显示装置及其驱动方法
专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置及其驱动方法，其中在各个像素中排列的发光 元件由电流驱动以显示图像，更具体地，本发明涉及一种有源矩阵式显示装 置及其驱动方法，其中利用每个像素电路中所提供的绝缘栅型电场效应晶体
管来控制被提供给诸如有机EL (电致发光)元件的发光元件的电流量。
背景技术：
例如，在诸如液晶显示单元的图像显示装置中，为了显示图像，大量的 液晶像素以矩阵排列，并且响应于要被显示的图像信息，对于每个像素，控 制进入光的透射强度或反射强度。虽然刚才描述的配置也与其中有机EL元 件被用于像素的有机EL显示单元等的配置相似，但是有机EL元件不同于液 晶像素，它是自发光元件。因此，有机EL显示单元有优点在于相比于液 晶显示单元，图像的可视性高，并且不必提供背后照明，另外响应速度高。 而且，有机EL显示单元是电流控制型，其中能根据流过的电流的值来控制 每个发光元件的亮度电平(等级)。在这种情况下，有机EL显示单元很不同 于电压控制型的显示单元诸如液晶显示单元。
在有机EL显示单元中，类似于在液晶显示单元中，单纯矩阵系统和有 源矩阵系统都可用作为驱动系统。单纯矩阵系统的问题在于，虽然它结构简 单，但是难以实现大尺寸和高清晰度的显示单元。因此，目前，普遍进行有 源矩阵类型的显示单元的开发。根据有源矩阵系统，由像素电路中所提供的 有源元件来控制被施加在每个像素电路中的发光元件上的电流。通常，薄膜 晶体管(TFT)被用作为有源元件。例如，在日本专利公开No. 2003-255856、 2003-271095、 2004-133240、 2004-029791、和2004-093682中公开了该有源 矩阵系统。
发明内容
现有技术的像素电路被配置在沿行延伸的用于提供控制信号的扫描线和
沿列延伸的用于提供图像信号的信号线互相交叉的每一个位置上。像素电路 包括采样晶体管、像素电容、驱动晶体管和发光元件。采样晶体管响应从相 关扫描线提供的控制信号而导通，以采样从相关信号线提供的图像信号。像 素电容保留根据所采样图像信号的信号电位的输入电压。驱动晶体管在预定 的发光周期内响应于在像素电容上保留的输入电压来提供输出电流作为驱动 电流。注意，通常，输出电流依赖于驱动晶体管的沟道区域的载流子迁移率 和阈值电压。发光元件以根据从驱动晶体管提供的输出电流并与图像信号一 致的亮度来发光。
驱动晶体管接收像素电容在其栅极所保留的输入电压，并在其源极和漏 极之间提供输出电流，以给与发光元件电压。通常，发光元件的发光的亮度 与所提供的电流量成比例地增加。另外，由栅极电压即在像素电容中所写入 的输入电压来控制驱动晶体管的输出电流供应量。现有技术的像素电路响应 于输入图像信号而改变将被施加在驱动晶体管的栅极的输入电压，以控制将 -陂施加在发光元件上的电流量。
驱动晶体管具有由以下公式(i )所表示的操作特征
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其中，Ids是流经驱动晶体管的源极和漏极之间的漏极电流，也是在像素 电路中提供给发光元件的输出电流；Vgs是以源极作为基准施加在栅极上的 栅极电压，也是在像素电路中如上所述的输入电压；Vth是驱动晶体管的阈 值电压；p是构成驱动晶体管沟道的半导体薄膜的迁移率；W是沟道宽度； L是沟道长度；Cox是栅极电容。如从上面的特征公式(1)能明显看出的， 当薄膜晶体管在它的饱和区域中运作时，如果增加栅极电压Vgs超过阈值电 压Vth，则晶体管被置于导通状态，漏极电流Ids流过。理论上，如由上述晶 体管特征公式(1)所指示的，如果固定栅极电压Vgs，则向发光元件提供漏 极电流Ids的通常相等的量。因此认为，如果向构成屏幕的像素提供相等电 平的图像信号，则所有像素以相等亮度发光和实现屏幕的均匀性。
但是，实际上，由多晶硅等材料的半导体薄膜所构成的各个薄膜晶体管 (TFT)的器件特征显示出某些离散(dispersion)。具体地，阈值电压Vth不 均匀而在像素之间离散。如由上述晶体管特征公式(1)能明显看出的，如果 阈值电压Vth在驱动晶体管间离散，则即使固定栅极电压Vgs，离散也会出 现在漏极电流Ids中，导致像素间亮度的差异。结果，破坏了屏幕的均匀性。
在现有技术中已经开发了并在例如上述日本专利公开No.2004-133240中公开 了结合用于消除驱动晶体管间阈值电压离散之功能的像素电路。
但是，发光元件输出电流的离散的主要因素不局限于驱动晶体管的阈值 电压Vth。如由上述晶体管特征公式(1 )能明显看出的，当驱动晶体管的迁 移率li离散时，输出电流Ids也波动。结果，破坏了屏幕的均匀性。因此， 消除迁移率的离散也是要被解决的课题之一。
因此，需要提供一种显示装置及其驱动方法，其中对于每个像素，校正 驱动晶体管的迁移率。
也需要提供一种显示装置及其驱动方法，其中响应于像素的亮度电平而 适应地进行迁移率校正。
根据本发明的实施例，提供一种显示装置，其包括像素阵列部分和配置 用于驱动像素阵列部分的驱动部分。像素阵列部分包括沿行延伸的多个第 一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；在第一和第二扫描线 与信号线相互交叉的位置上以矩阵排列的多个像素；以及多个电源线和多个 地线，被配置用于执行对像素供电(feed)。驱动部分包括第一扫描器，其 被配置用于向第 一扫描线连续地提供第 一控制信号，以便以行为单位对像素 进行逐线扫描；第二扫描器，其被配置用于根据逐线扫描来向第二扫描线提 供第二控制信号；以及信号选择器，其被配置用于根据逐线扫描来向信号线 提供图像信号。每个像素包括发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶 体管和像素电容。釆样晶体管在其栅极、源极和漏极分别被连接于相应的一 条第一扫描线、相应的一条信号线和驱动晶体管的栅极。驱动晶体管和发光 元件被串联连接在相应的一条电源线和相应的一条地线之间以构成电流路 径。开关晶体管被插入电流路径，开关晶体管在其栅极被连接于相应的一条 第二扫描线，像素电容被连接在驱动晶体管的源极和栅极之间。响应于从第 一扫描线向其提供的第一控制信号，采样晶体管被转换为导通，以对从信号
线提供的图像信号的信号电位进行采样，并保留信号电位到像素电容中。响 应于从第二扫描线提供的第二控制信号，开关晶体管被转换为导通，以将电
流路径设成导通状态。响应于在像素电容中保留的信号电位，驱动晶体管通 过被设成导通状态的电流路径，向发光元件提供驱动电流。在第一控制信号 被施加在第一扫描线以导通采样晶体管来开始信号电位的采样之后，在从第 一时刻到第二时刻的校正时段中，驱动部分相对于在像素电容中保留的信号 电位施加对于驱动晶体管之迁移率的校正，从而自动地调节第二时刻以便校 正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位增加而减少，而校正时段随 被提供给信号线的图像信号的信号电位减少而增加，其中在所述第 一时刻， 第二控制信号被施加到第二扫描线以导通所述开关晶体管，在所述第二时刻， 被施加到第一扫描线上的第一控制信号被消除以截止所述采样晶体管。
优选地，每个像素还包括附加的开关晶体管，其被配置用于在图像信号 采样之前复位驱动晶体管的栅极电位和源极电位，且第二扫描器在图像信号 采样之前，通过第二控制线暂时地导通开关晶体管，从而向处于复位状态的 驱动晶体管提供驱动电流，以保留对应于驱动晶体管之阈值电压的电压到像
素电容中。优选地，当釆样晶体管在第二时刻截止时，第一扫描器对第一控 制信号的下降边缘波形施加梯度，以自动地调节第二时刻使得校正时段随信 号电位增加而减少，而校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位减 少而增加。在这种情况中，优选地，可以配置显示装置，使得当对第一控制 信号的下降边缘波形施加梯度时，第 一扫描器首先对第 一控制信号的下降边 缘波形施加陡峭'的梯度，然后对第 一控制信号的下降边缘波形施加平緩的梯 度，以便于在其中信号电位高和信号电位低的两种情况下优化校正时段。或 者，可以配置显示装置，使得驱动部分包括电源脉冲产生电路，其被配置用 于产生第 一控制信号的下降边缘波形所基于的第 一 电源脉冲，且向第 一扫描 器提供第 一 电源脉冲，第 一扫描器从第 一 电源脉冲连续地提取下降边缘波形， 并向第 一扫描线提供所提取的下降边缘波形作为第 一控制信号的下降边缘波 形。在这种情况下，可以配置显示装置，使得电源脉冲产生电路产生第二控 制信号的波形所基于的第二电源脉冲，并向第二扫描器提供所产生的第二电 源脉冲，且所述第二扫描器从第二电源脉冲连续地提取该波形的一部分，并 向第二扫描线提供所提取的波形作为在第 一 时刻的第二控制信号的波形。或 者，可以配置显示装置，使得第一扫描器基于从电源脉冲产生电路提供的第 一电源脉冲，在作为校正时段之终点的第二时刻产生第 一控制信号的波形， 第二扫描器通过内部逻辑处理，在作为校正时段之起点的第 一 时刻产生第二 控制信号的波形。
在显示装置中，利用其中信号电位被采样到像素电容的采样时段的 一部 分来进行驱动晶体管的迁移率的校正。具体地，在后半段采样时段内，导通 开关晶体管以设置电流路径为导通状态，使得向驱动晶体管提供驱动电流。
驱动电流具有对应于采样的信号电位的量。在此阶段，发光元件处于反向偏
置(reversely biased)状态，驱动电流不流过发光元件，但被充电到发光二极 管的寄生电容和像素电容中。因此，采样脉冲下降，且驱动晶体管的栅极从 信号线上断开。在开关晶体管导通之后直到采样晶体管截止的校正时段内， 驱动电流从驱动晶体管负反馈到像素电容，并且从像素电容中采样的信号电 位减去如此反馈的驱动电流量。由于负反馈量朝抑制驱动晶体管的迁移率离 散的方向上起作用，因此。对于每个像素进行迁移率校正。具体地，在驱动 晶体管的迁移率高的情况下，对像素电容的负反馈量大，用其减去在像素电 容中保留的信号电位的量大，因此，抑制了驱动晶体管的输出电流。另一方 面，如果驱动晶体管的迁移率低，而且负反馈量小，则在像素电容中保留的 信号电位并不受到负反馈量很大的影响。因此，驱动晶体管的输出电流不会 减少太多。此处，负反馈量具有依照从信号线被直接施加在驱动晶体管栅极 的信号电位的电平。换句话说，随着信号电位的增加以增加亮度，负反馈量 增加。以此方式，响应于亮度电平来进行迁移率校正。
但是，在其中亮度高的情况和其中亮度低的另一情况之间，最佳校正时 段不必相同。通常，最佳校正时段有一种趋势，即在亮度具有高电平(白电 平)的情况下相对短，而在亮度具有中间电平(灰电平)的情况下相对长。 根据本发明的实施例，响应于亮度电平自动地最优化校正时段。具体地，响 应于关于开关晶体管被导通的第一时刻的信号电位，自动地调节采样晶体管 被截止的第二时刻。更具体地，适应地控制第二时刻，使得在将从信号线提 供的图像信号的信号电位增加时，校正时段减少，而在将从信号线提供的图 像信号的信号电位减少时，校正时段增加。通过该适应性控制，可以响应于 信号电位来变化地最佳化地控制校正时段。因此，可以显著地改善屏幕的均 匀性。
结合附图，其中相同的标记符号表示相同的部分或元件，从以下描述和 所附权利要求，本发明的上述和其他特性及优点将变得明显。
图1是显示本发明所应用的显示装置的主要组件的示意方框图； 图2是表示显示装置的像素电路的配置的电路图； 图3是描述像素电路的操作的电路图4是描述显示装置的操作的时序图； 图5是描述显示装置的操作的示意电路图； 图6和7是描述显示装置的操作的曲线图； 图8是描述显示装置的操作的波形图9是显示本发明所应用的另一显示装置的通常配置的示意图IO是显示现有写扫描器的电路图ll是显示图9的显示装置的写扫描器的电路图12是显示图11的写扫描器的输出阶段的示意电路图13是显示图9的显示装置的通常配置的方框图14和15是显示图13所示.的显示装置中包括的分立(discrete )电路的 配置的不同示例的电路图16是显示图13所示的分立电路的输出波形的波形图17是显示可在根据本发明的实施例的显示装置中包括的驱动扫描器 的配置示例的电路示意图18是描述图17所示的驱动扫描器的操作的时序图19A是显示本发明所应用的电视机的透视图19B和19C是显示本发明所应用的数字摄像机的前视图和后视图19D是显示本发明所应用的视频摄像机的透视图19E和19F是显示本发明所应用的手机单元的示意图19G是显示本发明所应用的笔记本个人计算机的透视图；以及
图20是显示以模块形式的显示装置的示意图。
具体实施例方式
首先参考图1,显示了本发明所应用的显示装置的通常配置。所示的显 示装置包括像素阵列部分1和包括扫描器部分和信号部分的驱动部分，作 为其基本组件。像素阵列部分1包括沿行延伸的扫描线WS、扫描线AZ1、 扫描线AZ2和扫描线DS，和沿列延伸的信号线SL,以及以矩阵布置的并被 连接于扫描线WS、 AZ1、 AZ2、 DS和信号线SL的像素电路2。像素阵列部 分l还包括用于提供第一电位Vssl的多个电源线，像素电路2操作所需的第 二电位Vss2和第三电位Vcc。信号部分包括水平选择器3,并向信号线SL 提供图像信号。扫描器部分包括写入扫描器4、驱动扫描器5、第一校正扫描 器71和第二校正扫描器72，用于分别向扫描线WS、 DS、 AZ1和AZ2提供 控制信号，以对每行连续地扫描像素电路2。
由移位寄存器构成写入扫描器4,其响应于从外部向其提供的时钟信号 WSCK而操作，以连续地传输同样从外部向其提供的开始信号WSST,从而 向扫描线WS连续地输出开始信号WSST。因此，写入扫描器4使用同样从 外部向其提供的电源脉冲WSP,以产生控制信号WS的下降边缘波形。而且 由移位寄存器构成驱动扫描器5,并且响应于从外部向其提供的时钟信号 DSCK而操作，以连续地传输同样从外部向其提供的开始信号DSST,从而向 扫描线DS连续地输出控制信号DS。
