Pch—TFT 的驱动能力来构成电路。另外，随着发光装置高集成化的发展，发光元件与发光控制晶体管被 越来越近的配置在基板上。在此情况下，如果发光控制脉冲向发光元件侧 泄漏的话，脉冲状电流不会减弱，直接流经发光元件使黑色浮起明显化。 于是，本发明也有能够提供适应高集成化的驱动电路的效果。另外，并列连接2个相同尺寸的晶体管的情况下，如果将此2个晶体 管看作l个晶体管，实质上就等于改变了晶体管尺寸。下面对图2的像素电路的具体动作进行说明。图4是用于说明图2像 素电路的动作的时间图。在图4中，时刻tlO 时刻U2为写入期间(基于 电流Iout的保持电容器Ch的电荷调整期间)，时刻tl2 时刻tl4为发光
期间。在发光期间，保持电容器(Ch)的两端电压在被保持的同时，由驱 动晶体管(M13)产生驱动电流正L (但是，黑色显示时驱动晶体管维持 在关闭状态)。此驱动电流正L通过处于关闭状态的发光控制晶体管(M14) 供给有机EL元件(OLED)。在图4中，时刻tll，通过第l扫描线(Wl)传导的扫描写入控制信 号(GWRT)为高电平，伴随于此，NMOSTFT (Mil, M12)同时开启。 由此，保持电容器(Ch)的一端与数据线(DL1)进行电连接。同时，由 电流生成电路302产生的电流(写入电流)Iout，调整保持电容器(Ch) 的保持电荷，由此，形成发光灰度的程序。在此，由于以黑色显示为前提， 黑色灰度被程序化。下面，在时刻t13，发光控制信号(GEL)经过扫描线W2以规定时 间缓慢上升。此时流动的驱动电流(正L2)只有耦合电流成分，并且，此 耦合电流分散于时间轴方向上，其峰值极小。于是，黑电平的上升(黑色 浮起程度)几乎不成问题。在时刻tl4，发光期间结束。发光控制信号(GEL)的时间被调整为， 在比时刻tl4稍微靠前的时间，由高电平转为低电平。下面，对于有源矩阵型的有机EL面板中的像素的截面结构与采光方 式进行说明。图5是用于说明在有源矩阵型的有机EL面板中的像素的截面结构与 采光方式的构想截面图，(a)是表示底部放射型结构的图、(b)是表示 顶部放射型结构的图。在图5 (a) 、 (b)中，参照符号21为透明玻璃基板；参照符号22 为透明电极(ITO);参照符号23为有机发光层(包括层叠形成有机电子 输送层与有机空穴输送层的情况)；参照符号24为铝等金属电极层；参 照符号25为TFT (多晶硅薄膜晶体管)电路。作为构成TFT电路25的多晶硅薄膜晶体管，优选使用制造时的最高 温度控制在60(TC以下的，所谓"低温多晶硅薄膜晶体管"。有机发光层23，例如，可以通过喷墨式印刷法形成。另外，透明电极 22以及金属电极24，例如，可以通过溅射法等形成。图5 (a)的底部放射型结构，通过基板21发出光(EM)。与此相对，
图5 (b)的顶部放射型结构，向基板21的反方向发出光(EM)。图5 (a)的底部放射型结构，如果构成像素电路的元件数增加，TFT 电路25的占有面积增大的话，发光部的开口率相应降低，有发光亮度下 降的情况。在这一点上，图5 (b)的顶部放射型结构，即使TFT电路25 的占有面积增大，也不会有开口率降低的担心。在像素电路的元件数增多 成为问题时，可以说优选采用图5 (b)的顶部放射型结构。但是，并不仅 限于此，开口率略有降低不会造成什么影响时，也可以采用底部放射型结 构。第2实施方式图6是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子(通过在驱动第 2扫描线的输出缓冲器的输出端连接电流控制电阻，降低电流驱动能力的 例子)的电路结构的电路图。在图6中，与图2共同的部分，使用相同的 参照符号。图6的有源矩阵型发光装置的电路结构，与图2所示电路的电路结构 基本相同。但是在图6中，构成2个输出缓冲器(DR1， DR2)的晶体管 (M20， M21， M30， M31)的尺寸(沟道电导率W/L)相同，并且，输 出缓冲器(DR2)的输出端连接电阻RIOO。