CN100524416C - 像素电路、有源矩阵装置和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有对电光元件的特性变化以及晶体管的阈值电压变化进行补偿的功能的像素电路，该像素电路由减少了数目的组成元件形成。像素电路包括电光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，其中薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管以及第一和第二检测晶体管。采样晶体管对来自信号线的输入信号进行采样，并提供其以使其被保持在保持电容器中。驱动晶体管响应于所保持的信号电势，用电流来驱动电光元件。第一和第二检测晶体管检测驱动晶体管的阈值电压，并且将所检测到的电压提供到保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

Description

像素电路、有源矩阵装置和显示装置

技术领域

本发明涉及一种像素电路，其中针对每个像素布置的负载元件由电流驱动，并且还涉及一种矩阵装置，其中多个像素电路以矩阵形式布置，具体地说，涉及一种有源矩阵装置，其中要提供给负载元件的电流流量由每个像素电路中配备的绝缘栅类型场效应晶体管控制。本发明还涉及一种有源矩阵类型的显示装置，其包括诸如有机EL元件之类的其亮度由电流值控制的电光元件作为负载元件。

背景技术

在诸如液晶显示装置之类的图像显示装置中，大量的液晶元件被并列布置在矩阵中，并且响应于要被显示的图像信息，针对每个像素控制进入光的透射强度或反射强度，从而显示图像。虽然这种方法类似地也适用于使用不同于液晶元件的有机EL元件或类似装置作为像素的有机EL显示装置，但是有机EL元件是自发光元件。因此，有机EL显示装置的有利之处在于：其上显示的图像的可见度要高于在液晶显示装置上显示的图像，并且不需要背光，而且响应速度高。另外，有机EL显示装置与液晶显示装置的很大差别在于每个发光元件的亮度级别(灰度)是电流受控类型的，其中亮度级别可以由流经其的电流值控制。

对于有机EL显示装置，与液晶显示装置类似，可用的两种不同驱动方法包括简单矩阵类型驱动方法和有源矩阵类型驱动方法。前者的问题在于虽然其结构简单，但是难以实现大尺寸和高清晰度的显示装置。因此，使用有源矩阵类型驱动方法的有机EL显示装置的开发正在积极进行。根据有源矩阵类型驱动方法，流入每个像素电路内的发光元件的电流由像素电路中配备的有源元件(通常是薄膜晶体管：TFT)控制。

例如，在日本专利特开No.2003-255856和No.2003-271095中公开了上述这种类型有机EL显示装置。

图10示出了示例性的有机EL显示装置的配置。参考图10，所示的显示装置100包括像素阵列部分102、水平选择器(HSEL)103、写扫描器(WSCN)104和驱动扫描器(DSCN)105，其中在像素阵列部分102中像素电路(PXLC)排列成m×n的矩阵。显示装置100还包括信号线DTL101至DTL10n、扫描线WSL101至WSL10m和扫描线DSL101至DSL10m，其中信号线DTL101至DTL10n用于被水平选择器103选中，从而向其提供基于亮度信息的信号，扫描线WSL101至WSL10m用于被写扫描器104选择性地驱动，扫描线DSL101至DSL10m用于被驱动扫描器105选择性地驱动。

图11示出了图10所示像素电路的配置的示例。参考图11，所示的像素电路101基本上是使用p沟道类型的薄膜场效应晶体管(后文中称为TFT)形成的。具体地说，像素电路101包括驱动TFT111、开关TFT112、采样TFT 115、有机EL元件117和保持电容器C111。由上述这些元件形成的像素电路101被布置在信号线DTL101与扫描线WSL101和扫描线DSL101的交点处。信号线DTL101连接到采样TFT 115的漏极，而扫描线WSL101连接到采样TFT115的栅极，并且另一扫描线DSL101连接到开关TFT 112的栅极。

驱动TFT 111、开关TFT 112和有机EL元件117串联连接在电源电势Vcc和地电势GND之间。具体地说，驱动TFT 111的源极连接到电源电势Vcc，并且有机EL元件117(发光元件)的负极连接到地电势GND。因为有机EL元件117通常具有整流作用，所以用二极管的标记来表示它。同时，采样TFT 115和保持电容器C111连接到驱动TFT 111的栅极。驱动TFT 111的栅极—源极电压由Vgs表示。

在像素电路101的操作中，首先使扫描线WSL101处于选中状态(这里，低电平)，并且将信号施加到信号线DTL101。随即，使采样TFT115导通，从而信号被写入保持电容器C111。写在保持电容器C111中的信号电势用作驱动TFT111的栅极电势。然后，使扫描线WSL101处于非选中状态(这里，高电平)。从而，信号线DTL101和驱动TFT 111彼此在电气上断开。然而，保持电容器C111稳定地保持驱动TFT 111的栅极电势Vgs。此后，使另一扫描线DSL101处于选中状态(这里，低电平)。从而，使得开关TFT 112导通，并且驱动电流通过TFT 111和112以及发光元件117从电源电势Vcc流向地电势GND。然后，当使扫描线DSL101处于非选中状态时，切断了开关TFT 112，并且驱动电流不再流动。插入开关TFT 112是为了控制发光元件117的发光时间。

流经TFT 111和发光元件117的电流的值对应于驱动TFT 111的栅极—源极电压Vgs，并且发光元件117持续发出亮度与电流值相对应的光。这种选中扫描线WSL101以将施加于信号线DTL101的信号传输到像素电路101内部的操作在后文中称为“写入”。如果如上所述执行一次信号的写入，则发光元件117在一段时间中持续发出固定亮度的光，直至随后对有机EL元件117执行写入。

如上所述，通过响应于输入信号，调节施加于用作驱动晶体管的TFT111的栅极的电压，来控制流向发光元件117的电流值。此时，因为p沟道驱动晶体管111的源极连接到电源电势Vcc，所以TFT 111一般工作在饱和区。从而，驱动晶体管111用作具有由如下表达式(1)所给出的电流值的电流源：

Ids＝(1/2)·μ·(W/L)·Cox·(Vgs-Vth)²… (1)

其中Ids是在工作于饱和区的晶体管的漏极—源极之间流动的电流，μ是迁移率，W是沟道宽度，L是沟道长度，Cox是栅极电容，Vth是晶体管的阈值。从表达式(1)可以清楚看到，在晶体管的饱和区中，晶体管的漏极电流Ids由栅极—源极电压Vgs控制。因为图9所示的驱动晶体管111的栅极—源极电压Vgs保持固定，所以驱动晶体管111作为恒流源工作，并且可以使发光元件117发出固定亮度的光。

图12是图示了有机EL元件的电流—电压(I-V)特性的老化的曲线图。在该曲线图中，实线表示的曲线表示初始状态时的特性，由虚线表示的另一曲线表示老化后的特性。从曲线图中可以看到，通常，有机EL元件的I-V特性随时间恶化。然而，在图11所示的像素电路中，因为驱动晶体管被恒定电流驱动，所以漏极电流Ids持续流过有机EL元件，并且即使有机EL元件的I-V特性恶化，有机EL元件的发光亮度也不会随时间恶化。

