CN100520891C - 显示器件、数据驱动电路和显示面板驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示器件包括多条选择扫描线;多条电流线;选择扫描驱动器,它在每个选择时间段内依次选择所述多条选择扫描线;数据驱动电路,它在选择时间段内将复位电压施加到多条电流线,并在施加复位电压之后,将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流输送给多条电流线;以及多个像素电路,它们连接到多条选择扫描线和多条电流线,并且输送具有与流过多条电流线的指定电流的电流值相对应的电流值的驱动电流。

Description

显示器件、数据驱动电路和显示面板驱动方法
技术领域
本发明涉及一种驱动包括用于每个像素的发光元件的显示面板的显示面板驱动方法、用于驱动显示面板的数据驱动电路、和包括该显示面板、数据驱动电路和选择扫描驱动器的显示器件。
背景技术
一般情况下,液晶显示器分为有源矩阵驱动型液晶显示器和简单矩阵驱动型液晶显示器。有源矩阵驱动型液晶显示器显示对比度和分辨率比简单矩阵驱动型液晶显示器显示的图像的对比度和分辨率更高的图像。在有源矩阵驱动型液晶显示器中,为每个像素形成也用作电容器的液晶元件以及用作像素开关元件的晶体管。在有源矩阵驱动系统中,当处于代表亮度的电平的电压通过数据驱动器施加于电流线而通过用作移位寄存器的扫描驱动器选择扫描线时,这个电压经晶体管施加于液晶元件。即使当在完成扫描线的选择之后和再次选择扫描线之前的时间段内晶体管截止时,液晶元件也用作电容器,因而在这个时间段内电压值保持不变。如上所述,当选择扫描线时刷新液晶元件的透光率,并且来自背光的光经过具有刷新透光率的液晶元件而传输。通过这种方式,液晶显示器表现一个色调。
使用有机EL(电致发光)元件作为自发光元件的显示器不需要如在液晶显示器中使用的这种背光,因此对于平板显示器件来说是最佳的。另外,与液晶显示器不同,视角不受限制。因此,日益期望这些有机EL显示器作为下一代显示器件而投入到实际使用中。
从高亮度、高对比度和高分辨率的角度考虑,与液晶显示器相似,研制了有源矩阵驱动型有机EL显示器。例如,在Jpn.Pat.Appln.KOKAI公报No.2000-221942中公开的常规有源矩阵驱动型有机EL显示器中,为每个像素形成像素电路(在该专利参考文献1中被称为有机EL元件驱动电路)。这种像素电路包括有机EL元件、驱动TFT、第一开关元件、开关TFT等。当选择控制线时,电流源驱动器将作为亮度数据的电压施加于驱动TFT的栅极。因此,驱动TFT导通,并且具有与栅极电压的电平相对应的电流值的驱动电流从电源线经有机EL元件流到驱动TFT,因而有机EL元件以与该电流的电流值相对应的亮度发光。当完成控制线的选择时,驱动TFT的栅极电压由第一开关元件保持,因而也保持了有机EL元件的发射。当此后将消隐信号输入到开关TFT的栅极时,驱动TFT的栅极电压减小,从而使其截止,并且有机EL元件也截止,从而完成一帧周期。
通常,晶体管的沟道电阻根据环境温度的变化而变化,或者在晶体管长时间使用时而改变。因而,栅极阈值电压随着时间改变,或者在各个晶体管之间是不同的。因此,在常规电压控制的有源矩阵驱动型有机EL显示器中,其中亮度和色调是由信号电压来控制的,即使通过使用来自电流线的信号电压改变驱动TFT的栅极电压的电平来改变流过有机EL元件的电流的电流值,也难以唯一地以驱动TFT的栅极电压的电平来指定流过有机EL元件的电流的电流值。就是说,即使当将具有相同电平的栅极电压施加到多个像素的驱动TFT时,有机EL元件的亮度在各个像素之间还是不同的。这使显示屏上的亮度产生变化。此外,由于驱动TFT随着时间而退化,因此与初始栅极电压相同的栅极电压不能产生具有与初始电流值相同的电流值的驱动电流。这也改变了有机EL元件的亮度。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种显示器件、数据驱动电路和能够显示高质量图像的显示面板驱动方法。
根据本发明一个方案的显示器件包括:多条选择扫描线;多条电流线;选择扫描驱动器,分别在一个帧周期的每个选择时间段内依次选择一次所述多条选择扫描线;数据驱动电路,在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线,并在所述选择时间段内施加所述复位电压之后,在所述选择时间段的第二部分中将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流输送给所述多条电流线;以及多个像素电路,分别连接到所述多条选择扫描线和所述多条电流线,并在所述选择时间段后输送具有与流过所述多条电流线的所述指定电流的电流值相对应的电流值的驱动电流,其中,所述数据驱动电路具有开关,该开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将所述复位电压施加到所述多条电流线的状态。
根据本发明另一方案的显示器件包括:多条选择扫描线;多条电流线;多个发光元件,设置在多条选择扫描线和多条电流线的交叉处,并以与驱动电流的电流值相对应的亮度发光;选择扫描驱动器,分别在一个帧周期的每个选择时间段内依次选择一次所述多条选择扫描线;数据驱动电路,在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线,并在所述选择时间段内施加所述复位电压之后,在所述选择时间段的第二部分中将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流施加到所述多条电流线;以及多个像素电路,分别连接到所述多条选择扫描线和所述多条电流线,并在所述选择时间段内使所述多条电流线和所述多个发光元件彼此电连接,其中,所述数据驱动电路具有开关,该开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线的状态。
根据本发明的又一方案的数据驱动电路包括:连接到多条选择扫描线和多条电流线的多个发光元件、分别在一个帧周期的每个选择时间段内依次选择一次所述多条选择扫描线的选择扫描驱动器、以及连接到各所述多个发光元件的多个像素电路,其中所述数据驱动电路还具有开关,该开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线的状态,所述开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线的状态,并且在所述选择时间段内施加所述复位电压之后,在所述选择时间段的第二部分中将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流输送给所述多条电流线。
根据本发明的再一方案的显示面板驱动方法包括:选择步骤,分别在一个帧周期内依次选择一次显示面板的多条选择扫描线,该显示面板包括分别连接到所述多条选择扫描线和多条电流线的多个像素电路以及设置在所述多条选择扫描线和所述多条电流线的交叉处的多个发光元件,每个所述发光元件以与流过所述电流线的电流的电流值相对应的亮度发光;以及复位步骤,在选择所述多条选择扫描线中的每一个的时间段的第一部分中,将复位电压施加到所述多条电流线。
在本发明中,不仅可以在选择时间段内通过施加复位电压对电流线的寄生电容进行放电,而且可以对像素电路的寄生电容或发光元件的寄生电容进行放电。
附图简述
图1是根据本发明第一实施例的有机电致发光显示器1方框图;
图2是有机电致发光显示器1的像素Pi,j的平面图;
图3是有机电致发光显示器1的四个相邻像素Pi,j、Pi+1,j、Pi,j+1和Pi+1,j+1的等效电路图;
图4是示出有机电致发光显示器1中的信号的电平的时序图;
图5是示出N沟道场效应晶体管的电流-电压特性的曲线图;
图6示出第i行中的两个相邻像素Pi,j和Pi,j+1的等效电路图,和第i行的复位时间段TR内的电流和电压的状态;
图7示出第i行中的两个相邻像素Pi,j和Pi,j+1的等效电路图,和在第i行的选择时间段TSE中复位时间段TR之后的电流和电压的状态;
图8示出第i行中的两个相邻像素Pi,j和Pi,j,j+1的等效电路图,和第i行的非选择时间段TNSE内的电流和电压的状态;
图9是示出属于像素Pi,j的电流和电压水平的时序图;
图10是根据本发明第二实施例的有机电致发光显示器的方框图;
图11是根据本发明第三实施例的有机电致发光显示器的方框图;以及
图12是根据本发明第四实施例的有机电致发光显示器的方框图。
实施本发明的最佳方式
下面将参照附图说明实施本发明的最佳方式。为了实施本发明,对以下实施例施加了各种技术上的优选限制。然而,本发明的范围不限于附图中所示的实施例和例子。
第一实施例
图1是示出根据第一实施例的有机电致发光显示器1的方框图,将本发明的有机电致发光显示器应用到所述第一实施例中。如图1所示,有机电致发光显示器1包括:作为其基本构造的有机电致发光显示面板2,该显示面板2具有m条选择扫描线X1至Xm、m条电压供应线Z1至Zm、n条电流线Y1至Yn、以及像素P1,1至Pm,n。显示器1还包括:用于在纵向方向上线性地扫描有机电致发光显示面板2的扫描驱动电路9,以及用于与扫描驱动电路9协作地向电流线Y1至Yn提供色调指定电流IDATD的数据驱动电路7。这里,每个m和n都是2或更大的自然数。
扫描驱动电路9具有用于依次选择选择扫描线X1至Xm的选择扫描驱动器5,以及用于与选择扫描线驱动器5依次选择选择扫描线X1至Xm同步地依次选择电压供应线Z1至Zm的电压供应驱动器6。数据驱动电路7具有电流源驱动器3。驱动器3包括n个电流端子CT1至CTn并允许色调指定电流IDATA流过电流端子CT1至CTn,并包括置于电流端子CT1至CTn和电流线Y1至Yn之间的开关S1至Sn
有机电致发光显示面板2具有这样的结构,其中在透明基板上形成用于实际显示图像的显示单元4。选择扫描驱动器5、电压供应驱动器6、电流源驱动器3、和开关S1至Sn设置在显示单元4的周围。当选择扫描驱动器5、电压供应驱动器6、电流源驱动器3、和开关S1至Sn中的至少一个形成在透明基板上时,它们中的部分或全部可以与有机电致发光显示面板2集成在一起,或者当它们形成为不同于有机电致发光显示面板2的芯片时,可以形成在有机电致发光显示面板2的周围。注意,显示单元4还可以形成在诸如树脂板的柔性板上,而不是透明基板上。
在显示单元4中,在透明基板上(m×n)个像素P1,1-Pm,n形成为矩阵,从而在纵向方向即列方向上设置m个像素,并在横向方向即行方向上设置n个像素。作为从上面数第i个像素(即,第i行中的像素)以及从左边数第j个像素(即第j列中的像素)的像素是像素Pi,j。注意i是给定的从1到m的自然数,j是给定的从1到n的自然数。