电阻R100作为电流控制电阻发挥作用，另外，也作为CR的时间定 额电路的构成要素发挥作用。通过适当调整电阻RIOO的电阻值，能够将 关于第2扫描线(W2)的电流驱动能力设为最合适。通过介入此电阻RIOO，输出缓冲器(DR2)的电流驱动能力被实质性 降低。从而，通过第2扫描线(W2)驱动发光控制晶体管(M14)时的发 光控制信号(GEL)的开始波形钝化，减小耦合电流，抑制黑电平的上升。虽然在图6中，构成2个输出缓冲器(DR1， DR2)的晶体管的尺寸 相同，但并不限于此，例如，也可以相对减小构成输出缓冲器(DR2)的 晶体管的尺寸，再连接电阻RIOO，细微调整关于扫描线(W2)的电流驱 动能力。如果设连接电阻值R的1个水平期间为T1H，第2扫描线的配线电容 为Cw2，那么优选设定满足Cw2XR-Tw的电阻值R。 第3实施方式
图7是表示本发明的有源矩阵型发光装置的其他例子的整体结构的框 图。在以下说明中，有源矩阵型发光装置为有机EL面板。在图7的有机EL显示面板中，使用有机EL元件作为发光元件，使 用多晶硅薄膜晶体管(TFT)作为能动元件。在以下说明中，有将"多晶 硅薄膜晶体管"写为"薄膜晶体管"、"TFT"或只写为"晶体管"的情 况。并且，有机EL元件，形成于形成有薄膜晶体管(TFT)的基板上。 另外，有机EL元件具有2个电极夹着含有发光层的有机层的结构，在本 发明中，优选采用顶部放射型结构。图7的有源矩阵型发光装置，被配置为矩阵状，具备包含有机EL 元件的像素(像素电路)100a 100f;数据线(DL1， DL2);组成一组 的多根扫描线(WL1 WL4);扫描线驱动器200;具备数据线预充电电 路(Ml)的数据线驱动器300;像素电源配线(SL1， SL2)。数据线预充电电路(Ml)，由具备充足的电流驱动能力的N型绝缘 栅极型TFT (MOSTFT)构成。该TFT (Ml)由数据线预充电控制信号 (NRG)控制开/闭，漏极与数据线预充电电压(也有只说预充电电压的 情况)VST连接，源极与数据线(DL1， DL2)连接。另外，数据线预充 电电压(VST)，例如，被设定为10伏以上。扫描线(WL1)，通过写入控制信号GWRT，控制各像素(100a 100f) 内写入晶体管(图7中没有表示)的开/闭。另外，扫描线(WL2)，通过像素预充电控制信号(GPRE)，控制 各像素(100a 100f)内的像素预充电晶体管(图7中没有表示)。另外，扫描线(WL3)，通过补偿控制信号(GINIT)，控制各像素 (100a 100f)内的补偿晶体管(图7中没有表示)。另外，扫描线(WL4)，通过发光控制信号(GEL)，控制各像素(100a 100f)内的发光控制晶体管(图7中没有表示)。扫描线驱动器200，以固定的时间周期性驱动这4根扫描线(WL1 WL4)。另外，像素电源配线(SL1)为了使有机EL元件发光，向各像素供 给高电平电源电压(VEL:例如13V)。另外，像素电源配线(SL2)，
向各像素供给低电平电源电压(VCT:例如接地电位)。图8是表示图7的有机EL显示面板的重要部分(图7中，用虚线包 围的X部分)的具体电路结构例的电路图。如图所示，像素(像素电路)100a由以下部分构成写入晶体管(M2); 耦合电容器(Cc);第l以及第2保持电容器(chl， ch2);驱动晶体管 (M6);像素预充电晶体管(M3， M4);补偿晶体管(M4， M5);发 光控制晶体管(M7);作为发光元件的有机EL元件(OLED)。写入晶体管(M2)由N型TFT构成， 一端连接数据线(DL1)，另 一端连接耦合电容器(Cc)的一端，栅极连接扫描线WL1。此写入晶体 管(M2)，通过写入控制信号(GWRT)，写入数据时处于开启状态。