显示装置和显示驱动方法
专利名称：显示装置和显示驱动方法
技术领域：
本发明涉及具有以矩阵形式配置像素电路的像素阵列的显示装置及其显示驱动 方法，并且例如，涉及使用有机电致发光器件(有机EL器件)作为发光器件的显示装置。
背景技术：
例如，如在JP-A-2003-255856和JP-A-2003-271095中所公开的，已经开发了一种 使用用于像素的有机EL器件的图像显示装置。例如与液晶显示器相比较，由于有机EL器 件为自发光型器件，所以该装置具有图像的可视性更高、不需要背光、响应速度更快等的优 点。此外，各个发光器件的亮度级(灰度级)可以通过流入其中的电流值来控制(所谓的 电流控制型)。在有机EL显示器中，与液晶显示器一样，存在简单矩阵方式和有源矩阵方式作为 其驱动方式。前者在结构上较简单，然而，其具有难以实现大且高清晰度显示器等的问题， 因此，当前，积极开发了一种有源矩阵方式。该方式通过使用设置在像素电路内的有源器件 (通常，薄膜晶体管TFT)，来控制流入各个像素电路内的发光器件的电流。
发明内容
对于使用有机EL器件的像素电路构造，强烈需要通过消除关于像素等的亮度不 均勻性、增大面板、提高亮度、提高清晰度、提高帧率(高频率)等来改善显示质量。鉴于上述需求，研究了各种构造。例如，如在JP-A-2007-133282中，已经提出了这 样的像素电路构造和操作，其中，可以通过消除关于每个像素的驱动晶体管的阈值电压和 迁移率的变化，来消除关于每个像素的亮度不均勻性。因此，期望实现一种优选用于通过高频率进行加速并以高数倍的速度进行驱动等 的像素电路操作，作为使用有机EL器件的显示装置。根据本发明实施方式的显示装置包括像素阵列，其中，以矩阵形式配置像素电 路，每个像素电路均具有发光器件、驱动晶体管和保持电容，该驱动晶体管在漏极和源极之 间被施加驱动电压时、将响应于栅极-源极电压的电流施加至发光器件，该保持电容连接 在驱动晶体管的栅极和源极之间并保持驱动晶体管的阈值电压和输入的视频信号电压；信 号选择器，将视频信号电压提供给在像素阵列上以列配置的各条信号线；驱动控制扫描器， 将电源脉冲提供给在像素阵列上以行配置的电源控制线，并且将驱动电压施加至像素电路 的驱动晶体管；以及写入扫描器，将扫描脉冲提供给在像素阵列上以行配置的各条写入控 制线，并且执行视频信号电压向像素电路的输入。在像素阵列的每个像素电路中，通过像素 电路的行的写入控制线的扫描脉冲和像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来控制 将驱动晶体管的栅极-源极电压设定为驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作、以及来自 信号线的视频信号电压向驱动晶体管的栅极和源极之间的输入操作。具体地，像素电路具有第一取样晶体管和第二取样晶体管，一个为η沟道型而另 一个为P沟道型，第一取样晶体管和第二取样晶体管串联连接在信号线和驱动晶体管的栅极之间，并且在两个晶体管均被导通时，将提供给信号线的视频信号电压输入至驱动晶体 管的栅极；基准电压输入晶体管，其与第一取样晶体管类型的沟道型相同，连接在固定基准 电压和驱动晶体管的栅极之间，并在被导通时将基准电压输入至驱动晶体管的栅极；以及 保持电容，连接在驱动晶体管的栅极和源极之间，并保持驱动晶体管的阈值电压和输入的 视频信号电压。此外，每个像素电路的第一取样晶体管的导通由像素电路的行的写入控制 线的扫描脉冲来控制，以及每个像素电路的第二取样晶体管和基准电压输入晶体管的导通 由像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲来控制。在这种情况下，在每个像素电路中，当驱动控制扫描器将驱动电压提供给驱动晶 体管时，通过来自写入扫描器的、像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，使第二取样 晶体管非导通，而使基准电压输入晶体管导通，从而，执行阈值校正操作。此外，写入扫描器输出各行的扫描脉冲，使得可以在各个像素电路中的一个发光 周期期间内执行多次阈值校正操作。此外，在每个像素电路中，当信号选择器将用于像素电路的视频信号电压提供给 信号线时，通过一行和前一行像素电路的各条写入控制线的扫描脉冲，使第一取样晶体管 和第二取样晶体管导通，而使基准电压输入晶体管非导通，从而，执行视频信号电压的输入 操作。本发明另一实施方式的显示驱动方法包括以下步骤对于每个像素电路，通过像 素电路的行的写入控制线的扫描脉冲和像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来执 行将驱动晶体管的栅极-源极电压设定为驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作，并且通 过像素电路的行的写入控制线的扫描脉冲和像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲， 进一步执行来自信号线的视频信号电压向驱动晶体管的栅极和源极之间的输入操作。与有机EL显示装置中一样，在通过将响应于驱动晶体管的栅极-源极电压的电流 施加至发光器件等来获得发光灰度级的显示装置中，通过执行消除驱动晶体管的阈值电压 的变化的阈值校正来改善图像质量。为此，通过使用信号线将在阈值校正时提供给像素电 路的阈值校正基准电压和作为要实际显示的灰度级值的视频信号电压分时地提供给各个 像素电路。另一方面，在诸如高帧率驱动的高速驱动的情况下，分时驱动增加了信号选择器 的处理负担。因此，在本发明的实施方式中，信号选择器仅将视频信号电压提供给信号线。此 外，由固定电源提供阈值校正基准电压。此外，为了可以在像素电路的发光之前，将阈值校 正基准电压输入至像素电路，使用了像素电路的前一行的扫描脉冲。根据本发明的实施方式，信号选择器仅将视频信号电压提供给信号线，而不需要 分时提供阈值校正基准电压。从而，即使当像素驱动变得更快时，信号选择器的处理负担也 较小，并且具有高速处理和成本方面的优点。此外，使用阈值校正基准电压的阈值校正是可行的，并且可以平衡高速驱动和图 像质量的改善这两者。此外，向像素电路提供阈值校正基准电压的控制使用了前一行的扫 描脉冲，并且不需要任何新的独立控制线构造，也不会进一步引起像素阵列的构造等的复 杂性。
图1是本发明实施方式的显示装置的构造的说明图；图2是实施方式的像素电路的电路图；图3是比较例的像素电路的电路图；图4是在执行分割阈值校正的情况下的像素电路操作的说明图；图5A和图5B是比较例的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路图；图6A和图6B是比较例的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路图；图7A和图7B是比较例的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路图；图8是实施方式的像素电路的操作的说明图；图9A和图9B是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图；图IOA和图IOB是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图；图IlA和图IlB是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图；以及图12A和图12B是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图。
具体实施例方式如下，将按下列顺序来说明本发明的实施方式。[1.显示装置和像素电路的构造][2.在得到本发明的过程中所考虑的像素电路操作分割阈值校正][3.实施方式的像素电路操作][1.显示装置和像素电路的构造]图1示出了实施方式的有机EL显示装置的构造。有机EL显示装置包括使用有机EL器件作为发光器件并使用有源矩阵方式执行发 光驱动的像素电路10。如图所示，有机EL显示装置具有在行方向和列方向上以矩阵(m行Xn列)形式 配置许多像素电路10的像素阵列20。每个像素电路10为R (红色)、G (绿色)、B (蓝色) 发光像素中的一个，各个颜色的像素电路10以预定的规则配置，从而形成彩色显示装置。作为用于各个像素电路10的发光驱动的构造，设置了水平选择器11、驱动扫描器 12和写入扫描器13。此外，由水平选择器11选择的信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)在列方向上配置于
像素阵列上，这些信号线响应于作为显示数据的亮度信号的信号值(灰度级值)而将电压
提供给像素电路10。信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)以按矩阵形式配置在像素阵列20中
的像素电路10的列数(η列)而设置。此外，写入控制线WSL1、WSL2、. . .、WSL(m)以及电源控制线DSL1、DSL2、...、 DSL(m)在行方向上配置于像素阵列20上。这些写入控制线WSL和电源控制线DSL分别以 按矩阵形式配置在像素阵列20中的像素电路10的行数(m行)而设置。
写入控制线WSL(WSL1至WSL(m))由写入扫描器13来驱动。写入扫描器13以预定的预设时间顺次地将扫描脉冲WS (WSl至WS (m))提供给以 行配置的各条写入控制线WSLl至WSL(m)，并且线序地(line-sequentially)逐行扫描像素 电路10。电源控制线DSL(DSL1至DSL (m))由驱动扫描器12来驱动。驱动扫描器12根据
写入扫描器13的线序扫描，而将电源脉冲DS(DS1、DS2.....DS(m))提供给以行配置的各
条电源控制线DSLl至DSL(m)。电源脉冲DS(DS1、DS2、. . .、DS(m))是在驱动电压Vcc和初 始电压Vini这两个值之间进行切换的脉冲电压。驱动扫描器12和写入扫描器13基于时钟ck和起始脉冲sp来设定扫描脉冲WS 和电源脉冲DS的定时。水平选择器11根据写入扫描器13的线序扫描，而将作为像素电路10的输入信号 的信号线电压提供给在列方向上配置的信号线DTL1、DTL2、...。在实施方式中，水平选择 器11将作为信号线电压的阈值校正基准电压Vofs和视频信号电压Vsig提供给各条信号 线。在实施方式的显示装置中，所附权利要求中的信号选择器的实例为水平选择器 11，驱动控制扫描器的实例为驱动扫描器12，以及写入扫描器的实例为写入扫描器13。图2示出了实施方式的像素电路10的构造实例。像素电路10以矩阵形式配置为 图1的构造中的像素电路10。为简单起见，图2仅示出了设置在信号线DTL、写入控制线WSL(X)和电源控制线 DSL(X)相交叉的部分中的一个像素电路10。即，示出了在像素阵列20内的第χ行中的特 定像素电路10。像素电路10包括作为发光器件的有机EL器件1、保持电容Cs、取样晶体管Tsl、 Ts2、驱动晶体管Td以及基准电压输入晶体管Tofs。电容Coled为有机EL器件1的寄生电容。取样晶体管Tsl、驱动晶体管Td和基准电压输入晶体管Tofs包括η沟道型薄膜晶 体管(TFT)，并且取样晶体管Ts2包括ρ沟道型TFT。保持电容Cs具有连接至驱动晶体管Td的源极(节点冊幻的一个端子和连接至 同一驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)的另一端子。像素电路10的发光器件是具有二极管结构的有机EL器件1，并且例如具有阳极和 阴极。有机EL器件1的阳极连接至驱动晶体管Td的源极，而阴极连接至预定的配线(阴 极电位Vcat)。取样晶体管Tsl、Ts2使它们的源极和漏极串联连接在信号线DTL和驱动晶体管Td 的栅极(节点NDl)之间。g卩，取样晶体管Tsl使其漏极和源极中的一端连接至信号线DTL，而使另一端连接 至取样晶体管Ts2。