CN100550102C - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的显示设备。像素阵列单元具有排列形成矩阵的像素，并且每个像素都设置在沿所述矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿所述矩阵列方向定向的信号线的交叉处。信号单元提供视频信号到信号线。扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线来顺序扫描矩阵行单元内的所述像素。

Description

显示设备及其驱动方法

相关申请的交叉引用

本发明包含分别于2005年11月14日、2005年11月29日、和2005年12月26日在日本专利局申请的日本专利申请号为JP2005-328337、JP2005-344207、以及JP2005-372621的相关主题，并且其全部内容在此引用作为参考。

技术领域

本发明涉及一种通过驱动电流流向设置在每个像素内的发光器件来显示图像的显示设备。为了详细描述，本发明涉及与所谓有源矩阵型范畴的图像显示设备，如在每个像素内使用绝缘栅型场效应晶体管作为控制电流量的晶体管的图像显示设备，所述电流流经包括在像素内的发光器件，比如通常由有机EL器件构成的器件。

背景技术

在图像显示设备如液晶显示设备中，设置很多液晶像素以形成矩阵。通过根据将要显示的图像信息来控制到达每个像素的光束的透射比和反射比来显示图像。上述原理对其他显示设备如在每个像素内使用有机显示器件的有机EL显示设备也成立。然而，不像液晶显示装置，有机EL器件是不需要背光源的自发光装置。因而，有机EL显示设备与液晶显示设备相比具有极佳的可见度。有机EL显示设备的其他优点包括响应速度快。此外，可以根据流过有机EL器件的电流量，通过通过执行所谓的电流控制来控制亮度级(或灰度)，这一点与液晶显示装置的电压控制是有很大不同的。

与液晶显示设备非常相似的是，有机EL显示设备可以采用简单的矩阵法或有源矩阵法作为驱动方法。简单的矩阵方法需要简单的图像显示设备结构，但其存在的问题在于很难实现大尺寸和高细度的图像显示设备。因而，目前，很多图像显示设备制造商开发有源矩阵法。根据上述有源矩阵法，通过使用也包含在像素电路内的有源器件来控制流过每个像素电路中所使用的发光器件的电流。通常来说，有源器件是TFT(薄膜晶体管)。有源矩阵法已在下面的文献中描述：日本公开号No.2003-255856(专利文献1)；日本公开号No.2003-271095(专利文献2)；日本公开号No.2004-133240(专利文献3)；日本公开号No.2004-029791(专利文献4)；日本公开号No.2004-93682(专利文献5)。

发明内容

形成像素矩阵的传统像素电路都被提供在沿矩阵行方向定向以作为提供控制信号的线的扫描线和沿矩阵列方向定向以作为提供视频信号的线的信号线的交叉处。传统像素电路包括至少一个取样晶体管、电容器、驱动晶体管和发光器件。扫描线提供的控制信号使取样晶体管进入对信号单元提供到信号线的视频信号取样的导通状态。电容器保持取样视频信号表示的输入电压。驱动晶体管在预定发光周期期间根据电容器保持的输入电压产生输出电流。应当注意到，通常，驱动晶体管产生的电流展示与驱动晶体管的沟道区域载流子迁移率和驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。驱动晶体管产生的输出电流使发光器件发出具有表示视频信号的亮度的光束。

将电容器保持的输入电压提供到驱动晶体管的栅极，使输出电流通过驱动晶体管的源极和漏极流到发光器件。通常，发光器件发出的光的亮度与驱动晶体管输出到发光器件的电流量成比例，并且电容器保持的并提供到晶体管栅极的输入电压控制上述电流量。在传统的像素电路中，通过根据输入视频信号改变施加到驱动晶体管栅极的输入电压，来控制流入发光器件的电流量。

驱动晶体管的工作特性通过下面的等式1表示。

Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)²    ...等式1

在表示驱动晶体管特性的等式1中，符号Ids表示在晶体管的源极和漏极之间流动的电流。在上述像素电路中，该电流是在后面将要描述的提供到发光器件的电流。符号Vgs表示利用晶体管的源极施加到驱动晶体管栅极作为参考的电压。在上述像素电路中，该电压是后面描述的输入电压。符号Vth表示驱动晶体管的阈值电压。符号μ表示构成驱动晶体管沟道的半导体薄膜的载流子的迁移率。符号W表示沟道的宽度并且符号L表示沟道的长度。符号Cox表示栅极的电容。从表示驱动晶体管特性的等式1中很明显的是，当利用工作在饱和区域的薄膜晶体管使提供到栅极的输入电压Vgs超过阈值电压Vth时，作为驱动晶体管的薄膜晶体管进入导通状态，使漏极电流Ids在漏极和源极之间流动。从原理上看，如等式1提出的，恒定的栅极电压Vgs使总是恒定的漏极电流Ids被提供到发光器件。因而，如果将具有相同等级的视频信号提供到构成显示屏幕的各个像素时，所有像素都发射具有相同亮度的光束。结果是，可以得到均匀的显示屏幕。

然而实际上，由半导体薄膜如多晶硅制成的TFT(薄膜晶体管)在各个晶体管中展示不同的器件特性。尤其是，晶体管与晶体管之间的阈值电压Vth都是不同的。也就是说，在驱动晶体管之间存在不同的阈值电压Vth。这一点从前面所述的表示驱动晶体管特性的等式1中是很明显的，如果晶体管之间的阈值电压Vth不同，即使对于相同的栅极电压Vgs，晶体管之间的漏极电流Ids也不同。因而，像素之间的亮度也不同，从而导致显示屏幕不均匀。为了解决上述问题，从过去已经努力研制了一种像素电路，其具有消除驱动晶体管之间阈值电压Vth变化的影响的功能。一种典型的具有上述功能的像素电路在专利文献3中描述了。

然而，传统的包括具有嵌入的阈值电压校正功能以消除驱动晶体管之间阈值电压Vth变化影响的像素电路的显示设备的结构是很复杂的，是缩小像素电路或提高其细度的障碍。此外，包括嵌入了传统阈值电压校正功能的像素电路不是很有效并且很难设计。另外，包括嵌入了传统阈值电压校正功能的像素电路具有很大量的结构元件，从而导致产量较低。

解决上面描述的问题，本发明的发明人已经致力于提高像素电路的效率，并且该像素电路具有消除阈值电压变化影响的功能，并因而得到了显示屏幕细度的提高以及像素电路产量的提高。为了实现上述目的，本发明提供了一种图像显示设备，该设备包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元。像素阵列单元具有排列成矩阵的像素，并且每个像素被提供在沿矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿矩阵列方向定向的信号线交叉处。信号单元提供视频信号到每条信号线。扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线来顺序扫描矩阵行。每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到取样晶体管的像素电容器、连接到取样晶体管以及像素电容器的驱动晶体管、连接到驱动晶体管的发光器件、和将驱动晶体管连接到电源的开关晶体管。扫描器单元通过第一扫描线提供的第一控制信号使取样晶体管进入到对信号单元提供到信号线的视频信号的电位取样并将取样电位存储在像素电容器内的导通状态。像素电容器根据视频信号的取样电位施加输入电压到驱动晶体管的栅极。通过输入电压的驱动，驱动晶体管根据输入电压提供输出电流到发光器件。输出电流展示了与驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。驱动晶体管产生的输出电流使发光器件在发光周期期间发出具有依照视频信号电位的亮度的光束。在发光周期期间，扫描器单元通过第二扫描线提供的第二控制信号使开关器件进入将驱动晶体管连接到电源的导通状态。在除了发光周期之外的周期期间，开关晶体管处于非导通状态，以便使驱动晶体管与电源断开。该图像显示设备的特征在于，在水平扫描周期期间，扫描器单元在控制操作中提供第一控制信号到第一扫描线以使取样晶体管处于接通和关断状态，并在控制操作中提供第二控制信号到第二扫描线以使开关晶体管处于接通和关断状态，并且为了为由所述驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，像素执行如下操作。这些操作是：使像素电容器重置的预备操作、通过将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压影响的电压来补偿所述像素电容器的补偿操作、以及对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作。

另一方面，在所述水平扫描周期期间，所述信号单元在第一固定电位、第二固定电位和所述视频信号的信号电位之间切换在所述信号线上出现的信号，以便通过所述信号线为每个像素提供所述准备操作、所述补偿操作和所述取样操作所需的电位。更确切的是，首先，在连续提供了高电平的第一固定电位的视频信号到信号线后，信号单元将视频信号切换到低电平的第二固定电位，以便执行预备操作。接下来，当维持低电平的第二固定电位时，执行补偿操作。接着，信号单元将信号线上的视频信号从第二固定电位切换到信号电位，以允许执行取样操作。信号单元包括产生信号电位的信号产生电路和输出电路，用于通过将所述第一固定电位和所述第二固定电位插入到由所述信号产生电路输出的所述信号电位中来执行合成处理，以便产生能在所述第一固定电位、所述第二固定电位和所述信号电位之间切换的视频信号，并用于将所述视频信号输出到各信号线。在这种情况下，因为信号单元输出合成了不超过普通额定值的信号电位和超过额定值的高电平第一固定电位的视频信号，信号产生电路具有产生不超过额定值的信号电位的普通耐压，并且另一方面，输出电路能承受超过额定值的高电平的第一固定电位。