驱动晶体管(M6)由P型TFT构成， 一端与像素电源电压(VEL) 连接，栅极连接耦合电容器(Cc)的另一端。此驱动晶体管(M6)，在 有机EL元件(OLED)发光期间开启，供给有机EL元件(OLED)驱动 电流。耦合电容器(Cc)，夹在写入晶体管(M2)的另一端与驱动晶体管 (M6)的栅极之间。在数据的写入期间，写入电压的变化成分(交流成 分)通过此耦合电容器(Cc)传达到驱动晶体管(M6)的栅极。第1保持电容器(chl)的一端与驱动晶体管(M6)和耦合电容器(Cc) 的共通连接点连接，另一端与像素电源电压(VEL)连接。此处，第1保 持电容器(chl)的另一端，也可以代替VEL接地(GND)。即，第l保 持电容器(chl)的另一端，连接稳定的直流电位。此第1保持电容器(chl)，保持写入数据(写入电压)，就算在非 选择期间，也可以维持有机EL元件(OLED)的发光。另外，此第1保 持电容器(chl)同时还具有稳定驱动晶体管(M6)的栅极电压的功能。第2保持电容器(ch2)的一端与写入晶体管(M2)和耦合电容器(Cc) 的共通连接点连接，另一端与像素电源电压(VEL)连接。此处，第2保 持电容器(ch2)的另一端，也可以代替VEL接地(GND)。即，第2保 持电容器(ch2)的另一端，连接稳定的直流电位。设置此第2保持电容器(ch2)的目的在于，通过起因于写入晶体管 (M2)源极外泄电容(寄生电容)与数据线(DL1)发生的冲突，以及由
与其它数据线发生电磁耦合产生的冲突，抑制耦合电容器一端的电位变化。由此，稳定驱动晶体管(M6)的栅极电压。像素预充电晶体管(M3)， 一端与数据线DL1连接，栅极与扫描线 (WL2)连接。此像素预充电晶体管(M3)，通过像素预充电控制信号 (GPRE)在数据线预充电期间(数据线预充电电路Ml开启时间)，将 耦合电容器(Cc)预充电(初始化)。其结果，耦合电容器(Cc)两端的 电位，被提升为与收敛目标的电压相近的水平(这一点，用图3说明)。 另外，此像素预充电晶体管(M3)，在数据线预充电期间结束后关闭。 由此，像素(具体为耦合电容器Cc)与数据线(DL1)分开。并且，补偿晶体管(M4)对耦合电容器(Cc)的预充电也有贡献， 因此，可以说补偿晶体管(M4)也兼备像素预充电晶体管的功能。另外，补偿晶体管(M4， M5)的栅极与扫描线(WL3)连接，通过 补偿控制信号(GINIT)在阈值电压的补偿期间被开启。补偿晶体管(M4， M5)的作用为，形成将耦合电容器(Cc)的写入晶体管(M2)侧一端的 直流电位，收敛为目标值的电流流路。即，其作用为吸收驱动晶体管(M6) 的阈值电压的偏差，产生栅极电压的补偿值(补正值)。着眼于这一点， 晶体管(M4， M5)被称为"补偿晶体管"。另外，如上所述，补偿晶体管(M4)同时具有形成耦合电容器(Cc) 预充电的电流流路的功能。另外，发光控制晶体管(M7)，介于驱动晶体管(M6)与有机EL 元件(OLED)之间，其栅极连接扫描线(WL4)。此发光控制晶体管(M7)， 通过发光控制信号(GEL),在有机EL元件(OLED)发光期间开启，供 给有机EL元件(M7) (OLED)驱动电流，使有机EL元件(OLED)发 光。因为此发光控制晶体管(M7)的存在，像素(像素电路)100a成为 有源矩阵型像素(像素电路)。关于驱动此发光控制晶体管(M7)的扫描线(WL4)的电流驱动能 力，与前面所述的实施方式相同，设定为低于驱动其它晶体管的扫描线 (WL1 WL3)的电流驱动能力。由此，抑制起因于耦合电流的黑电平的 上升。下面，对图8的像素(像素电路)的动作进行说明。图9是用于说明