取样晶体管Ts2的漏极和源极中的一端连接至取样晶体管Tsl，而另一 端连接至驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)。因此，仅当两个取样晶体管Tsl、Ts2均被导通时，信号线DTL的信号线电压(视频 信号电压Vsig)才被输入至驱动晶体管Td的栅极。此外，取样晶体管Tsl的栅极连接至对应于像素电路10的行的写入控制线WSL (χ)。另一方面，取样晶体管Ts2的栅极连接至对应于像素电路10的行的前一行的写入 控制线WSL (x-1)。驱动晶体管Td的漏极连接至电源控制线DSL。此外，基准电压输入晶体管Tofs使其漏极和源极中的一端连接至基准电压Vofs 的固定电源线，而使另一端连接至同一驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)。基准电压输入晶体管Tofs的栅极连接至对应于像素电路10的行的前一行(第 (x-1)行)的写入控制线WSL(x-l)。基准电压输入晶体管Tofs为η沟道型TFT，取样晶体管Ts2为ρ沟道型TFT，并 且它们使它们的栅极共同连接至WSL(x-l)，因此，基准电压输入晶体管Tofs和取样晶体管 Ts2不会同时被导通。有机EL器件1的发光驱动基本如下。当将视频信号电压Vsig施加至信号线DTL时，通过由写入控制线WSL(X)、 WSL(x-l)而从写入扫描器13提供的扫描脉冲1500、150^-1)，来导通取样晶体管1^1、1^2。 因此，将来自信号线DTL的视频信号电压Vsig写入保持电容Cs。驱动晶体管Td通过来自电源控制线DSL (通过驱动扫描器12而被提供有驱动电 位Vcc)的电流供给，而使电流Ids流入有机EL器件1，并且使有机EL器件1发光。在这点上，电流Ids响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs而取值(响应于 在保持电容Cs中保持的电压的值)，并且有机EL器件1发射具有响应于电流值的亮度的光。即，在像素电路10的情况下，驱动晶体管Td的栅极施加电压通过从信号线DTL将 视频信号电压Vsig写入保持电容Cs而改变，从而，控制了流入有机EL器件1的电流值，并 且获得了发光的灰度级。由于驱动晶体管Td被设计为在饱和区域中持续操作，所以驱动晶体管Td用作具 有下列等式(1)中所示的值的恒定电流源。Ids = (1/2) · μ · (ff/L) · Cox · (Vgs-Vth)2. · · (1)Ids表示在饱和区域中操作的晶体管的漏极和源极之间流动的电流，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，并且Vth表示驱动晶体管Td的阈 值电压。如从等式(1)清楚可见，漏极电流Ids在饱和区域中由栅极-源极电压Vgs来控 制。由于栅极-源极电压Vgs保持不变，因此驱动晶体管Td作为恒定电流源来操作，并且 可以使有机EL器件1发射具有恒定亮度的光。基本上，以这种方式，在每帧期间中，在像素电路10中执行将视频信号电压(灰度 级值)Vsig写入保持电容Cs的操作，从而，响应于要显示的灰度级来确定驱动晶体管Td的 栅极-源极电压Vgs。此外，驱动晶体管Td通过在饱和区域中操作而用作有机EL器件1的恒定电流源， 并使响应于栅极-源极电压Vgs的电流流入有机EL器件1，从而，在每帧期间内，在有机EL 器件1中发射具有响应于视频信号的灰度级值的亮度的光。[2.在得到本发明的过程中所考虑的像素电路操作分割阈值校正]
这里，为了理解本发明，将说明在得到本发明的过程中所考虑的像素电路操作。该 操作是包括阈值校正操作和迁移率校正操作的电路操作，阈值校正操作和迁移率校正操作 用于补偿由于各个像素电路10的驱动晶体管Td的阈值和迁移率的变化所导致的均勻性劣 化。具体地，作为阈值校正操作，示出了执行在一个发光周期的期间内分割地多次执行的分 割阈值校正的实例。在像素电路操作中，在现有技术中已经进行了自身的阈值校正操作和迁移率校正 操作，这里将简要地说明它们的必要性。例如，在使用多晶硅TFT等的像素电路中，驱动晶体管Td的阈值电压Vth和形成 驱动晶体管Td的沟道的半导体薄膜的迁移率μ可以随时间而改变。此外，阈值电压Vth 和迁移率μ的晶体管特性由于在制造处理中的变化而可以在像素与像素之间改变。当驱动晶体管Td的阈值电压Vth和迁移率μ在像素与像素之间改变时，流入驱 动晶体管Td的电流值也在像素与像素之间改变。因此，如果将相同的视频信号值(视频信 号电压Vsig)提供给所有的像素电路10，则有机EL器件1的发光亮度在像素与像素之间变 化，结果，降低了画面均勻性。由于这个原因，在像素电路操作中，提供了用于阈值电压Vth和迁移率μ的变化 的校正功能。这里，将说明在图3中示出的普通像素电路10的操作。与图2中的实施方式的像素电路10相比较，没有设置第二取样晶体管Ts2，也没有 设置基准电压输入晶体管Tofs。此外，水平选择器11分时地将视频信号电压Vsig和用于阈值校正操作的阈值校 正基准电压Vofs提供给信号线DTL。通过从驱动晶体管Td向有机EL器件1的电流施加的基本发光操作是相同的。即，在将视频信号电压Vsig施加至信号线DTL时，通过由写入控制线WSL而从写 入扫描器13提供的扫描脉冲WS，使取样晶体管Ts导通。因此，将来自信号线DTL的视频信 号电压Vsig写入保持电容Cs。此外，驱动晶体管Td通过在饱和区域中操作而用作有机EL器件1的恒定电流源， 并且使响应于被写入保持电容Cs的视频信号电压Vsig(栅极-源极电压Vgs)的电流Ids 流入有机EL器件1。从而，发射具有响应于视频信号的灰度级值的亮度的光。图4示出了像素电路10的一个发光周期(一帧期间)的操作的时序图。在图4中，示出了水平选择器11提供给信号线DTL的信号线电压。在操作实例的 情况下，水平选择器11在一个水平期间(IH)将作为阈值校正基准电压VofS和视频信号电 压Vsig的脉冲电压提供给信号线DTL以作为信号线电压。此外，在图4中，示出了经由电源控制线DSL而从驱动扫描器12提供的电源脉冲 DS。作为电源脉冲DS，提供了驱动电压Vcc或初始电压Vini。此外，在图4中，示出了由写入扫描器13经由写入控制线WSL而提供给取样晶体 管Ts的栅极的扫描脉冲WS。在扫描脉冲WS被设定为H电平时，η沟道取样晶体管Ts被导 通，并且在扫描脉冲WS被设定为L电平时，取样晶体管非导通。另外，在图4中，示出了驱动晶体管Td的栅极电压Vg和源极电压Vs的变化作为 图3中所示的节点ND1、ND2的电压。
图4的时序图中的时间点ts为一个周期(图像显示的一帧期间)的起始定时，在 该一个周期中，驱动作为发光器件的有机EL器件1以发光。在时间点ts (期间LT0)之前，执行前一帧的发光。在图5A中示出了期间LTO的 等效电路。S卩，有机EL器件1的发光状态是电源脉冲DS处于驱动电压Vcc并且取样晶体管 Ts截止的状态。此时，驱动晶体管Td被设定为在饱和区域中操作，因此，流入有机EL器件 1的电流Ids'响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs而获取上述等式(1)中示出的值。在时间点ts，开始该帧中的发光的操作。首先，将电源脉冲设定为初始电位Vini。图5B示出了期间LTl的等效电路。在该期间中，初始电位Vini小于有机EL器件1的阈值电压Vthe 1和阴极电压Vcat 的总和，即，Vini彡Vthel+Vcat,因此，有机EL器件1熄灭并开始非发光期间。此时，电源 控制线DSL用作驱动晶体管Td的源极。此外，有机EL器件1的阳极(节点ND2)被充电至 初始电位Vini。在固定的期间之后，进行阈值校正的准备(期间LT2a、LT2b)。在图6A中示出了 等效电路。S卩，在期间LI^a、LT2b中，当信号线DTL的电位变为阈值校正基准电压Vofs时，将 扫描脉冲WS设定为H电平，并使取样晶体管Ts导通。驱动晶体管Td的栅极(节点NDl) 处于阈值校正基准电压Vofs。驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs变为(Vofs-Vini)。如果(Vofs-Vini)不大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth，则不可能执行阈值校正 操作，因此，将初始电位Vini与阈值校正基准电压Vofs设定为满足(Vofs-Vini) > Vth。S卩，作为对阈值校正的准备，使驱动晶体管Td的栅极-源极电压充分大于阈值电 压 Vth。随后，执行阈值校正(Vth校正)。这里，示出了四次阈值校正的实例作为期间LT3a 至 LT3d。首先，在期间LT3a，执行第一阈值校正(Vth校正)。在这种情况下，当信号线电压为阈值校正基准电压Vofs时，写入扫描器13将扫描 脉冲WS设定为H电平，并且驱动扫描器12将电源脉冲DS设定为驱动电压Vcc。在图6B中 示出了等效电路。在这种情况下，有机EL器件1的阳极(节点ND2)用作驱动晶体管Td的 源极，并且电流流入其中。因此，源极节点随着被固定为阈值校正基准电压Vofs的驱动晶 体管Td的栅极(节点NDl)而上升。只要有机EL器件1的阳极电位(节点ND2的电位)等于或小于(Vcat+Vthel)(有 机EL器件1的阈值电压)，则就将驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled 进行充电。用语“只要有机EL器件1的阳极电位等于或小于(Vcat+Vthel)”意指有机EL 器件1的漏电流基本上小于流入驱动晶体管Td的电流。因此，节点ND2的电位(驱动晶体管Td的源极电位)随着时间而上升。阈值校正基本上指的是将驱动晶体管Td的栅极-源极电压设定为阈值电压Vth 的操作。因此，可以升高驱动晶体管Td的源极电位，直到驱动晶体管Td的栅极-源极电压变为阈值电压Vth。然而，可以仅在信号线电压=Vofs期间中将栅极节点固定为阈值校正基准电 压Vofs。然后，根据帧率等，通过一次阈值校正操作，可以不用花费源极电位上升直到栅 极-源极电压达到阈值电压Vth的足够的时间。由于这个原因，多次分割执行阈值校正。因此，在信号线电压变为视频信号电压Vsig之前，作为期间LT3a的阈值校正结 束。即，写入扫描器13立即将扫描脉冲WS设定为L电平并截止取样晶体管Ts。此时，栅极和源极均被浮置，电流响应于栅极-源极电压Vgs而在漏极和源极之间 流动，并且发生自举(bootstrap)。即，如图所示，栅极电位和源极电位上升。接下来，在期间LT3b，执行第二阈值校正。即，当信号线电压等于阈值校正基准电 压Vofs时，写入扫描器13将扫描脉冲WS设定为H电平，并再次导通取样晶体管Ts。从而， 将驱动晶体管Td的栅极电压设定为阈值校正基准电压Vofs，并再次提高了源极电位。此外，暂停阈值校正。应注意，驱动晶体管Td的栅极-源极电压通过第二阈值校正 而更接近于阈值电压Vth，因此，在第二暂停期间的自举量小于在第一暂停期间的自举量。然后，在期间LT3c中执行第三阈值校正，在另一暂停之后，在期间LT3d中执行第 四阈值校正。最后，驱动晶体管Td的栅极-源极电压变为阈值电压Vth。此时，源极电位(节点ND2 有机EL器件1的阳极电位)= (Vofs-Vth)彡(Vcat+Vthel) (Vcat为阴极电位并且Vthel为有机EL器件1的阈值电压)。在图4的情况下，在第四阈值校正的期间LT3d之后，将扫描脉冲WS设定为L电平， 并且使取样晶体管Ts截止，从而完成了阈值校正。这里，示出了执行四次阈值校正的实例，然而，分割阈值校正操作的次数根据显示 装置的构造和操作而适当地确定，例如，其可以为两次、三次、五次或更多次。然后，在信号线电压为视频信号电压Vsig的期间LT4中，写入扫描器13将扫描脉 冲WS设定为H电平，并且执行视频信号电压Vsig的写入和迁移率校正。即，将视频信号电 压Vsig输入至驱动晶体管Td的栅极。在图7A中示出了等效电路。驱动晶体管Td的栅极电位为视频信号电压Vsig的电位，并且由于电源控制线DSL 处于驱动电压Vcc所以电流流动，且源极电位随着时间而上升。在这点上，如果驱动晶体管Td的源极电压小于有机EL器件1的阈值电压Vthel 和阴极电压Vcat的总和，则驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled进行充 电。即，条件是有机EL器件1的漏电流显著小于流入驱动晶体管Td的电流。此时，完成了驱动晶体管Td的阈值校正操作，并且流入驱动晶体管Td的电流反映 出迁移率μ。具体地，如果迁移率越大，则此时的电流量越大且源极上升越快。相反，如果迁移 率越小，则电流量越小且源极上升越慢。从而，在扫描脉冲WS为H电平的期间LT4中，在取样晶体管Ts被导通之后，驱动晶 体管Td的源极电压Vs上升，而当取样晶体管Ts被截止时，源极电压Vs变为反映迁移率μ 的VsO。驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs反映迁移率并变得更小(Vgs = (Vsig-VsO)), 并且在经过固定的时间期间之后成为完全校正迁移率的电压。在以上述方式执行视频信号电压Vsig的写入和迁移率校正之后，栅极-源极电压