图2显示图1所示的图像显示装置中合并的像素电路的配置示例。参考 图2,所示的像素电路2包括采样晶体管Trl、驱动晶体管Trd、第一开关晶 体管Tr2、第二开关晶体管Tr3、第三开发晶体管Tr4、像素电容Cs，和发光 元件EL。在预定采样时段内，响应于从相关扫描线WS向其提供的控制信号， 釆样晶体管Trl被设为导通，以采样从相关信号线SL向其提供的图像信号的 信号电位到像素电容Cs中。像素电容Cs响应图像信号的采样的信号电位， 对驱动晶体管Trd的栅极G施加输入电压Vgs。驱动晶体管Trd响应输入电 压Vgs，向发光元件EL提供输出电流Ids。在预定的发光时段内，发光元件 EL基于从驱动晶体管Trd向其提供的输出电流Ids，以依照图像信号的信号 电位的亮度来发光。
在采样时段之前，响应于从相关扫描线AZ1向其提供的控制信号，使 (render)第一开关晶体管Tr2为导通，以设置驱动晶体管Trd的栅极G为第 一电位Vssl。在采样时段之前，响应于从相关扫描线AZ2向其提供的控制信 号，使第二开关晶体管Tr3为导通，以设置驱动晶体管Trd的源极S为第二 电位Vss2。在采样时段之前，响应于从相关扫描线DS向其提供的控制信号， 使第三开关晶体管Tr4为导通，以连接驱动晶体管Trd到第三电位Vcc,以便 于对应于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压被保留在像素电容Cs中，以 消除阈值电压Vth的影响。另外，在发光时段内，再次响应于从控制信号DS 向其提供的控制信号，使第三开关晶体管Tr4为导通，以连接驱动晶体管Trd 到第三电位Vcc,从而向发光元件EL提供输出电流Ids 。
明显如前述描述，由五个晶体管Trl到Tr4和Trd、 一个像素电容Cs和 一个发光元件EL构成本像素电路2。晶体管Trl到Tr3和Trd是N-沟道多晶 硅薄膜晶体管(TFT)。第三开关晶体管Tr4是P-沟道多晶TFT。但是，根据 本发明，像素电路2不局限于此，而可以另外由适当的N-沟道和P-沟道多晶 硅TFT的组合构成。例如发光元件EL是具有阳极和阴极的二极管型的有机 EL (电致发光)器件。但是，根据本发明，发光元件EL不局限于此，而可 以由当被电流驱动时可发光的任何器件构成。
图3显示来自图2所示的图像显示电路内的像素电路2。为了便于理解， 在图3中另外显示了由采样晶体管Trl采样的图像信号的信号电位Vsig、驱 动晶体管Trd的输入电压Vgs和输出电流Ids、发光元件EL的电容组件Coled 等等。以下，参考图3和4描述本发明所应用的显示装置的像素电路2的操 作。
图4描述图3所示的像素电路的操作。在图4中，沿时间轴T描述被施 加在扫描线WS、 AZ1、 AZ2和DS上的控制信号的波形。为筒化描述，用与 对应的扫描线的那些标记字符相同的标记字符来表示控制信号。因为晶体管 Trl、 Tr2和Tr3是N-沟道型，它们分别当扫描线WS、 AZ1和AZ2具有高电 平时呈现导通状态，而当扫描线WS、 AZ1和AZ2具有低电平时呈现截止状 态。同时，由于第三开关晶体管Tr4是P-沟道型，它当控制信号DS具有高 电平时呈现截止状态，而当控制信号DS具有低电平时呈现导通状态。要注 意，图4的时序图还描述驱动晶体管Trd的栅极G的电位变化和源极S的电 位变化，以及扫描线WS、 AZ1、 AZ2和DS的波形。
在图4的时序图中，时刻Tl到T8对应于一场(lf)。在一场的时段内， 连续地扫描一次像素阵列的行。时序图描述被施加在一行像素上的控制信号 WS 、 AZ1 、 AZ2和DS的波形。
在场开始之前的时刻TO,所有的控制信号WS、 AZ1、 AZ2和DS具有 低电平。因此，N-沟道晶体管Trl、 Tr2和Tr3是截止状态，而仅仅P-沟道第 三开关晶体管Tr4是导通状态。相应地，驱动晶体管Trd通过处于导通状态 的第三开关晶体管Tr4被连接于电源Vcc,并响应于预定的输入电压Vgs向 发光元件EL提供输出电流Ids。因此，发光元件EL在时刻T0处于发光状态。 在此时，由栅极电位(G)和源极电位(S)之间的差表达了被施加在驱动晶 体管Trd上的输入电压Vgs。
在场开始的时刻T1，控制信号DS从低电平转变成高电平。随后，第三 开关晶体管Tr4截止，驱动晶体管Trd从电源Vcc断开。随后，发光元件EL
停止光的发射，且进入无光发射时^R。相应地，在时刻Tl后，所有晶体管
Trl到Tr4处于截止状态。
在时刻Tl后的时刻T21,控制信号AZ2升高，第二开关晶体管Tr3导 通。随后，驱动晶体管Trd的源极(S)被初始化到预定的第二电位Vss2。 然后在时刻T22,控制信号AZ1升高，第一开关晶体管Tr2导通。随后，驱 动晶体管Trd的栅极电位(G)被初始化到预定的第一电位Vssl。因此，驱 动晶体管Trd的栅极G被连接于参考电位Vssl ，驱动晶体管Trd的源极S被 连接于参考电位Vss2 。这里，满足关系Vss 1 - Vss2 > Vth,输入电压Vgs被 设置成使得满足Vssl - Vss2 =Vgs> Vth，从而为稍后在时刻T3进行的Vth校 正作准备。换句话说，时段T21-T3对应于驱动晶体管Trd的复位时段。另夕卜， 在由VthEL表示发光元件EL的阈值电压的情况下，设置使得满足VthEL > Vss2。随后，在发光元件EL上施加负偏置(bias)，因此，发光元件EL被置 为反向偏置状态。为了进行稍后通常要进行的Vth校正操作和迁移率校正操 作，反向偏置状态是必要的。
在控制信号AZ2被设置成低电平之后，在时刻T3，控制信号DS被设置 成低电平。随后，晶体管Tr3截止，而晶体管Tr4导通。结果，漏极电流Ids 流向像素电容Cs以开始Vth校正操作。在此时，驱动晶体管Trd的栅极G被 保持在第一电位Vssl,且随后，电流Ids流动直到驱动晶体管Trd被截止。 在驱动晶体管Trd被截止后，驱动晶体管Trd的源极电位(S )变成Vssl - Vth。 在截止漏极电流后的时刻T4，控制信号DS被变回到高电平以截止开关晶体 管Tr4。控制信号AZ1也被变回到低电平以截止开关晶体管Tr2。结果，保持 阈值电压Vth,并固定在像素电容Cs中。以此方式，在时刻T3和T4之间的 时段内，检测驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。检测时段T3-T4被称为Vth 校正时段。
在以此方式进行Vth校正之后的时刻T5 ，控制信号WS被转变成高电平， 以导通采样晶体管Trl，使得图像信号的信号电位Vsig被写入像素电容Cs 中。当相比于发光元件EL的等同电容Coled时，像素电容Cs足够低。结果， 图像信号的信号电位Vsig的大部分被写入到像素电容Cs中。更确切地，与 信号电位Vsig的第一电位Vssl的差Vsig-Vssl被写入像素电容Cs中。相 应地，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs变成电平 (Vsig-Vssl+Vth),其等于如前所述^r测并保留的阈值电压Vth和在本循环
中采样的差Vsig-Vssl的总和。如果假设为简化描述，第一电位Vssl是 Vssl=OV，则电压Vgs变成等于如图4的时序图中所见的Vsig+Vth。进行图 像信号的信号电位Vsig的这种采样直到时刻T7,此时控制信号WS返回到 低电平。换句话说，在时刻T5到T7之间的时段对应于采样时段。
在时刻T7采样时段结束之前的时刻T6，控制信号DS变到低电平，且 第三开关晶体管Tr4导通。随后，驱动晶体管Trd被连接于电源Vcc。因此， 像素电路从无光发射时段前进到光发射时段。在时段T6-T7内，其中采样晶 体管Trl保持导通状态，而第三开关晶体管Tr4被设为导通状态，以此方式 进行驱动晶体管Trd的迁移率校正。换句话说，根据本发明的实施例，在时 段T6-T7内，即在采样时段的后面部分和发光时段的第一部分相互交叠的时 段内进行迁移率校正，要注意，在发光时段的前端进行迁移率校正时，实际 上发光元件EL决没有发光，因为它处于反向偏置状态。在该迁移率校正时 ^:T6-T7内，漏极电流Ids流经处于以下状态的驱动晶体管Trd，在此状态中， 驱动晶体管Trd的栅极G被固定于图像信号的信号电位Vsig的电平。这里， 因为通过设置第一电位Vssl以满足Vssl-Vth<VthEL而将发光元件EL设置 成反向偏置状态，因此它不呈现二极管特征而是简单的电容特征。因此，在 像素电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled两者耦合的情况下，流过驱动 晶体管Trd的电流Ids被写入电容C二Cs+Coled中。随后，驱动晶体管Trd的 源极电位(S)逐渐升高。在图4的时序图中，由厶V来表示该升高。因为毕 竟该升高AV是从像素电容Cs中保留的栅极/源极电压Vgs中减去的，因此 这等于施加了负反馈。通过将驱动晶体管Trd的输出电流Ids负反馈给该相同 驱动晶体管Trd的输入电压Vgs,以此方式能校正迁移率M。要注意，通过 调节迁移率校正时段T6-T7的时间轴T，能最优化负反馈量AV。最后，向控 制信号WS的下降边缘提供梯度。
在时刻T7，控制信号WS转变成低电平，采样晶体管Trl截止。因此， 驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL断开。因为图像信号的信号电位Vsig 的作用被消除，因此驱动晶体管Trd的栅极电位(G)被允许升高，且因此和 源极电位(S)—起升高。同时，在像素电容Cs中保留的栅极/源极电压Vgs 保持(Vsig-AV+Vth)的值。当源极电位(S)升高时，发光元件EL的反向 偏置状态被消除，随后，当输出电流Ids流进发光元件EL时，发光元件EL 开始实际地发光。通过将Vsig-AV+Vth替代上述晶体管特征公式1的Vgs
来由以下公式(2 )给出此时在漏极电流Ids和栅极电压Vgs之间的关系 Ids = k )j (Vgs - Vth)2 - k m (Vsig画△ V)2... ( 2 )
其中k=(l/2)(W/L)Cox。从特征公式(2)可以看出，消除了 Vth项，被 提供给发光元件EL的输出电流Ids不依赖于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。 漏极电流Ids基本上依赖于图像信号的信号电位Vsig。换句话说，发光元件 EL用根据图像信号的信号电位Vsig的亮度来发光。因此，用反馈量AV校 正了信号电位Vsig。该校正量△ V用作消除位于特征公式2的系数部分的迁 移率jj的影响。相应地，漏极电流Ids基本上依赖于图像信号的信号电位Vsig。
最后在时刻T8，控制信号DS转变成高电平，第三开关晶体管Tr4截止。 随后，光的发射结束，场结束。然后，像素电路进行下一场的操作，并重复 上述的Vth校正操作、信号电位采样操作、迁移率校正操作和发光操作。
图5描述在迁移率校正时段T6-T7内的像素电流2的状态。参考图5, 在迁移率校正时段T6-T7内，采样晶体管Trl和开关晶体管Tr2呈现导通状 态，而剩下的开关晶体管Tr2和Tr3呈现截止状态。在这种状态，驱动晶体 管Trd的源极电位(S )是Vssl-Vth。该源极电位(S )也是发光元件EL的 阳极电位。在第一电位Vssl被设为使得满足如上述Vssl-Vth<VthEL的情况 下，发光元件EL被设为反向偏置状态，并指示不是二极管特征而是简单的 电容特征。因此，流过驱动晶体管Trd的电流Ids流进像素电容Cs和发光元 件EL的等效组件Coled的复合电容C=Cs+Coled。换句话说，漏极电流Ids 的 一部分被负反馈到像素电容Cs,从而进行迁移率的校正。
图6描述表示上述给出的晶体管特征公式(2)的曲线图，在图6中，横 坐标轴表示漏极电流Ids,纵坐标轴表示信号电位Vsig。曲线图下方也显示了 特征公式(2)。图6的曲线图显示了关于像素1和另一像素2的用于比较的 特征曲线。像素1的驱动晶体管的迁移率y相对高。相反，像素2的驱动晶 体管的迁移率m相对低。在每个驱动晶体管由多晶硅薄膜晶体管构成的情况 下，可能不可避免的是，以此方式迁移率n在像素之间离散。例如，如果具 有相同电平的图像信号的信号电位Vsig被写入像素1和像素2，则流到具有 高迁移率jn的像素1的输出电流Idsl显示与流过具有低迁移率y的像素2的 输出电流Ids2的显著的不同。因为以此方式在迁移率ja中的离散导致输出电 流Ids的显著差，因此产生不规则的条紋图案以及恶化了屏幕的均匀性。
因此，输出电流被负反馈到输入电流端，以消除迁移率的离散。如从上
述晶体管特征公式(1)明显看出的，随着迁移率增加，漏极电流Ids增加。 相应地，随着负反馈量AV增加，迁移率增加。如从图6的曲线图所见，具 有较高迁移率M的像素1的负反馈量AV1大于具有较低迁移率n的像素2的 负反馈量AV2。相应地，随着迁移率u增加，负反馈被施加更大的量，随后 离散能被抑制。如果具有较高迁移率ju的像素1被负反馈量AV1校正，则输 出电流大量减少，从Idsl减少到Idsl。另一方面，因为对于具有低迁移率M 的像素2的校正量AV2小，因此输出电流Ids2不会对Ids2减少太多。因此， 输出电流Ids 1和输出电流Ids2变成基本上相互相等，并消除了迁移率中的离 散。因为在信号电位Vsig从黑电平到白电平的全部范围内进行了迁移率的离 散的消除，因此屏幕的均匀性变得很高。总之，在像素1和2在迁移率相互 不同的情况下，具有高迁移率的像素1的校正量AV1变得小于具有低迁移率 的像素2的校正量AV2。换句话说，随着迁移率增加，负反馈量AV增加， 且输出电流Ids减少的量增加。随后，均匀化了在迁移率中相互不同的像素 的像素电流值，能消除迁移率的离散-。
下面，描述上述的迁移率校正中的数值分析用于参考。在如下状态进行 分析，其中驱动晶体管Trd的源极电位被用作在如图5所示的晶体管Trl和 Tr4处于导通状态的状态下的变量V。在由V表示驱动晶体管Trd的源极电 位(S)的情况下，流过驱动晶体管Trd的漏极电流Ids由以下公式(3)给出 。2=W,g-r-。2…(3)
另外，从漏极电流Ids和电容C (=Cs+Coled)之间的关系，如从如下公 式(4)看出,满足Ids-dQ/dtKMV/dt:
通过/力=鱼=(:^ ，得到f丄^-pL^
o「 -^-
c H
-刚
g A^ 。/g
叫
——+丄^
...(4)