发明内容

虽然图11所示的像素电路是使用p沟道TFT形成的，但是如果其在其他情况下可以是使用n沟道TFT形成的，则可以将传统的非晶态硅(a-Si)工艺应用于TFT产品。这可以减少TFT衬底的成本，并且有望开发使用n沟道TFT形成的像素电路。

图13是示出了其中图11所示的像素电路的p沟道TFT被n沟道TFT代替的配置的电路图。参考图13，所示的像素电路101包括n沟道TFT111、112和115、保持电容器C111和作为发光元件的有机EL元件117。TFT 111是驱动晶体管，TFT 112是开关晶体管，而TFT115是采样晶体管。另外，在图13中，标号DTL101表示信号线，标号DSL101和WSL101每个都表示扫描线。另外，在像素电路101中，作为驱动晶体管的TFT 111的漏极连接到电源电势Vcc，并且TFT 111的源极连接到有机EL元件117的正极，由此形成源跟随电路(source follower circuit)。

图14是图示了图13所示的像素电路的操作的时序图。参考图14，如果选择脉冲施加于扫描线WSL101，则采样TFT 115被导通，并且对来自信号线DTL101的信号进行采样，并将其写入到保持电容器C111中。因而，驱动TFT 111的栅极电势被保持在所采样的信号电势。这种采样操作是按行连序进行的。具体地说，在选择脉冲施加于第一行的扫描线WSL101之后，另一选择脉冲施加于第二行的扫描线WSL102，此后，在每一个水平周期(1H)内选中一行的像素。因为扫描线DSL101也是在扫描线WSL101选中同时被选中的，所以开关TFT 112接通。从而，驱动电流通过驱动TFT 111和开关TFT 112流入发光元件117，从而从发光元件117发出光。在一个场周期(1f)中间，使扫描线DSL101处于非选中状态，因此开关TFT 112被切断。从而停止发光。扫描线DSL101控制占用一个场周期的发光时间段(占空)。

图15A是图示了初始状态中驱动晶体管111和EL元件117的工作点的曲线图。参考图15A，横坐标表示驱动晶体管111的漏极—源极电压Vds，纵坐标表示漏极电流Ids。如图15A所示，源极电势取决于驱动晶体管111和EL元件117的工作点，并且源极电势的电压具有取决于栅极电压而不同的值。因为驱动晶体管111在饱和区中被驱动，所以提供了这样的漏极电流Ids，该电流的电流值是上文给出的表达式(1)在与工作点的源极电压相对应的栅极—源极电压下定义的。

然而，如上文所述，EL元件的I-V特性随时间而恶化。如图15B中所示，老化改变了工作点，即使施加了相等的栅极电压，晶体管的源极电压也会改变。从而，驱动晶体管111的栅极—源极电压Vgs改变，并且流过的电流值也变化。同时，流经EL元件117的电流值也改变。这样，图13所示的源跟随配置的像素电路需要解决这样的问题：如果有机EL元件的I-V特性改变，则有机EL元件的发光亮度也随时间改变。

还要注意，为了消除上述问题，也可以将驱动TFT111和EL元件117颠倒布置。具体地说，根据刚刚提到的可能电路配置，驱动晶体管111的源极连接到地电势GND，并且驱动晶体管111的漏极连接到EL元件117的负极，而EL元件117的正极连接到电源电势Vcc。在所述电路配置中，驱动晶体管111的源极电势是固定的，并且驱动晶体管111作为恒流源工作，这与上文中参考图11所描述的p沟道TFT配置的像素电路相类似。从而，同样可以防止由于EL元件的I-V特性恶化而导致的亮度变化。然而，根据该电路配置，必须将驱动晶体管连接到EL元件的负极一侧。这种负极连接需要开发新颖的正极电极和负极电极，而在当前的技术条件下这被认为是非常困难的。从前述情形可以看出，传统技术不能使得使用n沟道晶体管并且不出现亮度变化的有机EL显示装置投入实用。

在有源矩阵类型的有机EL显示装置中，除了EL元件的特性变化之外，形成像素电路的n沟道TFT的阈值电压也随时间变化。从上文给出的表达式(1)可以清楚看到，如果驱动晶体管的阈值电压Vth变化，则漏极电流Ids改变。从而，必须解决发光亮度随阈值电压Vth的变化而变化这种问题。

因此，希望提供这样一种像素电路，通过使用这种像素电路，即使诸如发光元件之类的电流驱动类型的负载元件(电光元件，例如有机EL元件)的I-V特性随时间变化，要发出的光的亮度也可以保持固定。

还希望提供这样一种像素电路，其中即使形成该像素电路的晶体管的阈值电压随时间变化，也可以稳定驱动负载元件。

还希望提供这样一种像素电路，其具有补偿负载元件的特性变化的功能，并且具有补偿晶体管的阈值电压变化的功能，其中提供补偿功能所必需的电路组件的数目被最大程度地减少。

为了达到上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种布置于一组扫描线和信号线彼此相交的交点处的像素电路，其中该组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线，包括：电光元件；保持电容器；和五个n沟道薄膜晶体管，其中薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；其中所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间；所述电光元件连接在所述驱动晶体管的源极和预定的负极电势之间；所述第一检测晶体管连接在所述驱动晶体管的源极和第一地电势之间；所述第二检测晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和第二地电势之间；所述采样晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和所述信号线之间；所述开关晶体管连接在所述驱动晶体管的漏极和预定的电源电势之间；当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号采样，并提供所采样的输入信号，以使其保持到所述保持电容器中；所述驱动晶体管响应于所述保持电容器所保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以从所述电源电势向所述驱动晶体管提供电流；并且当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

根据本发明的另一实施例，提供了一种有源矩阵装置，包括：沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；沿列延伸的多条信号线；和以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中每个所述像素包括电光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间；所述电光元件连接在所述驱动晶体管的源极和预定的负极电势之间；所述第一检测晶体管连接在所述驱动晶体管的源极和第一地电势之间；所述第二检测晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和第二地电势之间；所述采样晶体管连接在所述驱动晶体管的所述栅极和所述信号线之间；所述开关晶体管连接在所述驱动晶体管的漏极和预定的电源电势之间；当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号采样，并提供所采样的输入信号，以使其保持到所述保持电容器中；所述驱动晶体管响应于所述保持电容器所保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以从所述电源电势向所述驱动晶体管提供电流；并且当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

根据本发明的另一实施例，提供了一种显示装置，包括：沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；沿列延伸的多条信号线；和以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中每个所述像素包括有机电致发光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间；所述有机电致发光元件连接在所述驱动晶体管的源极和预定的负极电势之间；所述第一检测晶体管连接在所述驱动晶体管的源极和第一地电势之间；所述第二检测晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和第二地电势之间；所述采样晶体管连接在所述驱动晶体管的所述栅极和所述信号线之间；所述开关晶体管连接在所述驱动晶体管的漏极和预定的电源电势之间；当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号采样，并提供所采样的输入信号，以使其保持到所述保持电容器中；所述驱动晶体管响应于所述保持电容器所保持的信号电势，用电流来驱动所述有机电致发光元件；当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以从所述电源电势向所述驱动晶体管提供电流；并且当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述有机电致发光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