在一种操作模式中，除了与所述驱动晶体管的阈值电压的依存关系外，所述驱动晶体管展示了示出由所述驱动晶体管生成的输出电流与所述驱动晶体管内沟道区域中载流子迁移率的依存关系的特性。在水平扫描周期期间，扫描器单元输出第二控制信号到第二扫描线，以便进一步控制开关晶体管。此外，为了消除示出与载流子迁移率的输出电流有依存关系的特性的影响，执行补偿施加到驱动晶体管的输入电压的影响的操作。通过从具有取样信号电位的驱动晶体管中抽出输出电流并在负反馈操作中将抽出的输出电流反馈到像素电容器来执行补偿操作。

本发明提供的图像显示设备的特征在于：该图像显示设备包括像素阵列、扫描器、和驱动器。在像素阵列内，每个像素电路都设置在沿矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿矩阵列方向定向的数据信号线的交叉处。驱动器提供视频信号到信号线，而扫描器分别通过第一和第二扫描线一行接一行地顺序提供第一和第二控制信号到像素行上的像素电路，以便扫描像素行。每个像素电路都具有取样晶体管、连接到取样晶体管的像素电容器、连接到取样晶体管及像素电容器的驱动晶体管、连接到驱动晶体管的发光器件以及用于将驱动晶体管连接到电源上的驱动开关器件。扫描器单元提供到第一扫描线上的第一控制信号使取样晶体管进入对信号单元提供到信号线的视频信号电位取样并将取样信号电位存储在像素电容器内的导通状态。像素电容器根据存储在像素电容器内的信号电位施加作为取样视频信号的电位的输入电压到驱动晶体管的栅极。通过输入电压的驱动，驱动晶体管根据输入电压提供输出电流到发光器件。在发光周期期间，驱动晶体管产生的输出电流使发光器件发出具有依照视频信号电位的亮度的光束。在发光周期期间，扫描器单元提供到第二扫描线上的第二控制信号使开关晶体管进入将驱动晶体管连接到电源的导通状态。另一方面，在不发光周期期间，开关晶体管处于关断状态，以便使驱动晶体管与电源断开。如上所述，在水平扫描周期期间，扫描器单元在控制操作中提供第一控制信号到第一扫描线以使取样晶体管处于接通和关断状态。同样，扫描器单元在控制操作中提供第二控制信号到第二扫描线以使开关晶体管处于接通和关断状态。以如此方式控制取样和开关晶体管，以便执行补偿操作来消除驱动晶体管产生的输出电流内变化的影响并执行取样操作来对视频信号的电位进行取样并如上所述将取样信号电位存储在像素电容。因为驱动晶体管产生的输出电流在晶体管之间是不同的，所以需要执行补偿操作。在水平扫描周期期间，作为信号单元的驱动器将信号线上的视频信号从固定电位切换到信号电位并且反之亦然。固定电位是通过信号线提供到像素电路的电位以作为在补偿操作周期期间所需电位。另一方面，信号电位是通过信号线提供到像素电路的视频信号的电位，该视频信号作为在取样操作周期期间取样的视频信号。

为了对其具体描述，驱动器包括产生信号电位的信号产生电路和输出电路，用于通过将固定电位插入到由所述信号产生电路输出的所述信号电位中来执行合成处理，以便产生能在固定电位和信号电位之间切换的视频信号，并用于将所述视频信号输出到各信号线。驱动器的特征在于，驱动器输出合成了不超过普通额定值的信号电位和超过了额定值的高电平固定电位的视频信号，并且包括在驱动器内的信号产生电路具有产生不超过额定值的信号电位的普通耐压，并且在另一方面，只有输出电路能承受超过额定值的高电平固定电位。

此外，本发明的图像显示设备包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元。像素阵列单元具有排列形成为像素矩阵的像素，并且每个像素电路都设置在沿矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿矩阵列方向定向的数据信号线的交叉处。信号单元提供视频信号到信号线。扫描器单元分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线，以便顺序扫描像素行。每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到取样晶体管的像素电容器、连接到取样晶体管及像素电容器的驱动晶体管、连接到驱动晶体管的发光器件以及用于将驱动晶体管连接到电源上的驱动开关器件。扫描器单元通过第一扫描线提供的第一控制信号使取样晶体管进入对信号单元提供到信号线的视频信号电位取样并将取样信号电位存储在像素电容器内的导通状态。像素电容器根据视频信号的取样电位施加输入电压到驱动晶体管的栅极。通过输入电压驱动，驱动晶体管根据输入电压提供输出电流到发光器件。输出电流展示了与驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。在发光周期期间，扫描器单元通过第二扫描线提供的第二控制信号使开关晶体管进入将驱动晶体管连接到电源的导通状态。另一方面，在除了发光周期之外的周期期间，开关晶体管处于非导通状态，以便使驱动晶体管与电源断开。在发光周期期间，驱动晶体管产生的输出电流使发光器件发出具有依据视频信号电位的亮度的光束。该图像显示设备的特征在于，在水平扫描周期期间，扫描器单元在控制操作中提供第一控制信号到第一扫描线以使取样晶体管处于接通和关断状态并且在控制操作中提供第二控制信号到第二扫描线以使开关晶体管处于接通和关断状态，并且为了为由所述驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，像素执行如下操作。这些操作是：重置像素电容器的准备操作；通过将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压影响的电压的补偿操作；以及对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作。扫描器单元的特征在于，所述扫描器单元利用为在当前像素行之前的像素行所分配的先前水平扫描周期，以通过在所述先前水平扫描周期之间分布所述准备操作而在不同时间执行所述准备操作，并且将任意两个所述准备操作之间的间隔设置为足够大的值以用于从所述发光器件放电电压。

期望提供这样的扫描器单元，在完成了所述准备操作后，所述扫描器单元通过利用分配到在所述当前像素行之前的像素行的先前水平扫描周期并且在所述先前水平扫描周期之间分布所述补偿操作来在不同时间执行所述补偿操作。在所述水平扫描周期期间，所述信号单元在第一固定电位、第二固定电位和所述视频信号的信号电位之间切换在所述信号线上出现的信号，以便通过所述信号线为每个像素提供所述准备操作、所述补偿操作和所述取样操作所需的电位。更具体的是，在准备操作周期期间信号单元提供高电平的第一固定电位、在补偿操作周期期间提供低电平的第二固定电位、并且在取样操作周期期间提供视频信号的信号电位。驱动晶体管产生的输出电流展示了不仅与驱动晶体管的阈值电压有依存关系而且与驱动晶体管内沟道区域内的载流子迁移率有依存关系的特性。扫描器单元输出第二控制信号到第二扫描线，以便在水平扫描周期期间进一步控制开关晶体管。为了消除载流子迁移率与输出电流的依存关系的影响，随着信号电位被取样，从驱动晶体管抽出输出电流并在负反馈操作内将其反馈回到像素电容器，以便为依存关系特性执行补偿输入电压的补偿操作。

此外，本发明提供设备驱动方法适用于包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的图像显示设备。像素阵列单元具有排列形成为像素矩阵的像素，并且每个像素电路都设置在沿矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿矩阵列方向定向的数据信号线的交叉处。信号单元提供视频信号到信号线。扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线来顺序扫描矩阵中的每一行。每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到取样晶体管的像素电容器、连接到取样晶体管及像素电容器的驱动晶体管、连接到驱动晶体管的发光器件以及用于将驱动晶体管连接到电源上的开关晶体管。扫描器单元通过第一扫描线提供的第一控制信号使取样晶体管进入对信号单元提供到信号线的视频信号电位取样并将取样信号电位存储在像素电容器内的导通状态。像素电容器根据视频信号的取样电位施加输入电压到驱动晶体管的栅极。通过输入电压驱动，驱动晶体管根据输入电压提供输出电流到发光器件。输出电流展示了与驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。在发光周期期间，扫描器单元通过第二扫描线提供的第二控制信号使开关晶体管进入将驱动晶体管连接到电源的导通状态，并且在发光周期期间使开关晶体管进入使驱动晶体管与电源断开的不导通状态。在发光周期期间，驱动晶体管产生的输出电流使发光器件发出具有依据视频信号电位的亮度的光束。该图像显示设备的特征在于，在水平扫描周期期间，扫描器单元在控制操作中提供第一控制信号到第一扫描线以使取样晶体管处于接通和关断状态并且在控制操作中提供第二控制信号到第二扫描线以使开关晶体管处于接通和关断状态，并且为了为由所述驱动晶体管的输出电流所展示的所述特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，像素执行如下操作：重置像素电容器的准备操作；通过将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压影响的电压的补偿操作；以及对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作。扫描器单元的特征在于，所述扫描器单元利用为在当前像素行之前的像素行所分配的先前水平扫描周期，以通过在所述先前水平扫描周期之间分布所述准备操作而在不同时间执行所述准备操作，并且将任意两个所述准备操作之间的间隔设置为足够大的值以用于从所述发光器件放电电压。