将公式(3)替换入公式(4)，综合了结果公式的相对(叩posite)端。 这里，假设变量V的初始状态是-Vth,由t表示迁移率离散校正时间(T6-T7 )。
如果解决了该微分公式，则由以下公式(5)给出迁移率校正时间t的像素电
流
顺带提及，最佳迁移率校正时间t具有趋势在于它依赖于像素的亮度级
(即，图像信号的信号电位Vsig)而不同。下面参考图7描述这个。在图7 的曲线图中，横轴表示迁移率校正时间t( T7-T6 )，纵轴表示亮度(信号电位)。 在亮度高(白色等级)的情况下，当用具有高迁移率的驱动晶体管和具有低 迁移率的另一驱动晶体管将迁移率校正时间设为tl时，亮度电平正好相互相 等。即，当输入信号电位对应于白色等级时，迁移率校正时间tl是最佳校正 时间。另一方面，当信号电位对应于中间等级(灰色等级)时，具有高迁移 率的晶体管和具有低迁移率的晶体管呈现亮度上的差异，在迁移率校正时间 tl中也许不能进行全面校正。如果确保长于迁移率校正时间tl的校正时间t2， 则高迁移率的晶体管和低迁移率的晶体管的亮度电平会变得相等。相应地， 当信号电位对应于灰色等级时，最佳校正时间t2在白色等级的情况下长于最 佳;f交正时间tl。
另一方面，如果迁移率校正时间t固定，而不依赖于亮度电平，则不可 能全面地在所有等级上进行迁移率校正，且出现不规则条紋图案。例如，如 果迁移率校正时间t被调节到白色等级的最佳校正时间tl,则当输入图像信 号指示灰色等级时，屏幕上仍然有条紋图案。相反，如果迁移率校正时间t 被固定到灰色等级的最佳校正时间t2,则当图像信号指示白色等级时，屏幕 上出现不规则条紋图案。换句话说，如果迁移率校正时间t固定，则不可能 同时在从白色到灰色等级的所有等级上消除迁移率离散。
因此，迁移率校正时段是响应于输入图像信号的电平而自动地最优化地 调节的。参考图8详细描述这个。图8显示被施加在开关晶体管Tr4的栅极 上的控制信号DS的下降边缘波形。因为开关晶体管Tr4是P-沟道型的，它 在控制信号DS下降时的时间点(T6)导通。该时刻T6定义了上述迁移率校 正时段的开始点。而且与控制信号DS —起显示了控制信号WS的下降边缘 波形。该控制信号WS被施加在采样晶体管Trl的栅极。如上所述，因为采 样晶体管Trl是N-沟道型的，它在控制信号WS下降且迁移率校正时段结束 的时间点T7截止。
当控制信号WS的波形截止时，最初脉冲的波形陡峭地下降到适当的电 位，然后波形以平緩的状态下降到最终电位。随后，在穿过由依赖于预期电 位的等级所提供的边界处，可以提供两个或多个迁移率校正时段。为了描述 方便，将最初陡峭地下降的第一电压称为第一电压，平緩地下降的最终电位 被称为第二电压。这里，作为模型，研究控制信号WS的波形的操作，其中
第一和第二电压被设成第一电压-8V，第二电压4V。另外，假设采样晶体管 Trl的阈值电压是Vth(Trl"2V。
当写入白色等级Vsigl=8V时，在控制信号WS降至Vsigl+Vth(Trl)=10V 的时刻T7，采样晶体管Trl截止。换句话说，当从信号线施加信号电位Vsig二8V 到釆样晶体管Trl的源极时，此时采样晶体管Trl的栅极电位比采样晶体管 Trl的源极电位高2V的阈值电压,采样晶体管Trl截止。以此方式，在白色 等级的情况下，从控制信号DS导通的时刻T6直到控制信号WS陡峭地下降 到第一电压，确定迁移率校正时间tl=T7-T6。
另一方面，如果写入灰色等级Vsig2=4V，采样晶体管Trl的截止电压变 成Vsig2+Vth (Trl)=6V。控制信号WS下降到截止电压6V的时间点是时刻 T7。在灰色等级的情况下，；欧正时刻t2依赖于点T7，此时控制信号WS从 控制信号WS截止的第 一电压被平緩到控制信号DS的时刻T6后的第二电压。 换句话说，在灰色等级情况下的校正时间t2可以长于在白色等级情况下的校 正时间tl。
另外，在等级低的情况下，例如，在等级被设为Vsig-3V的情况下，类 似地，采样晶体管Trl的截止电压变成5V，且因为波形#1平缓了，截止时刻 T7被进一步向后转移，迁移率校正时间变得更长。以此方式，根据本驱动方 法，随着等级变得更低，迁移率校正时间t可以被设得更长。
以此方式，在控制信号DS导通之后，直到控制信号DS首先陡峭地下降 到第一电压，此时控制信号WS截止，根据白色等级的迁移率校正时间tl来 设置时刻T7，从而以此方式来最优化白色等度的校正时间。考虑阀值电压 Vth (Trl)来设置第一电压，以便于采样晶体管Trl在白色等级中确定的陡 峭点截止。另外，关于低等级，在每个等级找到最佳校正时间t2,设置第二 电压，并根据最佳;欧正时间t2来确定控制信号WS的下降边缘波形的平緩度。 通过自动地调节适合于从高等级到低等级的每个级的时间轴T，以此方式来 消除迁移率中的离散，在所有等级能够消除不规则条紋图案。
下面，详细描述图8所示的产生控制信号WS的下降边缘波形的方法。
图9描述显示装置的通常配置，通过该配置产生图8所示的控制信号WS的 下降边缘波形。显示装置包括由玻璃板构成的面板0。在面板0的中央部分 集中构成了显示阵列部分1。构成驱动部分之一部分的写入扫描器4、驱动扫 描器5、校正扫描器7等等被形成在面板0周围。要注意，虽然未显示，水 平选择器可以被类似地并入面板O上的扫描器。或者，也可以从面板0中分 离地提供外部提供的水平选择器。
图IO示意性地显示图9所示的写入扫描器4的一个阶段(stage)。该阶 段对应于在像素阵列部分1上构成的扫描线的一行。但是，如同在现有写入 扫描器的情况下一样，图10所示的写入扫描器4的阶段输出矩形控制脉冲 WS。如图IO所见，写入扫描器4的阶段包括串联连接的移位寄存器S/R、 两个中间緩冲器、电平转换器L/V和一个输出緩冲器。向最后阶段的输出緩 冲器提供写入扫描器4的电源电压WSVdd( 18V)。写入扫描器首先通过一个 阶段时间间隔来延迟从先前阶段向其传输的输入波形IN，并通过中间緩沖器 向电平转换器L/V提供延迟的输入波形IN,以便于输入波形IN被转变成适 于驱动输出緩冲器的电压电平的信号。输出緩沖器产生具有从输入波形IN所 翻转的波形的输出波形OUT,并向对应的扫描线WS提供输出波形OUT。输 出波形OUT是矩形波，且具有高电平WSVdd和参考电平WSVss。因为输出 波形OUT具有垂直下降边缘，因此迁移校正时段变得固定。
图11显示写入扫描器4的一个阶段。图ll所示的电路不同于图10的电 路在于被提供给最后阶段的输出緩沖器的电源电压WSVdd具有脉冲波形， 其在例如18V到5V之间变化。由外部分立电路向面板0的写入扫描器4提 供该电源脉沖WSP。因此，电源脉冲WSP的相位浮皮预先调整以便于它可以 与写入扫描器4的操作同步。
如图11中所见，当从前一阶段向所示阶段输入矩形脉冲IN时，输入矩 形脉冲IN通过移位寄存器S/R、两个中间緩冲器和电平转换器L/V而被施加 在输出緩冲器的栅极上。随后，打开输出緩冲器，向对应的扫描线提供输出 波形OUT。因此，因为在导通输出緩冲器之后，在电源电压线WSVdd上施 加了电源脉冲WSP,因此输出波形沿着预定的曲线从18V下降到5V。然后， 关闭输出緩沖器，且现在输出波形具有WSVss电平。
可以由图10和11所示的任何配置产生结合控制信号WS来定义迁移校
正时段的控制信号DS的波形。
图12显示图11所示的写入扫描器的最后阶段输出缓冲器的配置示例。
参考图12,输出緩冲器阶段包括相互成对并在电源线WSVdd和地线WSVss 之间串联的P-沟道晶体管TrP和N-沟道晶体管TrN。在晶体管TrP和TrN的 栅极上施加输入波形IN。具有关于输入波形所预先调整的相位的电源脉冲 WSP纟皮施加在电源线WSVdd上。在晶体管TrP响应于输入波形IN的作用而 被设为导通之后，电源脉冲WSP的下降边缘波形被取入晶体管TrP，并被提 供给像素2端的控制信号WS作为输出波形OUT。要注意，如情况需要，电 源脉冲WSP的下降边缘波形可能由于操作时刻的关系而穿过晶体管TrP。在 此例中，可以在最终緩冲器的输出阶段上施加掩蔽信号，以切断电源脉冲WSP 的后端上升边缘。
图13示意地显示了显示装置的通常配置。面板0具有以上参考图9所描 述的配置，且内置了构成驱动部分之一部分的各种扫描器，以及像素阵列部 分。同时，为驱动部分之剩余部分的外部提供的驱动板8和分立电路9被连 接于面板0。驱动板8由PLD (可编程逻辑器件)构成，且提供用于面板0 中合并的扫描器的操作所需的时钟信号WSCK和DSCK、开始脉冲WSST和 DSST等等。在驱动板8和面板0之间放入分立电路9，其产生必要的电源脉 冲。具体地，分立电路9接收来自驱动板8端的输入波形IN,对输入波形IN 进行波形处理以产生输出波形OUT,并向面板0端提供输出波形OUT。分立 电路9由诸如晶体管、电阻和电容的分立元件构成，并至少向写入扫描器的 电源线提供电源脉冲WSP。如情况需要，可以向驱动扫描器5的电源线提供 电源脉冲DSP。分立电路9以此方式产生电源脉冲WSP和DSP,且将它们 置入面板0端上写入扫描器和驱动扫描器的电源线中。在由从面板0断开的 外部提供的分立电路9产生电源脉冲波形的情况下，有可能对每个面板构造 最佳波形和时刻，这有助于改善面板0的不规则条紋图案检查中的产量。
图14是显示分立电路9的最简单配置示例的电路图。参考图14,分立 电路9包括一个晶体管、 一个电容、三个固定电阻和两个可变电阻，并以模 拟方式处理从驱动板8端向其提供的输入波形IN,以产生被提供给面板0端 的输出波形OUT。图14所示的分立电路9处理矩形输入波形以产生其下降 边缘在沿着多边线的两个阶段变化的输出波形。如图8所见，输出波形的下 降边缘在第 一状态陡峭地倾斜，然后在第二阶段以平緩的梯度倾斜。
图15是显示分立电路9的更复杂配置示例的电路图。参考图15，所示 的分立电路9产生不是如图14所示的线性下降边缘波形的电源脉冲WSP, 而是具有曲线地变化的下降边缘波形的电源脉冲WSP,并向面板0端提供电 源脉冲WSP。可以使用时刻调节量来自由地设置下降边缘波形的曲线的形状。
图16描述由图15所示的分立电路9所产生的电源脉冲WSP的波形。还 以与电源脉冲WSP的对应关系描述了电源脉冲DSP的波形。要注意，电源 脉冲DSP的下降边缘波形是垂直的，而不是特别倾斜的。而且在此例中，电 源脉冲DSP的下降时刻，即开关晶体管Tr4的导通时刻T6，可以由分立电路 端自由地调节。
如图16所见，电源脉冲WSP突然从17.3V下降到第一电压，然后平緩 地下降到第二电压。对于每个面板来说，第一电压可以在9到IIV的范围内 调节。典型地，第一电压被设为IOV。对于每个面板来说，第二电压也可以 在2到6V的另一个范围内调节。典型地，第二电压初设为5V。另外，从第 一电压到第二电压的下降边缘波形可以被设计成RC曲线等等。
顺带4是及，在分立电路产生电源脉冲WSP和DSP的情况下，有可能调 节面板外的控制信号WS和DS的波形。随后，分立电路在每个独立面板的 最佳时刻操作，其有助于改善具有不规则条紋图案;^查的面板的产量。但是， 为了通过外部提供的分立电路产生电源脉冲，可能需要驱动器和高输出功率 的电源，其带来诸如功率消耗的增加和部件成本的增加的缺点。
因此，可推荐由面板内部的逻辑处理来产生控制信号DS。下面描述其中 由面板内部的逻辑处理来产生控制信号DS的显示装置。在该显示装置中， 为了消除诸如由于用分立电路产生电源脉冲DS P而引起的高功率消耗和成 本的增加的缺点，由面板中的逻辑电路产生控制信号DS,以设置迁移率校正 时段。通过这种设置，建立用于控制信号DS的使能信号以便使得能够调节 迁移率校正时段。通过以此方式用面板中的逻辑电路建立使能信号来产生控 制信号DS，可以预料功率消耗的降低和成本的降低。
图17是显示具有上述逻辑处理功能的驱动扫描器5的输出阶段的电路 图。参考图17,所示的驱动扫描器5的输出阶段逻辑地处理控制信号WS、 DS1和DS2和使能信号DSEN1和DSEN2,以得到输出波形。向对应行的扫 描线DS输出该输出波形作为控制信号DS。这里，控制信号WS表示将被输 入到写入扫描器4的当前阶段的移位寄存器S/R的WS脉冲(WS 'S/R in)。
同时，控制信号DS1表示将被输入到驱动扫描器5的当前阶段的移位寄存器
S/R的DS脉冲(DS . S/R in)。同时，控制信号DS2表示从驱动扫描器5 的当前阶段的移位寄存器S/R输出的DS脉冲(DS . S/R out )。
图18是显示被输入到图17所示的逻辑电路的控制信号和使能信号以及 相关的时钟信号的波形图。在该波形图中，前五个波形WSCK、 WS 'S/R 'in、 WS S/R out、 WSEN和WSn表示主要关于写入扫描器4端的控制信号的 波形。如能从波形图明显地看出，写入扫描器4基本上响应于时钟信号WSCK 以通过移位寄存器S/R来产生每个阶段的控制信号WSn而进行操作，以连续 地传输开始脉冲。要注意，根据本发明，不在直接对应的扫描线WSn上施加 一个控制信号WSn,而是用信号WSn来提取电源脉冲WSP的下降边缘部分， 并向对应的扫描线提供电源脉冲WSP的下降边缘部分。
图18的下面部分所示的信号DSCK、 DS ' S/R in、 DS . S/R out、 DSENl_ODD、 DSEN1—EVEN、 DSEN2和DSn ( OUT)描述主要关于驱动扫 描器5的信号波形。
在图17所示的逻辑电路中，进行在图17的上面部分所描述的逻辑公式 所表示的逻辑处理，以得到输出波形OUT。在图18的时序图中的最低位置 上描述了输出波形OUT。如图18所见，控制信号DSn包括用于定义Vth消 除的校正时段和迁移率p校正时段的部分。可以用使能信号DSEN1来调节 Vth消除时段，同时用使能信号DSEN2来调节迁移率M校正时段。
如上所述，根据本发明的显示装置基本上包括像素阵列部分1和用于驱 动像素阵列部分1的驱动部分。像素阵列部分1包括沿行延伸的第一扫描线 WS和第二扫描线DS、沿列延伸的信号线SL、在第一和第二扫描线WS和 DS与信号线SL相互交叉的位置上以矩阵排列的像素电路2、和用于给像素 电路2供电的电源线Vcc和地线Vss。驱动部分包括写入扫描器4，用于向 扫描线WS连续地提供控制信号WS，来以行为单位逐线(line-sequentially) 扫描像素电路2;驱动扫描器5，用于与逐线扫描同步地向扫描线DS连续提 供控制信号DS;以及水平选择器3，用于与逐线扫描同步地向信号线SL提 供图像信号。