相应地,在显示单元4中,在透明基板上形成彼此平行的在行方向上延伸的m条选择扫描线X1至Xm。在透明基板上与选择扫描线X1至Xm一一对应地形成彼此平行的在行方向上延伸的m条电压供应线Z1至Zm。电压供应线Zk(1≤k≤m-1)位于选择扫描线Xk和Xk+1之间,并且选择扫描线Xm位于电压供应线Zm-1和Zm之间。此外,在透明基板的上侧形成彼此平行的在列方向上延伸的n个电流线Y1至Yn。选择扫描线X1至Xm、电压供应线Z1至Zm和电流线Y1至Yn彼此绝缘,因为它们被置于其间的绝缘膜等隔离开。沿着行方向设置的n个像素Pi,1至Pi,n连接到第i行中的选择扫描线Xi和电压供应线Zi。沿着列方向设置的m个像素P1,j至Pm,j连接到第j列中的电流线Yj。像素Pi,j位于选择扫描线Xi和电流线Yj的交叉处。选择扫描线X1至Xm连接到选择扫描驱动器5的输出端。电压供应线Z1至Zm连接到电压供应驱动器6的输出端。
下面将参照图2和3说明像素P1,1至Pm,n。图2是示出像素Pi,j的平面图。图3是示出例如四个相邻像素Pi,j、Pi+1,j、Pi,j+1和Pi+1,j+1的等效电路图。图2是为了更好地理解而在原理上示出像素Pi,j中的电极。
像素Pi,j包括作为根据电流值发光的自发光元件的有机电致发光元件Ei,j、和形成在有机电致发光元件Ei,j周围并驱动它的像素电路Di,j。注意下面将有机电致发光元件称为有机EL元件。
有机EL元件Ei,j具有叠置结构,其中像素电极51、有机EL层52、和公共电极依次叠加在透明基板上。像素电极51用作阳极。有机EL层52在广义上讲是用作发光层,即,传输通过电场注入的空穴和电子,复合空穴和电子,并通过由复合产生的激子来发光。公共电极用作阴极。尽管形成公共电极使其覆盖整个像素,但是它未在图2中示出,从而容易看到像素电极51、有机EL层52、像素电路Di,j等。
针对被电流线Y1至Yn、选择扫描线X1至Xm和电压供应线Z1至Zm包围的每个区域中的像素P1,1至Pm,n中的每一个,使像素电极51形成图案。
像素电极51是透明电极。就是说,像素电极51具有导电性和对可见光的透明性。此外,像素电极51优选具有相对高的功函数,并有效地将空穴注入到有机EL层52中。像素电极51的主要成分的例子是掺杂锡的氧化铟(ITO)、掺杂锌的氧化铟、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)和氧化镉锡(CTO)。
有机EL层52形成在每个像素电极51上。针对像素P1,1至Pm,n中的每一个,还使有机EL层2形成图案。有机EL层52含有发光材料(荧光体)作为有机化合物。这种发光材料可以是高或低分子材料。特别是,有机EL层52具有两层结构,其中空穴传输层和狭义上的发光层依次叠加在像素电极51上。空穴传输层由作为导电聚合物的PEDOT(聚噻吩)和作为掺杂剂的PSS(聚苯乙烯磺酸)构成。狭义上的发光层由聚芴基(polyfluorene-based)发光材料构成。注意,有机EL层52还可以具有三层结构,该三层结构具有依次叠加在像素电极51上的空穴传输层、狭义上的发光层、和电子传输层,或者可以具有单层结构,该单层结构只具有狭义上的发光层,而不是两层结构。电子或空穴注入层也可以置于任何这些层结构中的合适层之间,并且也可以使用一些其它叠加结构。
有机EL显示面板2可显示全色图像或多色图像。像素P1,1至Pm,n中的每一个的有机EL层52是广义上的发光层,其具有发射红、绿和蓝光的功能。也就是说,规则地设置发射红光、绿光和蓝光的有机EL层52,并且显示单元4以通过适当地合成这些颜色而获得的色调来显示图像。
希望有机EL层52由相对于电子是中性的有机化合物构成。这允许在有机EL层52中平衡地注入和传输空穴和电子。也可以在狭义上的发光层中适当地混合电子传输物质和空穴传输物质这两者中的一种或全部。还可以使作为电子或空穴传输层的电荷传输层用作使电子和空穴复合的复合区,并且通过在这个电荷传输层中混合荧光体来发射光。
形成在有机EL层52上的公共电极是为所有的像素P1,1至Pm,n而形成的。注意,代替为所有像素P1,1至Pm,n形成的这个公共电极,还可以使用多个分割电极,例如,分割成单独列的多个条形电极,或者分割成单独行的多个条形电极。一般情况下,发射不同颜色的有机EL层52由不同材料构成,并且相对于电流密度的发光特性取决于该材料。因此,为了调节不同发射颜色之间的亮度平衡,发射相同颜色的像素可以连接在一起,以便设置用于有机EL层52的每种发射颜色的电流值。也就是说,假设第一发射颜色像素在相对低的电流密度下发射预定亮度,并且第二发射颜色像素需要高电流密度,以便发射与第一发射颜色像素相同的亮度,可以通过向第二发射颜色像素提供大于第一发射颜色像素的色调电流来调节发射颜色平衡。
公共电极与选择扫描线X1至Xm、电流线Y1至Yn和电压供应线Z1至Zm电绝缘。公共电极是由具有低功函数的材料构成的。例如,公共电极由铟、镁、钙、锂、钡、稀土金属或含有这些元素的至少一种的合金构成。此外,公共电极可以具有叠加了上述的各种材料层的叠加结构,或者其中除了这些各种材料层以外还淀积金属层的叠加结构。实际例子是包括形成在与有机EL层52接触的界面内的低功函数、高纯钡层、和覆盖这个钡层的铝层的叠加结构,以及具有作为下层的锂层和作为上层的铝层的叠加结构。当像素电极51是透明电极并且从有机EL层52发射的光通过像素电极51从透明基板输出时,公共电极优选具有相对于从有机EL层52发射的光的光遮蔽特性,并更优选具有对从有机EL层52发射的光的高反射率。
当正向偏置电压(使像素电极51的电压变得高于公共电极的电压)施加在具有上述叠加结构的有机EL元件Ei,j中的像素电极51和公共电极之间时,空穴从像素电极51注入到有机EL层52中,并且电子从公共电极注入到有机EL层52中。有机EL层52传输这些空穴和电子,并复合它们,从而产生激子。由于这些激子激发有机EL层52,因此有机EL层52发光。
有机EL元件Ei,j的亮度取决于流过有机EL元件Ei,j的电流的电流值;流过有机EL元件Ei,j的电流越大,有机EL元件Ei,j的亮度就越高。即,如果不考虑有机EL元件Ei,j的退化,则当确定流过有机EL元件Ei,j的电流的电流值时唯一确定有机EL元件Ei,j的亮度。
像素电路D1,1至Dm,n中的每一个包括三个薄膜晶体管(下面简称为晶体管)21、22和23以及电容器24。
晶体管21、22和23中的每一个都是具有栅极、漏极、源极、半导体层44、掺杂杂质的半导体层和栅极绝缘膜的N沟道MOS场效应晶体管。每个晶体管特别是a-Si晶体管,其中半导体层44(沟道区)由非晶硅构成。然而,每个晶体管也可以是p-Si晶体管,其中半导体层44由多晶硅构成。在任何情况下,晶体管21、22和23是N沟道场效应晶体管,并且可以具有倒置的交错结构或共面结构。
此外,晶体管21、22和23可以在相同的工艺中同时形成。在这种情况下,晶体管21、22和23的栅极、漏极、源极、半导体层44、掺杂杂质的半导体层和栅极绝缘膜的成分是相同的,并且晶体管21、22和23的形状、尺寸、尺度(dimensions)、沟道宽度和沟道长度根据晶体管21、22和23的功能而彼此不同。注意,下面将晶体管21、22和23分别称为第一晶体管21、第二晶体管22、驱动晶体管23。
电容器24具有连接到驱动晶体管23的栅极23g的第一电极24A、连接到晶体管23的源极23s的第二电极24B以及置于这两个电极之间的栅极绝缘膜(介质膜)。电容器24具有在驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间储存电荷的功能。
在第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的第二晶体管22中,栅极22g连接到第i行的选择扫描线Xi上,并且漏极22d连接到第i行的电压供应线Zi上。在第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23中,漏极23d通过接触孔26连接到第i行的电压供应线Zi。在第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的第一晶体管21中,栅极21g连接到第i行的选择扫描线Xj。在第j列的像素电路D1,j至Dm,j中的每一个的第一晶体管21中,源极21s连接到第j列的电流线Yj
在像素P1,1至Pm,n中的每一个像素中,第二晶体管22的源极22s通过接触孔25连接到驱动晶体管23的栅极23g,并且连接到电容器24的一个电极。驱动晶体管23的源极23s连接到电容器24的另一个电极,并且连接到第一晶体管21的漏极21d。驱动晶体管23的源极23s、电容器24的另一个电极以及第一晶体管21的漏极21d连接到像素电极51。
有机EL元件E1,1至Em,n的公共电极的电压保持在预定参考电压VSS。在本实施例中,通过将有机EL元件E1,1至Em,n的公共电极接地,将参考电压VSS设置为O[V]。
通过进行图案化,为由电流线Y1至Yn、选择扫描线X1至Xm和电压供应线Z1至Zm包围的区域所包围的单独像素分割像素电极51。另外,用由覆盖每个像素电路的三个晶体管21、22和23的氮化硅或氧化硅构成的层间介质膜覆盖每个像素电极51的边缘,并且通过形成在这个层间介质膜中的接触孔55露出像素电极51的中心的上表面。注意,层间介质膜可以具有由氮化硅或氧化硅构成的第一层,以及通过使用由例如聚酰亚胺构成的绝缘膜而形成在第一层上的第二层。
除了栅极绝缘膜之外,在选择扫描线Xi和电流线Yj之间,以及在电压供应线Zi和电流线Yj之间,还通过对使晶体管21至23中的每一个的半导体层44相同的膜形成图案来形成保护膜44A。注意,为了保护用作沟道的每个晶体管21、22和23的半导体层44的表面不被形成图案时使用的蚀刻剂弄粗糙,还可以在除了半导体层44的两个端部之外,形成由氮化硅等构成的阻挡绝缘层。在这种情况下,可以通过使与选择扫描线Xi和电流线Yj之间以及电压供应线Zi和电流线Yj之间的阻挡绝缘膜相同的膜形成图案来形成保护膜。这个保护膜和保护膜44A也可以重叠。
下面将参照图4说明选择扫描驱动器5、电压供应驱动器6、开关S1至Sn和电流源驱动器3。图4是从上依次示出选择扫描线X1的电压、电压供应线Z1的电压、选择扫描线X2的电压、电压供应线Z2的电压、选择扫描线X3的电压、电压供应线Z3的电压、选择扫描线Xm的电压、电压供应线Zm的电压、开关信号inv.Φ的电平(电压值)、开关信号Φ的电平、电流线Yj的电压、有机EL元件E1,j的像素电极51的电压、有机EL元件E1,j的亮度、有机EL元件E2,j的像素电极51的电压和有机EL元件E2,j的亮度。参见图4,横坐标表示公共时间。
选择扫描驱动器5是所谓的移位寄存器,并具有其中m个触发器电路等串联连接的设置。也就是说,选择扫描驱动器5通过按照从选择扫描线X1到选择扫描线Xm的顺序(选择扫描线Xm之后是选择扫描线X1)依次地输出选择信号而依次选择选择扫描线X1至Xm,由此依次选择连接到选择扫描线X1至Xm的这些行中的第一和第二晶体管21和22。
更具体地讲,如图4所示,选择扫描驱动器5单独将作为选择信号的高电平(ON-电平)ON电压VON(远远高于参考电压VSS)或作为非选择信号的低电平OFF电压VOFF(等于或低于参考电压VSS)施加到选择扫描线X1至Xm,由此依次选择选择扫描线X1至Xm