11Vgs固定，并且处理移动至自举和发光(期间LI^)。图7B示出了等效电路。S卩，将扫描脉冲Ws设定为L电平，使取样晶体管Ts截止，并结束写入，然后，使有 机EL器件1发光。这种情况下，响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs的电流Ids 流入有机EL器件1，节点ND2的电位上升至使电流流动的电压VEL，并且有机EL器件1发 光。此时，取样晶体管Ts是截止的，并且驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)在节点ND2的 电位上升的同时而类似地上升，从而，使栅极-源极电压Vgs保持不变(自举操作)。如上所述，像素电路10在一帧期间中包括阈值校正操作和迁移率校正操作作为 发光操作的一个周期，并且执行有机EL器件1的发光的操作。通过阈值校正操作，可以将响应于信号电位Vsig的电流提供给有机EL器件1，而 与每个像素电路10中的驱动晶体管Td的阈值电压Vth的变化以及由于随着时间波动而引 起的阈值电压Vth波动无关。即，可以消除在制造时或由于时间变化而引起的阈值电压Vth 的变化，并且可以保持高质量，而不会存在画面上的亮度不均勻性等。此外，漏极电流由于驱动晶体管Td的迁移率也发生变化，并且图像质量由于驱动 晶体管Td的迁移率关于每个像素电路10的变化而变得更低，然而，通过迁移率校正，可以 响应于驱动晶体管Td的迁移率的大小来获得源极电位Vs。结果，栅极-源极电压Vgs被调 节为吸收每个像素电路10的驱动晶体管Td的迁移率的变化，并且可以消除由于迁移率的 变化而导致的图像质量降低。此外，作为像素电路操作的一个周期，被分割并多次执行的阈值校正操作是基于 对显示装置的更高速度(更高频率)的需求。随着帧率变得更高，像素电路的操作时间变得相对更短，并且难以确保连续的阈 值校正期间(信号线电压=阈值校正基准电压Vofs的期间)。因此，通过以上述方式分 时地执行阈值校正操作，确保了作为阈值校正期间的所需期间，并且将驱动晶体管Td的栅 极-源极电压收敛于阈值电压Vth。然而，高速驱动具有下面的缺点。从图4中的信号线电压可以了解，在一个水平期间中，水平选择器11将视频信号 电压Vsig和阈值校正基准电压Vofs分时地输出至信号线DTL。随着驱动速度通过更高的帧率等变得更高，一个水平期间变得更短，那么，水平选 择器11的分时操作的操作余量变得更低。此外，在水平选择器11中增加了处理负担并存 在用于信号线DTL的驱动器的更高性能的需求，它们导致了成本增加。[3.实施方式的像素电路操作]因此，在该实施方式中，提出了水平选择器11可以仅输出视频信号电压Vsig，而 不需要分时输出。显然，由此应当避免图像劣化等的发生。由于这个原因，采用了这样一种 构造，其中，通过使用除信号线DTL之外的某物将阈值校正基准电压Vof s引入像素电路，来 执行阈值校正。此外，因此避免了面板构造由于新的控制线而变得复杂。为了这些目的，在该实施方式中，像素电路10采用图2中的上述构造。此外，像素 电路10通过图8中所示的驱动时序来操作。图8中说明的操作指的是这样的阈值校正操作，其中，像素电路10通过像素电路 10的行的写入控制线WSL(X)的扫描脉冲WS(X)以及像素电路10的前一行的写入控制线 WSL (x-1)的扫描脉冲WS (x-1)，将驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs设定为驱动晶体管Td的阈值电压Vth。此外，该操作还指这样一种操作，其中，通过扫描脉冲WS(X)和WS(x-l) 来控制来自信号线DTL的视频信号电压Vsig向驱动晶体管Td的栅极和源极之间的输入操作。图8示出了像素电路10的操作的一个发光周期(一帧期间)的操作的时序图。在图8中，示出了水平选择器11提供给信号线DTL的信号线电压。在操作实例的 情况下，水平选择器11在一个水平期间(IH)中将视频信号电压Vsig提供给信号线DTL作 为信号线电压。S卩，水平选择器11没有执行阈值校正基准电压Vofs的输出。如图2所示，阈值校 正基准电压Vofs经由基准电压输入晶体管Tofs从固定电源线被引入像素电路10。此外，在图8中，示出了经由电源控制线DSL而从驱动扫描器12提供的电源脉冲 DS。作为电源脉冲DS，提供了驱动电压Vcc或初始电压Vini。此外，在图8中，示出了通过写入扫描器13经由WSL而提供给取样晶体管Ts的扫 描脉冲WS。这里，示出了对应于像素电路10的行的写入控制线WSL(X)的扫描脉冲WS(X) 和对应于前一行的写入控制线WSL(x-l)的扫描脉冲WS(x-l)。例如，各行中的扫描脉冲WS经由写入扫描器13内的移位寄存器而被输出至如图 1所示的各条写入控制线WSLl至WSL (m)。因此，扫描脉冲WS (χ)相对于扫描脉冲WS (χ_1) 具有延迟一个水平期间的波形。η沟道型取样晶体管Tsl在将扫描脉冲WS (χ)设定为H电平时而被导通，而在将扫 描脉冲WS(X)设定为L电平时不被导通。ρ沟道型取样晶体管Ts2在将扫描脉冲WS (x-1)设定为L电平时被导通，而在将扫 描脉冲WS(x-l)设定为H电平时不被导通。η沟道型基准电压输入晶体管Tofs在将扫描脉冲WS(x_l)设定为H电平时被导 通，而在将扫描脉冲WS(x-l)设定为L电平时不被导通。另外，在图8中，示出了驱动晶体管Td的栅极电压Vg和源极电压Vs的变化以作 为节点NDU ND2的电压。将说明图8中的操作。图8的时序图中的时间点ts为一个周期(例如，图像显示 的一帧期间)的起始定时，在该一个周期中，驱动作为发光器件的有机EL器件1发光。在时间点ts (期间LTO)之前，执行前一帧的发光。在图9A中示出了期间LTO的 等效电路。S卩，有机EL器件1的发光状态是电源脉冲DS为驱动电压Vcc并且取样晶体管Ts 截止的状态。尽管取样晶体管Ts2是导通的，但由于取样晶体管Tsl是截止的，所以节点 NDl与信号线DTL是隔离的。此外，基准电压输入晶体管Tofs也是截止的，并且节点NDl与 阈值校正基准电压Vofs的固定电源线也是隔离的。此时，驱动晶体管Td被设定为在饱和区域中操作，因此，流入有机EL器件1的电 流Ids'响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs而取得上述等式(1)中示出的值。在时间点ts，开始该帧中的发光的操作。首先，将电源脉冲DS设定为初始电位Vini。在该期间中，初始电位Vini小于有 机EL器件1的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat的总和，即，Vini ( Vthel+Vcat，因此，有 机EL器件1熄灭并开始非发光期间。此时，如图9B所示，电源控制线DSL用作驱动晶体管Td的源极，并且有机EL器件1的阳极(节点ND2)被充电至初始电位Vini。在固定期间之后，进行阈值校正的准备(期间LT2a、LT2b)。首先，在期间LDa中，扫描脉冲WS(x-l)处于H电平。如图IOA中所示的等效电 路，基准电压输入晶体管Tofs是导通的。取样晶体管Tsl、Ts2均是截止的。因此，将来自固定电源线的阈值校正基准电压Vofs输入至驱动晶体管Td的栅极 (节点NDl)。因此，驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs变为(Vofs-Vini)。此外，在期间LT2b中，扫描脉冲WS(x-l)处于H电平。如图IOB中所示的等效电 路，基准电压输入晶体管Tofs是导通的。取样晶体管Tsl是导通的，而取样晶体管Ts2是 截止的。在这种情况下，也将来自固定电源线的阈值校正基准电压Vofs输入至驱动晶体 管Td的栅极(节点NDl)。因此，驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs变为(Vofs-Vini)。在期间LTh、Lt2b中，作为阈值校正的准备，使驱动晶体管的栅极-源极电压Vgs 充分大于阈值电压Vth。如果栅极-源极电压Vgs (在这种情况下，(Vgs = Vofs-Vini))不 大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth，则不可能执行阈值校正操作，因此，将初始电位Vini和 阈值校正基准电压Vofs设定为满足(Vofs-Vini) > Vth0随后，执行阈值校正(Vth校正)。这里，将三次阈值校正的实例示出为期间LT3a 至 LT3c。首先，在期间LT3a，执行第一阈值校正(Vth校正)。在这种情况下，在写入扫描器13将扫描脉冲WS(X) ,ffS(x-l)设定为H电平的期间 中，驱动扫描器12将电源脉冲DS设定为驱动电压Vcc。在图IlA中示出了等效电路。在这 种情况下，有机EL器件1的阳极(节点ND2)用作驱动晶体管Td的源极，并且电流流入其 中。因此，源极节点随着被固定为阈值校正基准电压Vofs的驱动晶体管Td的栅极(节点 NDl)而上升。只要有机EL器件1的阳极电位(节点ND2的电位)等于或小于(Vcat+Vthel)(有 机EL器件1的阈值电压)，则将驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled进 行充电。用语“只要有机EL器件1的阳极电位等于或小于(Vcat+Vthel)”意指有机EL器 件1的漏电流基本上小于流入驱动晶体管Td的电流。因此，如图8所示，节点ND2的电位(驱动晶体管Td的源极电位)随着时间而上升。当扫描脉冲WS(X) ,ffS(x-l)处于L电平时，作为期间LT3a的第一阈值校正操作结 束，并且处理进入暂停期间。暂停期间的等效电路如图IlB所示。即，取样晶体管Tsl和基 准电压输入晶体管Tofs被截止，并且取样晶体管Ts2被导通。此时，驱动晶体管Td的栅极和源极均被浮置，电流响应于栅极-源极电压Vgs而 在漏极和源极之间流动，并且发生自举。即，如图8所示，栅极电位Vg和源极电位Vs上升。接下来，在期间LT!3b，当扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)处于H电平时执行第二阈值校 正。等效电路再次变为图IlA中所示的电路。从而，将驱动晶体管Td的栅极电压设定为阈值校正基准电压Vofs，并且源极电位 再次升高。此夕卜，当扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)处于L电平时，阈值校正操作暂停。应注意，驱动晶体管Td的栅极-源极电压通过第二阈值校正更接近于阈值电压Vth，因此，第二暂停期 间的自举量小于第一暂停期间的自举量。然后，在期间LT3c中，当扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)处于H电平时执行第三阈值校正。