每个像素电路2包括发光元件EL、采样晶体管Trl、驱动晶体管Trd、 开关晶体管Tr4、和像素电容Cs。采样晶体管Trl在其栅极被连接于相关的 第一扫描线WS,在其源极被连接于相关的信号线SL，在其漏极被连接于驱 动晶体管Trd的栅极G。驱动晶体管Trd和发光元件EL串联连接在相关的第 三电位Vcc和相关的地线之间，以构成电流路径。开关晶体管Tr4被插入在 电流路径中，且在其栅极被连接于第二扫描线DS。像素电容Cs被连接在驱 动晶体管Trd的源极S和栅极G之间。
在具有上述配置的显示装置中，响应从第一扫描线WS向其提供的第一 控制信号WS来导通采样晶体管Trl，以对从信号线SL向其提供的图像信号 的信号电位Vsig进行采样，且保留信号电位Vsig到像素电容Cs中。响应从 第二控制信号DS向其提供的第二控制信号DS来导通开关晶体管Tr4，以将 上述电流路径设为导通状态。驱动晶体管Trd响应在像素电容Cs中保留的信 号电位Vsig，通过处于导通状态的电流if各径传送驱动电流Ids到发光元件EL。
驱动部分向第一扫描线WS施加第一控制信号WS，以导通采样晶体管 Trl来开始信号电位Vsig的采样。然后，驱动部分在从第一时刻T6到第二时 刻T7的校正时段t内，向像素电容Cs中保留的信号电位Vsig施加关于驱动 晶体管Trd的迁移率M的校正，从而进行迁移率校正，其中，在第一时刻T6， 向第二扫描线DS施加第二控制信号DS以导通开关晶体管Tr4，在第二时刻 T7，消除向第一扫描线WS施加的第一控制信号WS以截止采样晶体管Trl。 因此，驱动部分自动地调节第二时刻T7,以便于其中要被提供给信号线SL 的图像信号的信号电位Vsig为高的校正时段t变得更短，而其中要被提供给 信号线SL的图像信号的信号电位Vsig为低的校正时段t变得更长。
具体地，当在第二时刻T7截止采样晶体管Trl时，驱动部分中的第一扫 描器4自动地调节第二时刻T7来向下降边缘波形施加梯度，以便于其中要被 提供给信号线SL的图像信号的信号电位Vsig为高的校正时段t变得更短， 而其中要被提供^^言号线SL的图像信号的信号电位Vsig为低的校正时段t 变得更长。优选地，当向第一控制信号WS的下降边缘波形施加梯度时，第 一扫描器4将第一控制信号WS的下降边缘波形划分为至少两个阶段，并向 第一部分施加陡峭的梯度，而向第二部分施加平緩的梯度，从而当信号电位 Vsig为高和信号电位Vsig为低时最优化校正时段t。
每个像素电路2具有上述的驱动晶体管的阈值电压Vth校正功能，以及 上述的迁移率校正功能。具体地，每个像素电路包括用于在图像信号采样之 前复位或初始化驱动晶体管Trd的栅极电位(G)和源极电位(S)的附加开 关晶体管TV2和Tr3。第二扫描器5在图像信号采样之前通过第二控制线DS
暂时导通开关晶体管Tr4,从而允许驱动电流Ids进入复位状态的驱动晶体管 Trd,使得对应于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压被保留在像素电容 Cs中。
驱动部分包括外部提供的电源脉冲产生电路(分立电路)以及面板中内 置的各种扫描器。电流脉冲产生电路9向面板中的第一扫描器4提供第一控 制信号WS的下降边缘波形所基于的第一电源脉冲WSP。第一扫描器4从第 一电源脉冲WSP连续地提取下降边缘波形，并向第一扫描线WS提供所提取 的下降边缘波形作为第一控制信号WS的下降边缘波形。
以特定形式，电源脉冲产生电路9还产生第二控制信号DS的波形所基 于的第二电源脉冲DSP,并向第二扫描器5提供第二电源脉冲DSP。第二扫 描器5从第二电源脉冲DSP中提取波形的一部分，并在第一时刻T6向扫描 线DS提供所提取的波形作为第二控制信号的波形。
以另一特定形式，第一扫描器4在定义了校正时段t的结束时刻的第二 时刻T7，基于从电源脉冲产生电路9提供的第一电源脉冲WSP,产生第一控 制信号WS的波形。同时，第二扫描器5在定义了校正时段t的开始时刻的 第一时刻T6，通过内部逻辑处理产生第二控制信号DS的波形。
可以应用根据上述本发明的显示装置作为如图19A到19G所示的各种电 子装置的显示装置。具体地，可以将显示装置应用于各种领域的各种电子装 置，其中被输入到电子装置或在电子装置中产生的图像信号作为图像被显示， 诸如，例如，数字摄像机、笔记本式个人计算机、便携式电话和视频摄像机。
要注意，根据本发明的显示装置可以与如图20所示的这种模块式装置一 样构成。例如，此例中的显示装置可以是显示模块，其中像素阵列部分被附 着于玻璃板等的相反部分。可以在透明相反部分上提供颜色滤波器、保护膜、 光线截取膜等。要注意，显示模块可以包括柔性印刷电路(FPC),其用于从 外部向像素阵列部分输入和输出信号等，反之亦然。
下面，描述显示装置所应用的电子装置示例。
图19A显示具有由前面板1002等构成的视频显示屏幕1002的电视机。 根据本发明的实施例的显示装置被合并于视频显示屏幕1001中。
图19B和19C显示包括图像俘获透镜2001、闪光发光部分2002、显示 部分2003等的数字摄像机。根据本发明的实施例的显示装置被合并于显示部 分2003中。
图19D显示包括主机身3001、显示面板3002等的视频摄像机。根据本 发明的实施例的显示装置被合并于显示面板3002中。
图19E和19F显示包括显示面板4001、辅助显示面板4002等的蜂窝电 话单元。根据本发明的实施例的显示装置被合并于显示面板4001和辅助显示 面板4002中。
图19G显示包括具有用于键入字符等的键盘5002的主机身5001、和用 于显示图像的显示面板5003的笔记本个人计算机。根据本发明的实施例的显 示装置被合并于显示面板5003中。
虽然已经用具体术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅为了 举例目的，要理解，可以在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下进行 改变和变化。
相关申请的交叉引用
本发明包含关于2006年6月30日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-180522的主题，其全部内容被引用合并于此。
权利要求
1.一种显示装置，包括像素阵列部分；以及驱动部分，其被配置用于驱动所述像素阵列部分；所述像素阵列部分包括沿行延伸的多个第一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；多个像素，其在所述第一和第二扫描线与所述信号线相互交叉的位置以矩阵排列；以及多个电源线和多个地线，其被配置用于对所述像素供电，所述驱动部分包括第一扫描器，其被配置用于向所述第一扫描线连续地提供第一控制信号，来以行为单位进行所述像素的逐线扫描；第二扫描器，其被配置用于根据逐线扫描，来向所述第二扫描线连续提供第二控制信号；以及信号选择器，被配置用于根据逐线扫描来向所述信号线提供图像信号，每个所述像素包括发光元件；采样晶体管；驱动晶体管；开关晶体管；以及像素电容，所述采样晶体管在其栅极、源极和漏极分别被连接于相应的一条所述第一扫描线、相应的一条所述信号线和所述驱动晶体管的栅极，所述驱动晶体管和所述发光元件被串联连接在相应的一条所述电源线和相应的一条所述地线之间以构成电流路径，所述开关晶体管被插入电流路径，所述开关晶体管在其栅极被连接于相应的一条所述第二扫描线，所述像素电容被连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间，响应从第一扫描线向其提供的第一控制信号来导通所述采样晶体管，以对从信号线提供的图像信号的信号电位进行采样，并保留信号电位到所述像素电容中，响应从第二扫描线提供的第二控制信号来导通所述开关晶体管，以将电流路径设成导通状态，所述驱动晶体管响应在所述像素电容中保留的信号电位，通过被设成导通状态的电流路径，向所述发光元件提供驱动电流；在从第一时刻到第二时刻的校正时段中，所述驱动部分对在所述像素电容中保留的信号电位施加对于所述驱动晶体管之迁移率的校正，从而自动地调节第二时刻以便校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位增加而减少，而校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位减少而增加，其中在所述第一时刻，在第一控制信号被施加在第一扫描线以导通所述采样晶体管来开始信号电位的采样之后，第二控制信号被施加到第二扫描线以导通所述开关晶体管，在所述第二时刻，被施加到第一扫描线上的第一控制信号被消除以截止所述采样晶体管。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，其中每个所述像素还包括附加的开关晶体管，其被配置用于在图像信号 采样之前复位所述驱动晶体管的栅极电位和源极电位，且所述第二扫描器在 图像信号采样之前，通过第二控制线暂时地导通所述开关晶体管，从而向处 于复位状态的所述驱动晶体管提供驱动电流，以保留对应于所述驱动晶体管 的阈值电压的电压到所述像素电容中。
3. 根据权利要求1所述的显示装置，其中当所述釆样晶体管在第二时刻截止时，所述第一扫描器对所述第一 控制信号的下降边缘波形施加梯度，以自动地调节第二时刻，使得校正时段 随信号电位增加而减少，而校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电 位减少而增加。
4. 根据权利要求3所述的显示装置，其中，当对第一控制信号的下降边缘波形施加梯度时，所述第一扫描器 首先对第一控制信号的下降边缘波形施加陡峭的梯度，然后对第一控制信号 的下降边缘波形施加平緩的梯度，使得在其中信号电位为高和信号电位为低 的两种情况下优化校正时段。
5. 根据权利要求3所述的显示装置，其中所述驱动部分包括电源脉沖产生电路，其被配置用于产生第一控制 信号的下降边缘波形所基于的第 一 电源脉沖，且向所述第 一扫描器提供第一 电源脉冲，而且所述第 一扫描器从第 一 电源脉冲连续地提取下降边缘波形， 并向第 一扫描线提供所提取的下降边缘波形作为第 一控制信号的下降边缘波 形。
6. 根据权利要求5所述的显示装置，其中所述电源脉沖产生电路产生第二控制信号的波形所基于的第二电源 脉冲，并向所述第二扫描器提供所产生的第二电源脉冲，且所述第二扫描器 从第二电源脉冲连续地提取波形的 一部分，并向第二扫描线提供所提取的波 形作为在第 一 时刻的第二控制信号的波形。
7. 根据权利要求5所述的显示装置，其中所述第 一扫描器基于从所述电源脉沖产生电路提供的第 一电源脉 冲，在作为校正时段的终点的第二时刻产生第一控制信号的波形，且所述第 二扫描器通过内部逻辑处理，在作为校正时段的起点的第 一时刻产生第二控 制信号的波形。
8. —种用于显示装置的驱动方法，所述显示装置包括像素阵列部分和被 配置用于驱动所述像素阵列部分的驱动部分，所述像素阵列部分包括沿行 延伸的多个第一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；多个像 素，其在所述第一和第二扫描线与所述信号线相互交叉的位置以矩阵排列； 以及多个电源线和多个地线，其被配置用于对所述像素供电，所述驱动部分 包括第 一扫描器，其被配置用于向所述第一扫描线连续地提供第 一控制信号， 来以行为单位进行所述像素的逐线扫描；第二扫描器，其被配置用于根据逐 线扫描，来向所述第二扫描线连续提供第二控制信号；以及信号选择器，被 配置用于根据逐线扫描来向所述信号线提供图像信号，每个所述像素包括发 光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、以及像素电容，所述采样 晶体管在其栅极、源极和漏极分别被连接于相应的一条所述第一扫描线、相 应的一条所述信号线和所述驱动晶体管的栅极，所述驱动晶体管和所述发光 元件被串联连接在相应的 一条所述电源线和相应的 一条所述地线之间以构成 电流路径，所述开关晶体管被插入电流路径，所述开关晶体管在其栅极被连 接于相应的 一条所述第二扫描线，所述像素电容被连接在所述驱动晶体管的 源极和栅极之间，所述驱动方法包括步骤响应从第一扫描线提供的第一控制信号来导通所述采样晶体管，以对从 信号线提供的图像信号的信号电位进行采样，并保留信号电位到所述像素电容中；响应从第二扫描线提供的第二控制信号来导通所述开关晶体管，以将电流路径设成导通状态；响应在所述像素电容中保留的信号电位，通过被设成导通状态的电流路 径，从所述驱动晶体管向所述发光元件提供驱动电流；在第一扫描线上施加第一控制信号以导通所述采样晶体管来开始信号电 位的采样；以及在从第 一时刻到第二时刻的校正时段中，对在所述像素电容中保留的信 号电位施加对于所述驱动晶体管之迁移率的校正，从而自动地调节第二时刻， 使得校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位增加而减少，而校正 时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位减少而增加，其中在所述第一 时刻，第二控制信号被施加到第二扫描线以导通所述开关晶体管，在所述第 二时刻，被施加到第一扫描线上的第一控制信号被消除以截止所述采样晶体 管。
全文摘要
一种显示装置，其包括像素阵列部分和配置用于驱动像素阵列部分的驱动部分。像素阵列部分包括沿行延伸的多个第一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；多个像素，其在第一和第二扫描线和信号线相互交叉的位置以矩阵排列；以及多个电源线和多个地线，其被配置用于对像素供电。驱动部分包括第一扫描器、第二扫描器以及信号选择器。每个像素包括发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管和像素电容。
文档编号G09G3/32GK101097677SQ20071012635
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年6月30日