即,当选择扫描驱动器5将ON电压VON施加到选择扫描线Xi时,选择第i行的选择扫描线Xi。选择扫描驱动器5将ON电压VON施加到第i行的选择扫描线Xi并由此选择第i行的选择扫描线Xi的时间段被称为第i行的选择时间段TSE。注意,在将ON电压VON施加到选择扫描线Xi时,选择扫描驱动器5将OFF电压VOFF施加到其它选择扫描线X1至Xm(除了选择扫描线Xi以外)。相应地,选择扫描线X1至Xm的选择时间段TSE不彼此重叠。
当选择扫描驱动器5将ON电压VON施加到第i行的选择扫描线Xi时,第一和第二晶体管21和22在连接到第i行的选择扫描线Xi的像素电路Di,1至Di,n中的每一个像素电路中导通。由于第一晶体管21导通,因此流过电流线Y1至Yn的电流可以流过像素电路Di,1至Di,n
在选择第i行的选择扫描线Xi的选择时间段TSE之后,选择扫描驱动器5将OFF电压VOFF施加到选择扫描线Xi,从而取消选择扫描线Xi的选择。因而,在连接到第i行的选择扫描线Xi的像素电路Di,1至Di,n中的每一个像素电路中,第一和第二晶体管21和22截止。由于第一晶体管21截止,因此流过电流线Y1至Yn的电流不再流过像素电路Di,1至Di,n。注意,选择扫描驱动器5将OFF电压VOFF施加到第i行的选择扫描线Xi并由此保持第i行的选择扫描线Xi不被选择的时间段被称为第i行的非选择时间段TNSE。在这种情况下,由TSE+TNSE=TSC表示的周期,即,从第i行的选择扫描线Xi的选择时间段TSE的开始时刻到第i行的选择扫描线Xi的下一选择时间段TSE的开始时刻的周期是第i行的一帧周期。
电压供应驱动器6是所谓的移位寄存器,并具有其中串联m个触发器电路的设置。也就是说,与选择扫描驱动器5同步地,电压供应驱动器6通过按照从电压供应线Z1到电压供应线Zm的顺序(电压供应线Zm之后是电压供应线Z1)依次地输出选择信号而依次选择电压供应线Z1至Zm,由此依次选择连接到电压供应线Z1至Zm的这些行中的驱动晶体管23。
更具体地讲,如图4所示,电压供应驱动器6单独将作为选择信号的低电平色调指定电流参考电压VLOW(等于或低于参考电压VSS)或作为非选择信号的高电平驱动电流参考电压VHIGH(高于参考电压VSS和色调指定电流参考电压VLOW)施加到电压供应线Z1至Zm,由此依次选择电压供应线Z1至Zm
即,在选择第i行的选择扫描线Xi的选择时间段TSE中,电压供应驱动器6将色调指定电流参考电压VLOW施加到第i行的电压供应线Zi,由此选择第i行的电压供应线Zi。在将色调指定电流参考电压VLOW施加到电压供应线Zi时,电压供给驱动器6将驱动电流参考电压VHIGH施加到其它电压供应线Z1至Zm(除了电压供应线Zi以外)。
另一方面,在不选择第i行的选择扫描线Xi的非选择时间段TNSE中,电压供应驱动器6将驱动电流参考电压VHIGH施加到电压供应线Zi,从而取消第i行的电压供应线Zi的选择。由于驱动电流参考电压VHIGH高于参考电压VSS,所以如果驱动晶体管23是导通的而晶体管21是截止的,则电流从电压供应线Zi流到有机EL元件Ei,j
通过电压供应驱动器6施加的色调指定电流参考电压VLOW等于或低于参考电压VSS。因此,即使当在选择时间段TSE中像素P1,1至Pm,n中的每一个的驱动晶体管23导通时,零电压或反向偏置电压也施加在有机EL元件E1,1至Em,n中的每一个的阳极和阴极之间。相应地,在选择时间段TSE中没有电流流过有机EL元件E1,1至Em,n,因而有机EL元件E1,1至Em,n不发光。另一方面,由电压供应驱动器6施加的驱动电流参考电压VHIGH高于参考电压VSS。如图5所示,如此设置驱动电流参考电压VHIGH以至于驱动晶体管23的源极到漏极电压VDS处于饱和区。相应地,当驱动晶体管23在非选择时间段TNSE中导通时,正向偏置电压施加到有机EL元件E1,1至Em,n。因此,在非选择时间段TNSE中,电流流过有机EL元件E1,1至Em,n,并且有机EL元件E1,1至Em,n发光。
下面将说明驱动电流参考电压VHIGH。图5是示出N沟道场效应晶体管的电流-电压特性的曲线图。参见图5,横坐标表示驱动晶体管的分压(divided vOltage)和与驱动晶体管串联连接的有机EL元件的分压,并且纵坐标表示漏极到源极通路中的电流的电流值。在图5所示的非饱和区域(在该区域中,源极到漏极电压VDS<漏极饱和阈值电压VTH:漏极饱和阈值电压VTH是栅极到源极电压VGS的函数,并且如果确定了栅极到源极电压VGS,则由栅极到源极电压VGS唯一确定该漏极饱和阈值电压VTH)中,如果栅极到源极电压VGS是常数,则漏极到源极电流IDS随着源极到漏极电压VDS的增加而增加。另外,在图5所示的饱和区域(其中源极到漏极电压VDS≥漏极饱和阈值电压VTH)中,如果栅极到源极电压VGS是恒定的,则即使当源极到漏极电压VDS增加时,漏极到源极电流IDS也基本上是恒定的。
此外,在图5中,栅极到源极电压VGS1到VGSMAX具有如下关系:0[V]<VGS1<VGS2<VGS3<VGS4<VGSMAX。也就是说,正如从图5明显看出的那样,如果源极到漏极电压VDS恒定,则漏极到源极电流IDS在非饱和区和饱和区都随着栅极到源极电压VGS的增加而增加。另外,漏极饱和阈值电压VTH随着栅极到源极电压VGS的增加而增加。
从前面的说明可以看出,在非饱和区中,当栅极到源极电压VGS恒定时,如果源极到漏极电压VDS稍微改变,则漏极到源极电流IDS就会改变。然而,在饱和区中,漏极到源极电流IDS由栅极到源极电压VGS唯一确定。
当最大栅极到源极电压VGSMAX施加到驱动晶体管23时的漏极到源极电流IDS被设置为在以最大亮度发光的有机EL元件Ei,j的公共电极和像素电极51之间流动的电流。
此外,满足下面的等式,从而即使在驱动晶体管23的栅极到源极电压VGS在非选择时间段内是最大电压VGSMAX时,驱动晶体管23也在选择时间段TSE中保持饱和区。
VLOW=VHIGH—VE—VSS≥VTHMAX
其中VE是有机EL元件Ei,j需要在发光寿命期间以最大亮度发射光的阳极到阴极电压,并且VTHMAX是在电压为VGSMAX时的驱动晶体管23的源极到漏极饱和电压电平。将驱动电流参考电压VHIGH设置成满足上述等式。相应地,即使在驱动晶体管23的源极到漏极电压VDS减小了串联连接到驱动晶体管23的有机EL元件Ei,j的分压时,源极到漏极电压VDS也总是落入饱和状态的范围内,因而漏极到源极电流IDS由栅极到源极电压VGS唯一确定。
如图1和3所示,电流线Y1至Yn经开关S1至Sn连接到电流源驱动器3的电流端子CT1至CTn。将8位数字色调图像信号输入到电流源驱动器3。输入给电流源驱动器3的这个数字色调图像信号被电流源驱动器3的内部D/A转换器转换成模拟信号。电流源驱动器3在电流端子CT1至CTn上产生具有与所转换的模拟信号相对应的电流值的色调指定电流IDATA。如图4所示,电流源驱动器3根据用于每行的每个选择时间段TSE的图像信号而控制电流端子CT1至CTn上的色调指定电流IDATA的电流值,并使色调指定电流IDATA在从每个复位时间段TR结束到相应选择时间段TSE结束的期间内保持恒定。电流源驱动器3将色调指定电流IDATA经开关S1至Sn从电流线Y1至Yn输送给电流端子CT1至CTn
如图1和3所示,开关S1至Sn连接到电流线Y1至Yn,并且电流源驱动器3的电流端子CT1至CTn连接到开关S1至Sn。另外,开关S1至Sn连接到复位输入端子41,并且复位电压VR经复位输入端子41施加到开关S1至Sn。开关S1至Sn也连接到开关信号输入端42,并且将开关信号Φ经开关信号输入端42输入到开关S1至Sn。此外,开关S1至Sn连接到开关信号输入端43,并且通过使开关信号Φ反向而得到的开关信号inv.Φ经开关信号输入端43输入到开关S1至Sn。复位电压VR是恒定的,并具有与色调指定电流参考电压VLOW相同的值。更具体地讲,通过使复位输入端41接地而将复位电压VR设置为0[V]。尤其是在选择时间段TSE中当第i行的复位电压等于第i行的电压供应线Zi的电压时,电容器24的电极24A和24B的电压变得彼此相等。因而,电容器24被放电,所以将驱动晶体管23的栅极到源极电压设置为0V。
开关Sj(置于第j列的电流线Yj和第j列的电流端子CTj之间)切换电流源驱动器3将色调指定电流IDATA输送给电流线Yj的状态,以及将复位电压VR施加到电流线Yj的状态。也就是说,如图4所示,如果开关信号Φ处于高电平并且开关信号inv.Φ处于低电平,则开关Sj切断电流端子CTj的电流,并将复位电压VR施加到电流线Yj、第一晶体管21的漏极21d、电容器24的电极24B、驱动晶体管23的源极23S、和有机EL元件Ex,j(1≤x≤m)的像素电极51,由此在前一个选择时间段TSE中使储存在这些元件中的电荷放电。另一方面,如果开关信号Φ处于低电平开并且开关信号inv.Φ处于高电平,则开关Sj允许电流端子CTj的电流流过电流线Yj并切断向电流线Yj施加复位电压VR
下面将说明开关信号Φ和inv.Φ的周期。如图4所示,开关信号Φ和inv.Φ的周期与选择时间段TSE相同。也就是说,当选择扫描驱动器5开始向选择扫描线X1至Xm中的一个施加ON电压VON时(即,当每行的选择时间段开始时),开关信号Φ从高电平变为低电平,并且开关信号inv.Φ从低电平变为高电平。当选择扫描驱动器5向选择扫描线X1至Xm中的一个施加ON电压VON(即,在每行的选择时间段TSE中)时,开关信号Φ从低电平变为高电平,并且开关信号inv.Φ从高电平变为低电平。在第i行的选择扫描线Xi的选择时间段TSE中开关信号Φ处于高电平和开关信号inv.Φ处于低电平的时间段被称为第i行的复位时间段TR
下面将说明开关Sj的例子。开关Sj由第一和第二N沟道场效应晶体管31和32构成。第一晶体管31的栅极连接到开关信号输入端43,因此开关信号inv.Φ输入到晶体管31的栅极。此外,第二晶体管32的栅极连接到开关信号输入端42,因此开关信号Φ输入到晶体管32的栅极。第一晶体管31的漏极连接到电流线Yj,并且晶体管31的源极连接到电流端子CTj。晶体管32的漏极连接到电流线Yj。晶体管32的源极连接到复位输入端41,并且将作为恒定电压的复位电压VR施加到晶体管32的源极。在这种设置中,当开关信号Φ处于高电平并且开关信号inv.Φ处于低电平时,晶体管32导通,并且晶体管31截止。当开关信号Φ处于低电平和开关信号inv.Φ处于高电平时,晶体管31导通,并且晶体管32截止。可以在与像素电路D1,1至Dm,n的晶体管21至23相同的步骤中制造晶体管31和32。
下面将参照图6至8说明像素电路D1,1至Dm,n的功能。在图6至8中,电流的流动由箭头表示。
图6是示出第i行中的选择时间段TSE的复位时间段TR中的电压的状态。如图6所示,在第i行的复位时间段TR中,选择扫描驱动器5将ON电压VON施加到选择扫描线Xi,并且电压供应驱动器6将色调指定电流参考电压VLOW施加到电压供应线Zi。另外,在第i行的复位时间段TR中,开关S1至Sn将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn。因此,在第i行的复位时间段TR中,像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21导通。因而,如图4所示,有机EL元件Ei,1至Ei,n的像素电极51、第i行中的第一晶体管21的漏极21d、第i行中的电容器24的电极24B、第i行中的驱动晶体管23的源极23s和电流线Y1至Yn的电压通过复位电压VR设置在稳定状态下,由此在前一选择时间段TSE中使由这些寄生电容储存的电荷放电。相应地,可以在下一选择时间段TSE中快速地写入具有稳定电流值的色调指定电流IDATA