最后，驱动晶体管Td的栅极-源极电压变为阈值电压Vth。此时，源极电位(节点ND2 有机EL器件1的阳极电位)= (Vofs-Vth)彡(Vcat+Vthel) (Vcat为阴极电位并且Vthel为有机EL器件1的阈值电压)。在图8的情况下，在第三阈值校正的期间LT3c结束之后，完成了阈值校正操作。然后，在信号线电压为像素电路10的视频信号电压Vsig (χ)的期间LT4，执行视频 信号电压Vsig的写入和迁移率校正。如上所述，扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)为彼此偏移一个水平期间的脉冲，并且在期 间LT4中，扫描脉冲WS(X)处于H电平，而扫描脉冲WS(x-l)处于L电平。因此，如图12A所示，取样晶体管Tsl、Ts2均是导通的，而基准电压输入晶体管 Tofs是截止的。相应地，执行来自信号线DTL的视频信号电压Vsig向驱动晶体管Td的栅极的写 入。驱动晶体管Td的栅极电位为视频信号电压Vsig的电位，并且由于电源控制线DSL 处于驱动电压Vcc，所以电流流动，且源极电位随着时间而上升。在这点上，如果驱动晶体管Td的源极电压小于有机EL器件1的阈值电压Vthel 和阴极电压Vcat的总和，则驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled进行充 电。流入驱动晶体管Td的电流反映迁移率μ。S卩，如果迁移率越大，则此时的电流量越大，并且源极上升越快。相反，如果迁移率 越小，则电流量越小，并且源极上升越慢。从而，在扫描脉冲WS处于H电平的期间LT4中， 在取样晶体管Ts被导通之后，驱动晶体管Td的源极电压Vs上升，而当取样晶体管Ts被截 止时，源极电压Vs变为反映迁移率μ的VsO，驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs反映迁 移率且变得更小(Vgs= (Vsig-VsO))，并在经过固定的时间期间之后成为完全校正迁移率 μ的电压。在以上述方式执行视频信号电压Vsig的写入和迁移率校正之后，栅极-源极电压 VgS固定，并且处理移动至自举和发光(期间LT5)。S卩，将扫描脉冲Ws设定为L电平，使取样晶体管Ts截止，结束写入，然后，使有机 EL器件1发光。等效电路如图12Β所示。在这种情况下，响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs的电流Ids流动，节点 ND2的电位上升至使电流流入有机EL器件1的电压VEL，并且有机EL器件1发光。此时， 取样晶体管Tsl和基准电压输入晶体管Tofs均是截止的，并且驱动晶体管Td的栅极(节 点NDl)在节点ND2的电位上升的同时而类似地上升，从而，栅极-源极电压Vgs保持不变 (自举操作)。如上所述，像素电路10在一帧期间中包括阈值校正操作和迁移率校正操作作为 发光操作的一个周期，并且执行有机EL器件1的发光的操作。如上所述，在该实施方式中，通过像素电路10的行的写入控制线WSL(X)的扫描脉冲WS(X)，来控制每个像素电路10的取样晶体管Tsl的导通。此外，通过像素电路10的前 一行的写入控制线WSL(x-l)的扫描脉冲WS(x-l)，来控制取样晶体管Ts2和基准电压输入 晶体管Tofs的导通。此外，在每个像素电路10中，当驱动扫描器12向驱动晶体管Td提供驱动电压Vcc 时，通过前一行的扫描脉冲WS (X-I)，使取样晶体管Ts2截止并使基准电压输入晶体管Tofs 导通，从而执行阈值校正操作(期间LB)。在一个发光周期的期间内执行多次(期间LT3a、 LT3b,LT3c)阈值校正操作。此外，在每个像素电路10中，当水平选择器11向信号线DTL提供用于像素电 路10的视频信号电压Vsig(X)时，通过关于像素电路的行和前一行的扫描脉冲WS(x)、 WS(x-l)，使取样晶体管Tsl、Ts2导通并使基准电压输入晶体管截止，从而执行视频信号电 压Vsig(X)的输入操作。根据上面的说明，水平选择器11仅需要向信号线DTL提供视频信号电压Vsig，而 不需要提供阈值校正基准电压Vofs。即，无需如图4的情况的分时供给。从而，即使当像素 驱动的速度变得更高且一个水平期间变得更短时，水平选择器11的处理负担也不会变得 过大。这有利于高速处理，并且可以增大操作余量。另外，这对于水平选择器11的成本也 是有利的。另外，执行了使用阈值校正基准电压Vofs的阈值校正，并且可以平衡高速驱动和 图像质量的改善这两者。此外，由于通过使用前一行的扫描脉冲WS (x-1)来执行向像素电路10提供阈值校 正基准电压Vofs的控制，所以不需要任何新的独立控制线构造。因此，不会进一步引起像 素电路10的构造的复杂性等。上文已经说明了实施方式，然而，本发明不限于这些实例。在实例中，在一个发光周期内执行三次阈值校正，然而，分割阈值校正操作的次数 根据显示装置的构造和操作而适当地确定，例如，其可以为两次、四次或更多。此外，本发明 没有必要限于执行多次阈值校正操作的方式。如果阈值校正通过一次阈值校正操作而完 成，则可以执行一次操作。此外，像素电路10的构造不限于图2中的构造。例如，取样晶体管Tsl、Ts2以及 基准电压输入晶体管Tofs的η沟道型和ρ沟道型可以是相反的。显然，在这种情况下，扫 描脉冲WS的控制逻辑也可以是相反的。另外，可以采用另一构造，只要该电路构造可以通过前一行的WS(X-I)的控制将 来自固定电源的阈值校正基准电压Vof s引至节点ND1。本申请包含于2010年1月14日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-005965所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组 合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
1权利要求
1.一种显示装置，包括像素阵列，其中，以矩阵形式配置像素电路，所述像素电路均具有发光器件、驱动晶体 管和保持电容，所述驱动晶体管在漏极和源极之间被施加驱动电压时、将响应于栅极-源 极电压的电流施加至所述发光器件，所述保持电容连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之 间并保持所述驱动晶体管的阈值电压和输入的视频信号电压；信号选择器，将所述视频信号电压提供给在所述像素阵列上以列配置的各条信号线；驱动控制扫描器，将电源脉冲提供给在所述像素阵列上以行配置的各条电源控制线， 并且将驱动电压施加至所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写入扫描器，将扫描脉冲提供给在所述像素阵列上以行配置的各条写入控制线，并且 执行所述视频信号电压向所述像素电路的输入，其中，在所述像素阵列的每个所述像素电路中，通过所述像素电路的行的写入控制线 的扫描脉冲和所述像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来控制将所述驱动晶体管 的栅极-源极电压设定为所述驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作、以及来自所述信号 线的所述视频信号电压向所述驱动晶体管的栅极和源极之间的输入操作。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素电路具有第一取样晶体管和第二取样晶体管，其中一个为η沟道型而另一个为P沟道型，所述第 一取样晶体管和所述第二取样晶体管串联连接在所述信号线和所述驱动晶体管的栅极之 间，并且在这两个晶体管均被导通时，将提供给所述信号线的所述视频信号电压输入至所 述驱动晶体管的栅极；基准电压输入晶体管，与所述第一取样晶体管的沟道型相同，连接在固定基准电压和 所述驱动晶体管的栅极之间，并在被导通时将所述基准电压输入至所述驱动晶体管的栅 极；以及保持电容，连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间，并且保持所述驱动晶体管的阈 值电压和输入的所述视频信号电压，其中，通过所述像素电路的行的写入控制线的扫描脉 冲来控制每个像素电路的所述第一取样晶体管的导通，以及通过所述像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲来控制每个像素电路的所述第 二取样晶体管和所述基准电压输入晶体管的导通。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在每个所述像素电路中，当所述驱动控制扫 描器将所述驱动电压提供给所述驱动晶体管时，通过来自所述写入扫描器的、所述像素电 路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，使所述第二取样晶体管非导通而使所述基准电压输 入晶体管导通，从而执行阈值校正操作。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述写入扫描器输出各行的扫描脉冲，使得 可以在各个像素电路中的一个发光周期内可以执行多次阈值校正操作。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，在每个所述像素电路中，当所述信号选择器 将用于所述像素电路的所述视频信号电压提供给所述信号线时，通过所述像素电路的行和 前一行的各条所述写入控制线的扫描脉冲，使所述第一取样晶体管和所述第二取样晶体管 导通，而使所述基准电压输入晶体管非导通，从而，执行所述视频信号电压的输入操作。
6.一种显示驱动方法，用于显示装置，其中，所述显示装置包括像素阵列，其中，以矩 阵形式配置像素电路，所述像素电路均具有发光器件、驱动晶体管和保持电容，所述驱动晶体管在漏极和源极之间被施加驱动电压时、将响应于栅极-源极电压的电流施加至所述发 光器件，所述保持电容连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间并且保持所述驱动晶体管 的阈值电压和输入的视频信号电压；信号选择器，将所述视频信号电压提供给在所述像素 阵列上以列配置的各条信号线；驱动控制扫描器，将电源脉冲提供给在所述像素阵列上以 行配置的各条电源控制线，并且将驱动电压施加至所述像素电路的所述驱动晶体管；以及 写入扫描器，将扫描脉冲提供给在所述像素阵列上以行配置的各条写入控制线，并且执行 所述视频信号电压向所述像素电路的输入，所述显示驱动方法包括以下步骤对于所述像素阵列中的每个所述像素电路，通过所述像素电路的行的写入控制线的扫 描脉冲和所述像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来执行将所述驱动晶体管的栅 极-源极电压设定为所述驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作；以及通过所述像素电路的行的写入控制线的扫描脉冲和所述像素电路的前一行的写入控 制线的扫描脉冲，进一步执行来自所述信号线的所述视频信号电压向所述驱动晶体管的栅 极和源极之间的输入操作。
全文摘要
本发明提供了显示装置和显示驱动方法，该显示装置包括像素阵列，其中，以矩阵形式配置像素电路，像素电路均具有发光器件、驱动晶体管和保持电容；信号选择器，将视频信号电压提供给在像素阵列上以列配置的信号线；驱动控制扫描器，将电源脉冲提供给在像素阵列上以行配置的电源控制线，并且将驱动电压施加至晶体管；以及写入扫描器，将扫描脉冲提供给在像素阵列上以行配置的写入控制线，并且执行视频信号电压向像素电路的输入。通过像素电路的行的扫描脉冲和像素电路的前一行的扫描脉冲，来控制将晶体管的栅极-源极电压设定为晶体管的阈值电压的阈值校正、以及来自信号线的视频信号电压向晶体管的栅极和源极之间的输入。
文档编号G09G3/32GK102129836SQ20111000308