发明者丰村直史, 内野胜秀, 山下淳一 申请人:索尼株式会社
技术领域：
本发明涉及一种显示装置及其驱动方法，其中在各个像素中排列的发光 元件由电流驱动以显示图像，更具体地，本发明涉及一种有源矩阵式显示装 置及其驱动方法，其中利用每个像素电路中所提供的绝缘栅型电场效应晶体
管来控制被提供给诸如有机EL (电致发光)元件的发光元件的电流量。
背景技术：
例如，在诸如液晶显示单元的图像显示装置中，为了显示图像，大量的 液晶像素以矩阵排列，并且响应于要被显示的图像信息，对于每个像素，控 制进入光的透射强度或反射强度。虽然刚才描述的配置也与其中有机EL元 件被用于像素的有机EL显示单元等的配置相似，但是有机EL元件不同于液 晶像素，它是自发光元件。因此，有机EL显示单元有优点在于相比于液 晶显示单元，图像的可视性高，并且不必提供背后照明，另外响应速度高。 而且，有机EL显示单元是电流控制型，其中能根据流过的电流的值来控制 每个发光元件的亮度电平(等级)。在这种情况下，有机EL显示单元很不同 于电压控制型的显示单元诸如液晶显示单元。
在有机EL显示单元中，类似于在液晶显示单元中，单纯矩阵系统和有 源矩阵系统都可用作为驱动系统。单纯矩阵系统的问题在于，虽然它结构简 单，但是难以实现大尺寸和高清晰度的显示单元。因此，目前，普遍进行有 源矩阵类型的显示单元的开发。根据有源矩阵系统，由像素电路中所提供的 有源元件来控制被施加在每个像素电路中的发光元件上的电流。通常，薄膜 晶体管(TFT)被用作为有源元件。例如，在日本专利公开No. 2003-255856、 2003-271095、 2004-133240、 2004-029791、和2004-093682中公开了该有源 矩阵系统。
发明内容
现有技术的像素电路被配置在沿行延伸的用于提供控制信号的扫描线和
沿列延伸的用于提供图像信号的信号线互相交叉的每一个位置上。像素电路 包括采样晶体管、像素电容、驱动晶体管和发光元件。采样晶体管响应从相 关扫描线提供的控制信号而导通，以采样从相关信号线提供的图像信号。像 素电容保留根据所采样图像信号的信号电位的输入电压。驱动晶体管在预定 的发光周期内响应于在像素电容上保留的输入电压来提供输出电流作为驱动 电流。注意，通常，输出电流依赖于驱动晶体管的沟道区域的载流子迁移率 和阈值电压。发光元件以根据从驱动晶体管提供的输出电流并与图像信号一 致的亮度来发光。
驱动晶体管接收像素电容在其栅极所保留的输入电压，并在其源极和漏 极之间提供输出电流，以给与发光元件电压。通常，发光元件的发光的亮度 与所提供的电流量成比例地增加。另外，由栅极电压即在像素电容中所写入 的输入电压来控制驱动晶体管的输出电流供应量。现有技术的像素电路响应 于输入图像信号而改变将被施加在驱动晶体管的栅极的输入电压，以控制将 -陂施加在发光元件上的电流量。
驱动晶体管具有由以下公式(i )所表示的操作特征
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其中，Ids是流经驱动晶体管的源极和漏极之间的漏极电流，也是在像素 电路中提供给发光元件的输出电流；Vgs是以源极作为基准施加在栅极上的 栅极电压，也是在像素电路中如上所述的输入电压；Vth是驱动晶体管的阈 值电压；p是构成驱动晶体管沟道的半导体薄膜的迁移率；W是沟道宽度； L是沟道长度；Cox是栅极电容。如从上面的特征公式(1)能明显看出的， 当薄膜晶体管在它的饱和区域中运作时，如果增加栅极电压Vgs超过阈值电 压Vth，则晶体管被置于导通状态，漏极电流Ids流过。理论上，如由上述晶 体管特征公式(1)所指示的，如果固定栅极电压Vgs，则向发光元件提供漏 极电流Ids的通常相等的量。因此认为，如果向构成屏幕的像素提供相等电 平的图像信号，则所有像素以相等亮度发光和实现屏幕的均匀性。
但是，实际上，由多晶硅等材料的半导体薄膜所构成的各个薄膜晶体管 (TFT)的器件特征显示出某些离散(dispersion)。具体地，阈值电压Vth不 均匀而在像素之间离散。如由上述晶体管特征公式(1)能明显看出的，如果 阈值电压Vth在驱动晶体管间离散，则即使固定栅极电压Vgs，离散也会出 现在漏极电流Ids中，导致像素间亮度的差异。结果，破坏了屏幕的均匀性。
在现有技术中已经开发了并在例如上述日本专利公开No.2004-133240中公开 了结合用于消除驱动晶体管间阈值电压离散之功能的像素电路。
但是，发光元件输出电流的离散的主要因素不局限于驱动晶体管的阈值 电压Vth。如由上述晶体管特征公式(1 )能明显看出的，当驱动晶体管的迁 移率li离散时，输出电流Ids也波动。结果，破坏了屏幕的均匀性。因此， 消除迁移率的离散也是要被解决的课题之一。
因此，需要提供一种显示装置及其驱动方法，其中对于每个像素，校正 驱动晶体管的迁移率。
也需要提供一种显示装置及其驱动方法，其中响应于像素的亮度电平而 适应地进行迁移率校正。
根据本发明的实施例，提供一种显示装置，其包括像素阵列部分和配置 用于驱动像素阵列部分的驱动部分。像素阵列部分包括沿行延伸的多个第 一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；在第一和第二扫描线 与信号线相互交叉的位置上以矩阵排列的多个像素；以及多个电源线和多个 地线，被配置用于执行对像素供电(feed)。驱动部分包括第一扫描器，其 被配置用于向第 一扫描线连续地提供第 一控制信号，以便以行为单位对像素 进行逐线扫描；第二扫描器，其被配置用于根据逐线扫描来向第二扫描线提 供第二控制信号；以及信号选择器，其被配置用于根据逐线扫描来向信号线 提供图像信号。每个像素包括发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶 体管和像素电容。釆样晶体管在其栅极、源极和漏极分别被连接于相应的一 条第一扫描线、相应的一条信号线和驱动晶体管的栅极。驱动晶体管和发光 元件被串联连接在相应的一条电源线和相应的一条地线之间以构成电流路 径。开关晶体管被插入电流路径，开关晶体管在其栅极被连接于相应的一条 第二扫描线，像素电容被连接在驱动晶体管的源极和栅极之间。响应于从第 一扫描线向其提供的第一控制信号，采样晶体管被转换为导通，以对从信号
线提供的图像信号的信号电位进行采样，并保留信号电位到像素电容中。响 应于从第二扫描线提供的第二控制信号，开关晶体管被转换为导通，以将电
流路径设成导通状态。响应于在像素电容中保留的信号电位，驱动晶体管通 过被设成导通状态的电流路径，向发光元件提供驱动电流。在第一控制信号 被施加在第一扫描线以导通采样晶体管来开始信号电位的采样之后，在从第 一时刻到第二时刻的校正时段中，驱动部分相对于在像素电容中保留的信号 电位施加对于驱动晶体管之迁移率的校正，从而自动地调节第二时刻以便校 正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位增加而减少，而校正时段随 被提供给信号线的图像信号的信号电位减少而增加，其中在所述第 一时刻， 第二控制信号被施加到第二扫描线以导通所述开关晶体管，在所述第二时刻， 被施加到第一扫描线上的第一控制信号被消除以截止所述采样晶体管。
优选地，每个像素还包括附加的开关晶体管，其被配置用于在图像信号 采样之前复位驱动晶体管的栅极电位和源极电位，且第二扫描器在图像信号 采样之前，通过第二控制线暂时地导通开关晶体管，从而向处于复位状态的 驱动晶体管提供驱动电流，以保留对应于驱动晶体管之阈值电压的电压到像
素电容中。优选地，当釆样晶体管在第二时刻截止时，第一扫描器对第一控 制信号的下降边缘波形施加梯度，以自动地调节第二时刻使得校正时段随信 号电位增加而减少，而校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位减 少而增加。在这种情况中，优选地，可以配置显示装置，使得当对第一控制 信号的下降边缘波形施加梯度时，第 一扫描器首先对第 一控制信号的下降边 缘波形施加陡峭'的梯度，然后对第 一控制信号的下降边缘波形施加平緩的梯 度，以便于在其中信号电位高和信号电位低的两种情况下优化校正时段。或 者，可以配置显示装置，使得驱动部分包括电源脉冲产生电路，其被配置用 于产生第 一控制信号的下降边缘波形所基于的第 一 电源脉冲，且向第 一扫描 器提供第 一 电源脉冲，第 一扫描器从第 一 电源脉冲连续地提取下降边缘波形， 并向第 一扫描线提供所提取的下降边缘波形作为第 一控制信号的下降边缘波 形。在这种情况下，可以配置显示装置，使得电源脉冲产生电路产生第二控 制信号的波形所基于的第二电源脉冲，并向第二扫描器提供所产生的第二电 源脉冲，且所述第二扫描器从第二电源脉冲连续地提取该波形的一部分，并 向第二扫描线提供所提取的波形作为在第 一 时刻的第二控制信号的波形。或 者，可以配置显示装置，使得第一扫描器基于从电源脉冲产生电路提供的第 一电源脉冲，在作为校正时段之终点的第二时刻产生第 一控制信号的波形， 第二扫描器通过内部逻辑处理，在作为校正时段之起点的第 一 时刻产生第二 控制信号的波形。
在显示装置中，利用其中信号电位被采样到像素电容的采样时段的 一部 分来进行驱动晶体管的迁移率的校正。具体地，在后半段采样时段内，导通 开关晶体管以设置电流路径为导通状态，使得向驱动晶体管提供驱动电流。
驱动电流具有对应于采样的信号电位的量。在此阶段，发光元件处于反向偏
置(reversely biased)状态，驱动电流不流过发光元件，但被充电到发光二极 管的寄生电容和像素电容中。因此，采样脉冲下降，且驱动晶体管的栅极从 信号线上断开。在开关晶体管导通之后直到采样晶体管截止的校正时段内， 驱动电流从驱动晶体管负反馈到像素电容，并且从像素电容中采样的信号电 位减去如此反馈的驱动电流量。由于负反馈量朝抑制驱动晶体管的迁移率离 散的方向上起作用，因此。对于每个像素进行迁移率校正。具体地，在驱动 晶体管的迁移率高的情况下，对像素电容的负反馈量大，用其减去在像素电 容中保留的信号电位的量大，因此，抑制了驱动晶体管的输出电流。另一方 面，如果驱动晶体管的迁移率低，而且负反馈量小，则在像素电容中保留的 信号电位并不受到负反馈量很大的影响。因此，驱动晶体管的输出电流不会 减少太多。此处，负反馈量具有依照从信号线被直接施加在驱动晶体管栅极 的信号电位的电平。换句话说，随着信号电位的增加以增加亮度，负反馈量 增加。以此方式，响应于亮度电平来进行迁移率校正。
但是，在其中亮度高的情况和其中亮度低的另一情况之间，最佳校正时 段不必相同。通常，最佳校正时段有一种趋势，即在亮度具有高电平(白电 平)的情况下相对短，而在亮度具有中间电平(灰电平)的情况下相对长。 根据本发明的实施例，响应于亮度电平自动地最优化校正时段。具体地，响 应于关于开关晶体管被导通的第一时刻的信号电位，自动地调节采样晶体管 被截止的第二时刻。更具体地，适应地控制第二时刻，使得在将从信号线提 供的图像信号的信号电位增加时，校正时段减少，而在将从信号线提供的图 像信号的信号电位减少时，校正时段增加。通过该适应性控制，可以响应于 信号电位来变化地最佳化地控制校正时段。因此，可以显著地改善屏幕的均 匀性。
结合附图，其中相同的标记符号表示相同的部分或元件，从以下描述和 所附权利要求，本发明的上述和其他特性及优点将变得明显。
图1是显示本发明所应用的显示装置的主要组件的示意方框图； 图2是表示显示装置的像素电路的配置的电路图； 图3是描述像素电路的操作的电路图4是描述显示装置的操作的时序图； 图5是描述显示装置的操作的示意电路图； 图6和7是描述显示装置的操作的曲线图； 图8是描述显示装置的操作的波形图9是显示本发明所应用的另一显示装置的通常配置的示意图IO是显示现有写扫描器的电路图ll是显示图9的显示装置的写扫描器的电路图12是显示图11的写扫描器的输出阶段的示意电路图13是显示图9的显示装置的通常配置的方框图14和15是显示图13所示.的显示装置中包括的分立(discrete )电路的 配置的不同示例的电路图16是显示图13所示的分立电路的输出波形的波形图17是显示可在根据本发明的实施例的显示装置中包括的驱动扫描器 的配置示例的电路示意图18是描述图17所示的驱动扫描器的操作的时序图19A是显示本发明所应用的电视机的透视图19B和19C是显示本发明所应用的数字摄像机的前视图和后视图19D是显示本发明所应用的视频摄像机的透视图19E和19F是显示本发明所应用的手机单元的示意图19G是显示本发明所应用的笔记本个人计算机的透视图；以及
图20是显示以模块形式的显示装置的示意图。
具体实施例方式
首先参考图1,显示了本发明所应用的显示装置的通常配置。所示的显 示装置包括像素阵列部分1和包括扫描器部分和信号部分的驱动部分，作 为其基本组件。像素阵列部分1包括沿行延伸的扫描线WS、扫描线AZ1、 扫描线AZ2和扫描线DS，和沿列延伸的信号线SL,以及以矩阵布置的并被 连接于扫描线WS、 AZ1、 AZ2、 DS和信号线SL的像素电路2。像素阵列部 分l还包括用于提供第一电位Vssl的多个电源线，像素电路2操作所需的第 二电位Vss2和第三电位Vcc。信号部分包括水平选择器3,并向信号线SL 提供图像信号。扫描器部分包括写入扫描器4、驱动扫描器5、第一校正扫描 器71和第二校正扫描器72，用于分别向扫描线WS、 DS、 AZ1和AZ2提供 控制信号，以对每行连续地扫描像素电路2。
由移位寄存器构成写入扫描器4,其响应于从外部向其提供的时钟信号 WSCK而操作，以连续地传输同样从外部向其提供的开始信号WSST,从而 向扫描线WS连续地输出开始信号WSST。因此，写入扫描器4使用同样从 外部向其提供的电源脉冲WSP,以产生控制信号WS的下降边缘波形。而且 由移位寄存器构成驱动扫描器5,并且响应于从外部向其提供的时钟信号 DSCK而操作，以连续地传输同样从外部向其提供的开始信号DSST,从而向 扫描线DS连续地输出控制信号DS。