有机EL元件Ei,1至Ei,n的寄生电容特别大。因此,当写具有低电流值的色调指定电流IDATA时,如果在选择时间段TSE中不施加复位电压VR,则通过使在前一个帧周期TSC中写在有机EL元件中的电荷复位而使电流值稳定需要很长时间。然而,在选择时间段TSE中强制性地施加复位电压VR,因此可以使有机EL元件的寄生电容快速放电。此外,当在选择时间段TSE中施加的第i行的复位电压VR等于第i行中的电压供应线Zi的电压时,电容器24的电极24A和24B的电压彼此相等,因而除去了在前一帧周期TSC中写在电容器24中的电荷。
另外,尽管像素电路Di,1至Di,n的第二晶体管22和驱动晶体管23是导通的,但是将等于或低于参考电压VSS的色调指定电流参考电压VLOW施加到电压供应线Zi,因而从电压供应线Zi流到驱动晶体管23的色调指定电流IDATA不会流过有机EL元件Ei,1至Ei,n
图7是示出在第i行的选择时间段TSE中复位时间段TR之后的电流和电压的状态的电路图。如图7所示,在第i行的选择时间段TSE中在复位时间段TR之后,选择扫描驱动器5保持将ON电压VON施加到选择扫描线Xi,并且电压供应驱动器6保持将色调指定电流参考电压VLOW施加到电压供应线Zi。另外,在第i行的选择时间段TSE中在复位时间段TR之后,电流源驱动器3控制开关S1至Sn以将色调指定电流IDATA从电流线Y1至Yn输送给电流端子CT1至CTn。在第i行的选择时间段TSE中,第i行中的像素电路Di,1至Di,n的第二晶体管22是导通的。由于像素电路Di,1至Di,n的第二晶体管22是导通的,所以也将该电压施加到像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管3的栅极23g,因而像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23导通。此外,由于像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21也是导通的,因此像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21将色调指定电流IDATA从电压供应线Zi经驱动晶体管23的漏极23d和源极23s输送到电流线Y1至Yn。在这种状态下,如图4所示,电流线Yj的电压下降,直到色调指定电流IDATA变稳定为止。此外,尽管像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23是导通的,但是将低电平色调指定电流参考电压VLOW施加到电压供应线Zi,因而没有电流从电压供应线Zi流到有机EL元件Ei,1至Ei,n。因此,流过电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA的电流值变得等于驱动晶体管23的漏极23d和源极23s之间的电流IDS的电流值。另外,驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压值跟随从漏极23d流到源极23s的色调指定电流IDATA的电流值。相应地,驱动晶体23将色调指定电流IDATA的电流值转换成栅极23g和源极23s之间的电压的电平,并且与驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压的电平相对应的电荷保持在电容器24中。注意,经第二晶体管22连接驱动晶体管23的栅极23g和漏极23d,并且第二晶体管22在刚一选择时的导通电阻是很低的,可以被忽略。因此,施加到栅极23g的电压和施加到驱动晶体管23的漏极23d的电压基本上相同,因而色调指定电流IDATA变为在图5所示的虚线VTH上变化的电流IDS。也就是说,当驱动晶体管23的栅极23g和漏极23d的电压相等时,源极23s和漏极23d之间的电压VDS等于非饱和和饱和区之间的阈值电压VTH
图8是示出第i行的非选择时间段TNSE中的电流和电压的状态的电路图。如图8所示,在第i行的非选择时间段TNSE中,选择扫描驱动器5将OFF电压VOFF施加到选择扫描线Xi,并且电压供应驱动器6将驱动电流参考电压VHIGH施加到电压供应线Zi
在第i行的非选择时间段TNSE中,像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21是截止的。因此,像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21切断流过电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA,由此防止电流从电压供应线Zi经驱动晶体管23流到电流线Y1至Yn。另外,由于第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的第二晶体管22截止,因此第二晶体管22限制电容器24中的电荷。通过这种方式,第二晶体管22保持驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的转换电压的电平,由此储存流过驱动晶体管23的源极到漏极通路的电流的电流值。在这种状态下,使驱动晶体管23的源极到漏极电压VDS保持饱和区的高电平驱动电流参考电压VHIGH被施加到电压供应线Zi,并且像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23导通。相应地,每个驱动晶体管23将驱动电流从电压供应线Zi输送给有机EL元件Ei,1至Ei,n中的相应一个,从而允许它以与驱动电流的电流值相对应的亮度发光。在这种状态下,像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的转换电压的电平由电容器24保存,以便等于在选择时间段TSE的后半部分中色调指定电流IDATA流过电流线Y1至Yn中的相应一个时的电压的电平。
如图5所示,通过从驱动电流参考电压VHIGH中减去由交替长、短虚线表示的EL负载边界线上的电压VDS而获得在非选择时间段TNSE中有机EL元件Ei,1至Ei,n中的每一个的分压VEL,其中负载边界线上的电压VDS是在具有等于色调指定电流IDATA的电流值的驱动电流(等同于图5所示的IDS)流动时获得的。即,EL负载边界线的右侧上的电压差是一个有机EL元件的分压。如上所述,有机EL元件Ei,1至Ei,n的分压VEL随着亮度色调的升高而升高。在非选择时间段TNSE中,将驱动电流参考电压VHIGH设置成高于通过将有机EL元件Ei,1至Ei,n的亮度色调是最小时的分压VEL加上此时的驱动晶体管的漏极23d和源极23s之间的导通电压VDS而获得的电压,并且高于通过将有机EL元件Ei,1至Ei,n的亮度色调是最大时的分压VEL加上此时的驱动晶体管的漏极23d和源极23s之间的导通电压VDS而获得的电压。而且,在非选择时间段TNSE中,驱动晶体管23的源极23s的电压随着在选择时间段TSE保持的栅极23g和源极23s之间的电压VGS的升高而升高。尽管电容器24相应地改变了连接到源极23s的电极24B中的电荷,但是通过相等地改变电极24A中的电荷而使栅极23g和源极23s之间的电压VGS保持恒定。
因此,如图5所示,在非选择时间段TNSE中在驱动晶体管23的漏极23d和源极23s之间总是施加饱和区电压,并且通过在选择时间段TSE中在栅极23g和源极23s之间保持的电荷使在非选择保持段TNSE中流过有机EL元件Ei,1至Ei,n中的每一个的驱动电流的电流值等于色调指定电流IDATA的电流值。此外,如图4所示,在非选择时间段TNSE中有机EL元件Ei,1至Ei,n的像素电极51的电压随着亮度色调的升高而升高。这增加了像素电极51和作为阴极的公共电极之间的电压差,并增加了有机EL元件Ei,1至Ei,n的亮度。
如上所述,有机EL元件Ei,1至Ei,n的亮度(单位是nit)由在选择时间段TSE中流过像素电路Di,1至Di,n的色调指定电流IDATA的电流值唯一确定。
下面将说明通过电流源驱动器3、选择扫描驱动器5、电压供应驱动器6和开关S1至Sn驱动有机EL显示面板2的方法,以及有机EL显示器1的显示操作。
如图4所示,选择扫描驱动器5从第一行的选择扫描线X1到第m行的选择扫描线Xm(第m行的选择扫描线Xm之后是第一行的选择扫描线X1)依次施加ON电压VON,由此选择这些选择扫描线。与选择扫描驱动器5进行的这个选择操作相同步,电压供应驱动器6从第一行的电压供应线Z1到第m行的电压供应线Zm(第m行的电压供应线Zm之后是第一行的电压供应线Z1)依次施加色调指定电流参考电压VLOW,由此选择这些电压供应线。在每行的选择时间段TSE中,电流源驱动器3控制电流端子CT1至CTn,从而产生具有与图像信号相对应的电流值的色调指定电流IDATA
此外,在每行的选择时间段TSE开始时(在前一行的选择阶段TSE结束时),开关信号Φ从低电平变为高电平,开关信号inv.Φ从高电平变为低电平,并且施加经过第一晶体管21除去储存在电流线Y1至Yn中的电荷和储存在像素电极51中的电荷的复位电压VR。在每行的选择时间段TSE中(在每行的复位时间段TR结束时),开关信号Φ从高电平变为低电平,并且开关信号inv.Φ从低电平变为高电平。因此,在选择时间段TSE的初始部分中的复位时间段TR中,开关S1至Sn允许色调指定电流IDATA在电流端子CT1至CTn和电流线Y1至Yn之间流动,并且切断给电流线Y1至Yn施加复位电压VR。在选择时间段TSE中在复位时间段TR之后,开关S1至Sn切断在电流端子CT1至CTn和电流线Y1至Yn之间的电流流动,并允许向电流线Y1至Yn施加复位电压VR
色调指定电流IDATA的电流值随着亮度色调的降低而减小。在这种状态下,电流线Y1至Yn和像素电极51的电压接近于色调指定电流参考电压VLOW,即,接近于复位电压VR。此外,如果在前一行或前一帧周期TSC的选择时间段TSE中具有大电流值的色调指定电流IDATA流动,则像素电极51的电压经电流线Y1至Yn和第一晶体管21变得远远低于复位电压VR
因此,如果在不形成开关S1至Sn的情况下不将复位电压施加到电流线Y1至Yn,并且具有低亮度色调和低电流值的色调指定电流IDATA将保持输送给第i行,则将要调制的电荷量很大,这是因为在第(i—1)行的选择时间段TSE中根据具有大电流值的色调指定电流IDATA储存的电流线Y1至Yn的电荷保持在电流线Y1至Yn的寄生电容中。相应地,获得色调指定电流IDATA的期望电流值要用去很长时间。