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年1月14日
发明者丰村直史, 杉本秀树 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及具有以矩阵形式配置像素电路的像素阵列的显示装置及其显示驱动 方法，并且例如，涉及使用有机电致发光器件(有机EL器件)作为发光器件的显示装置。
背景技术：
例如，如在JP-A-2003-255856和JP-A-2003-271095中所公开的，已经开发了一种 使用用于像素的有机EL器件的图像显示装置。例如与液晶显示器相比较，由于有机EL器 件为自发光型器件，所以该装置具有图像的可视性更高、不需要背光、响应速度更快等的优 点。此外，各个发光器件的亮度级(灰度级)可以通过流入其中的电流值来控制(所谓的 电流控制型)。在有机EL显示器中，与液晶显示器一样，存在简单矩阵方式和有源矩阵方式作为 其驱动方式。前者在结构上较简单，然而，其具有难以实现大且高清晰度显示器等的问题， 因此，当前，积极开发了一种有源矩阵方式。该方式通过使用设置在像素电路内的有源器件 (通常，薄膜晶体管TFT)，来控制流入各个像素电路内的发光器件的电流。
发明内容
对于使用有机EL器件的像素电路构造，强烈需要通过消除关于像素等的亮度不 均勻性、增大面板、提高亮度、提高清晰度、提高帧率(高频率)等来改善显示质量。鉴于上述需求，研究了各种构造。例如，如在JP-A-2007-133282中，已经提出了这 样的像素电路构造和操作，其中，可以通过消除关于每个像素的驱动晶体管的阈值电压和 迁移率的变化，来消除关于每个像素的亮度不均勻性。因此，期望实现一种优选用于通过高频率进行加速并以高数倍的速度进行驱动等 的像素电路操作，作为使用有机EL器件的显示装置。根据本发明实施方式的显示装置包括像素阵列，其中，以矩阵形式配置像素电 路，每个像素电路均具有发光器件、驱动晶体管和保持电容，该驱动晶体管在漏极和源极之 间被施加驱动电压时、将响应于栅极-源极电压的电流施加至发光器件，该保持电容连接 在驱动晶体管的栅极和源极之间并保持驱动晶体管的阈值电压和输入的视频信号电压；信 号选择器，将视频信号电压提供给在像素阵列上以列配置的各条信号线；驱动控制扫描器， 将电源脉冲提供给在像素阵列上以行配置的电源控制线，并且将驱动电压施加至像素电路 的驱动晶体管；以及写入扫描器，将扫描脉冲提供给在像素阵列上以行配置的各条写入控 制线，并且执行视频信号电压向像素电路的输入。在像素阵列的每个像素电路中，通过像素 电路的行的写入控制线的扫描脉冲和像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来控制 将驱动晶体管的栅极-源极电压设定为驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作、以及来自 信号线的视频信号电压向驱动晶体管的栅极和源极之间的输入操作。具体地，像素电路具有第一取样晶体管和第二取样晶体管，一个为η沟道型而另 一个为P沟道型，第一取样晶体管和第二取样晶体管串联连接在信号线和驱动晶体管的栅极之间，并且在两个晶体管均被导通时，将提供给信号线的视频信号电压输入至驱动晶体 管的栅极；基准电压输入晶体管，其与第一取样晶体管类型的沟道型相同，连接在固定基准 电压和驱动晶体管的栅极之间，并在被导通时将基准电压输入至驱动晶体管的栅极；以及 保持电容，连接在驱动晶体管的栅极和源极之间，并保持驱动晶体管的阈值电压和输入的 视频信号电压。此外，每个像素电路的第一取样晶体管的导通由像素电路的行的写入控制 线的扫描脉冲来控制，以及每个像素电路的第二取样晶体管和基准电压输入晶体管的导通 由像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲来控制。在这种情况下，在每个像素电路中，当驱动控制扫描器将驱动电压提供给驱动晶 体管时，通过来自写入扫描器的、像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，使第二取样 晶体管非导通，而使基准电压输入晶体管导通，从而，执行阈值校正操作。此外，写入扫描器输出各行的扫描脉冲，使得可以在各个像素电路中的一个发光 周期期间内执行多次阈值校正操作。此外，在每个像素电路中，当信号选择器将用于像素电路的视频信号电压提供给 信号线时，通过一行和前一行像素电路的各条写入控制线的扫描脉冲，使第一取样晶体管 和第二取样晶体管导通，而使基准电压输入晶体管非导通，从而，执行视频信号电压的输入 操作。本发明另一实施方式的显示驱动方法包括以下步骤对于每个像素电路，通过像 素电路的行的写入控制线的扫描脉冲和像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来执 行将驱动晶体管的栅极-源极电压设定为驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作，并且通 过像素电路的行的写入控制线的扫描脉冲和像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲， 进一步执行来自信号线的视频信号电压向驱动晶体管的栅极和源极之间的输入操作。与有机EL显示装置中一样，在通过将响应于驱动晶体管的栅极-源极电压的电流 施加至发光器件等来获得发光灰度级的显示装置中，通过执行消除驱动晶体管的阈值电压 的变化的阈值校正来改善图像质量。为此，通过使用信号线将在阈值校正时提供给像素电 路的阈值校正基准电压和作为要实际显示的灰度级值的视频信号电压分时地提供给各个 像素电路。另一方面，在诸如高帧率驱动的高速驱动的情况下，分时驱动增加了信号选择器 的处理负担。因此，在本发明的实施方式中，信号选择器仅将视频信号电压提供给信号线。此 外，由固定电源提供阈值校正基准电压。此外，为了可以在像素电路的发光之前，将阈值校 正基准电压输入至像素电路，使用了像素电路的前一行的扫描脉冲。根据本发明的实施方式，信号选择器仅将视频信号电压提供给信号线，而不需要 分时提供阈值校正基准电压。从而，即使当像素驱动变得更快时，信号选择器的处理负担也 较小，并且具有高速处理和成本方面的优点。此外，使用阈值校正基准电压的阈值校正是可行的，并且可以平衡高速驱动和图 像质量的改善这两者。此外，向像素电路提供阈值校正基准电压的控制使用了前一行的扫 描脉冲，并且不需要任何新的独立控制线构造，也不会进一步引起像素阵列的构造等的复 杂性。
图1是本发明实施方式的显示装置的构造的说明图；图2是实施方式的像素电路的电路图；图3是比较例的像素电路的电路图；图4是在执行分割阈值校正的情况下的像素电路操作的说明图；图5A和图5B是比较例的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路图；图6A和图6B是比较例的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路图；图7A和图7B是比较例的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路图；图8是实施方式的像素电路的操作的说明图；图9A和图9B是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图；图IOA和图IOB是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图；图IlA和图IlB是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图；以及图12A和图12B是实施方式的像素电路的发光操作的一个周期的处理的等效电路 图。
具体实施例方式如下，将按下列顺序来说明本发明的实施方式。[1.显示装置和像素电路的构造][2.在得到本发明的过程中所考虑的像素电路操作分割阈值校正][3.实施方式的像素电路操作][1.显示装置和像素电路的构造]图1示出了实施方式的有机EL显示装置的构造。有机EL显示装置包括使用有机EL器件作为发光器件并使用有源矩阵方式执行发 光驱动的像素电路10。如图所示，有机EL显示装置具有在行方向和列方向上以矩阵(m行Xn列)形式 配置许多像素电路10的像素阵列20。每个像素电路10为R (红色)、G (绿色)、B (蓝色) 发光像素中的一个，各个颜色的像素电路10以预定的规则配置，从而形成彩色显示装置。作为用于各个像素电路10的发光驱动的构造，设置了水平选择器11、驱动扫描器 12和写入扫描器13。此外，由水平选择器11选择的信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)在列方向上配置于
像素阵列上，这些信号线响应于作为显示数据的亮度信号的信号值(灰度级值)而将电压
提供给像素电路10。信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)以按矩阵形式配置在像素阵列20中
的像素电路10的列数(η列)而设置。此外，写入控制线WSL1、WSL2、. . .、WSL(m)以及电源控制线DSL1、DSL2、...、 DSL(m)在行方向上配置于像素阵列20上。这些写入控制线WSL和电源控制线DSL分别以 按矩阵形式配置在像素阵列20中的像素电路10的行数(m行)而设置。
写入控制线WSL(WSL1至WSL(m))由写入扫描器13来驱动。写入扫描器13以预定的预设时间顺次地将扫描脉冲WS (WSl至WS (m))提供给以 行配置的各条写入控制线WSLl至WSL(m)，并且线序地(line-sequentially)逐行扫描像素 电路10。电源控制线DSL(DSL1至DSL (m))由驱动扫描器12来驱动。驱动扫描器12根据
写入扫描器13的线序扫描，而将电源脉冲DS(DS1、DS2.....DS(m))提供给以行配置的各
条电源控制线DSLl至DSL(m)。电源脉冲DS(DS1、DS2、. . .、DS(m))是在驱动电压Vcc和初 始电压Vini这两个值之间进行切换的脉冲电压。驱动扫描器12和写入扫描器13基于时钟ck和起始脉冲sp来设定扫描脉冲WS 和电源脉冲DS的定时。水平选择器11根据写入扫描器13的线序扫描，而将作为像素电路10的输入信号 的信号线电压提供给在列方向上配置的信号线DTL1、DTL2、...。在实施方式中，水平选择 器11将作为信号线电压的阈值校正基准电压Vofs和视频信号电压Vsig提供给各条信号 线。在实施方式的显示装置中，所附权利要求中的信号选择器的实例为水平选择器 11，驱动控制扫描器的实例为驱动扫描器12，以及写入扫描器的实例为写入扫描器13。图2示出了实施方式的像素电路10的构造实例。像素电路10以矩阵形式配置为 图1的构造中的像素电路10。为简单起见，图2仅示出了设置在信号线DTL、写入控制线WSL(X)和电源控制线 DSL(X)相交叉的部分中的一个像素电路10。即，示出了在像素阵列20内的第χ行中的特 定像素电路10。像素电路10包括作为发光器件的有机EL器件1、保持电容Cs、取样晶体管Tsl、 Ts2、驱动晶体管Td以及基准电压输入晶体管Tofs。电容Coled为有机EL器件1的寄生电容。取样晶体管Tsl、驱动晶体管Td和基准电压输入晶体管Tofs包括η沟道型薄膜晶 体管(TFT)，并且取样晶体管Ts2包括ρ沟道型TFT。保持电容Cs具有连接至驱动晶体管Td的源极(节点冊幻的一个端子和连接至 同一驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)的另一端子。像素电路10的发光器件是具有二极管结构的有机EL器件1，并且例如具有阳极和 阴极。有机EL器件1的阳极连接至驱动晶体管Td的源极，而阴极连接至预定的配线(阴 极电位Vcat)。取样晶体管Tsl、Ts2使它们的源极和漏极串联连接在信号线DTL和驱动晶体管Td 的栅极(节点NDl)之间。