此外，本发明提供的图像显示设备包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元。像素阵列单元具有排列形成为像素矩阵的像素，并且每个像素电路都设置在沿矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿矩阵列方向定向的数据信号线的交叉处。信号单元提供视频信号到每条信号线。扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线来顺序扫描矩阵中的每一行。每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到取样晶体管的像素电容器、连接到取样晶体管及像素电容器的驱动晶体管、连接到驱动晶体管的发光器件以及用于将驱动晶体管连接到电源上的开关晶体管。扫描器单元通过第一扫描线提供的第一控制信号使取样晶体管进入对信号单元提供到信号线的视频信号电位取样并将取样信号电位存储在像素电容器内的导通状态。像素电容器根据视频信号的取样电位施加输入电压到驱动晶体管的栅极。通过输入电压驱动，驱动晶体管根据输入电压提供输出电流到发光器件。输出电流展示了与驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。在发光周期期间，扫描器单元通过第二扫描线提供的第二控制信号使开关晶体管进入将驱动晶体管连接到电源的导通状态。在发光周期以外的周期期间，开关晶体管进入使驱动晶体管与电源断开的不导通状态。扫描器单元在控制操作中提供第一控制信号到第一扫描线以使取样晶体管处于接通和关断状态并且在控制操作中提供第二控制信号到第二扫描线以使开关晶体管处于接通和关断状态，而像素执行如下操作。这些操作是：重置像素电容器的准备操作；为由驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿所述像素电容器的补偿操作，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性；以及对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作。

具体的是，信号单元，在固定电位和视频信号的信号电位之间切换在信号线上出现的信号，以便通过信号线为每一个像素提供补偿操作和取样操作所需的电压。更具体的是，信号单元在补偿操作周期期间提供固定电位，接着在取样操作周期期间提供视频信号的信号电位。

像素阵列内的电源线与第一和第二扫描线平行。扫描器单元包括用于以与扫描扫描线相同的方式来扫描电源线的电源线扫描器。因而，补偿操作所需的电压可以通过电源线提供到每一像素。在补偿操作周期期间，电源线扫描器将电源线上的电源电压从在发光周期期间提供的普通电源电压切换到补偿操作所需要的电压，并且通过电源线将补偿操作所需要的电压提供到像素。所期望的是，在分配给像素行的水平扫描周期期间，扫描器单元分别输出第一和第二控制信号到第一和第二扫描线，以便在水平扫描周期期间执行补偿和取样操作。

此外，本发明提供的一种设备驱动方法适用于包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的图像显示设备。像素阵列单元具有排列形成矩阵的像素，并且每个像素电路都设置在沿矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿矩阵列方向定向的数据信号线的交叉处。信号单元提供视频信号到每条信号线。扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线来顺序扫描矩阵中的每一行。每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到取样晶体管的像素电容器、连接到取样晶体管及像素电容器的驱动晶体管、连接到驱动晶体管的发光器件以及用于将驱动晶体管连接到电源上的开关晶体管。扫描器单元通过第一扫描线提供的第一控制信号使取样晶体管进入对信号单元提供到信号线的视频信号电位取样并将取样信号电位存储在像素电容器内的导通状态。像素电容器根据视频信号的取样电位施加输入电压到驱动晶体管栅极和源极之间。通过输入电压驱动，驱动晶体管根据输入电压提供输出电流到发光器件。输出电流展示了与驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。在发光周期期间，输出电流使发光器件发出具有根据视频信号电位的亮度的光束。在发光周期期间，扫描器单元通过第二扫描线提供的第二控制信号使开关晶体管进入将驱动晶体管连接到电源的导通状态。在发光周期以外的周期期间，开关晶体管进入使驱动晶体管与电源断开的不导通状态。扫描器单元在控制操作中提供第一控制信号到第一扫描线以使取样晶体管处于接通和关断状态并且在控制操作中提供第二控制信号到第二扫描线以使开关晶体管处于接通和关断状态，而像素执行如下操作。这些操作是：为由驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿所述像素电容器的补偿操作，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性；以及对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作。

根据本发明的一个实施例，图像显示设备具有嵌入在每个像素电路内的阈值电压补偿功能。在分配给每个像素行的水平扫描周期期间(1H)，图像显示设备执行阈值电压补偿准备操作、实际的阈值电压补偿操作以及通过利用栅极耦合效应对视频信号电位进行取样的操作。因而，可以减少像素电路内的元件数量。具体的是，本发明提供的像素电路仅包括三个晶体管、一个像素电容器和一个发光器件。结果是，也减少了电源线和栅极线(或扫描线)的数量，从而也实质上降低了配线之间的交叉数量。因此，可以提高形成图像显示设备的面板的产量，同时也提高了面板细度。此外，根据本发明的一个实施例，除了取样操作，在水平扫描周期期间也执行补偿操作。因而，除信号电位之外，为了控制的目的也可以将固定电位提供在像素的数据信号线上作为信号电位。这样，根据本发明的图像显示设备不但能为像素阵列单元通过数据信号线提供图像数据而且能通过像素的数据信号线提供固定电位以作为控制像素电路的电压。因而，通过仅使用少量的元件，就能实现补偿单元的功能，该补偿单元被配置成：为不同像素电路中使用的驱动晶体管之间的特性变化的影响来补偿每个像素电路。此外，即使用于控制像素电路的固定电位高于普通驱动IC的最大额定值电压，上述普通驱动IC用作产生在数据信号线上出现的信号的信号单元，也只有驱动IC的输出电路需要承受高固定电位。也就是说，不需要使所有驱动IC都承受高固定电位。因而，可以防止驱动IC成本的提高，这是因为提高驱动IC的物理尺寸需要增大图像显示设备的比例或提高驱动IC的插脚之间的间距。结果是，图像显示设备能跟得上具有高分辨率的面板。

此外，根据本发明的实施例，图像显示设备内采用的扫描器单元在水平操作周期期间输出控制信号到它们各自的扫描线，以便控制像素电路。以这样的方式来控制像素电路以便执行下面的操作。这些操作是：为由像素电路中所使用的驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿该像素电路中像素电容器的补偿操作，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性；以及对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作。此时，扫描器单元利用分配到在所述当前像素行之前的像素行的先前水平扫描周期来通过在所述先前水平扫描周期之间分布所述补偿操作而在不同时间执行补偿像素电容器的补偿操作。通过以这种方式在多个水平扫描周期期间分布补偿操作，则可以确保足够长的补偿周期，该补偿操作被执行以便为由像素电路中所使用的驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿该像素电路中像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，。这是因为在多个水平扫描周期期间分布的补偿操作的结果可以累积，从而当在水平扫描周期期间最后执行对视频信号取样的操作时，已经将与驱动晶体管的阈值电压对应的足够电压存储在像素电容器内。结果是，即使图像显示设备的驱动频率增加，其导致较短的水平扫描周期，也可能执行由像素电路中所使用的驱动晶体管的输出电流所展示的特性的影响而补偿该像素电路中像素电容器的补偿操作，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性。

特别地，根据本发明的一个实施例，图像显示设备执行阈值电压补偿准备操作、实际的阈值电压补偿操作以及在水平扫描周期期间对视频信号电位进行取样的操作。通过在水平扫描周期期间以上述方式执行必要的操作，信号单元将必要的视频信号和控制电压通过信号线提供到像素电路。因而，可以将像素电路设计为仅包括少量元件。顺便，本发明提供的像素电路仅包括三个晶体管、一个像素电容器和一个发光器件。因而，与传统的具有阈值电压补偿功能的像素电路相比，本像素电路具有很少的元件数量。为了在水平扫描周期期间执行实际的阈值电压补偿操作和对水平信号电位取样的操作；然而，在由于驱动频率增加而导致水平扫描周期变短的情况下，不能确保所需的足够长的操作时间。为了解决上述问题，本发明通过在水平扫描周期之间分布阈值电压补偿准备操作来在多个水平扫描周期内执行阈值电压补偿准备操作。然后，累积在水平扫描周期之间分配的补偿操作的结果，从而在实质上能确保所需的足够长的操作时间。