图8的像素(像素电路)的动作时间以及驱动晶体管的栅极电压波形的变 化的图。在图9中，时刻tl 时刻t2、时刻t2 时刻t6、时刻t6 时刻t9、时 刻t9 时刻t10，分别相当于l个水平同步期间(图中记为1H)。在图9的情况下，时刻t2以前和时刻t9以后为有机EL元件(OLED) 发光的"发光期间"。另外，时刻t3 时刻t5的期间，为补偿驱动晶体管 (M6)的阈值电压偏差的"补偿期间"。另外，时刻t7 时刻t8的期间， 为从数据线(DL1)通过写入晶体管以及耦合电容器写入数据的"写入时 间"。各水平同步期间(1H)开始后极短的期间内，数据线预充电信号(NRG) 为高电平，由此，数据线预充电电路(Ml)开启，进行数据线预充电。关于图8的像素100a，像素预充电控制信号(GPRE)在时刻t3 时 刻t4为高电平(即，与数据线预充电期间同时变为高电平)。在像素预充 电信号(GPRE)为高电平的期间内，像素预充电晶体管(M3)开启，像 素100a通过此像素预充电晶体管(M3)连接数据线(DL1)。由此，进 行耦合电容器(Cc)的预充电。但是，像素预充电晶体管(M3)只在数 据线(DL1)的预充电期间开启，结束后马上关闭。另外，补偿控制信号(GINIT)在时刻t3 时刻t5期间(补偿期间) 为高电平。由此，补偿晶体管(M4， M5)开启，在驱动晶体管(M6)成 为二极管接续状态的同时，此二极管的阳极与耦合电容器(Cc)的两端各 自连接形成电流流路。然后，耦合电容器(Cc)两端的电位，被收敛在反 映了驱动晶体管(M6)的阈值电压(Vth)的电压值(VEL-Vth)。写入控制信号(GWRT)，在时刻t7 时刻t8期间为高电平，由此开 启写入晶体管(M2)。由数据线(DL1)向像素100a写入第n个数据 (DATAn)。由此，开启驱动晶体管(M6)。另外，由于存在第1保持 电容器(chl)，写入的数据(写入电压)即使在像素100a的非选择期间 也被保持。发光控制信号(GEL)，在写入数据后的时刻t9为高电平，由此开启 发光控制晶体管(M7)。由驱动晶体管(M6)供给有机EL元件(OLED) 驱动电流，使有机EL元件(OLED)发光。
图9的下侧，表示驱动晶体管(M6)的栅极电压变化的状态。在时 刻t3，像素预充电信号(GPRE)成为高电平，像素预充电晶体管(M3) 开启。并且，在时刻t3，因为补偿控制信号(GINIT)也转为高电平，所 以补偿晶体管(M4)也同时开启。由此，数据线(DL1)与耦合电容器(Cc) 的两端分别电连接。进而，在时刻t3 时刻t4期间，耦合电容器(Cc) 通过数据线(DL1)的预充电电流被迅速预充电。于是，驱动晶体管(M6) 的栅极电位，迅速上升至数据线的预充电电压(VST:连接数据线预充电 电路(Ml) —端的电压)。由于数据线预充电电路(Ml)的电流驱动能 力高，所以耦合电容器(Cc)的高速预充电是可能的。
到了时刻t4，由于像素预充电晶体管(M3)关闭，像素100a与数据 线(DL1)分开。另夕卜，此时由于补偿晶体管(M5)开启，驱动晶体管的 栅极、源极间短路，成为二极管接触状态。
从而，在时刻t4 时刻t7， 二极管接触状态的驱动晶体管(M6)的 正方向电流，直接供给耦合电容器(Cc)的驱动晶体管(M6)侧的一端。 另外，此正方向电流，经过开启着的补偿晶体管(M4)，也供给耦合电 容器(Cc)的写入晶体管(M2)侧的一端。由此，耦合电容器(Cc)被 充电，随时间上升，结果是收敛为反映了驱动晶体管(M6)的阈值电压 (Vth)的电位(VEL—Vth)。由于通过预充电使驱动晶体管(M6)的栅 极电压成为与收敛目标值相近的电位(VST)，加速了向(VEL—Vth)的 收敛。此收敛电压值(VEL—Vth)，为补偿(修正)正规的写入电压的 补偿(修正)电压值。
另夕卜，虽然为了使驱动晶体管(M6)的栅极电压收敛为(VEL—Vth) 需要一定时间，但是在本发明中，因为像素预充电期间后，像素与数据线 (DL1)分开，所以可以并列进行由数据线(DL1)向其它像素写入数据， 以及像素100a内部的补偿动作。可以通过多个水平同步期间进行补偿动 作，进而，可以确保充足的补偿期间。