g卩，取样晶体管Tsl使其漏极和源极中的一端连接至信号线DTL，而使另一端连接 至取样晶体管Ts2。取样晶体管Ts2的漏极和源极中的一端连接至取样晶体管Tsl，而另一 端连接至驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)。因此，仅当两个取样晶体管Tsl、Ts2均被导通时，信号线DTL的信号线电压(视频 信号电压Vsig)才被输入至驱动晶体管Td的栅极。此外，取样晶体管Tsl的栅极连接至对应于像素电路10的行的写入控制线WSL (χ)。另一方面，取样晶体管Ts2的栅极连接至对应于像素电路10的行的前一行的写入 控制线WSL (x-1)。驱动晶体管Td的漏极连接至电源控制线DSL。此外，基准电压输入晶体管Tofs使其漏极和源极中的一端连接至基准电压Vofs 的固定电源线，而使另一端连接至同一驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)。基准电压输入晶体管Tofs的栅极连接至对应于像素电路10的行的前一行(第 (x-1)行)的写入控制线WSL(x-l)。基准电压输入晶体管Tofs为η沟道型TFT，取样晶体管Ts2为ρ沟道型TFT，并 且它们使它们的栅极共同连接至WSL(x-l)，因此，基准电压输入晶体管Tofs和取样晶体管 Ts2不会同时被导通。有机EL器件1的发光驱动基本如下。当将视频信号电压Vsig施加至信号线DTL时，通过由写入控制线WSL(X)、 WSL(x-l)而从写入扫描器13提供的扫描脉冲1500、150^-1)，来导通取样晶体管1^1、1^2。 因此，将来自信号线DTL的视频信号电压Vsig写入保持电容Cs。驱动晶体管Td通过来自电源控制线DSL (通过驱动扫描器12而被提供有驱动电 位Vcc)的电流供给，而使电流Ids流入有机EL器件1，并且使有机EL器件1发光。在这点上，电流Ids响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs而取值(响应于 在保持电容Cs中保持的电压的值)，并且有机EL器件1发射具有响应于电流值的亮度的光。即，在像素电路10的情况下，驱动晶体管Td的栅极施加电压通过从信号线DTL将 视频信号电压Vsig写入保持电容Cs而改变，从而，控制了流入有机EL器件1的电流值，并 且获得了发光的灰度级。由于驱动晶体管Td被设计为在饱和区域中持续操作，所以驱动晶体管Td用作具 有下列等式(1)中所示的值的恒定电流源。Ids = (1/2) · μ · (ff/L) · Cox · (Vgs-Vth)2. · · (1)Ids表示在饱和区域中操作的晶体管的漏极和源极之间流动的电流，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，并且Vth表示驱动晶体管Td的阈 值电压。如从等式(1)清楚可见，漏极电流Ids在饱和区域中由栅极-源极电压Vgs来控 制。由于栅极-源极电压Vgs保持不变，因此驱动晶体管Td作为恒定电流源来操作，并且 可以使有机EL器件1发射具有恒定亮度的光。基本上，以这种方式，在每帧期间中，在像素电路10中执行将视频信号电压(灰度 级值)Vsig写入保持电容Cs的操作，从而，响应于要显示的灰度级来确定驱动晶体管Td的 栅极-源极电压Vgs。此外，驱动晶体管Td通过在饱和区域中操作而用作有机EL器件1的恒定电流源， 并使响应于栅极-源极电压Vgs的电流流入有机EL器件1，从而，在每帧期间内，在有机EL 器件1中发射具有响应于视频信号的灰度级值的亮度的光。[2.在得到本发明的过程中所考虑的像素电路操作分割阈值校正]
这里，为了理解本发明，将说明在得到本发明的过程中所考虑的像素电路操作。该 操作是包括阈值校正操作和迁移率校正操作的电路操作，阈值校正操作和迁移率校正操作 用于补偿由于各个像素电路10的驱动晶体管Td的阈值和迁移率的变化所导致的均勻性劣 化。具体地，作为阈值校正操作，示出了执行在一个发光周期的期间内分割地多次执行的分 割阈值校正的实例。在像素电路操作中，在现有技术中已经进行了自身的阈值校正操作和迁移率校正 操作，这里将简要地说明它们的必要性。例如，在使用多晶硅TFT等的像素电路中，驱动晶体管Td的阈值电压Vth和形成 驱动晶体管Td的沟道的半导体薄膜的迁移率μ可以随时间而改变。此外，阈值电压Vth 和迁移率μ的晶体管特性由于在制造处理中的变化而可以在像素与像素之间改变。当驱动晶体管Td的阈值电压Vth和迁移率μ在像素与像素之间改变时，流入驱 动晶体管Td的电流值也在像素与像素之间改变。因此，如果将相同的视频信号值(视频信 号电压Vsig)提供给所有的像素电路10，则有机EL器件1的发光亮度在像素与像素之间变 化，结果，降低了画面均勻性。由于这个原因，在像素电路操作中，提供了用于阈值电压Vth和迁移率μ的变化 的校正功能。这里，将说明在图3中示出的普通像素电路10的操作。与图2中的实施方式的像素电路10相比较，没有设置第二取样晶体管Ts2，也没有 设置基准电压输入晶体管Tofs。此外，水平选择器11分时地将视频信号电压Vsig和用于阈值校正操作的阈值校 正基准电压Vofs提供给信号线DTL。通过从驱动晶体管Td向有机EL器件1的电流施加的基本发光操作是相同的。即，在将视频信号电压Vsig施加至信号线DTL时，通过由写入控制线WSL而从写 入扫描器13提供的扫描脉冲WS，使取样晶体管Ts导通。因此，将来自信号线DTL的视频信 号电压Vsig写入保持电容Cs。此外，驱动晶体管Td通过在饱和区域中操作而用作有机EL器件1的恒定电流源， 并且使响应于被写入保持电容Cs的视频信号电压Vsig(栅极-源极电压Vgs)的电流Ids 流入有机EL器件1。从而，发射具有响应于视频信号的灰度级值的亮度的光。图4示出了像素电路10的一个发光周期(一帧期间)的操作的时序图。在图4中，示出了水平选择器11提供给信号线DTL的信号线电压。在操作实例的 情况下，水平选择器11在一个水平期间(IH)将作为阈值校正基准电压VofS和视频信号电 压Vsig的脉冲电压提供给信号线DTL以作为信号线电压。此外，在图4中，示出了经由电源控制线DSL而从驱动扫描器12提供的电源脉冲 DS。作为电源脉冲DS，提供了驱动电压Vcc或初始电压Vini。此外，在图4中，示出了由写入扫描器13经由写入控制线WSL而提供给取样晶体 管Ts的栅极的扫描脉冲WS。在扫描脉冲WS被设定为H电平时，η沟道取样晶体管Ts被导 通，并且在扫描脉冲WS被设定为L电平时，取样晶体管非导通。另外，在图4中，示出了驱动晶体管Td的栅极电压Vg和源极电压Vs的变化作为 图3中所示的节点ND1、ND2的电压。
图4的时序图中的时间点ts为一个周期(图像显示的一帧期间)的起始定时，在 该一个周期中，驱动作为发光器件的有机EL器件1以发光。在时间点ts (期间LT0)之前，执行前一帧的发光。在图5A中示出了期间LTO的 等效电路。S卩，有机EL器件1的发光状态是电源脉冲DS处于驱动电压Vcc并且取样晶体管 Ts截止的状态。此时，驱动晶体管Td被设定为在饱和区域中操作，因此，流入有机EL器件 1的电流Ids'响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs而获取上述等式(1)中示出的值。在时间点ts，开始该帧中的发光的操作。首先，将电源脉冲设定为初始电位Vini。图5B示出了期间LTl的等效电路。在该期间中，初始电位Vini小于有机EL器件1的阈值电压Vthe 1和阴极电压Vcat 的总和，即，Vini彡Vthel+Vcat,因此，有机EL器件1熄灭并开始非发光期间。此时，电源 控制线DSL用作驱动晶体管Td的源极。此外，有机EL器件1的阳极(节点ND2)被充电至 初始电位Vini。在固定的期间之后，进行阈值校正的准备(期间LT2a、LT2b)。在图6A中示出了 等效电路。S卩，在期间LI^a、LT2b中，当信号线DTL的电位变为阈值校正基准电压Vofs时，将 扫描脉冲WS设定为H电平，并使取样晶体管Ts导通。驱动晶体管Td的栅极(节点NDl) 处于阈值校正基准电压Vofs。驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs变为(Vofs-Vini)。如果(Vofs-Vini)不大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth，则不可能执行阈值校正 操作，因此，将初始电位Vini与阈值校正基准电压Vofs设定为满足(Vofs-Vini) > Vth。S卩，作为对阈值校正的准备，使驱动晶体管Td的栅极-源极电压充分大于阈值电 压 Vth。随后，执行阈值校正(Vth校正)。这里，示出了四次阈值校正的实例作为期间LT3a 至 LT3d。首先，在期间LT3a，执行第一阈值校正(Vth校正)。在这种情况下，当信号线电压为阈值校正基准电压Vofs时，写入扫描器13将扫描 脉冲WS设定为H电平，并且驱动扫描器12将电源脉冲DS设定为驱动电压Vcc。在图6B中 示出了等效电路。在这种情况下，有机EL器件1的阳极(节点ND2)用作驱动晶体管Td的 源极，并且电流流入其中。因此，源极节点随着被固定为阈值校正基准电压Vofs的驱动晶 体管Td的栅极(节点NDl)而上升。只要有机EL器件1的阳极电位(节点ND2的电位)等于或小于(Vcat+Vthel)(有 机EL器件1的阈值电压)，则就将驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled 进行充电。用语“只要有机EL器件1的阳极电位等于或小于(Vcat+Vthel)”意指有机EL 器件1的漏电流基本上小于流入驱动晶体管Td的电流。因此，节点ND2的电位(驱动晶体管Td的源极电位)随着时间而上升。阈值校正基本上指的是将驱动晶体管Td的栅极-源极电压设定为阈值电压Vth 的操作。因此，可以升高驱动晶体管Td的源极电位，直到驱动晶体管Td的栅极-源极电压变为阈值电压Vth。然而，可以仅在信号线电压=Vofs期间中将栅极节点固定为阈值校正基准电 压Vofs。然后，根据帧率等，通过一次阈值校正操作，可以不用花费源极电位上升直到栅 极-源极电压达到阈值电压Vth的足够的时间。由于这个原因，多次分割执行阈值校正。因此，在信号线电压变为视频信号电压Vsig之前，作为期间LT3a的阈值校正结 束。即，写入扫描器13立即将扫描脉冲WS设定为L电平并截止取样晶体管Ts。此时，栅极和源极均被浮置，电流响应于栅极-源极电压Vgs而在漏极和源极之间 流动，并且发生自举(bootstrap)。即，如图所示，栅极电位和源极电位上升。接下来，在期间LT3b，执行第二阈值校正。即，当信号线电压等于阈值校正基准电 压Vofs时，写入扫描器13将扫描脉冲WS设定为H电平，并再次导通取样晶体管Ts。从而， 将驱动晶体管Td的栅极电压设定为阈值校正基准电压Vofs，并再次提高了源极电位。此外，暂停阈值校正。应注意，驱动晶体管Td的栅极-源极电压通过第二阈值校正 而更接近于阈值电压Vth，因此，在第二暂停期间的自举量小于在第一暂停期间的自举量。然后，在期间LT3c中执行第三阈值校正，在另一暂停之后，在期间LT3d中执行第 四阈值校正。最后，驱动晶体管Td的栅极-源极电压变为阈值电压Vth。此时，源极电位(节点ND2 有机EL器件1的阳极电位)= (Vofs-Vth)彡(Vcat+Vthel) (Vcat为阴极电位并且Vthel为有机EL器件1的阈值电压)。在图4的情况下，在第四阈值校正的期间LT3d之后，将扫描脉冲WS设定为L电平， 并且使取样晶体管Ts截止，从而完成了阈值校正。这里，示出了执行四次阈值校正的实例，然而，分割阈值校正操作的次数根据显示 装置的构造和操作而适当地确定，例如，其可以为两次、三次、五次或更多次。然后，在信号线电压为视频信号电压Vsig的期间LT4中，写入扫描器13将扫描脉 冲WS设定为H电平，并且执行视频信号电压Vsig的写入和迁移率校正。即，将视频信号电 压Vsig输入至驱动晶体管Td的栅极。在图7A中示出了等效电路。驱动晶体管Td的栅极电位为视频信号电压Vsig的电位，并且由于电源控制线DSL 处于驱动电压Vcc所以电流流动，且源极电位随着时间而上升。在这点上，如果驱动晶体管Td的源极电压小于有机EL器件1的阈值电压Vthel 和阴极电压Vcat的总和，则驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled进行充 电。即，条件是有机EL器件1的漏电流显著小于流入驱动晶体管Td的电流。此时，完成了驱动晶体管Td的阈值校正操作，并且流入驱动晶体管Td的电流反映 出迁移率μ。具体地，如果迁移率越大，则此时的电流量越大且源极上升越快。相反，如果迁移 率越小，则电流量越小且源极上升越慢。从而，在扫描脉冲WS为H电平的期间LT4中，在取样晶体管Ts被导通之后，驱动晶 体管Td的源极电压Vs上升，而当取样晶体管Ts被截止时，源极电压Vs变为反映迁移率μ 的VsO。驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs反映迁移率并变得更小(Vgs = (Vsig-VsO)), 并且在经过固定的时间期间之后成为完全校正迁移率的电压。在以上述方式执行视频信号电压Vsig的写入和迁移率校正之后，栅极-源极电压