同样,如果在不形成开关S1至Sn的情况下在选择时间段中不将复位电压施加到像素电极51,并且具有低亮度色调和低电流值的色调指定电流IDATA将在下一帧周期TSC中保持输送,则将要调制的电荷量很大,这是因为在下一帧周期TSC之前的帧周期TSC的选择时间段TSE中根据具有大电流值的色调指定电流IDATA储存的第i行的像素电极51的电荷保持在第i行的像素电极51的寄生电容中。相应地,获得色调指定电流IDATA的期望电流值要用去很长时间。
因此,在选择时间段TSE中,不能保存足够的电荷,从而在驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间获得所需要的电压。因而,非选择时间段TNSE中的驱动电流变得不同于色调指定电流IDATA,并且这不可能进行准确的色调显示。
然而,由于提供在复位时间段TR中施加复位电压VR的开关S1至Sn,因此可以快速地除去储存在电流线Y1至Yn中的电荷和经第一晶体管21储存在像素电极51中的电荷。相应地,可以将驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压快速地设置为使具有低亮度色调和低电流值的色调指定电流IDATA流动的电压。由于这使高速显示成为可能,因此可以显示运动图像特性特别优异的图像。
图9是从上依次示出选择扫描线X1的电压、电压供应线Z1的电压、开关信号inv.Φ、开关信号Φ、电流端子CTj的电流值、流过像素电路Di,j的驱动晶体管23的电流的电流值、有机EL元件Ei,j的像素电极51的电压、和流过有机EL元件Ei,j的电流的电流值的时序图。参见图9,横坐标表示公共时间。
如图6和9所示,当选择扫描驱动器5将ON电压VON施加到第i行的选择扫描线Xi时(即,在第i行的选择时间段TSE中),将OFF电压VOFF施加到其它选择扫描线X1至Xm(除了Xi之外)。因此,在第i行的选择时间段TSE中,第i行的像素电路Di,1至Di,n的第一和第二晶体管21和22导通,并且其它行中的像素电路D1,1至Dm,n(除了Di,1至Di,n之外)的第一和第二晶体管21和22截止。
如上所述,在第i行的选择时间段TSE中,将色调指定电流参考电压VLOW施加到电压供应线Zi,并且第i行的像素电路Di,1至Di,n的第二晶体管22导通。相应地,将该电压也施加到第i行的像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23的栅极23g,因而驱动晶体管23导通。
在第i行的选择时间段TSE的初始部分中的复位时间段TR中,开关S1至Sn的晶体管32导通。因此,电压供应线Zi经像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21以及电流线Y1至Yn而电连接到复位输入端41。在这种状态下,经像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21以及电流线Y1至Yn从电压供应线Zi施加到复位输入端41的电压等于复位电压VR(=色调指定电流参考电压VLOW),该复位电压VR等于或低于参考电压VSS。相应地,有机EL元件Ei,1至Ei,n的像素电极51的电压也等于复位电压VR。另外,由于将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn,因此除去储存在电流线Y1至Yn的寄生电容中的电荷和储存在包括像素电极51的像素电路Di,1至Di,n的寄生电容中的电荷,因而这些元件的电压变得等于复位电压VR。因此,在第i行的复位时间段TR刚刚开始之后,有机EL元件Ei,1至Ei,n就立即停止发光。
如图7和9所示,在复位时间段TR之后的选择时间段的后半部分中,将ON电压VON施加到第i行的选择扫描线Xi,并且将色调指定电流参考电压VLOW施加到第i行的电压供应线Zi。因此,第i行的像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21、第二晶体管22和驱动晶体管23导通。在选择时间段TSE中在复位时间段TR之后,开关S1至Sn的晶体管31导通,因而开关S1至Sn允许电流在电流端子CT1至CTn和电流线Y1至Yn之间流动。因此,电流端子CT1至CTn电连接到第i行的电压供应线Zi。在这个状态下,电流源驱动器3将色调指定电流IIDATA从电压供应线Zi经像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21、电流线Y1至Yn和开关S1至Sn输送给电流端子CT1至CTn。直到第i行的选择时间段TSE结束为止,电流源驱动器3控制输送给电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA的电流值,从而该电流值根据图像信号而保持恒定。
在第i行的选择时间段TSE的后半部分中,色调指定电流IDATA沿着电压供应线Zi→像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23的漏极23d和源极23s之间的通路→像素电路Di,1至Di,n中的每一个的第一晶体管21的漏极21d和源极21s之间的通路→电流线Y1至Yn→开关S1至Sn的晶体管31→电流源驱动器3的电流端子CT1至CTn而流动。因此,在第i行的选择时间段TSE中,从电压供应线Zi经像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21以及电流线Y1至Yn施加到电流端子CT1至CTn的电压变得稳定。
也就是说,由于从第i行的电压供应线Zi施加到电流端子CT1至CTn的电压变得稳定,因此在驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间施加具有与流过驱动晶体管23的色调指定电流IDATA的电流值相对应的电平的电压,因而与驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的这个电压的电平相对应的电荷被保存在电容器24中。因此,流过第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23的色调指定电流IDATA的电流值被转换为驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压的电平。
在如上所述的第i行的复位时间段TR中,复位电压VR施加到电流线Y1至Tn。因此,从电压供应线Zi经像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21和电流线Y1至Yn施加到复位输入端41的电压可以是稳定的。相应地,即使在第i行的复位时间段TR之后弱色调指定电流IDATA流过电流线Y1至Yn,与色调指定电流IDATA相对应的电荷也可以快速的保存在像素电路Di,1至Di,n的电容器24中。
如上所述,根据前一个帧周期TSC的在第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23的漏极23d和源极23s之间流动的电流的电流值以及源极23s和栅极23g之间的电压的电平来重写该电流的电流值和该电压的电平。因此,在第i行的选择时间段TSE中,根据前一帧周期TSC的保存在第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的电容器24中的电荷的幅度来重写该电荷的幅度。
在从像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23经第一晶体管21到电流线Y1至Yn的通路中的任何点上的电位例如根据晶体管21、22和23的内部电阻而变化,而所述内部电阻随着时间变化。然而,在本实施例中,在选择时间段TSE中,电流源驱动器3强制性地将色调指定电流IDATA从像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23经第一晶体管21输送到电流线Y1至Yn。因此,即使晶体管21、22和23的内部电阻随着时间变化,色调指定电流IDATA也取得了所希望的电流值。
此外,在第i行的选择时间段TSE中,第i行的有机EL元件Ei,1至Ei,n的公共电极处于参考电压VSS上,并且电压供应线Zi处于等于或低于参考电压VSS的色调指定电流参考电压VLOW。因此,反向偏置电压施加到第i行的有机EL元件Ei,1至Ei,n。相应地,没有电流流过第i行的有机EL元件Ei,1至Ei,n,因此有机EL元件Ei,1至Ei,n不发光。
随后,如图8和9所示,在第i行的选择时间段TSE结束时(在第i行的非选择时间段TNSE开始时),从选择扫描驱动器5输出到选择扫描线Xi的信号从高电平的ON电压VON变为低电平的OFF电压VOFF。也就是说,选择扫描驱动器5将OFF电压VOFF施加到第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的第一晶体管21的栅极21g和第二晶体管22的栅极22g。
因此,在第i行的非选择时间段TNSE中,第i行的像素电路Di,1至Di,n的第一晶体管21截止,从而防止电流从电压供应线Zi流到电流线Y1至Yn。另外,在第i行的非选择时间段TNSE中,当第i行的像素电路Di,1至Di,n的第二晶体管22截止时,在第i行的刚刚前一个选择时间段TSE中保存在电容器24中的电荷被第二晶体管22所限制。相应地,第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个的驱动晶体管23在非选择时间段TNSE中保持导通。也就是说,在第i行的像素电路Di,1至Di,n中的每一个像素电路中,驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压VGS在非选择时间段TNSE中变得等于在刚刚前一个选择时间段TSE中的驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压VGS,即,电极24A一侧上的电荷由第二晶体管22保存在其中的电容器24保存了驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压VGS
此外,在第i行的非选择时间段TNSE中,电压供应驱动器6将驱动电流参考电压VHIGH施加到第i行的电压供应线Zi。在非选择时间段TNSE中,第i行的有机EL元件Ei,1至Ei,n的公共电极处于参考电压VSS,并且第i行的电压供应线Zi处于高于参考电压VSS的驱动电流参考电压VHIGH,因而第i行的像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23导通。因而,正向偏置电压施加到有机EL元件Ei,1至Ei,n。因此,在像素电路Di,1至Di,n中,驱动电流从电压供应线Zi经驱动晶体管23流到有机EL元件Ei,1至Ei,n,因此有机EL元件Ei,1至Ei,n发光。