图2显示图1所示的图像显示装置中合并的像素电路的配置示例。参考 图2,所示的像素电路2包括采样晶体管Trl、驱动晶体管Trd、第一开关晶 体管Tr2、第二开关晶体管Tr3、第三开发晶体管Tr4、像素电容Cs，和发光 元件EL。在预定采样时段内，响应于从相关扫描线WS向其提供的控制信号， 釆样晶体管Trl被设为导通，以采样从相关信号线SL向其提供的图像信号的 信号电位到像素电容Cs中。像素电容Cs响应图像信号的采样的信号电位， 对驱动晶体管Trd的栅极G施加输入电压Vgs。驱动晶体管Trd响应输入电 压Vgs，向发光元件EL提供输出电流Ids。在预定的发光时段内，发光元件 EL基于从驱动晶体管Trd向其提供的输出电流Ids，以依照图像信号的信号 电位的亮度来发光。
在采样时段之前，响应于从相关扫描线AZ1向其提供的控制信号，使 (render)第一开关晶体管Tr2为导通，以设置驱动晶体管Trd的栅极G为第 一电位Vssl。在采样时段之前，响应于从相关扫描线AZ2向其提供的控制信 号，使第二开关晶体管Tr3为导通，以设置驱动晶体管Trd的源极S为第二 电位Vss2。在采样时段之前，响应于从相关扫描线DS向其提供的控制信号， 使第三开关晶体管Tr4为导通，以连接驱动晶体管Trd到第三电位Vcc,以便 于对应于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压被保留在像素电容Cs中，以 消除阈值电压Vth的影响。另外，在发光时段内，再次响应于从控制信号DS 向其提供的控制信号，使第三开关晶体管Tr4为导通，以连接驱动晶体管Trd 到第三电位Vcc,从而向发光元件EL提供输出电流Ids 。
明显如前述描述，由五个晶体管Trl到Tr4和Trd、 一个像素电容Cs和 一个发光元件EL构成本像素电路2。晶体管Trl到Tr3和Trd是N-沟道多晶 硅薄膜晶体管(TFT)。第三开关晶体管Tr4是P-沟道多晶TFT。但是，根据 本发明，像素电路2不局限于此，而可以另外由适当的N-沟道和P-沟道多晶 硅TFT的组合构成。例如发光元件EL是具有阳极和阴极的二极管型的有机 EL (电致发光)器件。但是，根据本发明，发光元件EL不局限于此，而可 以由当被电流驱动时可发光的任何器件构成。
图3显示来自图2所示的图像显示电路内的像素电路2。为了便于理解， 在图3中另外显示了由采样晶体管Trl采样的图像信号的信号电位Vsig、驱 动晶体管Trd的输入电压Vgs和输出电流Ids、发光元件EL的电容组件Coled 等等。以下，参考图3和4描述本发明所应用的显示装置的像素电路2的操 作。
图4描述图3所示的像素电路的操作。在图4中，沿时间轴T描述被施 加在扫描线WS、 AZ1、 AZ2和DS上的控制信号的波形。为筒化描述，用与 对应的扫描线的那些标记字符相同的标记字符来表示控制信号。因为晶体管 Trl、 Tr2和Tr3是N-沟道型，它们分别当扫描线WS、 AZ1和AZ2具有高电 平时呈现导通状态，而当扫描线WS、 AZ1和AZ2具有低电平时呈现截止状 态。同时，由于第三开关晶体管Tr4是P-沟道型，它当控制信号DS具有高 电平时呈现截止状态，而当控制信号DS具有低电平时呈现导通状态。要注 意，图4的时序图还描述驱动晶体管Trd的栅极G的电位变化和源极S的电 位变化，以及扫描线WS、 AZ1、 AZ2和DS的波形。
在图4的时序图中，时刻Tl到T8对应于一场(lf)。在一场的时段内， 连续地扫描一次像素阵列的行。时序图描述被施加在一行像素上的控制信号 WS 、 AZ1 、 AZ2和DS的波形。
在场开始之前的时刻TO,所有的控制信号WS、 AZ1、 AZ2和DS具有 低电平。因此，N-沟道晶体管Trl、 Tr2和Tr3是截止状态，而仅仅P-沟道第 三开关晶体管Tr4是导通状态。相应地，驱动晶体管Trd通过处于导通状态 的第三开关晶体管Tr4被连接于电源Vcc,并响应于预定的输入电压Vgs向 发光元件EL提供输出电流Ids。因此，发光元件EL在时刻T0处于发光状态。 在此时，由栅极电位(G)和源极电位(S)之间的差表达了被施加在驱动晶 体管Trd上的输入电压Vgs。
在场开始的时刻T1，控制信号DS从低电平转变成高电平。随后，第三 开关晶体管Tr4截止，驱动晶体管Trd从电源Vcc断开。随后，发光元件EL
停止光的发射，且进入无光发射时^R。相应地，在时刻Tl后，所有晶体管
Trl到Tr4处于截止状态。
在时刻Tl后的时刻T21,控制信号AZ2升高，第二开关晶体管Tr3导 通。随后，驱动晶体管Trd的源极(S)被初始化到预定的第二电位Vss2。 然后在时刻T22,控制信号AZ1升高，第一开关晶体管Tr2导通。随后，驱 动晶体管Trd的栅极电位(G)被初始化到预定的第一电位Vssl。因此，驱 动晶体管Trd的栅极G被连接于参考电位Vssl ，驱动晶体管Trd的源极S被 连接于参考电位Vss2 。这里，满足关系Vss 1 - Vss2 > Vth,输入电压Vgs被 设置成使得满足Vssl - Vss2 =Vgs> Vth，从而为稍后在时刻T3进行的Vth校 正作准备。换句话说，时段T21-T3对应于驱动晶体管Trd的复位时段。另夕卜， 在由VthEL表示发光元件EL的阈值电压的情况下，设置使得满足VthEL > Vss2。随后，在发光元件EL上施加负偏置(bias)，因此，发光元件EL被置 为反向偏置状态。为了进行稍后通常要进行的Vth校正操作和迁移率校正操 作，反向偏置状态是必要的。
在控制信号AZ2被设置成低电平之后，在时刻T3，控制信号DS被设置 成低电平。随后，晶体管Tr3截止，而晶体管Tr4导通。结果，漏极电流Ids 流向像素电容Cs以开始Vth校正操作。在此时，驱动晶体管Trd的栅极G被 保持在第一电位Vssl,且随后，电流Ids流动直到驱动晶体管Trd被截止。 在驱动晶体管Trd被截止后，驱动晶体管Trd的源极电位(S )变成Vssl - Vth。 在截止漏极电流后的时刻T4，控制信号DS被变回到高电平以截止开关晶体 管Tr4。控制信号AZ1也被变回到低电平以截止开关晶体管Tr2。结果，保持 阈值电压Vth,并固定在像素电容Cs中。以此方式，在时刻T3和T4之间的 时段内，检测驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。检测时段T3-T4被称为Vth 校正时段。
在以此方式进行Vth校正之后的时刻T5 ，控制信号WS被转变成高电平， 以导通采样晶体管Trl，使得图像信号的信号电位Vsig被写入像素电容Cs 中。当相比于发光元件EL的等同电容Coled时，像素电容Cs足够低。结果， 图像信号的信号电位Vsig的大部分被写入到像素电容Cs中。更确切地，与 信号电位Vsig的第一电位Vssl的差Vsig-Vssl被写入像素电容Cs中。相 应地，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs变成电平 (Vsig-Vssl+Vth),其等于如前所述^r测并保留的阈值电压Vth和在本循环
中采样的差Vsig-Vssl的总和。如果假设为简化描述，第一电位Vssl是 Vssl=OV，则电压Vgs变成等于如图4的时序图中所见的Vsig+Vth。进行图 像信号的信号电位Vsig的这种采样直到时刻T7,此时控制信号WS返回到 低电平。换句话说，在时刻T5到T7之间的时段对应于采样时段。
在时刻T7采样时段结束之前的时刻T6，控制信号DS变到低电平，且 第三开关晶体管Tr4导通。随后，驱动晶体管Trd被连接于电源Vcc。因此， 像素电路从无光发射时段前进到光发射时段。在时段T6-T7内，其中采样晶 体管Trl保持导通状态，而第三开关晶体管Tr4被设为导通状态，以此方式 进行驱动晶体管Trd的迁移率校正。换句话说，根据本发明的实施例，在时 段T6-T7内，即在采样时段的后面部分和发光时段的第一部分相互交叠的时 段内进行迁移率校正，要注意，在发光时段的前端进行迁移率校正时，实际 上发光元件EL决没有发光，因为它处于反向偏置状态。在该迁移率校正时 ^:T6-T7内，漏极电流Ids流经处于以下状态的驱动晶体管Trd，在此状态中， 驱动晶体管Trd的栅极G被固定于图像信号的信号电位Vsig的电平。这里， 因为通过设置第一电位Vssl以满足Vssl-Vth<VthEL而将发光元件EL设置 成反向偏置状态，因此它不呈现二极管特征而是简单的电容特征。因此，在 像素电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled两者耦合的情况下，流过驱动 晶体管Trd的电流Ids被写入电容C二Cs+Coled中。随后，驱动晶体管Trd的 源极电位(S)逐渐升高。在图4的时序图中，由厶V来表示该升高。因为毕 竟该升高AV是从像素电容Cs中保留的栅极/源极电压Vgs中减去的，因此 这等于施加了负反馈。通过将驱动晶体管Trd的输出电流Ids负反馈给该相同 驱动晶体管Trd的输入电压Vgs,以此方式能校正迁移率M。要注意，通过 调节迁移率校正时段T6-T7的时间轴T，能最优化负反馈量AV。最后，向控 制信号WS的下降边缘提供梯度。
在时刻T7，控制信号WS转变成低电平，采样晶体管Trl截止。因此， 驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL断开。因为图像信号的信号电位Vsig 的作用被消除，因此驱动晶体管Trd的栅极电位(G)被允许升高，且因此和 源极电位(S)—起升高。同时，在像素电容Cs中保留的栅极/源极电压Vgs 保持(Vsig-AV+Vth)的值。当源极电位(S)升高时，发光元件EL的反向 偏置状态被消除，随后，当输出电流Ids流进发光元件EL时，发光元件EL 开始实际地发光。通过将Vsig-AV+Vth替代上述晶体管特征公式1的Vgs
来由以下公式(2 )给出此时在漏极电流Ids和栅极电压Vgs之间的关系 Ids = k )j (Vgs - Vth)2 - k m (Vsig画△ V)2... ( 2 )
其中k=(l/2)(W/L)Cox。从特征公式(2)可以看出，消除了 Vth项，被 提供给发光元件EL的输出电流Ids不依赖于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。 漏极电流Ids基本上依赖于图像信号的信号电位Vsig。换句话说，发光元件 EL用根据图像信号的信号电位Vsig的亮度来发光。因此，用反馈量AV校 正了信号电位Vsig。该校正量△ V用作消除位于特征公式2的系数部分的迁 移率jj的影响。相应地，漏极电流Ids基本上依赖于图像信号的信号电位Vsig。
最后在时刻T8，控制信号DS转变成高电平，第三开关晶体管Tr4截止。 随后，光的发射结束，场结束。然后，像素电路进行下一场的操作，并重复 上述的Vth校正操作、信号电位采样操作、迁移率校正操作和发光操作。
图5描述在迁移率校正时段T6-T7内的像素电流2的状态。参考图5, 在迁移率校正时段T6-T7内，采样晶体管Trl和开关晶体管Tr2呈现导通状 态，而剩下的开关晶体管Tr2和Tr3呈现截止状态。在这种状态，驱动晶体 管Trd的源极电位(S )是Vssl-Vth。该源极电位(S )也是发光元件EL的 阳极电位。在第一电位Vssl被设为使得满足如上述Vssl-Vth<VthEL的情况 下，发光元件EL被设为反向偏置状态，并指示不是二极管特征而是简单的 电容特征。因此，流过驱动晶体管Trd的电流Ids流进像素电容Cs和发光元 件EL的等效组件Coled的复合电容C=Cs+Coled。换句话说，漏极电流Ids 的 一部分被负反馈到像素电容Cs,从而进行迁移率的校正。
图6描述表示上述给出的晶体管特征公式(2)的曲线图，在图6中，横 坐标轴表示漏极电流Ids,纵坐标轴表示信号电位Vsig。曲线图下方也显示了 特征公式(2)。图6的曲线图显示了关于像素1和另一像素2的用于比较的 特征曲线。像素1的驱动晶体管的迁移率y相对高。相反，像素2的驱动晶 体管的迁移率m相对低。在每个驱动晶体管由多晶硅薄膜晶体管构成的情况 下，可能不可避免的是，以此方式迁移率n在像素之间离散。例如，如果具 有相同电平的图像信号的信号电位Vsig被写入像素1和像素2，则流到具有 高迁移率jn的像素1的输出电流Idsl显示与流过具有低迁移率y的像素2的 输出电流Ids2的显著的不同。因为以此方式在迁移率ja中的离散导致输出电 流Ids的显著差，因此产生不规则的条紋图案以及恶化了屏幕的均匀性。
因此，输出电流被负反馈到输入电流端，以消除迁移率的离散。如从上
述晶体管特征公式(1)明显看出的，随着迁移率增加，漏极电流Ids增加。 相应地，随着负反馈量AV增加，迁移率增加。如从图6的曲线图所见，具 有较高迁移率M的像素1的负反馈量AV1大于具有较低迁移率n的像素2的 负反馈量AV2。相应地，随着迁移率u增加，负反馈被施加更大的量，随后 离散能被抑制。如果具有较高迁移率ju的像素1被负反馈量AV1校正，则输 出电流大量减少，从Idsl减少到Idsl。另一方面，因为对于具有低迁移率M 的像素2的校正量AV2小，因此输出电流Ids2不会对Ids2减少太多。因此， 输出电流Ids 1和输出电流Ids2变成基本上相互相等，并消除了迁移率中的离 散。因为在信号电位Vsig从黑电平到白电平的全部范围内进行了迁移率的离 散的消除，因此屏幕的均匀性变得很高。总之，在像素1和2在迁移率相互 不同的情况下，具有高迁移率的像素1的校正量AV1变得小于具有低迁移率 的像素2的校正量AV2。换句话说，随着迁移率增加，负反馈量AV增加， 且输出电流Ids减少的量增加。随后，均匀化了在迁移率中相互不同的像素 的像素电流值，能消除迁移率的离散-。
下面，描述上述的迁移率校正中的数值分析用于参考。在如下状态进行 分析，其中驱动晶体管Trd的源极电位被用作在如图5所示的晶体管Trl和 Tr4处于导通状态的状态下的变量V。在由V表示驱动晶体管Trd的源极电 位(S)的情况下，流过驱动晶体管Trd的漏极电流Ids由以下公式(3)给出 。2=W,g-r-。2…(3)
另外，从漏极电流Ids和电容C (=Cs+Coled)之间的关系，如从如下公 式(4)看出,满足Ids-dQ/dtKMV/dt:
通过/力=鱼=(:^ ，得到f丄^-pL^
o「 -^-
c H
-刚
g A^ 。/g
叫
——+丄^
...(4)
将公式(3)替换入公式(4)，综合了结果公式的相对(叩posite)端。 这里，假设变量V的初始状态是-Vth,由t表示迁移率离散校正时间(T6-T7 )。