11Vgs固定，并且处理移动至自举和发光(期间LI^)。图7B示出了等效电路。S卩，将扫描脉冲Ws设定为L电平，使取样晶体管Ts截止，并结束写入，然后，使有 机EL器件1发光。这种情况下，响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs的电流Ids 流入有机EL器件1，节点ND2的电位上升至使电流流动的电压VEL，并且有机EL器件1发 光。此时，取样晶体管Ts是截止的，并且驱动晶体管Td的栅极(节点NDl)在节点ND2的 电位上升的同时而类似地上升，从而，使栅极-源极电压Vgs保持不变(自举操作)。如上所述，像素电路10在一帧期间中包括阈值校正操作和迁移率校正操作作为 发光操作的一个周期，并且执行有机EL器件1的发光的操作。通过阈值校正操作，可以将响应于信号电位Vsig的电流提供给有机EL器件1，而 与每个像素电路10中的驱动晶体管Td的阈值电压Vth的变化以及由于随着时间波动而引 起的阈值电压Vth波动无关。即，可以消除在制造时或由于时间变化而引起的阈值电压Vth 的变化，并且可以保持高质量，而不会存在画面上的亮度不均勻性等。此外，漏极电流由于驱动晶体管Td的迁移率也发生变化，并且图像质量由于驱动 晶体管Td的迁移率关于每个像素电路10的变化而变得更低，然而，通过迁移率校正，可以 响应于驱动晶体管Td的迁移率的大小来获得源极电位Vs。结果，栅极-源极电压Vgs被调 节为吸收每个像素电路10的驱动晶体管Td的迁移率的变化，并且可以消除由于迁移率的 变化而导致的图像质量降低。此外，作为像素电路操作的一个周期，被分割并多次执行的阈值校正操作是基于 对显示装置的更高速度(更高频率)的需求。随着帧率变得更高，像素电路的操作时间变得相对更短，并且难以确保连续的阈 值校正期间(信号线电压=阈值校正基准电压Vofs的期间)。因此，通过以上述方式分 时地执行阈值校正操作，确保了作为阈值校正期间的所需期间，并且将驱动晶体管Td的栅 极-源极电压收敛于阈值电压Vth。然而，高速驱动具有下面的缺点。从图4中的信号线电压可以了解，在一个水平期间中，水平选择器11将视频信号 电压Vsig和阈值校正基准电压Vofs分时地输出至信号线DTL。随着驱动速度通过更高的帧率等变得更高，一个水平期间变得更短，那么，水平选 择器11的分时操作的操作余量变得更低。此外，在水平选择器11中增加了处理负担并存 在用于信号线DTL的驱动器的更高性能的需求，它们导致了成本增加。[3.实施方式的像素电路操作]因此，在该实施方式中，提出了水平选择器11可以仅输出视频信号电压Vsig，而 不需要分时输出。显然，由此应当避免图像劣化等的发生。由于这个原因，采用了这样一种 构造，其中，通过使用除信号线DTL之外的某物将阈值校正基准电压Vof s引入像素电路，来 执行阈值校正。此外，因此避免了面板构造由于新的控制线而变得复杂。为了这些目的，在该实施方式中，像素电路10采用图2中的上述构造。此外，像素 电路10通过图8中所示的驱动时序来操作。图8中说明的操作指的是这样的阈值校正操作，其中，像素电路10通过像素电路 10的行的写入控制线WSL(X)的扫描脉冲WS(X)以及像素电路10的前一行的写入控制线 WSL (x-1)的扫描脉冲WS (x-1)，将驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs设定为驱动晶体管Td的阈值电压Vth。此外，该操作还指这样一种操作，其中，通过扫描脉冲WS(X)和WS(x-l) 来控制来自信号线DTL的视频信号电压Vsig向驱动晶体管Td的栅极和源极之间的输入操作。图8示出了像素电路10的操作的一个发光周期(一帧期间)的操作的时序图。在图8中，示出了水平选择器11提供给信号线DTL的信号线电压。在操作实例的 情况下，水平选择器11在一个水平期间(IH)中将视频信号电压Vsig提供给信号线DTL作 为信号线电压。S卩，水平选择器11没有执行阈值校正基准电压Vofs的输出。如图2所示，阈值校 正基准电压Vofs经由基准电压输入晶体管Tofs从固定电源线被引入像素电路10。此外，在图8中，示出了经由电源控制线DSL而从驱动扫描器12提供的电源脉冲 DS。作为电源脉冲DS，提供了驱动电压Vcc或初始电压Vini。此外，在图8中，示出了通过写入扫描器13经由WSL而提供给取样晶体管Ts的扫 描脉冲WS。这里，示出了对应于像素电路10的行的写入控制线WSL(X)的扫描脉冲WS(X) 和对应于前一行的写入控制线WSL(x-l)的扫描脉冲WS(x-l)。例如，各行中的扫描脉冲WS经由写入扫描器13内的移位寄存器而被输出至如图 1所示的各条写入控制线WSLl至WSL (m)。因此，扫描脉冲WS (χ)相对于扫描脉冲WS (χ_1) 具有延迟一个水平期间的波形。η沟道型取样晶体管Tsl在将扫描脉冲WS (χ)设定为H电平时而被导通，而在将扫 描脉冲WS(X)设定为L电平时不被导通。ρ沟道型取样晶体管Ts2在将扫描脉冲WS (x-1)设定为L电平时被导通，而在将扫 描脉冲WS(x-l)设定为H电平时不被导通。η沟道型基准电压输入晶体管Tofs在将扫描脉冲WS(x_l)设定为H电平时被导 通，而在将扫描脉冲WS(x-l)设定为L电平时不被导通。另外，在图8中，示出了驱动晶体管Td的栅极电压Vg和源极电压Vs的变化以作 为节点NDU ND2的电压。将说明图8中的操作。图8的时序图中的时间点ts为一个周期(例如，图像显示 的一帧期间)的起始定时，在该一个周期中，驱动作为发光器件的有机EL器件1发光。在时间点ts (期间LTO)之前，执行前一帧的发光。在图9A中示出了期间LTO的 等效电路。S卩，有机EL器件1的发光状态是电源脉冲DS为驱动电压Vcc并且取样晶体管Ts 截止的状态。尽管取样晶体管Ts2是导通的，但由于取样晶体管Tsl是截止的，所以节点 NDl与信号线DTL是隔离的。此外，基准电压输入晶体管Tofs也是截止的，并且节点NDl与 阈值校正基准电压Vofs的固定电源线也是隔离的。此时，驱动晶体管Td被设定为在饱和区域中操作，因此，流入有机EL器件1的电 流Ids'响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs而取得上述等式(1)中示出的值。在时间点ts，开始该帧中的发光的操作。首先，将电源脉冲DS设定为初始电位Vini。在该期间中，初始电位Vini小于有 机EL器件1的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat的总和，即，Vini ( Vthel+Vcat，因此，有 机EL器件1熄灭并开始非发光期间。此时，如图9B所示，电源控制线DSL用作驱动晶体管Td的源极，并且有机EL器件1的阳极(节点ND2)被充电至初始电位Vini。在固定期间之后，进行阈值校正的准备(期间LT2a、LT2b)。首先，在期间LDa中，扫描脉冲WS(x-l)处于H电平。如图IOA中所示的等效电 路，基准电压输入晶体管Tofs是导通的。取样晶体管Tsl、Ts2均是截止的。因此，将来自固定电源线的阈值校正基准电压Vofs输入至驱动晶体管Td的栅极 (节点NDl)。因此，驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs变为(Vofs-Vini)。此外，在期间LT2b中，扫描脉冲WS(x-l)处于H电平。如图IOB中所示的等效电 路，基准电压输入晶体管Tofs是导通的。取样晶体管Tsl是导通的，而取样晶体管Ts2是 截止的。在这种情况下，也将来自固定电源线的阈值校正基准电压Vofs输入至驱动晶体 管Td的栅极(节点NDl)。因此，驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs变为(Vofs-Vini)。在期间LTh、Lt2b中，作为阈值校正的准备，使驱动晶体管的栅极-源极电压Vgs 充分大于阈值电压Vth。如果栅极-源极电压Vgs (在这种情况下，(Vgs = Vofs-Vini))不 大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth，则不可能执行阈值校正操作，因此，将初始电位Vini和 阈值校正基准电压Vofs设定为满足(Vofs-Vini) > Vth0随后，执行阈值校正(Vth校正)。这里，将三次阈值校正的实例示出为期间LT3a 至 LT3c。首先，在期间LT3a，执行第一阈值校正(Vth校正)。在这种情况下，在写入扫描器13将扫描脉冲WS(X) ,ffS(x-l)设定为H电平的期间 中，驱动扫描器12将电源脉冲DS设定为驱动电压Vcc。在图IlA中示出了等效电路。在这 种情况下，有机EL器件1的阳极(节点ND2)用作驱动晶体管Td的源极，并且电流流入其 中。因此，源极节点随着被固定为阈值校正基准电压Vofs的驱动晶体管Td的栅极(节点 NDl)而上升。只要有机EL器件1的阳极电位(节点ND2的电位)等于或小于(Vcat+Vthel)(有 机EL器件1的阈值电压)，则将驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled进 行充电。用语“只要有机EL器件1的阳极电位等于或小于(Vcat+Vthel)”意指有机EL器 件1的漏电流基本上小于流入驱动晶体管Td的电流。因此，如图8所示，节点ND2的电位(驱动晶体管Td的源极电位)随着时间而上升。当扫描脉冲WS(X) ,ffS(x-l)处于L电平时，作为期间LT3a的第一阈值校正操作结 束，并且处理进入暂停期间。暂停期间的等效电路如图IlB所示。即，取样晶体管Tsl和基 准电压输入晶体管Tofs被截止，并且取样晶体管Ts2被导通。此时，驱动晶体管Td的栅极和源极均被浮置，电流响应于栅极-源极电压Vgs而 在漏极和源极之间流动，并且发生自举。即，如图8所示，栅极电位Vg和源极电位Vs上升。接下来，在期间LT!3b，当扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)处于H电平时执行第二阈值校 正。等效电路再次变为图IlA中所示的电路。从而，将驱动晶体管Td的栅极电压设定为阈值校正基准电压Vofs，并且源极电位 再次升高。此夕卜，当扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)处于L电平时，阈值校正操作暂停。应注意，驱动晶体管Td的栅极-源极电压通过第二阈值校正更接近于阈值电压Vth，因此，第二暂停期 间的自举量小于第一暂停期间的自举量。然后，在期间LT3c中，当扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)处于H电平时执行第三阈值校正。