在根据本发明的一个实施例中，通过使用电容耦合效应执行阈值电压补偿准备操作。执行多次使用电容耦合效应的阈值电压补偿准备操作。将触发两个连续的阈值电压补偿准备操作的任意两个连续脉冲之间的间隔设置为足够大的值以从发光器件放电电压。以这种方式，可以减少每行中负耦合操作的数量。在本发明中，将施加到取样晶体管栅极的两个连续驱动控制脉冲之间的间隔设置为使发光器件在该间隔结束时能完全截止的值。通过重复执行多次上述阈值电压补偿准备操作，栅极电压变化的影响消失了，从而能得到施加到驱动晶体管的栅极和源极之间的所需电压。通过以上述方式将触发两个阈值电压补偿准备操作的任意两个连续脉冲之间的间隔设置为足够大的值，可以将每个触发阈值电压补偿准备操作的脉冲的数量大大减小到这样的值，其与传统的像素电路相比很小。根据本发明的一个实施例，在具有有机发光器件的有机EL面板内或与上述面板相似的面板内，每个发光器件都具有较大的电容，将阈值电压补偿周期分成很多子周期并且将用于触发阈值电压补偿操作的任意两个连续的驱动控制脉冲之间的间隔设置为使发光器件在间隔结束时能完全截止的值。因而，触发阈值电压补偿操作的脉冲的数量可以大大减少到较小值。

此外，根据本发明的一个实施例，图像显示设备内用作为顺序扫描各像素行的单元的扫描器单元执行接通和关断包括在每个像素电路内的取样和开关晶体管的控制操作，以便执行对像素电容器的影响而补偿驱动晶体管的阈值电压的补偿操作以及对视频信号进行取样的操作。以这种方式，图像显示设备能够抑制不同像素电路内采用的驱动晶体管之间的阈值电压变化的影响。因而，能得到一致的图像质量而没有不均匀和变化。此外，每个像素电路内采用的像素电容器根据驱动晶体管的栅极和源极之间的取样视频信号来施加输入电压。因为像素电容器将提供在驱动晶体管的栅极和源极之间的电压维持在恒定值，因此驱动晶体管被当作提供恒定输出电流到发光器件的恒定电流产生器。因而，即使发光器件随着时间的流逝而恶化，恒定输出电流也始终保证流向发光器件，使发光器件发出具有根据取样视频信号的恒定亮度的光束。可以将能够以上述方式处理不同驱动晶体管之间的特性变化以及发光器件随着时间的流逝而恶化的I-V特性的像素电路构造仅被配置成包括取样晶体管、开关晶体管、驱动晶体管和像素电容器。因而，本发明提供的图像显示设备采用的像素电路具有仅包括四个元件的结构，也就是，三个晶体管和一个电容元件。因为本发明提供的构成像素电路的元件数量(也即使，三个晶体管和一个像素电容器)很少，所以可期待提高面板的细度并提高像素电路的产量。结果是，本发明提供的图像显示设备可以被配置成对于三原色的每个R、G和B颜色仅具有三条栅极线和三条电源线。由此，由于与像素电路自身占据的面积相比，栅极线和电源线占据的面积很小，所以可以提高面板的细度并提高像素电路的产量。

附图说明

图1是一种图像显示设备的典型的参考实施例的方块图；

图2是图1中示出的图像显示设备中采用的像素电路的图示；

图3示出在解释图1和图2示出的图像显示设备执行的操作中所参考的时序图；

图4是本发明提供的图像显示设备的全部结构的方块图；

图5是本发明提供的嵌入在图像显示设备内的像素电路结构的方块图；

图6是图5中示出的图像显示设备内应用的像素电路的图示；

图7示出在解释图5和图6示出的图像显示设备执行的操作中所参考的时序图；

图8是示出执行补偿操作的像素电路状态的图示；

图9是表示像素电路内采用的每个驱动晶体管的特性的图表

图10是示出了执行操作的像素电路状态的图示；

图11是表示像素电路的特性的图表；

图12A是本发明提供的图像显示设备内采用的像素电路的图表；

图12B示出在解释本发明提供的数据驱动器执行的操作中所参考的时序图；

图13是数据驱动器的结构的方块图；

图14示出在解释典型的试制参考实施例执行的操作中所参考的时序图；

图15示出在解释本发明另一优选实施例的图像显示设备执行的操作中所参考的时序图；

图16是图像显示设备的一般结构的方块图；

图17是图16示出的图像显示设备采用的典型像素电路图；

图18是图17示出的像素电路采用的发光器件展示出的I-V特性的图表；

图19是一种典型的像素电路结构的图示；

图20是图像显示设备的一种试制参考实施例的电路图；

图21示出在解释图20示出的像素电路执行的操作中所参考的时序图；

图22是示出了像素电路执行操作时图20所示像素电路的状态的图表；

图23是示出像素电路执行另一操作时图20所示像素电路的另一状态的图表；

图24是示出像素电路执行又一操作时图20所示像素电路的又一状态的图表；

图25是示出像素电路执行再一操作时图20所示像素电路的再一状态的图表；

图26是示出表示电压变化曲线的图表，该电压变化出现在图25所示像素电路内采用的发光器件上；

图27是示出像素电路执行再一操作时图20所示像素电路的再一状态的图表；

图28是示出像素电路执行再一操作时图20所示像素电路的再一状态的图表；

图29是本发明另一实施例的图像显示设备的方块图；

图30示出在解释图29所示图像显示设备执行的操作中参考的时序图；

图31是示出了像素电路执行操作时图29所示像素电路的状态的图表；

图32是示出像素电路执行另一操作时图29所示像素电路的另一状态的图表；

图33是示出像素电路执行再一操作时图29所示像素电路的再一状态的图表；

图34是示出像素电路执行另一操作时图29所示像素电路的另一状态的图表；

图35是示出像素电路执行另一操作时图29所示像素电路的另一状态的图表；

图36是示出像素电路执行另一操作时图29的图像显示设备应用的像素电路的又一状态的图表；和

图37表示在解释根据本发明的另一形式实施例的图像显示设备执行操作中参考的时序图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的优先实施例。首先，参考图1解释利用本发明原理的图像显示设备的典型参考实现方式。如图所示，有源矩阵显示装置包括用作主部件的像素阵列单元1和它的外围电路。外围电路包括水平选择器3、写扫描器4、驱动扫描器5、第一补偿扫描器71和第二补偿扫描器72。像素阵列单元1具有布置形成矩阵的像素电路2。将每个像素电路2设置在以矩阵的行方向定位的扫描线WS和以矩阵的列方向定位的数据信号线SL的交叉处。为使图形容易理解，以放大形式只示出一个像素电路2。水平选择器3驱动数据信号线SL。水平选择器3是用于给数据信号线SL提供视频信号的单元。写扫描器4驱动第一扫描线WS。应当注意，除第一扫描线WS外，还提供有平行于该第一扫描线WS的扫描线DS、AZ1和AZ2。驱动扫描器5、第一补偿扫描器71和第二补偿扫描器72分别驱动第二扫描线DS、扫描线AZ1和扫描线AZ2。写扫描器4、驱动扫描器5、第一补偿扫描器71和第二补偿扫描器72构成在每个水平扫描周期中顺序扫描像素阵列各行的扫描器单元。当第一扫描线WS选择像素电路2时，像素电路2对数据信号线SL提供的视频信号取样。当第二扫描线DS选择像素电路2时，依照取样视频信号驱动像素电路2中的发光器件EL。当扫描线AZ1和AZ2选择像素电路2时，像素电路2执行预先确定的补偿操作。

像素电路2具有5个薄膜晶体管，也就是晶体管Tr1到Tr4和晶体管Trd、电容元件(或像素电容器)Cs和如上所述的发光器件EL。晶体管Tr1到Tr3和晶体管Trd中的每个都是N-沟道多晶硅TFT(薄膜晶体管)。同时，开关晶体管Tr4是P-沟道多晶硅TFT。电容元件Cs形成像素电路2的电容器单元。发光器件EL通常是设计成具有阳极和阴极的二极管形式的有机EL器件。然而，并不意味将本发明的范围限制到具有上述像素电路2的结构形式。另外，发光器件EL通常可以是电流驱动发光的任何器件。

作为像素电路2的重要器件的驱动晶体管Trd具有连接到像素电容器Cs一端的栅极G和连接到像素电容器Cs另一端的源极S。驱动晶体管Trd的栅极G经开关晶体管Tr2也连接到另一参考电位Vss1。驱动晶体管Trd的漏极经开关晶体管Tr4连接到电源Vcc。开关晶体管Tr2的栅极连接到扫描线AZ1，以及开关晶体管Tr4的栅极连接到第二扫描线DS。发光器件EL的阳极连接到驱动晶体管Trd的源极S，以及发光器件EL的阴极接地。某些情况下，地电位被称为Vcath。驱动晶体管Trd的源极S经开关晶体管Tr3连接到预先确定的参考电位Vss2。开关晶体管Tr3的栅极连接到扫描线AZ2。取样晶体管Tr1设置在数据信号线SL和驱动晶体管Trd的栅极G之间。取样晶体管Tr1的栅极连接到第一扫描线WS。