根据本发明的另一实施例，提供了一种布置于一组扫描线和信号线彼此相交的交点处的像素电路，其中该组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线，包括：电光元件；保持电容器；和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；其中所述驱动晶体管在其栅极处连接到输入节点，在其源极处连接到输出节点，并且在其漏极处连接到预定的电源电压；所述电光元件连接在所述输出节点和预定的负极电势之间；所述保持电容器连接在所述输出节点和所述输入节点之间；所述采样晶体管连接到所述输入节点和所述信号线；所述第一检测晶体管连接在所述输出节点和第一地电势之间；所述第二检测晶体管连接在所述输入节点和第二地电势之间；所述开关晶体管插入在所述输入节点和所述驱动晶体管的栅极之间；当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号采样，并提供所采样的输入信号，以使其保持到所述保持电容器中；当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以将所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管响应于所述保持电容器所保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；并且当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

根据本发明的另一实施例，提供了一种有源矩阵装置，包括：沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；沿列延伸的多条信号线；和以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中每个所述像素包括电光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；所述驱动晶体管在其栅极处连接到输入节点，在其源极处连接到输出节点，并且在其漏极处连接到预定的电源电压；所述电光元件连接在所述输出节点和预定的负极电势之间；所述保持电容器连接在所述输出节点和所述输入节点之间；所述采样晶体管连接到所述输入节点和所述信号线；所述第一检测晶体管连接在所述输出节点和第一地电势之间；所述第二检测晶体管连接在所述输入节点和第二地电势之间；所述开关晶体管插入在所述输入节点和所述驱动晶体管的栅极之间；当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号采样，并提供所采样的输入信号，以使其保持到所述保持电容器中；当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以将所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管响应于所述保持电容器所保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；并且当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

根据本发明的另一实施例，提供了一种显示装置，包括：沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；沿列延伸的多条信号线；和以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中每个所述像素包括有机电致发光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；所述驱动晶体管在其栅极处连接到输入节点，在其源极处连接到输出节点，并且在其漏极处连接到预定的电源电压；所述有机电致发光元件连接在所述输出节点和预定的负极电势之间；所述保持电容器连接在所述输出节点和所述输入节点之间；所述采样晶体管连接到所述输入节点和所述信号线；所述第一检测晶体管连接在所述输出节点和第一地电势之间；所述第二检测晶体管连接在所述输入节点和第二地电势之间；所述开关晶体管插入在所述输入节点和所述驱动晶体管的栅极之间；当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号采样，并提供所采样的输入信号，以使其保持到所述保持电容器中；当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以将所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管响应于所述保持电容器所保持的信号电势，用电流来驱动所述有机电致发光元件；并且当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述有机电致发光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

根据本发明，像素电路包括电光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，其中薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管。像素电路具有保持电容器的自举功能，因此，即使诸如发光元件之类的电流驱动类型的电光元件的I-V特性随时间变化，发光亮度也可以保持固定。另外，由第一和第二检测晶体管检测驱动晶体管的阈值电压，并且由电路装置来补偿驱动晶体管的阈值电压的变化。从而，可以稳定地驱动电磁元件。具体地说，像素电路由一个保持电容器和五个晶体管组成，并且具有包括最小数目的电路元件的合理配置。因为组成元件的数目小，所以提高了产量，并可以预期成本减少。另外，根据本发明，开关晶体管连接在输入节点和驱动晶体管的栅极之间。从而，驱动晶体管可以直接连接到电源电势，不需要插入开关晶体管，因此，可以消除过多的功耗。另外，因为开关晶体管连接到驱动晶体管的栅极，所以不需要高电流供应能力，从而可以预期实现小型化。

结合附图，从下面的描述以及所附权利要求中，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将变得清楚，在附图中，相似的部件或元件由相似的标号表示。

附图说明

图1是示出了像素电路的示例的框图；

图2A至图2F是图示了图1所示的像素电路的操作的电路图；

图3A至图3F是图示了图1所示的像素电路的操作的时序图；

图4是示出了像素电路的另一示例的电路图；

图5是图示了图4所示的像素电路的操作的时序图；

图6是示出了应用了本发明的像素电路的配置的电路图；

图7是图示了图6所示的像素电路的操作的时序图；

图8是示出了应用了本发明的另一像素电路的配置的电路图；

图9是图示了图8所示的像素电路的操作的时序图；

图10是示出了传统的有机EL显示装置的配置的框图；

图11是示出了传统像素电路的示例的电路图；

图12是图示了EL元件的特性老化的曲线图；

图13是示出了传统像素电路的另一示例的电路图；

图14是图示了图13所示的像素电路的操作的时序图；

图15A和图15B是图示了驱动晶体管和EL元件的工作点的曲线图。

具体实施方式

现在参考附图详细描述本发明的优选实施例。为了描述方便，首先描述具有发光元件特性变化补偿功能(自举功能(bootstrap function))的像素电路，然后描述另外具有驱动晶体管阈值电压变化补偿功能的另一像素电路，其中所述发光元件作为负载元件。此后，描述具有上述补偿功能同时又是由最少数目的电路组件组成的更多像素电路。图1示出了包括有具有自举功能(对作为电光元件的发光元件的特性变化的补偿功能)的像素电路的显示装置的配置。应该注意，在本专利申请的受让人于2003年5月23日在日本提交的日本专利申请No.2003-146758中公开了图1所示的电路配置。

参考图1，所示的显示装置100包括像素阵列部分102、水平选择器(HSEL)103、写扫描器(WSCN)104和驱动扫描器(DSCN)105，其中在像素阵列部分102中像素电路(PXLC)101排列成矩阵。显示装置100还包括信号线DTL101至DTL10n、扫描线WSL101至WSL10m和扫描线DSL101至DSL10m，其中信号线DTL101至DTL10n用于被水平选择器103选中，从而向其提供基于亮度信息的信号，扫描线WSL101至WSL10m用于被写扫描器104选择性地驱动，扫描线DSL101至DSL10m用于被驱动扫描器105选择性地驱动。应该注意，为了简化图示，图1中示出了一个像素电路的具体配置。

像素电路101包括n沟道TFT 111至115、电容器C111、由有机EL元件(OLED：有机发光二极管)形成的发光元件117和节点ND111及ND112。另外，在图1中，标号DTL101表示信号线，WSL101表示扫描线，DSL101表示另一扫描线。在这些组件中，TFT 111用作驱动场效应晶体管，采样TFT 115用作第一开关，TFT 114用作第二开关，电容器C111用作保持电容元件。