更具体地讲,在第i行的非选择时间段TNSE中的像素电路Di,j中,第一晶体管21电切断电流线Yj和驱动晶体管23之间的通路,并且第二晶体管22限制电容器24中的电荷。通过这种方式,保存在选择时间段TSE中被转换的驱动晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压的电平,并且具有与在栅极23g和源极23s之间保存的这一电压的电平相对应的电流值的驱动电流通过驱动晶体管23输送给有机EL元件Ei,j
在这种状态下,在第i行的选择时间段TSE中流过有机EL元件Ei,1至Ei,n的驱动电流的电流值等于流过像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23的电流的电流值,因此等于在选择时间段TSE中流过像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23的色调指定电流IDATA的电流值。如上所述,在选择时间段TSE中,流过像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23的色调指定电流IDATA的电流值是所希望的电流值。因此,可以将具有所希望的电流值的驱动电流输送给有机EL元件Ei,1至Ei,n,因而有机EL元件Ei,1至Ei,n可以以所希望的色调亮度发光。
在第i行的选择时间段TSE之后的第(i+1)行复位时间段TR中,如在第i行的复位时间段TR一样,开关S1至Sn的晶体管31截止,并且开关S1至Sn的晶体管32导通。相应地,在第(i+1)行的复位时间段TR中,色调指定电流IDATA不流过电流线Y1至Yn中的任何一条,但是复位电压VR施加到所有电流线Y1至Yn、第(i+1)行的像素电极51、第(i+1)行的电容器24的电极24B、以及第(i+1)行的驱动晶体管23的源极23s。在第(i+1)行的选择时间段TSE中在复位时间段TR之后,如在第i行的情况下一样,选择扫描驱动器5选择第(i+1)行的选择扫描线Xi+1,因而色调指定电流IDATA从电压供应线Zi经像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21、电流线Y1至Yn和开关S1至Sn流到电流端子CT1至CTn
如上所述,在复位时间段TR中,将复位电压VR强制性地施加到例如电流线Y1至Yn以及像素电极51。因此,电流线Y1至Yn等的寄生电容的电荷量接近于其中小电流流动的稳定状态下的电荷量。相应地,即使当在第(i+1)行的复位时间段TR之后流过电流线Y1至Yn的电流很弱时,也可以立即获得稳定状态。
在如上所述的本实施例中,在非选择时间段TNSE中流过有机EL元件E1,1至Em,n的驱动电流的电流值由选择时间段TSE的复位时间段TR之后的色调指定电流IDATA的电流值表示。因此,即使当在像素电路D1,1至Dm,n的驱动晶体管23的特性上产生变化时,如果色调指定电流IDATA的电流值对于所有的像素电路D1,1至Dm,n都保持相同,则在有机EL元件E1,1至Em,n的亮度上也不会产生变化。也就是说,本实施例也可以抑制即使将具有相同电平的亮度色调信号输出到这些像素而这些像素由于其仍然具有不同亮度值的平面变化。相应地,本实施例的有机EL显示器1可以显示高质量的图像。
色调指定电流IDATA非常弱,因为它等于根据发光的有机EL元件E1,1至Em,n的亮度的流过有机EL元件E1,1至Em,n的电流的电流值。电流线Y1至Yn的布线电容使流过电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA延迟。因此,如果选择时间段TSE短,则与色调指定电流IDATA相对应的电荷不能保存在驱动晶体管23的栅极到源极的路径中。然而,在本实施例中,在每行的复位时间段TR中将复位电压VR强制性地施加到电流线Y1至Yn。因此,即使色调指定电流IDATA很弱或选择时间段TSE很短,与色调指示电流IDATA相对应的电荷也可以在选择时间段TSE中保存在驱动晶体管23的栅极到源极的路径中。
此外,在本实施例中,数据驱动电路7在选择时间段TSE中将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn。因此,第一晶体管21具有将复位电压VR装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能和将色调指定电流IDATA装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能。除了第一晶体管21以外,这使得不需要在像素电路D1,1至Dm,n中形成将消隐信号装载到像素电路中的任何开关TFT,如在常规器件(Jpn.Pat.Appln.KOKAI公报No.2000-221942)中那样。相应地,像素电路D1,1至Dm,n所需的晶体管的数量不会增加。因此,当有机EL元件E1,1至Em,n形成在与像素电路D1,1至Dm,n相同的表面上时,像素P1,1至Pm,n的孔径比不会减小。
第二实施例
图10是示出根据第二实施例的有机EL显示器101的方框图,将本发明的有机EL显示器应用到所述第二实施例中。在图10中,与第一实施例的有机EL显示器1相同的参考数字和标记表示与有机EL显示器101相同的部件,并且省略了对其进行的说明。
与图1所示的有机EL显示器1相似,有机EL显示器101包括有机EL显示面板2、扫描驱动电路9、和数据驱动电路107。有机EL显示面板2和扫描驱动器9与第一实施例的有机EL显示面板2和扫描驱动电路9相同。数据驱动电路107不同于第一实施例的数据驱动电路7。
数据驱动电路107包括n个电流端子DT1至DTn、将拉电流IL1输送给电流端子DT1至DTn的电流控制驱动器103、将流过电流端子DT1至DTn的拉电流IL1转换成色调指定电流IDATA的第一电流镜电路M11至Mn1和第二电流镜电路M12至Mn2、以及置于电流线Y1至Yn、第一电流镜电路M11至Mn1和第二电流镜电路M12至Mn2之间的开关T1至Tn
将8位数字色调图像信号输入到电流控制驱动器103中。电流控制驱动器103的内部D/A转换器将装载到电流控制驱动器103中的这个数字色调图像信号转换成模拟信号。驱动器103产生具有与电流端子DT1至DTn上的模拟图像信号相对应的电流值的拉电流IL1。驱动器103将拉电流IL1从为单独行形成的第一电流镜电路M11至Mn1输送给电流端子DT1至DTn。根据拉电流IL1,电流控制驱动器103将色调指定电流IDATA从单独行中的驱动晶体管23经电流线Y1至Yn输送给第二电流镜电路M12至Mn2
电流控制驱动器103的操作时序与第一实施例的电流源驱动器3的相同。也就是说,电流控制驱动器103根据图像信号在每行的每个选择时间段TSE中控制电流端子DT1至DTn上的拉电流IL1的电流值,并且从每个复位时间段TR的结尾到相应的选择时间段TSE的结尾的时间段内使拉电流IL1的电流值稳定。由电流控制驱动器103输送的拉电流IL1大于由第一实施例的电流源驱动器3输送的色调指定电流IDATA并与其成比例。
第一电流镜电路M11至Mn1和第二电流镜电路M12至Mn2将流过电流端子DT1至DTn的拉电流IL1以预定转换比率转换为色调指定电流IDATA。第一电流镜电路M11至Mn1中的每一个由两个P沟道MOS晶体管61和62构成。可以通过与像素电路D1,1至Dm,n中的每一个的晶体管21至23相同的步骤来制造晶体管61和62。第二电流镜电路M12至Mn2中的每一个由两个N沟道MOS晶体管63和64构成。可以通过与像素电路D1,1至Dm,n中的每一个的晶体管21至23相同的步骤部分地制造晶体管63和64。
在第一电流镜电路M11至Mn1中,晶体管61的栅极和漏极以及晶体管62的栅极连接到电流端子DT1至DTn。晶体管61和62的源极连接到复位输入端41,该复位输入端41输出复位电压VR作为地电压。
在第二电流镜电路M12至Mn2中,晶体管63的栅极和漏极以及晶体管64的栅极共同连接到晶体管62的漏极。晶体管63和64的源极连接到施加负电压VCC的恒定电压输入端45,并且晶体管64的漏极连接到开关T1至Tn(后面将要说明)的晶体管34的源极。在第一电流镜电路M11至Mn1中的每一个电流镜电路中,晶体管61的沟道电阻低于晶体管62的沟道电阻。在第二电流镜电路M12至Mn2中的每一个电流镜电路中,晶体管63的沟道电阻低于晶体管64的沟道电阻。
开关T1至Tn中的每一个具有N沟道MOS晶体管33和N沟道MOS晶体管34。可以通过与像素电路D1,1至Dm,n中的每一个的晶体管21至23相同的步骤来制造晶体管33和34。开关Tj的例子将在下面说明。开关Tj的晶体管34的栅极连接到开关信号输入端43,因此开关信号inv.Φ输入到晶体管34的栅极。此外,晶体管33的栅极连接到开关信号输入端42,因此开关信号Φ输入到晶体管33的栅极。晶体管33和34的漏极连接到电流线Yj,晶体管33的源极连接到第一电流镜电路Mi1的晶体管61的源极和复位输入端41,并且晶体管34的源极连接到第二电流镜电路Mi2的晶体管64的漏极。
在这种设置中,当开关信号Φ处于高电平并且开关信号inv.Φ处于低电平时,晶体管33导通,并且晶体管34截止。开关信号Φ和inv.Φ具有与第一实施例的图4中的波形相同的波形。相应地,开关T1至Tn切换如下状态:其中通过由第一电流镜电路M11至Mn1和第二电流镜电路M12至Mn2调制拉电流IL1的电流值而获得的色调指定电流IDATA输送给驱动晶体管23和电流线Y1至Yn的状态,以及其中复位电压VR施加到电流线Y1至Yn的状态。
当电流控制驱动器103将拉电流IL1输送给电流端子DTj时,流过第一电流镜电路Mj1中的晶体管62的漏极到源极路径的电流具有通过将晶体管62的沟道电阻与晶体管61的沟道电阻的比值乘以晶体管61的漏极到源极路径中的拉电流IL1的电流值而获得的值。在第二电流镜电路Mj2中,流过晶体管64的漏极到源极路径的电流具有通过将晶体管64的沟道电阻与晶体管63的沟道电阻的比值乘以晶体管63的漏极到源极路径中的电流的电流值而获得的值。晶体管63的漏极到源极路径中的电流的电流值与流过晶体管62的漏极到源极路径的电流相匹配。因此,色调指定电流IDATA的电流值是通过将晶体管64的沟道电阻与晶体管63的沟道电阻的比值乘以以下这个值而获得的,该值是通过将晶体管62的沟道电阻与晶体管61的沟道电阻的比值乘以晶体管61的漏极到源极路径中的拉电流IL1的电流值而获得的。
如上所述,第一电流镜电路M11至Mn1和第二电流镜电路M12至Mn2将流过电流端子DT1至DTn的拉电流IL1转换为色调指定电流IDATA。由于色调指定电流IDATA流过第二电流镜电路M12至Mn2的输出侧,即,晶体管64的漏极,因此第二电流镜电路M12至Mn2的晶体管64的这些漏极等效于第一实施例的电流源驱动器3的电流端子CTj。也就是说,通过组合第一电流镜电路M11至Mn1、第二电流镜电路M12至Mn2、以及电流控制驱动器103而获得的设置等效于第一实施例的电流源驱动器3。