然后，数据在时刻t7被写入，写入的数据能够被保持到时刻t8以后。
如图9的最下方所示，发光控制信号(GEL)从时刻t2到时刻t8，即， 跨越1个水平同步期间(1H)以上，电位缓慢变化。在图9中可以明确地 看出，发光控制信号(GEL)的关闭期间为从t2到t9的2H个足够长的期 间。着眼于这一点，减弱扫描线(WL4)的电流驱动能力，设定扫描线的 电位从开始到收敛的变化时间为1H以上。此处，特别是在写入期间(时刻t7 时刻t8)，如果满足发光控制晶 体管(M7)完全关闭的条件，在补偿期间(时刻t3 时刻t5)中，就算 随着补偿动作若干电流泄漏于发光元件，也不会产生什么大问题。本发明， 优先通过降低峰值的大量耦合电流抑制黑色浮起，将画质的降低控制在最 小。本实施方式因为能够抑制由驱动晶体管的阈值的偏差引起的驱动电 流的变化，减少驱动晶体管关闭时(黑色显示时)的泄漏电流，并且抑制 由耦合电流引起的黑电平的上升，所以能够确切实现期望水平的黑色显示。第4实施方式在本实施方式中，对应用了本发明的有源矩阵型发光装置的电子设备 进行说明。另外，本发明的发光装置应用于手机、电脑、CD播放器、DVD播放 器等小型的、便携电子设备特别有效。当然并不仅限于应用于此。(1) 显示面板图10是表示使用了本发明的有源矩阵型发光装置的显示面板整体的 布局结构的图。此显示面板具备具有电压程序式像素的有源矩阵型有机EL元件 200;内置有电平移位器的扫描线驱动器210;可移动的TAB膜220;带 有RAM/整流器的外部模式驱动器LSI230。(2) 笔记本电脑图11是表示安装了图10中的显示面板的手提电脑外观的立体图。 在图11中，电脑1100具备，包含键盘1102的本体1104和表示单元 1106。(3) 手机终端图12是表示安装了本发明的显示面板的手机终端大体外观的立体图。 手机1200具备多个操作键1202;扬声器1204;话筒1206;本发明的显 示面板100。
(4)数码相机图13是表示作为取景器安装了本发明的有机EL显示面板的数码相机的外观和使用方式的图。此数码相机1300，在壳体1302的后面，具备根据CCD的图像信号进 行显示的有机EL面板100。所以，此有机EL面板100，作为表示被摄物 体的取景器发挥作用。壳体1302的前面(图的后方)，有具备光学镜头 及CCD的感光单元1304。摄影者决定由有机EL面板100表示的被摄影物体图像，打开快门的 话从CCD输送图像信号，保存于电路基板1308内的记忆卡里。此数码相 机1300，在壳体1302的侧面设有视频信号输出端子1312以及数据通信用 输入输出端子1314。如图所示，根据需要，各自将TV控制器1430以及 电脑1440连接于视频信号输出端子1312以及输入输出端子1314。由规定 的操作，保存于电路基板1308内的记忆卡里的图像信号，向TV控制器 1430以及电脑1440输出。本发明除了上述电子设备，也可以作为显示面板应用于TV组合、放映取景器式以及监控式录影机、PDA终端、汽车导航系统、电子笔记、 计算器、文字处理机、工作站、TV电话、POS系统终端以及带触摸屏的 元件。另外，本发明的发光装置，也可以作为打印机等的光源使用。另外， 用于本发明的像素驱动电路，可以应用于例如磁电阻RAM、电容传感 器(capacitance sensor)、 电荷传感器(charge sensor) 、 DNA传感器、 监视摄像头以及其它多种装置。另外，用于本发明的像素驱动电路，不仅可以用于有机/无机EL元件 的驱动，也可以用于激光二极管(LD)及发光二极管的驱动。如以上说明，本发明可以在不将电路构成复杂化的情况下，在具备像 电致发光(EL)元件一样的自我发光元件的有源矩阵型发光装置中，有效 防止黑色浮起(在显示黑色时也有不必要的电流流动，由此，发光元件轻 微发光、黑电平上升，对比度降低的现象)。根据本发明，有源矩阵型发光装置被高度集成化，就算发光控制晶体 管与发光元件在基板上被配置的更近，也不会有由于耦合电流引起的黑色