在像素电路101中，发光元件(OLED)117插入在TFT 111的源极和地电势GND之间。更具体地说，发光元件117的正极连接到TFT 111的源极，发光元件117的负极一侧连接到地电势GND。节点ND111是由发光元件117的正极和TFT 111的源极之间的连接点形成的。TFT 111的源极连接到TFT 114的漏极以及电容器C111的第一电极，并且TFT 111的栅极连接到节点ND112。TFT 114的源极连接到固定电势(在本实施例中，连接到地电势GND)，并且TFT 114的栅极连接到扫描线DSL101。电容器C111的第二电极连接到节点ND112。采样TFT 115的源极和漏极分别连接到信号线DTL101和节点ND112。TFT 115的栅极连接到扫描线WSL101。

这样，根据本实施例的像素电路101被如此配置：电容器C111连接在用作驱动晶体管的TFT 111的栅极和源极之间，以致TFT 111的源极电势通过用作开关晶体管的TFT 114连接到固定电势。

现在，参考图2A至图2F以及图3A至图3F主要结合像素电路的操作来描述具有上述配置的显示装置100的操作。应该注意，图3A图示了施加于像素阵列第一行的扫描线WSL101的扫描信号ws[1]；图3B图示了施加于像素阵列第二行的扫描线WSL102的另一扫描信号ws[2]；图3C图示了施加于像素阵列第一行的扫描线DSL101的驱动信号ds[1]；图3D图示了施加于像素阵列第二行的扫描线DSL102的另一驱动信号ds[2]；图3E图示了TFT 111的栅极电势Vg(节点112)；图3F图示了TFT 111的源极电势Vs(节点ND111)。

首先，在EL发光元件117的普通发光状态中，送往扫描线WSL101、WSL102、…的扫描信号ws[1]、ws[2]、…被写扫描器104选择性地设置为低电平，送往扫描线DSL101、DSL102、…的驱动信号ds[1]、ds「2]、…被驱动扫描线105选择性地设置为低电平，如图3A至图3D所示。结果，在像素电路101中，TFT 115和TFT 114被保持在切断状态，如图2A所示。

然后，在EL发光元件117的非发光期内，送往扫描线WSL101、WSL102、…的扫描信号ws[1]、ws[2]、…被写扫描器104保持在低电平，送往扫描线DSL101、DSL102、…的驱动信号ds[1]、ds[2]、…被驱动扫描线105选择性地设置为高电平，如图3A至图3D所示。结果，在像素电路101中，TFT 114被接通，而TFT115被保持在切断状态，如图2B所示。于是，电流流经TFT 114，并且TFT 111的源极电势Vs下降到地电势GND，如图3F所示。因此，施加于发光元件117的电压也下降到0V，并且使得发光元件117处于非发光状态。

此后，当送往扫描线DSL101、DSL102、…的驱动信号ds[1]、ds「2]、…被驱动扫描器105保持在高电平时，送往扫描线WSL101、WSL102、…的扫描信号ws[1]、ws[2]、…被写扫描器104选择性地设置为高电平，如图3A至图3D所示。结果，在像素电路101中，当TFT 114被保持在接通状态时，使得TFT 115处于接通状态，如图2C所示。从而，由水平选择器103传送到信号线DTL101的输入信号(Vin)被写入到作为保持电容器的电容器C111中。此时，因为作为驱动晶体管的TFT 111的源极电势Vs等于地电势电平(GND电平)，所以TFT 111的栅极和源极之间的电势差等于输入信号的信号Vin。

此后，在发光元件117的非发光期内，当送往扫描线DSL101、DSL102、…的驱动信号ds[1]、ds[2]、…被驱动扫描器105保持在高电平时，送往扫描线WSL101、WSL102、…的扫描信号ws[1]、ws[2]、…被写扫描器104选择性地设置为低电平，如图3A至图3D所示。结果，在像素电路101中，使得TFT 115处于切断状态，如图2D所示，并且由此完成向作为保持电容器的电容器C111的输入信号写入。

此后，送往扫描线WSL101、WSL102、…的扫描信号ws[1]、ws[2]、…被写扫描器104保持在低电平，送往扫描线DSL101、DSL102、…的驱动信号ds[1]、ds[2]、…被驱动扫描线105选择性地设置为低电平，如图3A至图3D所示。结果，在像素电路101中，使得TFT114处于切断状态，如图2E所示。在TFT 114处于切断状态后，作为驱动晶体管的TFT 111的源极电势Vs升高，并且电流也流向发光元件117。

虽然TFT 111的源极电势Vs变化，但是栅极—源极电压正常地保持在电压Vin，如图3E和3F所示。此时，因为作为驱动晶体管的TFT 111工作于饱和区，所以流经TFT 111的电流值Ids取决于TFT 111的栅极—源极电压Vin。电流Ids还类似地流向发光元件117，从而，发光元件117发光。图2F中示出了发光元件117的等效电路，从而，节点ND111处的电势上升为这样的栅极电势，在该栅极电势下电流Ids流过EL发光元件117。随着电势以这种方式上升，节点ND112处的电势通过电容器C111(保持电容器)也类似地上升。从而，TFT 111的栅极—源极电压保持在电压Vin，如上文所述。

通常，EL发光元件的I-V特性随着其发光时间的增加而恶化。因此，即使驱动晶体管提供了相等值的电流，施加于EL发光元件的电势也会变化，并且节点ND111处的电势会下降。然而，在本电路中，因为节点ND111处的电势下降，同时驱动晶体管的栅极—源极电压保持固定，所以要流向驱动晶体管(TFT 111)的电流不改变。从而，流向EL发光元件的电流也不改变，并且即使EL发光元件的I-V特性恶化，与输入电压Vin相对应的电流也继续流动。

如上所述，在用作像素电路的参考的本构成中，作为驱动晶体管的TFT 111的源极连接到发光元件117的正极，而TFT 111的漏极连接到电源电势Vcc，并且电容器C111连接在TFT 111的栅极和源极之间，从而TFT 111的源极电势通过作为开关晶体管的TFT 114连接到固定的电势。从而，可以预期下列优点。具体地说，即使EL发光元件的I-V特性随时间变化，也可以获得没有亮度恶化的源跟随输出。另外，可以实现n沟道晶体管的源跟随电路，并且可以在使用n沟道晶体管作为EL发光元件的驱动元件的同时使用现有正极和负极电极。另外，可以只用n沟道晶体管来形成像素电路的晶体管，从而可以在TFT产品中使用a-Si工艺。结果，可以预期低成本的TFT产品。

图4示出了除了具有上文参考图1所描述的自举功能之外还具有阈值电压消除功能的像素电路的配置。图4所示的像素电路与2003年6月4日在日本提交的日本专利申请No.2003-159646中公开的像素电路相同，该申请也被转让给了本专利申请的受让人。图4的像素电路基本上由其中加入了阈值电压消除电路的图1的像素电路组成。然而，扫描线WSL101代替了扫描线DSL101连接到自举电路中包括的TFT 114的栅极，以简化电路配置。基本上只需要控制自举电路中包括的TFT 114，使得TFT 114与视频信号的采样相同步地被接通和切断，因此上述这种简化是允许的。自然地，专用的扫描线DSL101可以连接到TFT 114的栅极，与图1的示例相类似。