最后，驱动晶体管Td的栅极-源极电压变为阈值电压Vth。此时，源极电位(节点ND2 有机EL器件1的阳极电位)= (Vofs-Vth)彡(Vcat+Vthel) (Vcat为阴极电位并且Vthel为有机EL器件1的阈值电压)。在图8的情况下，在第三阈值校正的期间LT3c结束之后，完成了阈值校正操作。然后，在信号线电压为像素电路10的视频信号电压Vsig (χ)的期间LT4，执行视频 信号电压Vsig的写入和迁移率校正。如上所述，扫描脉冲WS(X)、WS(x-l)为彼此偏移一个水平期间的脉冲，并且在期 间LT4中，扫描脉冲WS(X)处于H电平，而扫描脉冲WS(x-l)处于L电平。因此，如图12A所示，取样晶体管Tsl、Ts2均是导通的，而基准电压输入晶体管 Tofs是截止的。相应地，执行来自信号线DTL的视频信号电压Vsig向驱动晶体管Td的栅极的写 入。驱动晶体管Td的栅极电位为视频信号电压Vsig的电位，并且由于电源控制线DSL 处于驱动电压Vcc，所以电流流动，且源极电位随着时间而上升。在这点上，如果驱动晶体管Td的源极电压小于有机EL器件1的阈值电压Vthel 和阴极电压Vcat的总和，则驱动晶体管Td的电流用于对保持电容Cs和电容Coled进行充 电。流入驱动晶体管Td的电流反映迁移率μ。S卩，如果迁移率越大，则此时的电流量越大，并且源极上升越快。相反，如果迁移率 越小，则电流量越小，并且源极上升越慢。从而，在扫描脉冲WS处于H电平的期间LT4中， 在取样晶体管Ts被导通之后，驱动晶体管Td的源极电压Vs上升，而当取样晶体管Ts被截 止时，源极电压Vs变为反映迁移率μ的VsO，驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs反映迁 移率且变得更小(Vgs= (Vsig-VsO))，并在经过固定的时间期间之后成为完全校正迁移率 μ的电压。在以上述方式执行视频信号电压Vsig的写入和迁移率校正之后，栅极-源极电压 VgS固定，并且处理移动至自举和发光(期间LT5)。S卩，将扫描脉冲Ws设定为L电平，使取样晶体管Ts截止，结束写入，然后，使有机 EL器件1发光。等效电路如图12Β所示。在这种情况下，响应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs的电流Ids流动，节点 ND2的电位上升至使电流流入有机EL器件1的电压VEL，并且有机EL器件1发光。此时， 取样晶体管Tsl和基准电压输入晶体管Tofs均是截止的，并且驱动晶体管Td的栅极(节 点NDl)在节点ND2的电位上升的同时而类似地上升，从而，栅极-源极电压Vgs保持不变 (自举操作)。如上所述，像素电路10在一帧期间中包括阈值校正操作和迁移率校正操作作为 发光操作的一个周期，并且执行有机EL器件1的发光的操作。如上所述，在该实施方式中，通过像素电路10的行的写入控制线WSL(X)的扫描脉冲WS(X)，来控制每个像素电路10的取样晶体管Tsl的导通。此外，通过像素电路10的前 一行的写入控制线WSL(x-l)的扫描脉冲WS(x-l)，来控制取样晶体管Ts2和基准电压输入 晶体管Tofs的导通。此外，在每个像素电路10中，当驱动扫描器12向驱动晶体管Td提供驱动电压Vcc 时，通过前一行的扫描脉冲WS (X-I)，使取样晶体管Ts2截止并使基准电压输入晶体管Tofs 导通，从而执行阈值校正操作(期间LB)。在一个发光周期的期间内执行多次(期间LT3a、 LT3b,LT3c)阈值校正操作。此外，在每个像素电路10中，当水平选择器11向信号线DTL提供用于像素电 路10的视频信号电压Vsig(X)时，通过关于像素电路的行和前一行的扫描脉冲WS(x)、 WS(x-l)，使取样晶体管Tsl、Ts2导通并使基准电压输入晶体管截止，从而执行视频信号电 压Vsig(X)的输入操作。根据上面的说明，水平选择器11仅需要向信号线DTL提供视频信号电压Vsig，而 不需要提供阈值校正基准电压Vofs。即，无需如图4的情况的分时供给。从而，即使当像素 驱动的速度变得更高且一个水平期间变得更短时，水平选择器11的处理负担也不会变得 过大。这有利于高速处理，并且可以增大操作余量。另外，这对于水平选择器11的成本也 是有利的。另外，执行了使用阈值校正基准电压Vofs的阈值校正，并且可以平衡高速驱动和 图像质量的改善这两者。此外，由于通过使用前一行的扫描脉冲WS (x-1)来执行向像素电路10提供阈值校 正基准电压Vofs的控制，所以不需要任何新的独立控制线构造。因此，不会进一步引起像 素电路10的构造的复杂性等。上文已经说明了实施方式，然而，本发明不限于这些实例。在实例中，在一个发光周期内执行三次阈值校正，然而，分割阈值校正操作的次数 根据显示装置的构造和操作而适当地确定，例如，其可以为两次、四次或更多。此外，本发明 没有必要限于执行多次阈值校正操作的方式。如果阈值校正通过一次阈值校正操作而完 成，则可以执行一次操作。此外，像素电路10的构造不限于图2中的构造。例如，取样晶体管Tsl、Ts2以及 基准电压输入晶体管Tofs的η沟道型和ρ沟道型可以是相反的。显然，在这种情况下，扫 描脉冲WS的控制逻辑也可以是相反的。另外，可以采用另一构造，只要该电路构造可以通过前一行的WS(X-I)的控制将 来自固定电源的阈值校正基准电压Vof s引至节点ND1。本申请包含于2010年1月14日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-005965所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组 合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
1权利要求
1.一种显示装置，包括像素阵列，其中，以矩阵形式配置像素电路，所述像素电路均具有发光器件、驱动晶体 管和保持电容，所述驱动晶体管在漏极和源极之间被施加驱动电压时、将响应于栅极-源 极电压的电流施加至所述发光器件，所述保持电容连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之 间并保持所述驱动晶体管的阈值电压和输入的视频信号电压；信号选择器，将所述视频信号电压提供给在所述像素阵列上以列配置的各条信号线；驱动控制扫描器，将电源脉冲提供给在所述像素阵列上以行配置的各条电源控制线， 并且将驱动电压施加至所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写入扫描器，将扫描脉冲提供给在所述像素阵列上以行配置的各条写入控制线，并且 执行所述视频信号电压向所述像素电路的输入，其中，在所述像素阵列的每个所述像素电路中，通过所述像素电路的行的写入控制线 的扫描脉冲和所述像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来控制将所述驱动晶体管 的栅极-源极电压设定为所述驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作、以及来自所述信号 线的所述视频信号电压向所述驱动晶体管的栅极和源极之间的输入操作。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素电路具有第一取样晶体管和第二取样晶体管，其中一个为η沟道型而另一个为P沟道型，所述第 一取样晶体管和所述第二取样晶体管串联连接在所述信号线和所述驱动晶体管的栅极之 间，并且在这两个晶体管均被导通时，将提供给所述信号线的所述视频信号电压输入至所 述驱动晶体管的栅极；基准电压输入晶体管，与所述第一取样晶体管的沟道型相同，连接在固定基准电压和 所述驱动晶体管的栅极之间，并在被导通时将所述基准电压输入至所述驱动晶体管的栅 极；以及保持电容，连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间，并且保持所述驱动晶体管的阈 值电压和输入的所述视频信号电压，其中，通过所述像素电路的行的写入控制线的扫描脉 冲来控制每个像素电路的所述第一取样晶体管的导通，以及通过所述像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲来控制每个像素电路的所述第 二取样晶体管和所述基准电压输入晶体管的导通。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在每个所述像素电路中，当所述驱动控制扫 描器将所述驱动电压提供给所述驱动晶体管时，通过来自所述写入扫描器的、所述像素电 路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，使所述第二取样晶体管非导通而使所述基准电压输 入晶体管导通，从而执行阈值校正操作。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述写入扫描器输出各行的扫描脉冲，使得 可以在各个像素电路中的一个发光周期内可以执行多次阈值校正操作。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，在每个所述像素电路中，当所述信号选择器 将用于所述像素电路的所述视频信号电压提供给所述信号线时，通过所述像素电路的行和 前一行的各条所述写入控制线的扫描脉冲，使所述第一取样晶体管和所述第二取样晶体管 导通，而使所述基准电压输入晶体管非导通，从而，执行所述视频信号电压的输入操作。
6.一种显示驱动方法，用于显示装置，其中，所述显示装置包括像素阵列，其中，以矩 阵形式配置像素电路，所述像素电路均具有发光器件、驱动晶体管和保持电容，所述驱动晶体管在漏极和源极之间被施加驱动电压时、将响应于栅极-源极电压的电流施加至所述发 光器件，所述保持电容连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间并且保持所述驱动晶体管 的阈值电压和输入的视频信号电压；信号选择器，将所述视频信号电压提供给在所述像素 阵列上以列配置的各条信号线；驱动控制扫描器，将电源脉冲提供给在所述像素阵列上以 行配置的各条电源控制线，并且将驱动电压施加至所述像素电路的所述驱动晶体管；以及 写入扫描器，将扫描脉冲提供给在所述像素阵列上以行配置的各条写入控制线，并且执行 所述视频信号电压向所述像素电路的输入，所述显示驱动方法包括以下步骤对于所述像素阵列中的每个所述像素电路，通过所述像素电路的行的写入控制线的扫 描脉冲和所述像素电路的前一行的写入控制线的扫描脉冲，来执行将所述驱动晶体管的栅 极-源极电压设定为所述驱动晶体管的阈值电压的阈值校正操作；以及通过所述像素电路的行的写入控制线的扫描脉冲和所述像素电路的前一行的写入控 制线的扫描脉冲，进一步执行来自所述信号线的所述视频信号电压向所述驱动晶体管的栅 极和源极之间的输入操作。
全文摘要
本发明提供了显示装置和显示驱动方法，该显示装置包括像素阵列，其中，以矩阵形式配置像素电路，像素电路均具有发光器件、驱动晶体管和保持电容；信号选择器，将视频信号电压提供给在像素阵列上以列配置的信号线；驱动控制扫描器，将电源脉冲提供给在像素阵列上以行配置的电源控制线，并且将驱动电压施加至晶体管；以及写入扫描器，将扫描脉冲提供给在像素阵列上以行配置的写入控制线，并且执行视频信号电压向像素电路的输入。通过像素电路的行的扫描脉冲和像素电路的前一行的扫描脉冲，来控制将晶体管的栅极-源极电压设定为晶体管的阈值电压的阈值校正、以及来自信号线的视频信号电压向晶体管的栅极和源极之间的输入。
文档编号G09G3/32GK102129836SQ20111000308
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年1月14日
发明者丰村直史, 杉本秀树 申请人:索尼公司
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