在如上所述的结构中，由第一扫描线WS在预先确定的取样周期中提供的第一控制信号WS使取样晶体管Tr1进入导通状态，对由数据信号线SL提供的视频信号Vsig取样并将所取样的视频信号Vsig存储在像素电容器Cs中。依照所取样的视频信号Vsig，像素电容器Cs将输入电压Vgs施加在驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间。在预先确定的发光周期期间，驱动晶体管Trd根据输入电压Vgs给发光器件EL提供输出电流(或漏电流)Ids。应当注意，驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids展示了与驱动晶体管Trd沟道区域内的载流子迁移率μ和驱动晶体管Trd的阈值电压Vth有依存关系的特性。驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids使发光器件EL发射表示视频信号Vsig的亮度的光束。

作为本发明的原起的图像显示设备的典型参考实现方式的特征在于，像素电路2采用包括开关晶体管Tr2到Tr4的补偿单元。为了使输出电流Ids与驱动晶体管Trd沟道区域内的载流子迁移率μ的依存关系的影响化为零，在发光周期的开始时预先补偿保存在像素电容器Cs中的输入电压Vgs。更具体地说，分别根据扫描线WS和DS提供的控制信号WS和DS，包括开关晶体管Tr2到Tr4的补偿单元在一部分取样周期期间工作，以便从具有取样视频信号Vsig的驱动晶体管Trd抽出输出电流Ids并将所抽出的输出电流Ids以负反馈方式反馈到像素电容器Cs，从而补偿了输出电流Ids与载流子的迁移率μ的依存关系的影响。另外，为了使输出电流Ids与驱动晶体管Trd的阈值电压有依存关系的影响化为零，在取样周期之前，检测阈值电压Vth，并将已检测的阈值电压Vth加到输入电压Vgs上。

在图像显示设备的典型的参考实施方式的情况中，驱动晶体管Trd是N-沟道晶体管，其漏极和源极S分别连接到电源Vcc和发光器件EL上。在该情况下，在发光周期中的开始时，该发光周期与在该发光周期之前的取样周期的后部分重叠，如上所述的补偿单元从驱动晶体管Trd抽出输出电流Ids，并将所抽出的输出电流Ids以负反馈方式反馈到像素电容器Cs。在发光周期开始时，补偿单元也工作，以便从驱动晶体管Trd的源极S抽出输出电流Ids并把已抽出的输出电流Ids也加到发光器件EL的电容元件上。具体地说，发光器件EL是设计成二极管形式的发光器件，该二极管具有连接到驱动晶体管Trd的源极S的阳极以及连接到地的阴极。在本结构中，包括开关晶体管Tr2到Tr4的补偿单元预先使二极管型的发光器件的阳极和阴极处于反相偏置状态，从而，当从驱动晶体管Trd的源极S抽出的输出电流Ids流入发光器件EL时，发光器件EL用作为如上所述的电容元件的电容元件。应当注意，补偿单元能够调整子周期的宽度t，该子周期包括在取样周期的后面部分以作为从驱动晶体管Trd的源极S抽出输出电流Ids的子周期。所以，可以可以优化以负反馈方式反馈到像素电容器Cs的输出电流Ids量。

图2是表示在图1所示图像显示设备中引用的像素电路2的图示。为了使该模型容易理解，还另外示出了取样晶体管Tr1取样的视频信号Vsig、施加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs、驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids和发光器件EL的电容元件Coled。如下参考图2解释应用在图像显示设备的典型参考实施方式的像素电路2所执行的操作。

图3表示图2所示的像素电路2的时序图。如下参考图3中的时序图更加具体地解释应用在图像显示设备的典型参考实施方式的图2中所示的像素电路2执行的操作。图3示出了由扫描线WS、AZ1、AZ2和DS提供的控制信号沿时间轴T的波形图。为使图形简化，控制信号的每一细节部分由指示传送特殊控制信号的扫描线的符号指示。因为晶体管Tr1，Tr2和Tr3中的每个都是N-沟道晶体管，由扫描线WS，AZ1和AZ2传送的控制信号中的每个都是有效-高信号，该信号在有效状态中设置为高电平并且为使信号无效而设置为低电平。另一方面，因为开关晶体管Tr4是P-沟道晶体管，由第二扫描线DS传送的控制信号中是有效-低信号，该信号在有效状态中设置为低电平并且为使信号无效而设置为高电平。应当注意，图3不仅示出了由扫描线WS，AZ1和AZ2提供的控制信号的波形的时序图，而且也示出了出现在驱动晶体管Trd的栅极G和源极S的电压波形的时序图。

在图3所示的时序图中，定时T1到T8之间的周期是一个场(1f)。在1f周期期间，将像素行顺序地扫描一遍。时序图表示施加到每行像素上的控制信号WS、AZ1、AZ2和DS的波形。

在场开始之前的定时T0，所有的控制信号WS、AZ1、AZ2和DS都设置为低电平。所以，N-沟道晶体管Tr1，Tr2和Tr3处于断开状态。相反，只有P-沟道晶体管Tr4处于导通状态。从而，因为驱动晶体管Trd经处于导通状态的晶体管Tr4连接到电源Vcc，所以驱动晶体管Trd将根据预定的输入电压Vgs将输出电流Ids施加到发光器件EL。结果，在定时T0，发光器件EL发射光束。施加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs由该驱动晶体管Trd的栅极G与源极S之间的差表示。

在场开始处的定时T1，第二控制信号DS从低电平上升到高电平，使开关晶体管Tr4处于断开状态，因而，使驱动晶体管Trd从电源Vcc上断开。所以终止了发光，且不发光周期开始了。结果，在定时T1，所有的晶体管Tr1到Tr4都处于断开状态。

随后，在定时T2，控制信号AZ1和AZ2从低电平上升到高电平，使开关晶体管Tr2和Tr3处于导通状态。结果，驱动晶体管Trd的栅极G连接到参考电位Vss1上，而驱动晶体管Trd的源极S连接到参考电位Vss2上。关系式(Vss1-Vss2)＞Vth成立。因为Vgs＞thh，电位差(Vss1-Vss2)施加到驱动晶体管Trd的栅极G。所以，准备在定时T3执行阈值电压补偿操作。换句话说，从定时T2到时T3的周期相当于驱动晶体管Trd的重置周期。另外，设置参考电位Vss2以满足关系式VthEL＞Vss2，其中，符号VthEL表示发光器件EL的阈值电压。所以，将负偏压施加到发光器件EL上，使发光器件EL处于所谓的反相偏置状态。为了正常实现阈值电压补偿操作和以后的迁移率补偿操作，需要反相偏置状态。

在定时T3，控制信号AZ2下拉到低电平以立刻被第二控制信号DS跟随。从而，开关晶体管T3进入断开状态，但是开关晶体管T4进入导通状态。结果，输出电流Ids流入像素电容器Cs，开始阈值电压补偿操作。在那时，驱动晶体管Trd的栅极G保持在参考电位Vss1上，以便输出电流一直流动，直到驱动晶体管Trd关断为止。当驱动晶体管Trd关断时，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位等于差(Vss1-Vth)。在关断漏电流操作之后的定时T4，将第二控制信号DS设置回到高电平，以便使开关晶体管T4进入断开状态。另外，控制信号AZ1也变换到低电平，以便也使开关晶体管Tr2进入断开状态。结果，做为固定电压的阈值电压Vth保存在像素电容器Cs处。从而，从定时T3到定时T4的周期是用于检测阈值电压Vth的周期。由于这个原因，从定时T3到定时T4的周期被称为阈值电压补偿周期。

在实施如上所述的阈值电压补偿操作之后的定时T5，为使取样晶体管Tr1处于导通状态，第一控制信号WS变为高电平。从而视频信号Vsig存储在像素电容器Cs中。与发光器件EL的等效电容Coled相比，像素电容器Cs的电容足够小。结果，大部分视频信号Vsig基本上都存储在像素电容Cs内。准确地说，相对于参考电位Vss1的视频信号Vsig(即，Vsig-Vss1的差)存储在像素电容器Cs中。所以施加到驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs等于早先检测和保存的阈值电压Vth以及此时取样的差(Vsig-Vss1)的总和。也就是说，输入电压Vgs等于(Vsig-Vss1+Vth)。为使以后的解释简单，我们假设参考电位Vss1是0V。此时，输入电压Vgs等于(Vsig+Vth)，如在图3所示的时序图中所表示的。对视频信号Vsig取样的过程延续到定时T7，此时第一控制信号WS恢复到低电平。也就是说，从定时T5到定时T7的周期是取样周期。