参考图4，阈值电压消除电路基本上包括驱动晶体管111、开关晶体管112、额外开关晶体管113和电容器C111。除了阈值电压消除电路的组件之外，图4所示的像素电路包括耦合电容器C112和开关晶体管116。额外配置的开关晶体管113的源极/漏极连接在TFT 111的栅极和漏极之间。另外，开关晶体管116的漏极连接到TFT 115的漏极，并且向开关晶体管116的源极提供偏置电压Vofs。耦合电容器C112布置在TFT 115一侧的节点ND114和驱动晶体管111一侧的节点ND112之间。用于消除阈值电压(Vth)的扫描线AZL101连接到开关晶体管113和116的栅极。

图5图示了图4所示的像素电路的操作。在一个场周期内(1f)，像素电路依次执行阈值电压Vth校正、信号写入和自举操作。阈值电压Vth校正和信号写入是在1f的非发光期内执行的，而自举操作是在发光期最初执行的。另外，在阈值电压Vth校正期内，扫描线AZL101上升为高电平，而扫描线DSL101仍保持高电平。从而，开关晶体管112和113被同时接通，因此，电流流动，并且与TFT 111的栅极相连的节点ND112处的电势上升。此后，扫描线DSL101下降为低电平，从而，使得发光元件117处于非发光状态。从而，在节点ND112处积累的电荷通过开关晶体管113放电，并且节点ND112处的电势逐渐下降。然后，当节点ND112和节点ND111之间的电势差变为等于阈值电压Vth时，通过TFT111的电流停止。从图5可以清楚看到，节点ND112和节点ND111之间的电势差对应于栅极一源极电压Vgs，并且根据表达式(1)，当达到Vgs＝Vth时，电流值Ids变为等于0。结果，节点ND112和节点111之间的阈值电压Vth被电容器C111保持。

然后，扫描线WSL101在1H周期内表现为高电平，并且在该周期内，采样晶体管115导通，并且执行信号的写入。具体地说，提供给信号线DTL101的视频信号Vsig被采样晶体管115采样，并通过耦合电容器C112被写入到电容器C111中。结果，电容器C111所保持的电势Vin变为等于先前写入的阈值电压Vth与视频信号Vsig之和。然而，视频信号Vsig的输入增益不是100％，而是有一定损耗。

此后，扫描线DSL101升为高电平，并且开始发光，并且执行自举操作。从而，根据EL发光元件117的I-V特性，施加于驱动晶体管111的栅极的信号电势Vin上升了ΔV。这样，图4的像素电路向施加于驱动晶体管111的栅极的净信号分量中添加阈值电压Vth和电压ΔV。即使阈值电压Vth和电压ΔV变化，因为可以消除这种变化的影响，所以还是可以稳定地驱动发光元件117。

图6示出了应用了本发明并且组成其的元件数目相对于上文参考图4所描述的像素电路元件数目减少了的像素电路。参考图6，本像素电路101位于扫描线和信号线彼此相交的每个交点处，并且可以应用于有源矩阵类型的显示装置。虽然信号线的数目只有一条，即信号线DTL101，但是扫描线的数目是四条，包括彼此平行布置的扫描线WSL101、DSL101、AZL101a和AZL101b。像素电路101基本上由五个n沟道薄膜晶体管组成，其包括电光元件117、电容器C111、采样晶体管115、驱动晶体管111、开关晶体管112、第一检测晶体管114和第二检测晶体管113。这样，像素电路101由一个保持电容器和五个晶体管组成，并且与图4所示的像素电路相比较，电容元件的数目少了一个，并且晶体管的数目也少了一个。因为组件元件的数目较少，所以可以提高产量，并且同样地降低成本。

保持电容器C111在其一端连接到驱动晶体管111的源极，而在其另一端类似地连接到驱动晶体管111的栅极。在图6中，驱动晶体管111的栅极由节点ND112表示，并且驱动晶体管111的源极类似地由节点ND111表示。因此，保持电容器C111连接在节点ND111和节点ND112之间。电光元件117例如是由二极管结构的有机EL元件形成的，并且具有正极和负极。有机EL元件117在其正极处连接到驱动晶体管111的源极(节点ND111)，并且在其负极处连接到预定的负极电势Vcath。应该注意，有机EL元件117在其正极和负极之间包括电容分量，并且该电容分量由Cp表示。

第一检测晶体管114在其源极处连接到第一地电势Vss1，并且在其漏极处连接到驱动晶体管111的源极(节点ND111)。第一检测晶体管114还在其栅极处连接到扫描线AZL101a。第二检测晶体管113在其源极处连接到第二地电势Vss2，并且在其漏极处连接到驱动晶体管111的栅极(节点ND112)。另外，第二检测晶体管113在其栅极处连接到扫描线AZL101b。

采样晶体管115在其源极处连接到信号线DTL101，在其漏极处连接到驱动晶体管111的栅极(节点ND112)，并且在其栅极处连接到扫描线WSL101。开关晶体管112在其漏极处连接到电源电势Vcc，在其源极处连接到驱动晶体管111的漏极，并且在其栅极处连接到扫描线DSL101。扫描线AZL101a、AZL101b和DSL101与扫描线WSL101平行布置，并且在适当的定时处被外围扫描器以行序进行扫描。

当采样晶体管115被扫描线WSL101选中时，其工作来对来自信号线DTL101的输入信号Vsig采样，并且通过节点ND112使所采样的输入信号Vsig置于保持电容器C111中。驱动晶体管111响应于保持电容器C111中所保持的信号电势Vin，用电流来驱动电光元件117。当开关晶体管112被扫描线DSL101选中时，其被导通，以从电源电势Vcc向驱动晶体管111提供电流。当第一检测晶体管114和第二检测晶体管113分别被扫描线AZL101a和AZL101b选中时，它们工作来在电流驱动电光元件117之前检测驱动晶体管111的阈值电压Vth，并且将检测到的电势保持到保持电容器C111中，以便消除阈值电压Vth的影响。

作为确保像素电路101的正常操作的条件，第一地电势Vss1被设置为低于通过从第二地电势Vss2减去驱动晶体管的阈值电压Vth计算得到的电平。换言之，第一地电势Vss1被设置为满足Vss1<Vss2—Vth。另外，通过将有机EL元件117的阈值电压VthEL加到负极电势Vcath计算得到的电平被设置为高于通过从第一地电势Vss1减去驱动晶体管111的阈值电压Vth计算得到的另一电平。这由表达式Vcath+VthEL>Vss1—Vth表示。优选地，第二地电势Vss2的电平被设置为在从信号线DTL101提供的输入信号Vsig的最低电平附近的值。