如果解决了该微分公式，则由以下公式(5)给出迁移率校正时间t的像素电
流
顺带提及，最佳迁移率校正时间t具有趋势在于它依赖于像素的亮度级
(即，图像信号的信号电位Vsig)而不同。下面参考图7描述这个。在图7 的曲线图中，横轴表示迁移率校正时间t( T7-T6 )，纵轴表示亮度(信号电位)。 在亮度高(白色等级)的情况下，当用具有高迁移率的驱动晶体管和具有低 迁移率的另一驱动晶体管将迁移率校正时间设为tl时，亮度电平正好相互相 等。即，当输入信号电位对应于白色等级时，迁移率校正时间tl是最佳校正 时间。另一方面，当信号电位对应于中间等级(灰色等级)时，具有高迁移 率的晶体管和具有低迁移率的晶体管呈现亮度上的差异，在迁移率校正时间 tl中也许不能进行全面校正。如果确保长于迁移率校正时间tl的校正时间t2， 则高迁移率的晶体管和低迁移率的晶体管的亮度电平会变得相等。相应地， 当信号电位对应于灰色等级时，最佳校正时间t2在白色等级的情况下长于最 佳;f交正时间tl。
另一方面，如果迁移率校正时间t固定，而不依赖于亮度电平，则不可 能全面地在所有等级上进行迁移率校正，且出现不规则条紋图案。例如，如 果迁移率校正时间t被调节到白色等级的最佳校正时间tl,则当输入图像信 号指示灰色等级时，屏幕上仍然有条紋图案。相反，如果迁移率校正时间t 被固定到灰色等级的最佳校正时间t2,则当图像信号指示白色等级时，屏幕 上出现不规则条紋图案。换句话说，如果迁移率校正时间t固定，则不可能 同时在从白色到灰色等级的所有等级上消除迁移率离散。
因此，迁移率校正时段是响应于输入图像信号的电平而自动地最优化地 调节的。参考图8详细描述这个。图8显示被施加在开关晶体管Tr4的栅极 上的控制信号DS的下降边缘波形。因为开关晶体管Tr4是P-沟道型的，它 在控制信号DS下降时的时间点(T6)导通。该时刻T6定义了上述迁移率校 正时段的开始点。而且与控制信号DS —起显示了控制信号WS的下降边缘 波形。该控制信号WS被施加在采样晶体管Trl的栅极。如上所述，因为采 样晶体管Trl是N-沟道型的，它在控制信号WS下降且迁移率校正时段结束 的时间点T7截止。
当控制信号WS的波形截止时，最初脉冲的波形陡峭地下降到适当的电 位，然后波形以平緩的状态下降到最终电位。随后，在穿过由依赖于预期电 位的等级所提供的边界处，可以提供两个或多个迁移率校正时段。为了描述 方便，将最初陡峭地下降的第一电压称为第一电压，平緩地下降的最终电位 被称为第二电压。这里，作为模型，研究控制信号WS的波形的操作，其中
第一和第二电压被设成第一电压-8V，第二电压4V。另外，假设采样晶体管 Trl的阈值电压是Vth(Trl"2V。
当写入白色等级Vsigl=8V时，在控制信号WS降至Vsigl+Vth(Trl)=10V 的时刻T7，采样晶体管Trl截止。换句话说，当从信号线施加信号电位Vsig二8V 到釆样晶体管Trl的源极时，此时采样晶体管Trl的栅极电位比采样晶体管 Trl的源极电位高2V的阈值电压,采样晶体管Trl截止。以此方式，在白色 等级的情况下，从控制信号DS导通的时刻T6直到控制信号WS陡峭地下降 到第一电压，确定迁移率校正时间tl=T7-T6。
另一方面，如果写入灰色等级Vsig2=4V，采样晶体管Trl的截止电压变 成Vsig2+Vth (Trl)=6V。控制信号WS下降到截止电压6V的时间点是时刻 T7。在灰色等级的情况下，；欧正时刻t2依赖于点T7，此时控制信号WS从 控制信号WS截止的第 一电压被平緩到控制信号DS的时刻T6后的第二电压。 换句话说，在灰色等级情况下的校正时间t2可以长于在白色等级情况下的校 正时间tl。
另外，在等级低的情况下，例如，在等级被设为Vsig-3V的情况下，类 似地，采样晶体管Trl的截止电压变成5V，且因为波形#1平缓了，截止时刻 T7被进一步向后转移，迁移率校正时间变得更长。以此方式，根据本驱动方 法，随着等级变得更低，迁移率校正时间t可以被设得更长。
以此方式，在控制信号DS导通之后，直到控制信号DS首先陡峭地下降 到第一电压，此时控制信号WS截止，根据白色等级的迁移率校正时间tl来 设置时刻T7，从而以此方式来最优化白色等度的校正时间。考虑阀值电压 Vth (Trl)来设置第一电压，以便于采样晶体管Trl在白色等级中确定的陡 峭点截止。另外，关于低等级，在每个等级找到最佳校正时间t2,设置第二 电压，并根据最佳;欧正时间t2来确定控制信号WS的下降边缘波形的平緩度。 通过自动地调节适合于从高等级到低等级的每个级的时间轴T，以此方式来 消除迁移率中的离散，在所有等级能够消除不规则条紋图案。
下面，详细描述图8所示的产生控制信号WS的下降边缘波形的方法。
图9描述显示装置的通常配置，通过该配置产生图8所示的控制信号WS的 下降边缘波形。显示装置包括由玻璃板构成的面板0。在面板0的中央部分 集中构成了显示阵列部分1。构成驱动部分之一部分的写入扫描器4、驱动扫 描器5、校正扫描器7等等被形成在面板0周围。要注意，虽然未显示，水 平选择器可以被类似地并入面板O上的扫描器。或者，也可以从面板0中分 离地提供外部提供的水平选择器。
图IO示意性地显示图9所示的写入扫描器4的一个阶段(stage)。该阶 段对应于在像素阵列部分1上构成的扫描线的一行。但是，如同在现有写入 扫描器的情况下一样，图10所示的写入扫描器4的阶段输出矩形控制脉冲 WS。如图IO所见，写入扫描器4的阶段包括串联连接的移位寄存器S/R、 两个中间緩冲器、电平转换器L/V和一个输出緩冲器。向最后阶段的输出緩 冲器提供写入扫描器4的电源电压WSVdd( 18V)。写入扫描器首先通过一个 阶段时间间隔来延迟从先前阶段向其传输的输入波形IN，并通过中间緩沖器 向电平转换器L/V提供延迟的输入波形IN,以便于输入波形IN被转变成适 于驱动输出緩冲器的电压电平的信号。输出緩沖器产生具有从输入波形IN所 翻转的波形的输出波形OUT,并向对应的扫描线WS提供输出波形OUT。输 出波形OUT是矩形波，且具有高电平WSVdd和参考电平WSVss。因为输出 波形OUT具有垂直下降边缘，因此迁移校正时段变得固定。
图11显示写入扫描器4的一个阶段。图ll所示的电路不同于图10的电 路在于被提供给最后阶段的输出緩沖器的电源电压WSVdd具有脉冲波形， 其在例如18V到5V之间变化。由外部分立电路向面板0的写入扫描器4提 供该电源脉沖WSP。因此，电源脉冲WSP的相位浮皮预先调整以便于它可以 与写入扫描器4的操作同步。
如图11中所见，当从前一阶段向所示阶段输入矩形脉冲IN时，输入矩 形脉冲IN通过移位寄存器S/R、两个中间緩冲器和电平转换器L/V而被施加 在输出緩冲器的栅极上。随后，打开输出緩冲器，向对应的扫描线提供输出 波形OUT。因此，因为在导通输出緩冲器之后，在电源电压线WSVdd上施 加了电源脉冲WSP,因此输出波形沿着预定的曲线从18V下降到5V。然后， 关闭输出緩沖器，且现在输出波形具有WSVss电平。
可以由图10和11所示的任何配置产生结合控制信号WS来定义迁移校
正时段的控制信号DS的波形。
图12显示图11所示的写入扫描器的最后阶段输出缓冲器的配置示例。
参考图12,输出緩冲器阶段包括相互成对并在电源线WSVdd和地线WSVss 之间串联的P-沟道晶体管TrP和N-沟道晶体管TrN。在晶体管TrP和TrN的 栅极上施加输入波形IN。具有关于输入波形所预先调整的相位的电源脉冲 WSP纟皮施加在电源线WSVdd上。在晶体管TrP响应于输入波形IN的作用而 被设为导通之后，电源脉冲WSP的下降边缘波形被取入晶体管TrP，并被提 供给像素2端的控制信号WS作为输出波形OUT。要注意，如情况需要，电 源脉冲WSP的下降边缘波形可能由于操作时刻的关系而穿过晶体管TrP。在 此例中，可以在最终緩冲器的输出阶段上施加掩蔽信号，以切断电源脉冲WSP 的后端上升边缘。
图13示意地显示了显示装置的通常配置。面板0具有以上参考图9所描 述的配置，且内置了构成驱动部分之一部分的各种扫描器，以及像素阵列部 分。同时，为驱动部分之剩余部分的外部提供的驱动板8和分立电路9被连 接于面板0。驱动板8由PLD (可编程逻辑器件)构成，且提供用于面板0 中合并的扫描器的操作所需的时钟信号WSCK和DSCK、开始脉冲WSST和 DSST等等。在驱动板8和面板0之间放入分立电路9，其产生必要的电源脉 冲。具体地，分立电路9接收来自驱动板8端的输入波形IN,对输入波形IN 进行波形处理以产生输出波形OUT,并向面板0端提供输出波形OUT。分立 电路9由诸如晶体管、电阻和电容的分立元件构成，并至少向写入扫描器的 电源线提供电源脉冲WSP。如情况需要，可以向驱动扫描器5的电源线提供 电源脉冲DSP。分立电路9以此方式产生电源脉冲WSP和DSP,且将它们 置入面板0端上写入扫描器和驱动扫描器的电源线中。在由从面板0断开的 外部提供的分立电路9产生电源脉冲波形的情况下，有可能对每个面板构造 最佳波形和时刻，这有助于改善面板0的不规则条紋图案检查中的产量。
图14是显示分立电路9的最简单配置示例的电路图。参考图14,分立 电路9包括一个晶体管、 一个电容、三个固定电阻和两个可变电阻，并以模 拟方式处理从驱动板8端向其提供的输入波形IN,以产生被提供给面板0端 的输出波形OUT。图14所示的分立电路9处理矩形输入波形以产生其下降 边缘在沿着多边线的两个阶段变化的输出波形。如图8所见，输出波形的下 降边缘在第 一状态陡峭地倾斜，然后在第二阶段以平緩的梯度倾斜。
图15是显示分立电路9的更复杂配置示例的电路图。参考图15，所示 的分立电路9产生不是如图14所示的线性下降边缘波形的电源脉冲WSP, 而是具有曲线地变化的下降边缘波形的电源脉冲WSP,并向面板0端提供电 源脉冲WSP。可以使用时刻调节量来自由地设置下降边缘波形的曲线的形状。
图16描述由图15所示的分立电路9所产生的电源脉冲WSP的波形。还 以与电源脉冲WSP的对应关系描述了电源脉冲DSP的波形。要注意，电源 脉冲DSP的下降边缘波形是垂直的，而不是特别倾斜的。而且在此例中，电 源脉冲DSP的下降时刻，即开关晶体管Tr4的导通时刻T6，可以由分立电路 端自由地调节。
如图16所见，电源脉冲WSP突然从17.3V下降到第一电压，然后平緩 地下降到第二电压。对于每个面板来说，第一电压可以在9到IIV的范围内 调节。典型地，第一电压被设为IOV。对于每个面板来说，第二电压也可以 在2到6V的另一个范围内调节。典型地，第二电压初设为5V。另外，从第 一电压到第二电压的下降边缘波形可以被设计成RC曲线等等。
顺带4是及，在分立电路产生电源脉冲WSP和DSP的情况下，有可能调 节面板外的控制信号WS和DS的波形。随后，分立电路在每个独立面板的 最佳时刻操作，其有助于改善具有不规则条紋图案;^查的面板的产量。但是， 为了通过外部提供的分立电路产生电源脉冲，可能需要驱动器和高输出功率 的电源，其带来诸如功率消耗的增加和部件成本的增加的缺点。
因此，可推荐由面板内部的逻辑处理来产生控制信号DS。下面描述其中 由面板内部的逻辑处理来产生控制信号DS的显示装置。在该显示装置中， 为了消除诸如由于用分立电路产生电源脉冲DS P而引起的高功率消耗和成 本的增加的缺点，由面板中的逻辑电路产生控制信号DS,以设置迁移率校正 时段。通过这种设置，建立用于控制信号DS的使能信号以便使得能够调节 迁移率校正时段。通过以此方式用面板中的逻辑电路建立使能信号来产生控 制信号DS，可以预料功率消耗的降低和成本的降低。
图17是显示具有上述逻辑处理功能的驱动扫描器5的输出阶段的电路 图。参考图17,所示的驱动扫描器5的输出阶段逻辑地处理控制信号WS、 DS1和DS2和使能信号DSEN1和DSEN2,以得到输出波形。向对应行的扫 描线DS输出该输出波形作为控制信号DS。这里，控制信号WS表示将被输 入到写入扫描器4的当前阶段的移位寄存器S/R的WS脉冲(WS 'S/R in)。
同时，控制信号DS1表示将被输入到驱动扫描器5的当前阶段的移位寄存器
S/R的DS脉冲(DS . S/R in)。同时，控制信号DS2表示从驱动扫描器5 的当前阶段的移位寄存器S/R输出的DS脉冲(DS . S/R out )。
图18是显示被输入到图17所示的逻辑电路的控制信号和使能信号以及 相关的时钟信号的波形图。在该波形图中，前五个波形WSCK、 WS 'S/R 'in、 WS S/R out、 WSEN和WSn表示主要关于写入扫描器4端的控制信号的 波形。如能从波形图明显地看出，写入扫描器4基本上响应于时钟信号WSCK 以通过移位寄存器S/R来产生每个阶段的控制信号WSn而进行操作，以连续 地传输开始脉冲。要注意，根据本发明，不在直接对应的扫描线WSn上施加 一个控制信号WSn,而是用信号WSn来提取电源脉冲WSP的下降边缘部分， 并向对应的扫描线提供电源脉冲WSP的下降边缘部分。
图18的下面部分所示的信号DSCK、 DS ' S/R in、 DS . S/R out、 DSENl_ODD、 DSEN1—EVEN、 DSEN2和DSn ( OUT)描述主要关于驱动扫 描器5的信号波形。
在图17所示的逻辑电路中，进行在图17的上面部分所描述的逻辑公式 所表示的逻辑处理，以得到输出波形OUT。在图18的时序图中的最低位置 上描述了输出波形OUT。如图18所见，控制信号DSn包括用于定义Vth消 除的校正时段和迁移率p校正时段的部分。可以用使能信号DSEN1来调节 Vth消除时段，同时用使能信号DSEN2来调节迁移率M校正时段。
如上所述，根据本发明的显示装置基本上包括像素阵列部分1和用于驱 动像素阵列部分1的驱动部分。像素阵列部分1包括沿行延伸的第一扫描线 WS和第二扫描线DS、沿列延伸的信号线SL、在第一和第二扫描线WS和 DS与信号线SL相互交叉的位置上以矩阵排列的像素电路2、和用于给像素 电路2供电的电源线Vcc和地线Vss。驱动部分包括写入扫描器4，用于向 扫描线WS连续地提供控制信号WS，来以行为单位逐线(line-sequentially) 扫描像素电路2;驱动扫描器5，用于与逐线扫描同步地向扫描线DS连续提 供控制信号DS;以及水平选择器3，用于与逐线扫描同步地向信号线SL提 供图像信号。