在取样周期就要结束的定时T7之前的定时T6，第二控制信号DS变为低电平，以便使开关晶体管Tr4处于导通状态。从而，由于驱动晶体管Trd连接到电源Vcc，像素电路从不发光周期过渡到发光周期。以这种方式，在从定时T6到定时T7的周期中，实现迁移率补偿操作，在此周期中取样晶体管Tr1一直保持在导通状态且开关晶体管Tr4已进入导通状态。即，根据本实施例，在从定时T6到定时T7的周期中进行迁移率补偿操作，在此周期中，发光周期的开始阶段与在发光周期之前的取样周期的后部分重叠。应当注意，在发光周期期间的子周期开始时，该子周期作为作为实现迁移率补偿操作的子周期，发光器件EL处于反向偏置状态，在该状态中发光器件EL不发光。在从定时T6到定时T7的迁移率补偿周期中，输出电流Ids流经驱动晶体管Trd，同时晶体管Trd的栅极G保持在视频信号Vsig的电位上。(Vsig-Vth)＜VthEL的关系成立，发光器件EL处于反向偏置状态。从而，代替显现二极管的特性，发光器件EL显现电容器的简单的电容特性。结果，流经驱动晶体管Trd的输出电流Ids存储在组合电容器中，该电容器具有电容C(＝Cs+Coled)，其中符号Cs表示像素电容器Cs的电容，而符号Coled表示发光器件EL电容器Coled的电容。所以，在驱动晶体管Trd源极S上出现的电位上升。在图3所示的时序图中，源极电平的增加量用ΔV表示。最后从保存在像素电容器Cs的输入电压Vgs减去源极电平的增加量ΔV作为驱动晶体管Trd的源极S和栅极G之间的电压以产生负反馈影响。通过这种方式在负反馈操作中将源极电位的增加量ΔV馈送到驱动晶体管Trd自身的输入电压Vgs，该源极电平的增加量ΔV是由驱动晶体管Trd的输出电流Ids引起的，可以补偿驱动晶体管Trd工作中的载流子迁移率μ。应当明白，通过在从定时T6到定时T7期间调整迁移率补偿周期，可以使源极电位的增加量ΔV达到最优。

在定时T7，第一控制信号WS变为低电平，以便使取样晶体管Tr1进入断开状态。结果，驱动晶体管Trd的栅极G从数据信号线SL上断开，终止了给驱动晶体管Trd施加视频信号Vsig。从而，驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位能够上升，并且实际上，驱动晶体管Trd的栅极G上的电位随着驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位上升而上升。同时，保存在像素电容器Cs的输入电压Vgs，作为驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压，被维持在由表达式(Vsig-ΔV+Vth)表示的电平上。随着驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位的上升，发光器件EL的反相偏置状态被终止，使得输出电流Ids流到发光器件EL，使发光器件EL开始实际发出光束。由下面给出的等式2表示的输出电流Ids和输入电压Vgs之间的关系式此时成立。等式2是这样的等式，该等式通过在驱动晶体管Trd特性的等式1中将表达式(Vsig-ΔV+Vth)替换为输入电压Vgs项而得到的。

Ids＝kμ(Vgs-Vth)²＝kμ(Vsig-ΔV)²    ...等式2

等式2中的符号k表示(1/2)(W/L)Cox。等式2不再包含驱动晶体管Trd的阈值电压Vth项。也就是说，从等式2中显然可以看出，提供到发光器件EL的输出电流Ids不再依赖于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。基本地，漏极电流(或输出电流)Ids由视频信号Vsig的电压确定。换句话说，发光器件EL发射依照视频信号Vsig的亮度的光束。然而此时，视频信号Vsig由反馈量ΔV校正了。该校正量ΔV也用于使包含在等式2中的系数迁移率μ的影响无效。结果，漏极电流Ids仅仅主要依赖于视频信号Vsig。

最后，在定时T8，第二控制信号DS升到高电平，以便使开关晶体管Tr4进入断开状态。此时，发光和场都结束了。随后，像素电路2进入到下一场，重复阈值电压补偿操作、迁移率补偿操作和发光操作，其过程如上所述。

然而，在本图像显示设备的典型参考实施方式中的像素电路2需要5个晶体管Tr1、Tr2、Tr3、Tr4和Trd，三条电源线Vss1、Vss2和Vcc，以及4条栅极线(或扫描线)WS、DS、AZ1和AZ2。栅极线(或扫描线)和数据信号线以及栅极线(或扫描线)和电源线交叉点的数量也必然比较大。大量的交叉点使产量降低。另外，很难达到布线的高细度。在精细面板的情况中，为提高产量，有必要减少器件的数量。

图4是表示本发明提供的图像显示设备的整个结构的框图。该图像显示设备是具有阈值(Vth)补偿作用的有源矩阵型图像显示设备。如图所示，有源矩阵型图像显示设备包括作为主要部件的像素阵列单元1和它的外围电路。外围电路包括水平选择器3、写扫描器4和驱动扫描器5。像素阵列单元1具有布置形成矩阵的像素电路2。将每个像素电路2设置在以矩阵的行方向定位的第一扫描线WS(或第二扫描线DS)和以矩阵的列方向定位的数据信号线SL的交叉处。像素电路2是R、G和B像素。R、G和B像素是允许彩显的三个R、G和B原色。然而，并不意味着将本发明的保护范围限制到这些特点。R、G和B像素都有各自的像素电路2。数据信号线SL由水平选择器3驱动。水平选择器3作为信号单元，通常被实现为驱动器IC。数据信号线SL传送视频信号。第一扫描线WS由写扫描器4驱动。应当注意，也还提供了平行于第一扫描线WS的第二扫描线DS。第二扫描线DS由驱动扫描器5驱动。写扫描器4和驱动扫描器5形成扫描器单元。每一水平扫描周期，扫描器单元顺序驱动各行中的像素。当第一扫描线WS选择了像素电路2时，像素电路2对由数据信号线SL传送的视频信号取样。当第二扫描线DS选择了像素电路2时，像素电路2根据取样的视频信号驱动像素电路2内的发光器件。另外，像素电路2也受第一扫描线WS和第二扫描线DS控制以实施预先所确定的补偿操作。

如上所述的像素阵列单元1建立在如一块普通玻璃等的绝缘基板上以形成平坦面板。每个像素电路2由非晶体硅TFT或低温多晶硅TFT制成。在由非晶硅TFT制成的像素电路2组成的像素阵列单元1的情况中，将扫描器单元典型地配置成与平坦面板分离并利用柔性电缆连接到平坦面板的TAB。通过相同方法，将信号单元配置成位于平坦面板外侧并利用柔性电缆连接到平坦面板的驱动器IC。另一方面，在由低温多晶硅TFT制成的像素电路2组成的像素阵列1的情况中，扫描器单元、信号单元和像素阵列单元1在平坦面板上集成成单一体。这是因为信号和扫描器单元也都可以由低温多晶硅TFT形成。

图5是表示装入在本发明提供的图像显示设备如图4所示的图像显示设备中的像素电路2的结构框图。如图5所示，像素电路2包括取样晶体管Tr1、连接到取样晶体管Tr1的像素电容器Cs、连接到取样晶体管Tr1和像素电容器Cs上的驱动晶体管Trd、连接到驱动晶体管Trd和像素电容Cs上的发光器件EL以及用于连接驱动晶体管Trd和电源Vcc的开关晶体管Tr4。

第一扫描信号线WS提供第一扫描信号以使取样晶体管Tr1进入导通状态。当取样晶体管Tr1进入导通状态时，取样晶体管Tr1取样数据信号线SL传送的视频信号Vsig的电位并将所取样的电位存储在像素电容器Cs中。像素电容器Cs依照所取样的视频信号Vsig将输入电压Vgs提供给驱动晶体管Trd的栅极G。依次，驱动晶体管Trd将相应于输入电压Vgs的输出电流Ids提供给发光器件EL。应当理解，输出电流Ids的特性依赖于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids使发光器件EL发射依照视频信号Vsig的电压的亮度的光束。第二扫描信号线DS提供第二扫描信号DS以使开关晶体管Tr4进入导通状态。当开关晶体管Tr4进入导通状态时，驱动晶体管Trd在发光周期期间连接到电源Vcc，该发光周期是发光器件发射光束的周期。另一方面，在不发光周期，开关晶体管Tr4进入断开状态以使驱动晶体管Trd从电源Vcc断开。

图像显示设备的特征在于，在水平扫描周期(1H)期间，包含写扫描器4和驱动扫描器5的扫描器单元在执行使晶体管Tr1和Tr4导通和断开的转换控制中，输出第一控制信号到连接到写扫描器4的第一扫描线WS上以便使取样晶体管Tr1处于导通状态，并输出第二控制信号到连接到驱动扫描器5的第二扫描线DS上以便使开关晶体管Tr4处于导通状态。另外，为对驱动晶体管Trd的输出电流Ids所展示的特性的影响而补偿像素电路2，所展示的特性是与驱动晶体管Trd的阈值电压Vth有依存关系的特性，像素电路2执行：使像素电容Cs重置的准备操作；补偿操作，用于在重置像素电容器Cs中存储电压，以作为消除阈值电压Vth的影响的电压；取样操作，用于取样数据信号线SL提供的视频信号Vsig的电位并将所取样的电位存储在已补偿的像素电容器Cs中。

另一方面，在水平扫描周期(1H)期间，包括水平选择器3(或驱动器IC3)的信号单元在第一固定电位VssH、第二固定电位VssL和信号电位Vsig之间进行转换，以经数据信号线SL给每个像素提供预备操作、补偿操作和取样操作所需要的电位。