参考图7的时序图详细描述图6所示的像素电路的操作。图7的时序图表示一个场(1F)开始于定时T1，结束于另一定时T6。在进入该场之前的定时T0处，扫描线WSL101、AZL101a和AZL101b具有低电平，而扫描线DSL101具有高电平。因此，开关晶体管112处于接通状态，而采样晶体管115和检测晶体管113和114成对处于切断状态。此时，驱动晶体管111响应于出现在节点ND112处的电势，提供驱动电流，以激励电光元件117发光。此时，驱动晶体管111的源极电势(节点ND111处的电势)被保持在预定的工作点。图7的时序图图示了节点ND112处的电势和节点ND111处的电势，它们分别表示了驱动晶体管111的栅极电势和源极电势的变化。

在定时T1处，扫描线AZL101a和AZL101b都从低电平上升为高电平。结果，第一检测晶体管114和第二检测晶体管113都从切断状态改变为接通状态。结果，节点ND112处的电势快速下降为第二地电势Vss2，并且节点ND111处的电势也快速下降为第一地电势Vss1。此时，因为如上文所述第一地电势Vss1和第二地电势Vss2被设置为满足Vss1<Vss2—Vth，所以驱动晶体管111保持在接通状态，并且漏极电流Ids流动。此时，因为满足Vcath+VthEL>Vss1—Vth的关系，所以有机EL元件117处于反转偏压状态，并且没有电流流过它。因此，有机EL元件117处于非发光状态。驱动晶体管111的漏极Ids电流通过处于接通状态的第一检测晶体管114流向第一地电势Vss1一侧。

然后，在定时T2处，扫描线AZL101a从高电平变为低电平，从而，第一检测晶体管114从接通状态改变为切断状态。结果，中断了流经驱动晶体管111的漏极电流Ids的电流路径，并且节点ND111处的电势逐渐上升。当节点ND111处的电势和节点ND112处的电势之间的电势差变为等于阈值电压Vth时，驱动晶体管111从接通状态改变为切断状态，并且漏极电流Ids停止。在节点ND111和节点ND112之间出现的电势差Vth被保持电容器C111保持。这样，当第一和第二检测晶体管114和113在适当的定时处分别被扫描线AZL101a和AZL101b选中时，它们就工作，并且检测驱动晶体管111的阈值电压Vth，并且将该阈值电压Vth置于保持电容器C111中。

此后，在定时T3处，扫描线AZL101b从高电平变为低电平，并且扫描线DSL101几乎在相同的定时处也从高电平变为低电平。结果，第二检测晶体管113和开关晶体管112从接通状态改变为切断状态。在图7的时序图上，从定时T2到定时T3的这段时间被表示为Vth校正期，并且在保持电容器C111中将所检测到的驱动晶体管111的阈值电压Vth保持为校正电势。

此后，在定时T4处，扫描线WSL101从低电平上升为高电平。从而，采样晶体管115被导通，并且输入电势Vin被写入到保持电容器C111中。输入电势被保持为这种形式：其被加到驱动晶体管的阈值电压Vth。结果，总是消除了驱动晶体管111的阈值电压Vth的变化，因此，这表示执行了Vth校正。应该注意，写入到保持电容器C111中的输入电势Vin由下面的表达式表示：

Vin＝Cp/(Cs+Cp)×(Vsig-Vss2)

其中，Cs是保持电容器C111的电容值，Cp是上述有机EL元件117的电容分量。通常，有机EL元件117的电容分量Cp大大高于保持电容器C111的电容值Cs。因此，输入电势Vin基本上等于Vsig—Vss2。在这种情形中，如果第二地电势Vss2被设置为在输入信号Vsig的暗电平(blacklevel)附近的值，则输入信号Vin变为基本上等于输入信号Vsig。

此后，扫描线WSL101从高电平变回低电平，由此结束对输入信号Vsig的采样。然后在定时T5处，扫描线DSL101从低电平上升为高电平，并且使得开关晶体管112处于接通状态。从而，从电源电势Vcc向驱动晶体管111提供了驱动电流，以开始有机EL元件117的发光操作。因为电流流经有机EL元件117，所以出现电压下降，并且节点ND111处的电势上升。响应于该电势上升，节点ND112处的电势也上升，从而，驱动晶体管111的栅极电势Vgs总是保持在Vin+Vth，而不管节点ND111处的电势上升。结果，有机EL元件117持续发光，其亮度对应于输入电压Vin。当扫描线AZL101a和AZL101b在该场末端的定时T6处上升时，进入下一场的阈值电压Vth校正期，并且从电光元件117的发光也停止。

图8示出了根据本发明另一实施例的像素电路。参考图8，本像素电路101布置在扫描线和信号线彼此相交的每个交点处，并且可以应用于有源矩阵类型的显示装置。虽然信号线的数目只有一条，即信号线DTL101，但是扫描线的数目是四条，包括彼此平行布置的扫描线WSL101、DSL101、AZL101a和AZL101b。像素电路101基本上由五个n沟道薄膜晶体管组成，其包括电光元件117、保持电容器C111、采样晶体管115、驱动晶体管111、开关晶体管112、第一检测晶体管114和第二检测晶体管113。与图1所示的像素电路相比较，电容元件的数目少了一个，并且晶体管的数目也少了一个。因为所实现的像素电路由一个电容元件和五个晶体管组成，所以与传统的像素电路相比，可以提高产量，并且降低成本。

驱动晶体管111在其栅极处连接到输入节点ND112，在其源极处连接到输出节点ND111，并且在其漏极处连接到预定的电源电势Vcc。电光元件117是由二极管类型的有机EL元件形成的，并且具有正极和负极。电光元件117在其正极处连接到输出节点ND111，并且在其负极处连接到预定的负极电势Vcath。有机EL元件117包括与电阻分量并行的电容分量，并且电容分量由Cp表示。保持电容器C111连接在输出节点ND111和输入节点ND112之间。输出节点ND111和输入节点ND112之间的电势差恰好等于驱动晶体管111的栅极电势Vgs。采样晶体管115在其源极处连接到信号线DTL101，在其漏极处连接到输入节点ND112，并且在其栅极处连接到扫描线WSL101。

第一检测晶体管114在其源极处连接到第一地电势Vss1，在其漏极处连接到输出节点ND111，并且在其栅极处连接到扫描线AZL101a。第二检测晶体管113在其源极处连接到第二地电势Vss2，在其漏极处连接到输入节点ND112，并且在其栅极处连接到扫描线AZL101b。开关晶体管112在其源极/漏极处连接在输入节点ND112和驱动晶体管111的栅极之间。开关晶体管112在其栅极处连接到扫描线DSL101。在图4所示的参考示例中，虽然开关晶体管连接在电源电势Vcc和驱动晶体管之间，但是在本实施例中，开关晶体管112连接在输入节点和驱动晶体管的栅极之间。根据本实施例，因为驱动晶体管111可以直接连接到电源电势Vcc，所以可以避免过多的功耗。另外，因为开关晶体管112连接到驱动晶体管111的栅极，所以其不需要高的电流提供能力，因此可以小型化。