在第一实施例中,复位电压VR处于与色调指定电流参考电压VLOW相同的电平。然而,在第二实施例中,将复位电压VR设置为0[V]。因此,当将电压VSS设置为地电压时,在作为有机EL元件E1,1至Em,n的阳极的像素电极51和作为阴极的公共电极之间没有产生电压差。因此,可以很容易地除去储存在像素电极51中的电荷。
为了使开关T1至Tn进行切换操作,如在第一实施例中那样,开关信号Φ输入到开关信号输入端42,并且开关信号inv.Φ输入到开关信号输入端43。开关信号Φ和inv.Φ的时序与选择扫描驱动器5和电压供应驱动器6的选择时序之间的关系与第一实施例相同。此外,第二实施例中的选择扫描驱动器5和电压供应驱动器6的操作时序与第一实施例相同。
在第二实施例中,如在第一实施例中那样,在第i行的选择时间段TSE中的前时间段的复位时间段TR中,开关T1至Tn的晶体管33导通,因而电压供应线Zi经过像素电路Di,1至Di,n的驱动晶体管23和第一晶体管21和电流线Y1至Yn电连接到复位输入端41。
此外,在第i行的复位时间段TR中,复位电压VR施加到电流线Y1至Yn和像素电极51,因而可以快速地除去储存在电流线Y1至Yn的寄生电容中的电荷和储存在像素电极51的寄生电容中的电荷。相应地,即使当在第i行的复位时间段TR之后弱色调指定电流IDATA流过电流线Y1至Yn时,与色调指定电流IDATA相对应的电荷也可以快速地保存在像素电路Di,1至Di,n的电容器24中。
另外,在非选择时间段TNSE中,流过有机EL元件E1,1至Em,n的驱动电流的电流值由每个选择时间段TSE的复位时间段TR之后的色调指定电流IDATA的电流值表示。因此,即使在像素电路D1,1至Dm,n的驱动晶体管23的特性上产生变化,也不会在驱动电流上产生变化,因为色调指定电流IDATA被强制性地输送给驱动晶体管23。因此,在有机EL元件E1,1至Em,n的亮度上不产生变化。
此外,由于形成第一电流镜电路M11至Mn1和第二电流镜电路M12至Mn2,因此电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA的电流值与电流端子DT1至DTn上的拉电流IL1成比例并且比它小。相应地,即使电流端子DT1至DTn上的拉电流IL1出乎意料地被电流控制驱动器103中产生的漏电流等减小,电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA也不会大大减小。也就是说,甚至由漏电流所引起的电流控制驱动器103输出的减小对电流线Y1至Yn的色调指定电流IDATA也没有大的影响,因而有机EL元件E1,1至Em,n的亮度不会大大减小。
在第二实施例中,即使当电流控制驱动器103不能产生接近色调指定电流IDATA并与有机EL元件的发光特性相匹配的弱电流时,数据驱动电路107也能很好地产生色调指定电流IDATA
在第二实施例中,数据驱动电路107在选择时间段TSE中同样将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn。因此,第一晶体管21具有将复位电压VR装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能以及将色调指定电流IDATA装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能。相应地,像素电路D1,1至Dm,n所需的晶体管的数量没有增加。因此,当有机EL元件E1,1至Em,n形成在与像素电路D1,1至Dm,n相同的表面上时,像素P1,1至Pm,n的孔径比没有减小。
第三实施例
图11是示出根据第三实施例的有机EL显示器201的方框图,将本发明的有机EL显示器应用到所述第三实施例中。在图11中,与第一实施例的有机EL显示器1相同的参考标记和标号表示与有机EL显示器201相同的部件,并且省略了对其进行说明。
与有机EL显示器1相似,有机EL显示器201包括有机EL显示面板2、扫描驱动电路9和数据驱动电路207。有机EL显示面板2和扫描驱动电路9与第一实施例的有机EL显示面板2和扫描驱动电路9相同。数据驱动电路207不同于第一实施例的数据驱动电路7。
数据驱动电路207包括具有n个电流端子FT1至FTn并将灌电流IL2输送给电流端子FT1至FTn的电流控制驱动器203、用于转换流过电流端子FT1至FTn的灌电流IL2的电流镜电路M1至Mn以及置于电流线Y1至Yn和电流镜电路M1至Mn之间的开关S1至Sn
在第二实施例中,电流控制驱动器103将拉电流IL1从电流镜电路M1至Mn输送到电流端子DT1至DTn。在第三实施例中,电流控制驱动器203将灌电流IL2从电流端子FT1至FTn输送到电流镜电路M1至Mn
电流镜电路M1至Mn中的每一个由两个N沟道晶体管161和162构成。可以通过与像素电路D1,1至Dm,n的晶体管21至23相同的步骤来制造晶体管161和162。
在电流镜电路M1至Mn中的每一个电流镜电路中,晶体管161的栅极和漏极以及晶体管162的栅极连接在一起,并且晶体管161和162的源极连接到恒定电压输入端45。恒定电压VCC施加到恒定电压输入端45。恒定电压VCC的电平低于色调指定电流参考电压ILOW和参考电压VSS。当参考电压VSS或色调指定电流参考电压VLOW为0[V]时,如在第一实施例中那样,恒定电压VCC是负电压。
下面说明开关Sj的例子。开关Sj由N沟道场效应晶体管31和32构成。晶体管31的栅极连接到开关信号输入端43,因此开关信号inv.Φ输入到晶体管31的栅极。此外,晶体管32的栅极连接到开关信号输入端42,因此开关信号Φ输入到晶体管32的栅极。晶体管31的漏极连接到电流线Yj,并且晶体管31的源极连接到晶体管162的漏极。晶体管32的漏极连接到电流线Yj。晶体管32的源极连接到复位输入端41,因此作为恒定电压的复位电压VR施加于晶体管32的源极。在这种设置中,当开关信号Φ处于高电平并且开关信号inv.Φ处于低电平时,晶体管32导通,并且晶体管31截止。当开关信号Φ处于低电平并且开关信号inv.Φ处于高电平时,晶体管31导通,晶体管32截止。可以利用与像素电路D1,1至Dm,n的晶体管21至23相同的步骤来制造晶体管31和32。复位电压VR优选为0[V],以便例如完全地使储存在电流线Y1至Yn的寄生电容中的电荷和储存在像素电极51的寄生电容中的电荷放电。
电流控制驱动器203在每行的每个选择时间段TSE中根据图像信号控制电流端子FT1至FTn上的灌电流IL2,并在从每个复位时间段TR结束到相应选择时间段TSE结束的时间段内保持灌电流IL2的幅度恒定。由电流控制驱动器203输送的灌电流IL2大于由第一实施例的电流源驱动器3输送的色调指定电流IDATA并与其成比例。
晶体管161的沟道电阻低于晶体管162的沟道电阻。因此,电流镜电路M1至Mn将流过电流端子FT1至FTn的灌电流IL2转换为色调指定电流IDATA。色调指定电流IDATA的电流值基本上是通过将晶体管161的沟道电阻与晶体管162的沟道电阻的比值乘以晶体管161的漏极到源极路径中的灌电流IL2的电流值而获得的值。由于色调指定电流IDATA流过电流镜电路M1至Mn的输出侧,即晶体管162的漏极,因此电流镜电路M1至Mn的晶体管162的这些漏极等效于第一实施例的电流源驱动器3的电流端子CT1至CTn。也就是说,通过组合电流镜电路M1至Mn和电流控制驱动器203获得的设置等效于第一实施例的电流源驱动器3。
本实施例中的开关信号Φ和inv.Φ的时序与选择扫描驱动器5和电压供应驱动器6的选择时序之间的关系与第一实施例相同。此外,第三实施例中的选择扫描驱动器5和电压供应驱动器6的操作时序与第一实施例相同。因此,在第i行的复位时间段TR中,像素电路D1,1至Dm,n的第一晶体管21在第三实施例中同样导通。相应地,有机EL元件E1,1至Em,n的像素电极51、第i行的晶体管21的漏极21d、第i行的电容器24的电极24B、第i行的驱动晶体管23的源极23s、以及电流线Y1至Yn的电压设置在稳定状态,由此除去了在前一个选择时间段TSE中储存在这些寄生电容中的电荷。因此,可以在下一个选择时间段TSE中快速和精确地写色调指定电流IDATA
在第三实施例,在选择时间段TSE中数据驱动电路207同样将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn。因此,第一晶体管21具有将复位电压VR装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能以及将色调指定电流IDATA装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能。相应地,像素电路D1,1至Dm,n所需的晶体管的数量不增加。因此,当有机EL元件E1,1至Em,n形成在与像素电路D1,1至Dm,n相同的表面上时,像素P1,1至Pm,n的孔径比不会减小。
第四实施例
图12是示出根据第四实施例的有机EL显示器301的方框图,本发明的有机EL显示器应用于所述第四实施例。在图12中,与第一实施例的有机EL显示器1相同的参考标记和标号表示与有机EL显示器301相同的部件,并省略对其进行的说明。
与有机EL显示器1相似,有机EL显示器301包括有机EL显示面板2、扫描驱动电路9、和数据驱动电路307。有机EL显示面板2和扫描驱动电路9与第三实施例的有机EL显示面板2和扫描驱动电路9相同。数据驱动电路307不同于第一实施例的数据驱动电路7。
数据驱动电路307包括电流控制驱动器303、电流镜电路M1至Mn、开关元件K1至Kn和作为开关的开关元件W1至Wn
电流控制驱动器303具有n个电流端子GT1至GTn。8位数字色调图像信号输入到电流控制驱动器303。装载到电流控制驱动器303中的这个数字色调图像信号由电流控制驱动器303的内部D/A转换器转换为模拟信号。电流控制驱动器303产生具有与电流端子GT1至GTn上的模拟图像信号相对应的灌电流IL3。电流控制驱动器303根据该图像信号在每行的每个选择时间段TSE中控制电流端子GT1至GTn上的灌电流IL3的电流值,并在从每个复位时间段TR结束到相应选择时间段TSE结束的时间段内保持灌电流IL3的电流值恒定。由电流控制驱动器303输送的灌电流IL3大于由第一实施例的电流源驱动器3输送的色调指定电流IDATA,并与流过晶体管362(后面将说明)的色调指定电流IDATA成比例。
电流镜电路M1至Mn将流过电流端子GT1至GTn的灌电流IL3转换为色调指定电流IDATA。电流镜电路M1至Mn中的每一个具有两个晶体管361和362。在电流镜电路Mj中,晶体管361的栅极连接到晶体管362的栅极,并且晶体管361的漏极连接到电流端子和晶体管361和362的栅极。晶体管362的漏极连接到电流线Yj。晶体管361和362的源极连接到公共电压端子344。恒定电压VCC施加到电压端子344。恒定电压VCC的电平低于色调指定电流参考电压VLOW和参考电压VSS。当参考电压VSS或色调指定电流参考电压VLOW为0[V]时,如在第一实施例中那样,恒定电压VCC是负电压。