具体地说，首先，在继续提供高电平的第一固定电位VssH的视频信号后，水平选择器3将视频信号切换到低电平的第二固定电位VssL以实施准备操作。然后，在保持低电平的第二固定电位VssL的同时，实施补偿操作。相继地，水平选择器3将视频信号从第二固定电位VssL切换到信号电位Vsig，允许实施取样操作。配置为驱动器IC的水平选择器3包括用于产生信号电位Vsig的信号产生电路和用于在合成处理中将第一固定电位VssH和第二固定电位VssL插入到由信号产生电路产生的信号电位Vsig的输出电路，从而生成在第一固定电位VssH、第二固定电位VssL和信号电压Vsig之间可以转换的视频信号，并将视频信号输出到每条数据信号线SL。优选地，作为水平选择器3的驱动器IC输出合成了不超过普通额定值的信号电位Vsig和超过了额定值的第一固定电位Vssh的视频信号。在这种情况下，驱动器IC内的信号产生电路仅仅需要具有普通的耐压以产生没有超过额定值的信号电位Vsig，并且在另一方面，只有输出电路必需能够承受超过额定值的高的第一固定电位VssH。

驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids呈现这样一种特性，该特性与驱动晶体管Trd沟道区域内的载流子的迁移率μ和驱动晶体管Trd的阈值电压Vth有依存关系。为处理这种依存关系的影响，在水平扫描期(1H)期间给第二扫描线DS输出控制信号后，包括写扫描器4和驱动扫描器5的扫描器单元还控制开关晶体管Tr4。具体地说，为使输出电流Ids与驱动晶体管Trd沟道区域内的载流子迁移率μ的依存关系的影响无效，利用取样的信号电位Vsig，从驱动晶体管Trd抽出输出电流Ids，并在操作中以负反馈过程中的方式反馈到像素电容器Cs以对这种因存关系的影响来补偿输入电压Vgs。

图6是示出在图5所示图像显示设备中应用的像素电路2的模型的图示。为了使该模型容易理解，还附加表示了取样晶体管Tr1取样的视频信号Vsig.、施加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs、驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids和发光器件EL的电容元件Coled。另外，连接到取样晶体管Tr1的栅极的第一扫描线WS和连接到开关晶体管Tr4的栅极的第二扫描线DS被分别表示为方框。在水平扫描周期(1H)期间，像素电路2实施阈值电压补偿准备操作、实际补偿操作和信号电位取样操作。所以可以将像素电路2被设置为仅包括三个晶体管Tr1、Tr2和Tr4，一个像素电容器Cs和一个发光器件EL。与图1中所示的典型参考实施方式中所用的像素电路2相比，该像素电路2被用作为包括阈值电压补偿准备操作的像素电路2，可以至少除去两个开关晶体管。所以，也可以除去两个已除去的开关晶体管的电源和栅极线，使像素电路2的产量增加成为可能。另外，因为可以简化像素电路2的布线，所以也可以加强面板的细度。

图7是图5和图6所示的像素电路2的时序图。参考图7可以按如下更加详细地和准确地解释图5和6所示电路所实施的操作。图7表示由第一和第二扫描线WS和DS提供的控制信号沿时间轴的波形图。为使图形简化，控制信号的每一细节部分由指示传送特殊控制信号的扫描线的符号指示。另外，施加到数据信号线SL的视频信号的波形也沿时间轴T示出了。如图所示，在每个水平扫描周期(1H)期间，使视频信号在高电平的第一固定电位VssH、低电平的第二固定电位VssL和信号电位Vsig之间顺序进行转换，该信号电位Vsig表示视频信号的真电位。由于取样晶体管Tr1是N-沟道晶体管，第一扫描线WS传送的第一控制信号在有效状态下处于设置在高电平的有效高信号，并且为使信号失效而设置在低电平。另一方面，因为开关晶体管Tr4是这P-沟道晶体管，第二扫描线在DS传送的第二控制信号在有效状态下处于设置在低电平的有效低信号并且为使信号失效而设置在高电平。应当明白，图7不仅分别表示了第一和第二扫描线WS和DS提供的第一和第二控制信号波形的时序图，而且也表示驱动晶体管Trd的栅极G和源极S上出现的电位的波形时序图。

在图7所示的时序图中，定时T1到T8之间的周期是一个场(1f)。在1f周期期间，顺序扫描像素行一遍。时序图表示施加到每行像素上的第一和第二控制信号WS和DS的波形。

开始，在场起始定时T1，第二控制信号DS从低电平上升到高电平，使开关晶体管Tr4处于断开状态，因而，使驱动晶体管Trd从电源Vcc断开。从而终止了发光，且不发光周期开始。结果，因没有从电源Vcc给驱动晶体管Trd提电，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S上出现的电位下拉到发光器件EL的截止电压(或阈值电压)VthEL。

随后，在定时T2，第一控制信号WS从低电平上升到高电平，使取样晶体管进入导通状态。为缩短将视频信号写入到像素电容器Cs的写入时间，所期望的是在取样晶体管Tr1进入导通状态之前的T2定时，将信号线电压提高到高电压的第一固定电位VssH。随着取样晶体管Tr1进入导通状态，高电平的第一固定电位VssH被施加到驱动晶体管Trd的栅极G作为栅极电位并被写入到像素电容器Cs。在那时，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位也因由像素电容器Cs提供的耦合而升高，所述耦合作为在驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间耦合。然而，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位只是在该电压通过发光器件EL被放电到地电位之前临时升高。从而最终，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位处于发光器件EL的截止电压(或阈值电压)VthEL。在那时，栅极电压保持在高电平的第一固定电位VssH。

在定时Ta，通过维持取样晶体管Tr1处于导通状态，数据信号线SL上出现的电压下拉到低电平固定电位VssL。因像素电容器Cs耦合影响，信号线电压的变化扩展到驱动晶体管Trd的源极上出现的电位。因耦合传播的变化量由下式表示：

Cs/(Cs+Coled)×(VssH-VssL)

那时，驱动晶体管Trd的栅极上出现的电位是VssL，驱动晶体管Trd的源极上出现的电位由下式表示：

VthEL-Cs/(Cs+Coled)×(VssH-VssL)

因为驱动晶体管Trd的源极上出现的电位比发光器件EL的截止电压(或阈值电压)VthEL低，即，因给发光器件EL施加的是负(或反相)偏置，所以发光器件EL进入截止状态。在该情况下，即使在完成了在此后实施的阈值电压补偿操作和迁移率补偿操作之后，将驱动晶体管Trd的源极上出现的电位维持在使发光器件EL继续处于截止状态的值是所期望的。另外，通过引入耦合而得到输入电压Vgs(＞Vth)，来执行阈值电压补偿操作的准备。从而，即使在除去某些开关晶体管以及它们的栅极线和电源线的像素电路2中，也可以执行阈值电压补偿操作的准备。也就是说从定时T2到定时Ta的周期是阈值电压补偿准备周期。

在定时T3，通过使栅极G维持在低电平的第二固定电位VssL，开关晶体管Tr4进入到导通状态，以便在以与以前所讲的典型参考实现方式相同的方式执行阈值电压补偿操作中使电流流到驱动晶体管Trd。电流保持流动，直到驱动晶体管Trd进入截止状态。随着驱动晶体管进入截止状态，驱动晶体管的源极上出现的电位变得等于差(VssL-Vth)。此时，有必要使关系(VssL-Vth)＜VthEL成立。

然后，在定时T4，开关晶体管Tr4进入断开状态，以便结束阈值电压补偿操作。从而，从定时T3到定时T4的周期表示阈值电压补偿周期。

在如上所述的在从定时T3到定时T4周期期间实施的阈值电压补偿操作之后的定时T5，数据信号线的信号从低电平第二固定电位VssL变换到信号电位Vsig。从而，将视频信号的电位Vsig存储在像素电容器Cs中。与发光器件EL的等效电容Coled相比，像素电容器Cs的电容足够小。结果，信号电位Vsig的大部分几乎全部存储在像素电容器Cs中。从而，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs等于以前检测和保存的阈值电压Vth和此次所取样的信号电位Vsig之和。也就是说，输入电压Vsig等于(Vsig+Vth)。取样信号电位Vsig的过程继续维持到第一控制信号WS恢复到低电平的定时T7。也就是说，从定时T5到定时T7的周期是取样周期。

根据本发明的像素电路除实现了对驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的影响补偿驱动晶体管Trd的操作以外，还实现了对驱动晶体管Trd沟道区域内载流子的迁移率μ的影响而补偿驱动晶体管Trd的操作。将在以后详细描述，在从定时T6到定时T7的周期实施对于载流子的迁移率μ的影响补偿驱动晶体管Trd的操作。总之，要从输入电压Vgs中减去补偿量ΔV。