当采样晶体管115被扫描线WSL101选中时，其工作来对来自信号线DTL101的输入信号Vsig采样，并且将所采样的输入信号Vsig置于保持电容器C111中。当开关晶体管112被扫描线DSL101选中时，其被导通，以将保持电容器C111连接到驱动晶体管111的栅极。驱动晶体管111响应于保持电容器C111中所保持的信号电势Vin，用电流来驱动电光元件117。当第一检测晶体管114和第二检测晶体管113分别被不同的扫描线AZL101a和AZL101b选中时，它们都工作来在电流驱动电光元件117之前检测驱动晶体管111的阈值电压Vth，并且将检测到的电势置于保持电容器C111中，以便提前消除阈值电压Vth的影响。从而，即使阈值电压Vth变化，因为总是消除了这种变化，所以驱动晶体管111可以向有机EL元件117提供固定的漏极电流Ids，而不会受到阈值电压Vth变化的影响。

为了使像素电路101正常工作，必须正确设置电势关系。为此，第一地电势Vss1被设置为低于通过从第二地电势Vss2减去驱动晶体管的阈值电压Vth计算得到的电平。这可以由表达式Vss1<Vss2—Vth表示。另外，通过将有机EL元件117的阈值电压VthEL加到负极电势Vcath计算得到的电平设置为高于通过从第一地电势Vss1减去驱动晶体管的阈值电压Vth计算得到的另一电平。这由表达式Vcath+VthEL>Vss1—Vth表示。该表达式表示有机EL元件117处于反转偏压状态。优选地，第二地电势Vss2的电平被设置为在从信号线DTL101提供的输入信号Vsig的最低电平附近的值。其中保持电容器C111的电容值由Cs表示，保持电容器C111所保持的信号电势Vin由下面的表达式表示：

Vin＝(Vsig-Vss2)×(Cp/(Cs+Cp))

有机EL元件117的电容分量Cp大大高于保持电容器的电容值Cs，所以信号电势Vin基本上等于Vsig—Vss2。这里，因为第二地电势Vss2被设置为在输入信号Vsig的最低电平附近的电平，所以保持电容器C111所保持的信号电势Vin基本上等于输入信号Vsig的净值。

参考图9详细描述图8所示的像素电路的操作。图9的时序图表示一个场周期(1F)内四条扫描线WSL101、DSL101、AZL101a和AZL101b的电平变化。该时序图还表示了一个场周期内驱动晶体管111的输入节点ND112和输出节点ND111处的电势变化。一个场(1F)开始于定时T1，结束于另一定时T6。

在进入该场之前的定时T0处，扫描线DSL101具有高电平，而扫描线WSL101、AZL101a和AZL101b具有低电平。因此，开关晶体管112处于接通状态，而剩下的采样晶体管115、第一检测晶体管114和第二检测晶体管113处于切断状态。在这种状态中，保持电容器C111所保持的信号电势Vin通过处于导通状态的开关晶体管112被施加于驱动晶体管111的栅极。因此，驱动晶体管111根据信号电势，向有机EL元件117提供漏极电流Ids。结果，有机EL元件117发光，其亮度对应于视频信号Vsig。

然后，在定时T1处，扫描线AZL101a和AZL101b同时都从低电平改变为高电平。结果，第一检测晶体管114和第二检测晶体管113都被同时接通。由于第二检测晶体管113被接通，所以输入节点ND112处的电势快速下降为第二地电势Vss2。另外，由于第一检测晶体管114被接通，所以输出节点ND111处的电势快速下降为第一地电势Vss1。结果，虽然驱动晶体管111的栅极电势Vgs由Vss2—Vss1给出，但是因为该值高于驱动晶体管111的阈值电压Vth，所以驱动晶体管111保持接通状态，并且漏极电流Ids流动。另一方面，因为输出节点ND111处的电势下降为第一地电势Vss1，所以使得有机EL元件117处于反转偏压状态，并且没有电流流过它。因此，有机EL元件117处于非发光状态。驱动晶体管111的漏极电流Ids通过处于接通状态的第一检测晶体管114流向第一地电势Vss1。

然后，在定时T2处，扫描线AZL101a从高电平变为低电平，从而，使得第一检测晶体管114处于切断状态。结果，中断了到驱动晶体管111的电流路径，并且输出节点ND111处的电势逐渐上升。当输出节点ND111和输入节点ND112之间的电势差变为等于驱动晶体管111的阈值电压Vth时，电流变为0，并且阈值电压Vth被连接在节点ND112和节点ND111之间的保持电容器C111保持。这样，驱动晶体管111的阈值电压Vth被检测晶体管对113和114检测到，并且被保持电容器C111保持。从定时T2到定时T3的这段时间被表示为Vth校正期，在其中上述操作被执行。应该注意，定时T3表示在电流减为0之后扫描线DSL101和扫描线AZL101b从高电平变为低电平的定时。结果，使得开关晶体管112处于切断状态，并且第二检测晶体管113也处于切断状态。从而，输入节点ND112被从驱动晶体管111的栅极以及第二地电势Vss2断开，因此此后可以执行采样操作。

在定时T4处，扫描线WSL101上升为高电平，并且采样晶体管115接通。从而，从信号线DTL101提供的输入信号Vsig被采样，并且基本上等于输入信号Vsig的净值的输入电势Vin被写入到保持电容器C111中。输入电势Vin被保持为这种形式：其被加到先前被保持的阈值电压Vth。

在以这种方式对视频信号Vsig进行采样结束后的定时T5处，扫描线DSL101再次上升为高电平，并且使得开关晶体管112处于接通状态，从而开始从有机EL元件117发光。具体地说，保持电容器C111中所保持的输入电势Vin通过开关晶体管112被施加于驱动晶体管111的栅极。驱动晶体管111根据输入电势Vin，向有机EL元件117提供漏极电流Ids，以开始从有机EL元件117发光。在电流开始流经有机EL元件117后，出现电压下降，并且输出节点ND111处的电平开始上升。同时，因为输入节点ND112处的电势也开始上升，所以保持电容器C111中所保持的电势Vin+Vth保持固定。通过上述这种自举操作，即使输出节点ND111处的电平随有机EL元件117的工作点变化而变化，驱动晶体管111也可以正常地提供固定的漏极电流Ids。最后，在定时T6处，扫描线AZL101a和AZL101b上升，开始下一场的阈值电压Vth检测操作。

虽然使用具体的术语描述了本发明的优选实施例，但是这些描述仅仅是为了说明目的，应该理解，可以做出多种改变和变化，而不脱离所附权利要求的精神或范围。

Claims (10)

1.一种布置于一组扫描线和信号线彼此相交的交点处的像素电路，其中该组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线，包括：