色调指定电流IDATA的电流值基本上是通过将晶体管362的沟道电阻与晶体管361的沟道电阻的比值乘以晶体管361的漏极到源极中的灌电流IL3的电流值而获得的值。也就是说,通过组合电流镜电路M1至Mn和电流控制驱动器303获得的设置等效于电流源驱动器。
晶体管的漏极或开关元件W1至Wn连接到电流端子GT1至GTn并连接到电流镜电路M1至Mn的晶体管361的漏极和栅极。开关元件W1至Wn的源极连接到电压端子344。开关元件W1至Wn的栅极连接到开关信号输入端42。开关元件W1至Wn切换将恒定电压VCC施加到电流镜电路M1至Mn的晶体管361的漏极。注意,开关元件W1至Wn还可以结合到电流控制驱动器303中。
本实施例中的开关信号的时序以及选择扫描驱动器5和电压供应驱动器6的的选择时序之间的关系与第一实施例相同。
因此,在第i行的选择时间段TSE的初始部分中的复位时间段TR中,晶体管W1至Wn导通,因而晶体管361的源极和漏极的电压变得彼此相等。相应地,在选择时间段TSE的复位时间段TR之后,可以消除电流镜电路M1至Mn的寄生电容对电流线Y1至Yn的影响。
在开关元件K1至Kn中的每一个开关元件中,漏极和源极之一连接到复位输入端41,漏极和源极中的另一个连接到电流线Y1至Yn中的相应一个,并且栅极连接到开关信号输入端42。开关元件K1至Kn切换将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn。复位电压VR设置为0[V]。注意,在电流线Y1至Yn中的每一个和晶体管362之间的连接部分的相对侧上,开关元件K1至Kn中的相应一个的漏极和源极中的另一个也可以连接到电流线Y1至Yn中的相应一个,并且开关元件K1至Kn也可以形成在有机EL显示面板2上。
在第i行的选择时间段TSE初始部分中的复位时间段TR中,开关元件K1至Kn导通,因而像素电极51和电流线Y1至Yn电传导到复位输入端41,从而施加接地的复位电压VR。因此,在第i行的复位时间段TR刚刚开始之后,就可以除去储存在电流线Y1至Yn的寄生电容中的电荷、储存在像素电极51的寄生电容中的电荷、储存在电容器24的电极24B的寄生电容中的电荷、以及储存在驱动晶体管23的源极23的寄生电容中的电荷。相应地,可以精确和快速地输送具有非常小的电流值的色调指定电流IDATA。在复位时间段TR之后,开关元件K1至Kn和W1至Wn截止,并且具有与该色调相对应的电流值的电流流过电流控制驱动器303的电流端子GT1至GTn。因此,由电流镜电路M1至Mn调制的色调指定电流IDATA流过电流线Y1至Yn和驱动晶体管23。
在第四实施例中,数据驱动电路307在选择时间段TSE中将复位电压VR施加到电流线Y1至Yn。因此,第一晶体管21具有将复位电压VR装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能以及将色调指定电流IDATA装载到像素电路D1,1至Dm,n中的每一个中的开关元件的功能。相应地,像素电路D1,1至Dm,n所需的晶体管的数量没有增加。因此,当有机EL元件E1,1至Em,n形成在与像素电路D1,1至Dm,n相同的表面上时,像素P1,1至Pm,n的孔径比没有减小。
本发明不限于上述实施例,并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做各种改进和设计改变。
例如,在上述每个实施例中使用有机EL元件作为发光元件。然而,也可以使用具有整流特性的另一发光元件。也就是说,还可以使用如下发光元件:如果施加反向偏置电压则没有电流流过,以及如果施加正向偏置电压则有电流流过,并且该发光元件以与流动的电流的电流值相对应的亮度进行发光。具有整流特性的发光元件的例子是LED(发光二极管)。
另外,电压供应驱动器6的色调指定电流参考电压VLOW也可以设置在与图4所示的最大亮度色调相对应的EL负载边界线的右侧上,只要一部分或全部色调指定电流IDATA在选择时间段TSE中不流过有机EL元件即可。

Claims (15)

1、一种显示器件,包括:
多条选择扫描线;
多条电流线;
选择扫描驱动器,分别在一个帧周期的每个选择时间段内,依次选择一次所述多条选择扫描线;
数据驱动电路,在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线,并在所述选择时间段内施加所述复位电压之后,在所述选择时间段的第二部分中将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流输送给所述多条电流线;以及
多个像素电路,分别连接到所述多条选择扫描线和所述多条电流线,并在所述选择时间段后输送具有与流过所述多条电流线的所述指定电流的电流值相对应的电流值的驱动电流,
其中,所述数据驱动电路具有开关,该开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将所述复位电压施加到所述多条电流线的状态。
2、根据权利要求1所述的器件,其中所述数据驱动电路包括:
电流源驱动器,在所述选择时间段内由所述开关施加所述复位电压之后,将具有与所述图像信号相对应的电流值的所述指定电流输送给所述多条电流线。
3、根据权利要求1所述的器件,其中
在所述选择时间段中,所述多个像素电路中的每一个装载流过所述多条电流线的所述指定电流,并且储存根据所述指定电流的电流值而转换的电压的电平,以及
在所述选择时间段之后,所述多个像素电路中的每一个切断流过所述多条电流线的所述指定电流,并输送与根据所述指定电流而转换的电压的电平相对应的驱动电流。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的器件,还包括多个发光元件,这些发光元件设置在所述多条选择扫描线和所述多条电流线的交叉处,以与驱动电流的电流值相对应的亮度发光,并且每个所述发光元件具有两个电极,其中一个电极连接到所述多个像素电路中的相应一个上。
5、根据权利要求4所述的器件,其中由所述数据驱动电路施加的所述复位电压设置为等于或低于所述发光元件的另一个电极的电压。
6、根据权利要求1所述的器件,还包括:
多条电压供给线;以及
电压供应驱动器,与所述选择扫描驱动器依次选择所述多条选择扫描线同步,来依次选择所述多条电压供应线。
7、根据权利要求6所述的器件,其中每个所述像素电路包括:
第一晶体管,具有栅极、以及漏极和源极,其中该栅极连接到所述选择扫描线,该漏极和源极中的一个连接到所述电流线;
第二晶体管,具有栅极、以及漏极和源极,其中该栅极连接到所述选择扫描线,该漏极和源极中的一个连接到所述电压供应线;
驱动晶体管,具有栅极、以及漏极和源极,其中该栅极连接到所述第二晶体管的所述漏极和源极中的另一个,该漏极和源极中的一个连接到所述电压供应线,并且该漏极和源极中的另一个连接到所述第一晶体管的所述漏极和源极中的另一个上;以及
电容器,通过保持所述驱动晶体管的栅极与源极和漏极中的一个之间的电压来储存该电压。
8、根据权利要求7所述的器件,还包括设置在所述多条选择扫描线和所述多条电流线的交叉处的多个发光元件,这些发光元件以与驱动电流的电流值相对应的亮度发光,并且每个所述发光元件具有两个电极,其中一个电极连接到所述多个像素电路中的相应一个上,以及
其中所述发光元件的另一个电极连接到所述驱动晶体管的所述漏极和源极中的另一个上。
9、根据权利要求8所述的器件,其中
在所述选择时间段中,所述第一晶体管将所述指定电流从所述电压供应线经所述驱动晶体管的漏极到源极通路输送给所述电流线,所述驱动晶体管将所述指定电流的电流值转换为栅极与源极和漏极中的一个之间的电压的电平,并且所述电容器储存所转换的电压的电平,以及
在所述选择时间段之后,所述驱动晶体管将具有与由所述电容器储存的所述栅极与源极和漏极中的一个之间的电压的电平相对应的电流值的驱动电流输送给所述发光元件。
10、根据权利要求8所述的器件,其中将由所述电压供应驱动器在所述选择时间段中施加到所述电压供应线的电压设置成不高于所述发光元件的另一个电极的电压,并且将在所述选择时间段之后由所述电压供应驱动器施加到所述电压供应线的电压设置成高于所述发光元件的另一个电极的所述电压。
11、一种显示器件,包括:
多条选择扫描线;
多条电流线;
多个发光元件,设置在所述多条选择扫描线和所述多条电流线的交叉处,并以与驱动电流的电流值相对应的亮度发光;
选择扫描驱动器,分别在一个帧周期的每个选择时间段内,依次选择一次所述多条选择扫描线;
数据驱动电路,在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线,并在所述选择时间段内施加所述复位电压之后,在所述选择时间段的第二部分中将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流施加到所述多条电流线;以及
多个像素电路,分别连接到所述多条选择扫描线和所述多条电流线,并在所述选择时间段内使所述多条电流线和所述多个发光元件彼此电连接,
其中,所述数据驱动电路具有开关,该开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线的状态。
12、一种有源矩阵驱动显示器件的数据驱动电路,包括:连接到多条选择扫描线和多条电流线的多个发光元件、分别在一个帧周期的每个选择时间段内依次选择一次所述多条选择扫描线的选择扫描驱动器、以及连接到各所述多个发光元件的多个像素电路,
其中所述数据驱动电路还具有开关,该开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线的状态,
所述开关切换到在所述选择时间段的第一部分中将复位电压施加到所述多条电流线的状态,并且在所述选择时间段内施加所述复位电压之后,在所述选择时间段的第二部分中将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流输送给所述多条电流线。
13、根据权利要求12所述的电路,还包括:
电流源驱动器,在所述选择时间段内由所述开关施加所述复位电压之后,将具有与所述图像信号相对应的电流值的所述指定电流输送给所述多条电流线。
14、一种显示面板驱动方法,包括:
选择步骤,分别在一个帧周期内依次选择一次显示面板的多条选择扫描线,该显示面板包括分别连接到所述多条选择扫描线和多条电流线的多个像素电路以及设置在所述多条选择扫描线和所述多条电流线的交叉处的多个发光元件,每个所述发光元件以与流过所述电流线的电流的电流值相对应的亮度发光;以及
复位步骤,在选择所述多条选择扫描线中的每一个的时间段的第一部分中,将复位电压施加到所述多条电流线。
15、根据权利要求14所述的方法,还包括:
在所述复位步骤之后的指定电流供应步骤,将具有与图像信号相对应的电流值的指定电流输送给所述多条电流线,并在所述多个像素电路中储存流过所述多条电流线的所述指定电流的电流值;以及
在所述指定电流供给步骤之后的发光步骤,允许所述多个像素电路将具有与所述指定电流的储存电流值相对应的电流值的驱动电流输送给所述多个发光元件。
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