浮起导致的画质低下。另外，本发明可以适用于电流编程方式/电压编程方式的双方的有源矩 阵型发光装置。在将本发明适用于有源矩阵型发光装置，可以补偿驱动TFT的阈值电压偏差的电压编程方式的情况下，因为能够抑制由驱动晶体管的阈值的偏 差引起的驱动电流的变化，减少驱动晶体管关闭时(黑色显示时)的泄漏 电流，并且抑制由耦合电流引起的黑电平的上升，所以能够确切实现期望 水平的黑色显示。另外，本发明的有源矩阵型发光装置，因为不需要搭载特别的电路， 所以无有源电路基板特别大型化的担心，也适用搭载于像手机终端一样的 小型电子设备。本发明的有源矩阵型发光装置，可以有效抑制黑色显示时的对比度低 下，进而，作为有源矩阵型发光装置，以及有源矩阵型发光装置的像素驱动方法有用，特别是，在具备像电致发光(EL)元件一样的自我发光元件 的有源矩阵型发光装置中，作为防止黑色浮起的技术有用。
权利要求
1. 一种有源矩阵型发光装置，其中， 具备像素电路，具有发光元件；驱动所述发光元件的驱动晶体管； 一端 连接于所述驱动晶体管，积蓄与写入数据对应的电荷的保持电容器；控制 与向所述保持电容器写入数据有关的动作的至少一个控制晶体管；介于所 述发光元件与所述驱动晶体管之间的发光控制晶体管；第1扫描线以及第2扫描线，所述第1扫描线控制所述控制晶体管的 开/闭，所述第2扫描线控制所述发光控制晶体管的开/闭；数据线，向所述像素电路传递写入数据；以及扫描线驱动电路，在驱动所述第l以及第2扫描线的同时，设定关于 所述第2扫描线的电流驱动能力使其低于关于所述第1扫描线的电流驱动 能力。
2. 如权利要求l所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述扫描线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出缓冲器，构成所述第2输出缓冲器的晶体管的尺寸小于构成所述第1输出缓冲 器的晶体管的尺寸。
3. 如权利要求2所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 构成所述第1以及第2输出缓冲器的晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，构成所述第2输出缓冲器的晶体管的沟道电导率(W/L)小于构成所 述第l输出缓冲器的晶体管的沟道电导率(W/L)。
4. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述扫描线驱动电路，具备分别驱动所述第1以及第2扫描线的第1以及第2输出缓冲器，所述第2输出缓冲器的输出端连接于用于使关于所述第2扫描线的电 流驱动能力低于关于所述第1扫描线的电流驱动能力的电阻。
5. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于，所述驱动晶体管为绝缘栅极型场效应晶体管，使所述第2扫描线的电位变化，使所述发光控制晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅极，源极间的寄生电容，通过降低关于所述第2扫描线的电流驱动能力，减少由所述第2扫描线的电位的变化 成分向所述发光元件侧泄漏产生的耦合电流的电流量，由此，抑制在黑色 显示时的所述发光元件的不必要的发光。
6. 如权利要求l所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述发光控制晶体管和发光元件，被邻近配置在基板上。