电光元件；

保持电容器；和

五个n沟道薄膜晶体管，包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；其中，

所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间；

所述电光元件连接在所述驱动晶体管的源极和预定的负极电势之间；

所述第一检测晶体管连接在所述驱动晶体管的源极和第一地电势之间；

所述第二检测晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和第二地电势之间；

所述采样晶体管连接在所述驱动晶体管的所述栅极和所述信号线之间；

所述开关晶体管连接在所述驱动晶体管的漏极和预定的电源电势之间；

当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号进行采样，并提供所采样的输入信号，以使其被保持到所述保持电容器中；

所述驱动晶体管响应于由所述保持电容器保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；

当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以从所述电源电势向所述驱动晶体管提供电流；并且

当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其被保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

2.如权利要求1所述的像素电路，其中所述第一地电势被设置为低于通过从所述第二地电势减去所述驱动晶体管的阈值电压计算得到的电平，并且通过将所述电光元件的阈值电压加到所述负极电势所计算得到的电平被设置为高于通过从所述第一地电势减去所述驱动晶体管的阈值电压计算得到的电平。

3.如权利要求2所述的像素电路，其中所述第二地电势的电平被设置为在从所述信号线提供的输入信号的最低电平附近的值。

4.一种有源矩阵装置，包括：

沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；

沿列延伸的多条信号线；和

以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中，

每个所述像素包括电光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；

所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间；

所述电光元件连接在所述驱动晶体管的源极和预定的负极电势之间；

所述第一检测晶体管连接在所述驱动晶体管的源极和第一地电势之间；

所述第二检测晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和第二地电势之间；

所述采样晶体管连接在所述驱动晶体管的所述栅极和所述信号线之间；

所述开关晶体管连接在所述驱动晶体管的漏极和预定的电源电势之间；

当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号进行采样，并提供所采样的输入信号，以使其被保持到所述保持电容器中；

所述驱动晶体管响应于由所述保持电容器保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；

当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以从所述电源电势向所述驱动晶体管提供电流；并且

当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其被保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

5.一种显示装置，包括：

沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；

沿列延伸的多条信号线；和

以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中

每个所述像素包括有机电致发光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；

所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间；

所述有机电致发光元件连接在所述驱动晶体管的源极和预定的负极电势之间；

所述第一检测晶体管连接在所述驱动晶体管的源极和第一地电势之间；

所述第二检测晶体管连接在所述驱动晶体管的栅极和第二地电势之间；

所述采样晶体管连接在所述驱动晶体管的所述栅极和所述信号线之间；

所述开关晶体管连接在所述驱动晶体管的漏极和预定的电源电势之间；

当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号进行采样，并提供所采样的输入信号，以使其被保持到所述保持电容器中；

所述驱动晶体管响应于由所述保持电容器保持的信号电势，用电流来驱动所述有机电致发光元件；

当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以从所述电源电势向所述驱动晶体管提供电流；并且

当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述有机电致发光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其被保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

6.一种布置于一组扫描线和信号线彼此相交的交点处的像素电路，其中该组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线，包括：

电光元件；

保持电容器；和

五个n沟道薄膜晶体管，包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；其中，

所述驱动晶体管在其栅极处连接到输入节点，在其源极处连接到输出节点，并且在其漏极处连接到预定的电源电压；

所述电光元件连接在所述输出节点和预定的负极电势之间；

所述保持电容器连接在所述输出节点和所述输入节点之间；

所述采样晶体管连接到所述输入节点和所述信号线；

所述第一检测晶体管连接在所述输出节点和第一地电势之间；

所述第二检测晶体管连接在所述输入节点和第二地电势之间；

所述开关晶体管插入在所述输入节点和所述驱动晶体管的栅极之间；

当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号进行采样，并提供所采样的输入信号，以使其被保持到所述保持电容器中；

当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以将所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极；

所述驱动晶体管响应于由所述保持电容器保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；并且

当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其被保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

7.如权利要求6所述的像素电路，其中所述第一地电势被设置为低于通过从所述第二地电势减去所述驱动晶体管的阈值电压计算得到的电平，并且通过将所述电光元件的阈值电压加到所述负极电势所计算得到的电平被设置为高于通过从所述第一地电势减去所述驱动晶体管的阈值电压计算得到的电平。

8.如权利要求7所述的像素电路，其中所述第二地电势的电平被设置为在从所述信号线提供的输入信号的最低电平附近的值。

9.一种有源矩阵装置，包括：

沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；

沿列延伸的多条信号线；和

以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中

每个所述像素包括电光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；

所述驱动晶体管在其栅极处连接到输入节点，在其源极处连接到输出节点，并且在其漏极处连接到预定的电源电压；

所述电光元件连接在所述输出节点和预定的负极电势之间；

所述保持电容器连接在所述输出节点和所述输入节点之间；

所述采样晶体管连接到所述输入节点和所述信号线；

所述第一检测晶体管连接在所述输出节点和第一地电势之间；

所述第二检测晶体管连接在所述输入节点和第二地电势之间；

所述开关晶体管插入在所述输入节点和所述驱动晶体管的栅极之间；

当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号进行采样，并提供所采样的输入信号，以使其被保持到所述保持电容器中；

当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以将所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极；

所述驱动晶体管响应于由所述保持电容器保持的信号电势，用电流来驱动所述电光元件；并且

当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述电光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其被保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

10.一种显示装置，包括：

沿行延伸的多组扫描线，其中每组扫描线包括第一、第二、第三和第四扫描线；

沿列延伸的多条信号线；和

以矩阵形式布置在所述多组扫描线和所述多条信号线彼此相交的交点处的多个像素；其中

每个所述像素包括有机电致发光元件、保持电容器和五个n沟道薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、第一检测晶体管和第二检测晶体管；

所述驱动晶体管在其栅极处连接到输入节点，在其源极处连接到输出节点，并且在其漏极处连接到预定的电源电压；

所述有机电致发光元件连接在所述输出节点和预定的负极电势之间；

所述保持电容器连接在所述输出节点和所述输入节点之间；

所述采样晶体管连接到所述输入节点和所述信号线；

所述第一检测晶体管连接在所述输出节点和第一地电势之间；

所述第二检测晶体管连接在所述输入节点和第二地电势之间；

所述开关晶体管插入在所述输入节点和所述驱动晶体管的栅极之间；

当所述采样晶体管被所述第一扫描线选中时，所述采样晶体管工作，以对来自所述信号线的输入信号进行采样，并提供所采样的输入信号，以使其被保持到所述保持电容器中；

当所述开关晶体管被所述第二扫描线选中时，所述开关晶体管被导通，以将所述保持电容器连接到所述驱动晶体管的栅极；

所述驱动晶体管响应于由所述保持电容器保持的信号电势，用电流来驱动所述有机电致发光元件；并且

当所述第一和第二检测晶体管分别被所述第三扫描线和第四扫描线选中时，所述第一和第二检测晶体管工作，以在用电流驱动所述有机电致发光元件之前检测所述驱动晶体管的阈值电压，并提供所检测到的电势，以使其被保持在所述保持电容器中，以便提前消除阈值电压的影响。

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