每个像素电路2包括发光元件EL、采样晶体管Trl、驱动晶体管Trd、 开关晶体管Tr4、和像素电容Cs。采样晶体管Trl在其栅极被连接于相关的 第一扫描线WS,在其源极被连接于相关的信号线SL，在其漏极被连接于驱 动晶体管Trd的栅极G。驱动晶体管Trd和发光元件EL串联连接在相关的第 三电位Vcc和相关的地线之间，以构成电流路径。开关晶体管Tr4被插入在 电流路径中，且在其栅极被连接于第二扫描线DS。像素电容Cs被连接在驱 动晶体管Trd的源极S和栅极G之间。
在具有上述配置的显示装置中，响应从第一扫描线WS向其提供的第一 控制信号WS来导通采样晶体管Trl，以对从信号线SL向其提供的图像信号 的信号电位Vsig进行采样，且保留信号电位Vsig到像素电容Cs中。响应从 第二控制信号DS向其提供的第二控制信号DS来导通开关晶体管Tr4，以将 上述电流路径设为导通状态。驱动晶体管Trd响应在像素电容Cs中保留的信 号电位Vsig，通过处于导通状态的电流if各径传送驱动电流Ids到发光元件EL。
驱动部分向第一扫描线WS施加第一控制信号WS，以导通采样晶体管 Trl来开始信号电位Vsig的采样。然后，驱动部分在从第一时刻T6到第二时 刻T7的校正时段t内，向像素电容Cs中保留的信号电位Vsig施加关于驱动 晶体管Trd的迁移率M的校正，从而进行迁移率校正，其中，在第一时刻T6， 向第二扫描线DS施加第二控制信号DS以导通开关晶体管Tr4，在第二时刻 T7，消除向第一扫描线WS施加的第一控制信号WS以截止采样晶体管Trl。 因此，驱动部分自动地调节第二时刻T7,以便于其中要被提供给信号线SL 的图像信号的信号电位Vsig为高的校正时段t变得更短，而其中要被提供给 信号线SL的图像信号的信号电位Vsig为低的校正时段t变得更长。
具体地，当在第二时刻T7截止采样晶体管Trl时，驱动部分中的第一扫 描器4自动地调节第二时刻T7来向下降边缘波形施加梯度，以便于其中要被 提供给信号线SL的图像信号的信号电位Vsig为高的校正时段t变得更短， 而其中要被提供^^言号线SL的图像信号的信号电位Vsig为低的校正时段t 变得更长。优选地，当向第一控制信号WS的下降边缘波形施加梯度时，第 一扫描器4将第一控制信号WS的下降边缘波形划分为至少两个阶段，并向 第一部分施加陡峭的梯度，而向第二部分施加平緩的梯度，从而当信号电位 Vsig为高和信号电位Vsig为低时最优化校正时段t。
每个像素电路2具有上述的驱动晶体管的阈值电压Vth校正功能，以及 上述的迁移率校正功能。具体地，每个像素电路包括用于在图像信号采样之 前复位或初始化驱动晶体管Trd的栅极电位(G)和源极电位(S)的附加开 关晶体管TV2和Tr3。第二扫描器5在图像信号采样之前通过第二控制线DS
暂时导通开关晶体管Tr4,从而允许驱动电流Ids进入复位状态的驱动晶体管 Trd,使得对应于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压被保留在像素电容 Cs中。
驱动部分包括外部提供的电源脉冲产生电路(分立电路)以及面板中内 置的各种扫描器。电流脉冲产生电路9向面板中的第一扫描器4提供第一控 制信号WS的下降边缘波形所基于的第一电源脉冲WSP。第一扫描器4从第 一电源脉冲WSP连续地提取下降边缘波形，并向第一扫描线WS提供所提取 的下降边缘波形作为第一控制信号WS的下降边缘波形。
以特定形式，电源脉冲产生电路9还产生第二控制信号DS的波形所基 于的第二电源脉冲DSP,并向第二扫描器5提供第二电源脉冲DSP。第二扫 描器5从第二电源脉冲DSP中提取波形的一部分，并在第一时刻T6向扫描 线DS提供所提取的波形作为第二控制信号的波形。
以另一特定形式，第一扫描器4在定义了校正时段t的结束时刻的第二 时刻T7，基于从电源脉冲产生电路9提供的第一电源脉冲WSP,产生第一控 制信号WS的波形。同时，第二扫描器5在定义了校正时段t的开始时刻的 第一时刻T6，通过内部逻辑处理产生第二控制信号DS的波形。
可以应用根据上述本发明的显示装置作为如图19A到19G所示的各种电 子装置的显示装置。具体地，可以将显示装置应用于各种领域的各种电子装 置，其中被输入到电子装置或在电子装置中产生的图像信号作为图像被显示， 诸如，例如，数字摄像机、笔记本式个人计算机、便携式电话和视频摄像机。
要注意，根据本发明的显示装置可以与如图20所示的这种模块式装置一 样构成。例如，此例中的显示装置可以是显示模块，其中像素阵列部分被附 着于玻璃板等的相反部分。可以在透明相反部分上提供颜色滤波器、保护膜、 光线截取膜等。要注意，显示模块可以包括柔性印刷电路(FPC),其用于从 外部向像素阵列部分输入和输出信号等，反之亦然。
下面，描述显示装置所应用的电子装置示例。
图19A显示具有由前面板1002等构成的视频显示屏幕1002的电视机。 根据本发明的实施例的显示装置被合并于视频显示屏幕1001中。
图19B和19C显示包括图像俘获透镜2001、闪光发光部分2002、显示 部分2003等的数字摄像机。根据本发明的实施例的显示装置被合并于显示部 分2003中。
图19D显示包括主机身3001、显示面板3002等的视频摄像机。根据本 发明的实施例的显示装置被合并于显示面板3002中。
图19E和19F显示包括显示面板4001、辅助显示面板4002等的蜂窝电 话单元。根据本发明的实施例的显示装置被合并于显示面板4001和辅助显示 面板4002中。
图19G显示包括具有用于键入字符等的键盘5002的主机身5001、和用 于显示图像的显示面板5003的笔记本个人计算机。根据本发明的实施例的显 示装置被合并于显示面板5003中。
虽然已经用具体术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅为了 举例目的，要理解，可以在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下进行 改变和变化。
相关申请的交叉引用
本发明包含关于2006年6月30日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-180522的主题，其全部内容被引用合并于此。
权利要求
1.一种显示装置，包括像素阵列部分；以及驱动部分，其被配置用于驱动所述像素阵列部分；所述像素阵列部分包括沿行延伸的多个第一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；多个像素，其在所述第一和第二扫描线与所述信号线相互交叉的位置以矩阵排列；以及多个电源线和多个地线，其被配置用于对所述像素供电，所述驱动部分包括第一扫描器，其被配置用于向所述第一扫描线连续地提供第一控制信号，来以行为单位进行所述像素的逐线扫描；第二扫描器，其被配置用于根据逐线扫描，来向所述第二扫描线连续提供第二控制信号；以及信号选择器，被配置用于根据逐线扫描来向所述信号线提供图像信号，每个所述像素包括发光元件；采样晶体管；驱动晶体管；开关晶体管；以及像素电容，所述采样晶体管在其栅极、源极和漏极分别被连接于相应的一条所述第一扫描线、相应的一条所述信号线和所述驱动晶体管的栅极，所述驱动晶体管和所述发光元件被串联连接在相应的一条所述电源线和相应的一条所述地线之间以构成电流路径，所述开关晶体管被插入电流路径，所述开关晶体管在其栅极被连接于相应的一条所述第二扫描线，所述像素电容被连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间，响应从第一扫描线向其提供的第一控制信号来导通所述采样晶体管，以对从信号线提供的图像信号的信号电位进行采样，并保留信号电位到所述像素电容中，响应从第二扫描线提供的第二控制信号来导通所述开关晶体管，以将电流路径设成导通状态，所述驱动晶体管响应在所述像素电容中保留的信号电位，通过被设成导通状态的电流路径，向所述发光元件提供驱动电流；在从第一时刻到第二时刻的校正时段中，所述驱动部分对在所述像素电容中保留的信号电位施加对于所述驱动晶体管之迁移率的校正，从而自动地调节第二时刻以便校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位增加而减少，而校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位减少而增加，其中在所述第一时刻，在第一控制信号被施加在第一扫描线以导通所述采样晶体管来开始信号电位的采样之后，第二控制信号被施加到第二扫描线以导通所述开关晶体管，在所述第二时刻，被施加到第一扫描线上的第一控制信号被消除以截止所述采样晶体管。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，其中每个所述像素还包括附加的开关晶体管，其被配置用于在图像信号 采样之前复位所述驱动晶体管的栅极电位和源极电位，且所述第二扫描器在 图像信号采样之前，通过第二控制线暂时地导通所述开关晶体管，从而向处 于复位状态的所述驱动晶体管提供驱动电流，以保留对应于所述驱动晶体管 的阈值电压的电压到所述像素电容中。
3. 根据权利要求1所述的显示装置，其中当所述釆样晶体管在第二时刻截止时，所述第一扫描器对所述第一 控制信号的下降边缘波形施加梯度，以自动地调节第二时刻，使得校正时段 随信号电位增加而减少，而校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电 位减少而增加。
4. 根据权利要求3所述的显示装置，其中，当对第一控制信号的下降边缘波形施加梯度时，所述第一扫描器 首先对第一控制信号的下降边缘波形施加陡峭的梯度，然后对第一控制信号 的下降边缘波形施加平緩的梯度，使得在其中信号电位为高和信号电位为低 的两种情况下优化校正时段。
5. 根据权利要求3所述的显示装置，其中所述驱动部分包括电源脉沖产生电路，其被配置用于产生第一控制 信号的下降边缘波形所基于的第 一 电源脉沖，且向所述第 一扫描器提供第一 电源脉冲，而且所述第 一扫描器从第 一 电源脉冲连续地提取下降边缘波形， 并向第 一扫描线提供所提取的下降边缘波形作为第 一控制信号的下降边缘波 形。
6. 根据权利要求5所述的显示装置，其中所述电源脉沖产生电路产生第二控制信号的波形所基于的第二电源 脉冲，并向所述第二扫描器提供所产生的第二电源脉冲，且所述第二扫描器 从第二电源脉冲连续地提取波形的 一部分，并向第二扫描线提供所提取的波 形作为在第 一 时刻的第二控制信号的波形。
7. 根据权利要求5所述的显示装置，其中所述第 一扫描器基于从所述电源脉沖产生电路提供的第 一电源脉 冲，在作为校正时段的终点的第二时刻产生第一控制信号的波形，且所述第 二扫描器通过内部逻辑处理，在作为校正时段的起点的第 一时刻产生第二控 制信号的波形。
8. —种用于显示装置的驱动方法，所述显示装置包括像素阵列部分和被 配置用于驱动所述像素阵列部分的驱动部分，所述像素阵列部分包括沿行 延伸的多个第一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；多个像 素，其在所述第一和第二扫描线与所述信号线相互交叉的位置以矩阵排列； 以及多个电源线和多个地线，其被配置用于对所述像素供电，所述驱动部分 包括第 一扫描器，其被配置用于向所述第一扫描线连续地提供第 一控制信号， 来以行为单位进行所述像素的逐线扫描；第二扫描器，其被配置用于根据逐 线扫描，来向所述第二扫描线连续提供第二控制信号；以及信号选择器，被 配置用于根据逐线扫描来向所述信号线提供图像信号，每个所述像素包括发 光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、以及像素电容，所述采样 晶体管在其栅极、源极和漏极分别被连接于相应的一条所述第一扫描线、相 应的一条所述信号线和所述驱动晶体管的栅极，所述驱动晶体管和所述发光 元件被串联连接在相应的 一条所述电源线和相应的 一条所述地线之间以构成 电流路径，所述开关晶体管被插入电流路径，所述开关晶体管在其栅极被连 接于相应的 一条所述第二扫描线，所述像素电容被连接在所述驱动晶体管的 源极和栅极之间，所述驱动方法包括步骤响应从第一扫描线提供的第一控制信号来导通所述采样晶体管，以对从 信号线提供的图像信号的信号电位进行采样，并保留信号电位到所述像素电容中；响应从第二扫描线提供的第二控制信号来导通所述开关晶体管，以将电流路径设成导通状态；响应在所述像素电容中保留的信号电位，通过被设成导通状态的电流路 径，从所述驱动晶体管向所述发光元件提供驱动电流；在第一扫描线上施加第一控制信号以导通所述采样晶体管来开始信号电 位的采样；以及在从第 一时刻到第二时刻的校正时段中，对在所述像素电容中保留的信 号电位施加对于所述驱动晶体管之迁移率的校正，从而自动地调节第二时刻， 使得校正时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位增加而减少，而校正 时段随被提供给信号线的图像信号的信号电位减少而增加，其中在所述第一 时刻，第二控制信号被施加到第二扫描线以导通所述开关晶体管，在所述第 二时刻，被施加到第一扫描线上的第一控制信号被消除以截止所述采样晶体 管。
全文摘要
一种显示装置，其包括像素阵列部分和配置用于驱动像素阵列部分的驱动部分。像素阵列部分包括沿行延伸的多个第一扫描线和多个第二扫描线；沿列延伸的多个信号线；多个像素，其在第一和第二扫描线和信号线相互交叉的位置以矩阵排列；以及多个电源线和多个地线，其被配置用于对像素供电。驱动部分包括第一扫描器、第二扫描器以及信号选择器。每个像素包括发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管和像素电容。
文档编号G09G3/32GK101097677SQ20071012635
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年6月30日
发明者丰村直史, 内野胜秀, 山下淳一 申请人:索尼株式会社
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