7. 如权利要求l所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 调整关于所述第2扫描线的电流驱动能力，使所述第2扫描线的电位的变化从产生到收敛为止的时间为1个水平同步期间(1H)以上。
8. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 通过所述第1扫描线而驱动的所述控制晶体管是连接于所述保持电容器和所述驱动晶体管的共同连接点以及所述数据线之间的开关晶体管，并 且，该开关晶体管在1个水平同步期间(1H)内，至少进行1次开/闭动 作，另外，通过所述第2扫描线而驱动的所述发光控制晶体管，在l个垂 直同步期间(IV)内，至少进行l次开/闭动作。
9. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述像素电路为电流编程方式的像素电路，通过经由所述数据线流过的电流，控制积蓄于所述保持电容器的电荷，调整所述发光元件的发光灰 度；或者为电压编程方式的像素电路，通过经由所述数据线传递的电压信 号，控制积蓄于所述保持电容器的电荷，调整所述发光元件的发光灰度。
10. 如权利要求1所述的有源矩阵型发光装置，其特征在于， 所述像素电路为电压编程方式的像素电路，具备用于补偿作为所述驱动晶体管的绝缘栅极型场效应晶体管的阈值电压的变动的电路结构；通过所述第1扫描线而驱动的所述控制晶体管为写入晶体管，其一端 连接于数据线，另一端连接于耦合电容器的一端，另外，所述耦合电容器 的另一端连接于所述保持电容器和所述驱动晶体管的共通连接点。
11. 如权利要求1 10的任一项所述的有源矩阵型发光装置，其特征 在于，所述发光元件为有机电致发光元件(有机EL元件)。
12. —种电子设备，其中，其搭载有权利要求1 11的任一项所述的有源矩阵型发光装置。
13. 如权利要求12所述的电子设备，其特征在于， 所述有源矩阵型发光装置，作为显示装置或光源而使用。
14. 一种有源矩阵型发光装置的像素驱动方法，将像素电路中的所述 控制晶体管以及所述发光控制晶体管分别经由第1以及第2扫描线开/闭驱动，所述像素电路具备发光元件；驱动所述发光元件的驱动晶体管；一 端连接于所述驱动晶体管，积蓄与写入数据对应的电荷的保持电容器；控 制与向所述保持电容器写入数据有关 的动作的至少一个控制晶体管；介于 所述发光元件与所述驱动晶体管之间的发光控制晶体管，其中，设定关于所述第2扫描线的电流驱动能力，使其低于关于所述第1扫 描线的电流驱动能力，由此，在使所述第2扫描线的电位变化，使所述发 光控制晶体管由关闭转为开启时，经由所述发光控制晶体管的栅极，源极 间的寄生电容，减少由于所述第2扫描线的电位的变化成分向所述发光元 件侧泄漏而产生的耦合电流，抑制在黑色显示时的所述发光元件的不必要 的发光。
全文摘要
本发明目的在于在不使电路结构复杂化的情况下，有效抑制有源矩阵型发光装置中黑色显示时的对比度降低。设定扫描线驱动器(200)中的、驱动发光控制TFT(M14)的关于第2扫描线(W2)的电流驱动能力，使其低于驱动其它控制晶体管(M11、M12)的关于第1扫描线(W1)的电流驱动能力。由此，抑制黑色显示时的所谓黑色浮起现象(即，发光控制信号(GEL)的电压变化成分，经由发光控制TFT(M14)的栅极·源极间的寄生电容泄漏向有机EL元件，峰值大的瞬间电流(耦合电流)流动，黑色显示时黑电平上升的现象)。
文档编号G09G3/20GK101123065SQ20071014113
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月8日 优先权日2006年8月9日
发明者北泽幸行 申请人:精工爱普生株式会社
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