在定时T7，第一控制信号WS变到低电平以使取样晶体管Tr1进入断开状态。结果，驱动晶体管Trd的栅极G从数据信号线SL上断开，终止了给驱动晶体管Trd施加视频信号Vsig。从而，驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位可以升高，并且实际上是，驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位随驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位的上升而上升。同时，将作为驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压的像素电容器Cs内保持的输入电压Vgs维持在由表达式(Vsig-ΔV+Vth)表示的电平。随着驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位升高，终止了发光器件EL的反相偏置状态，从而输出电流Ids流入发光器件EL里，使发光器件EL开始实际发出光束。那时，如电流输出电流Ids和输入电压Vgs之间的关系为真由以前给出的等式2表示。等式2不再包括阈值电压Vth项。也就是说，从等式2明显可以看出，施加到发光器件EL上的输出电流Ids不再受驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的影响。基本地，漏极电流(输出电流)Ids由视频信号Vsig的电压决定。换句话说，发光器件EL发射根据视频信号的信号电压Vsig的亮度的光。那时，视频信号由反馈量ΔV校正，该校正量ΔV也用于使包括在等式2中的迁移率μ的影响无效。结果，漏极电流Ids只主要依赖于视频信号Vsig。

最后，在定时T8，第二控制信号DS升到高电平，以便使开关晶体管Tr4进入断开状态。此时，发光操作结束和场都结束。随后，像素电路2进入到下一场，以便按上述那样重复补偿准备操作、阈值电压补偿操作、迁移率补偿操作和发光操作。

如图7所示，在水平扫描周期(1H)，为消除阈值电压Vth的影响，像素电路2连续执行准备操作、补偿操作和取样操作，如图5所示，该像素电路2仅包括三个晶体管和一个电容器。从而，与以前所述的典型参考实现方式相比，组成像素电路2的元件的数量可以显著地减少了。然而，因为像素数随面板细度的增强而升高，分配到每行像素的水平扫描周期不可避免地缩短了。另外，即使采用提高图像质量的高频驱动方法，高频驱动方法中的水平扫描周期也缩短了。当用这种方式使水平扫描周期缩短，某些情况下，很难在一个水平扫描周期中完成阈值电压补偿准备操作和实际的阈值电压补偿操作。因为这个原因，需要用于高细度面板和高频驱动面板的驱动方法的显示装置。如下解释典型的改进的高级实现方式。

在典型改进的高级实现方式中，组成具有阈值电压补偿作用的像素电路2的元件的数量比以前的典型的改进的实现方式中的元件数量少，并且除此之外，采用了用于高细度面板和高频驱动面板的显示设备驱动方法。在典型改进的高级实现方式中，到目前为止在一个水平扫描周期实施的阈值电压补偿准备操作和实际阈值电压补偿操作在在多个水平扫描周期之间分布不同时间被实施。并且在该情况下，可以保证总的工作周期与如图7所示的时序图中所示的大约相同。在上述时间分布方法中，可能缩短包括水平扫描周期中的子部分，该子部分作为在如由阈值电压补偿准备操作或者实际阈值补偿操作占据的子周期。因此，由于缩短了分配到阈值电压补偿准备操作或者实际的阈值电压补偿操作的子周期，可以确保水平扫描周期期间有足够的时间用于取样信号电位。

图14表示典型的改进的高级实现方式实施的操作的时序图。为使图形容易理解，与图7所示的相似器件的相同的每一部分用相同的参考标记表示或者用与相似元件相同的参考数字表示。

如图所示，在定时T1，开关晶体管Tr4进入断开状态，使发光器件EL进入不发光周期。那时，因没从电源Vcc供电，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位被下拉到发光器件EL的阈值电压VthEL。

接着，取样晶体管Tr1在从定时T21到定时Tb1周期期间进入导通状态。在该周期期间，视频信号Sig设置在实施阈值电压补偿准备操作所需要的高电平的第一固定电位VssH。第一取样晶体管Tr1进入到导通状态时，高电平的第一固定电位VssH被施加到驱动晶体管Trd的栅极G作为栅极电位。那时，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位也由于像素电容器Cs的耦合影响而上升，所述耦合是如在驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的耦合。然而，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位在该电位通过发光器件EL被放电到地电位之前只临时升高。从而最后，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位接近发光器件EL的截止电压(或阈值电压)VthEL。使取样晶体管Tr1导通的第一控制信号WS是具有一定脉冲宽度的脉冲序列，该脉冲宽度等于从定时T21到Tb1非常短的周期。从而，驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位在从定时T21到Tb1的期间不能够达到高电压的第一固定电位VssH。因为这个原因，取样晶体管Tr1在从定时T22到定时Tb2的下一周期期间进入导通状态。在该周期期间，视频信号Sig又处于高电平的第一固定电位VssH。如果必要，重复实施上述操作直到驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电压达到高电平的第一固定电位VssH。在所示例子的情况中，在从定时T23到定时Tb3的随后周期和从定时T24到定时Tb4的随后周期期间，又实施了两次这种操作。所以相同的操作共实施了四次。

接着，第四次操作之后，视频信号Sig下拉到低电平的第二固定电位VssL时，取样晶体管Tr1进入导通状态以使驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位从高电平的第一固定电位VssH变换到低电平的第二固定电位VssL。对于驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位的变化，关系式Vgs＞Vth成立，允许完成了对于阈值电压补偿操作的准备。取样晶体管Tr1进入导通状态时，开关晶体管Tr4也在从定时T31到定时T41的周期期间进入导通状态，使电流流到驱动晶体管Trd以实施阈值电压补偿操作。采取同样的方式，阈值电压补偿操作也可以分布在多个周期之间。因为第二控制信号DS的脉冲宽度(即，从定时T31到定时T41的周期)较短，取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4需重复进入导通状态以完成阈值电压补偿操作。在图所示的示范例中，取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4从定时T31到定时T41的周期期间多次进入导通状态。

最后，在从定时T5到定时T7周期期间，取样晶体管Tr1处于导通状态，使信号电压Vsig存储在像素电容器Cs中。在从定时T5到定时T7周期中的定时T6到定时T7的周期期间，在开始光发射周期之前实施迁移率补偿操作。

如上所述，减少了晶体管、电源线和栅极线的像素电路，即使对于执行高频操作的面板和具有高细度的面板，也能够实施阈值电压补偿准备操作和阈值电压补偿操作。应当明白，在典型改进的高级参考实现方式中，取样晶体管Tr1进入导通状态时，开关晶体管Tr4也进入导通状态以执行迁移率补偿操作。但是，在取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4的操作彼此不重叠并因此没有实施迁移率补偿操作的情况下，即使在简单的阈值电压补偿中，以相同的方式也可以提供布线并且也可以减少晶体管的数量。

如上所述，在水平扫描周期，扫描器单元为了控制像素电路2给晶体管的栅极输出控制信号。受扫描器单元控制，像素电路2在像素电容器Cs上实施补偿操作，以作为消除由驱动晶体管Trd产生的输出电流与驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的依存关系影响的操作，以及实施取样视频信号Sig并将已取样的视频电压Vsig存储在已经实施了补偿操作的像素电容器Cs中的操作。另外，扫描器单元也利用分配给当前行前一行的水平扫描周期，当前行包括被观察的像素电路的像素电容，以便将在所观测的像素电路的像素电容器Cs执行的补偿操作分布在多个时隙之间，每个时隙都包括在所利用的水平扫描周期之一中。。具体地说，扫描器单元具有在水平扫描周期分别产生第一控制信号WS和第二控制信号须DS的写扫描器4和驱动扫描器5，以对取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4的导通和断开实施控制。像素电路2在像素电容器Cs上实施补偿过程，以作为消除驱动晶体管Trd产生的输出电流Ids与驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的依存关系影响的操作。补偿过程包括使像素电容器Cs重置的补偿准备操作和在已重置在像素电容器Cs存储电压以消除阈值电压Vth的影响的实际补偿操作。在补偿操作之后，执行取样操作以取样视频信号Sig并将已取样的信号电位Vsig存储在已经补偿的像素电容器Cs。如上所述，扫描器单元也利用都分配给当前行前一行的水平扫描周期，当前行包括被观察的像素电路的像素电容，以便将在所观测的像素电路的像素电容器Cs执行的补偿操作分布在多个时隙之间，每个时隙都包括在所利用的水平扫描周期之一中。。

为了增强面板的细度，有必要减少器件的数量。如上所述，通过利用负耦合实施阈值电压补偿操作，并且，另外将它的准备周期分成多个子周期，在每个子周期中执行操作。然而，在大电容的发光器件的情况中，作为驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位的耦合电压的放电时间不可避免地变长了。因而，为使驱动晶体管Trd的源极S和栅极G之间具有所希望的电压，不可避免地需要许多负耦合操作。由于这个原因，存在由于面板的复杂性引起的问题。

为解决上述问题，本发明提供另一种典型高级改进参考实现方式。图15表示本发明另一个优选实施方式的时序图。为使图容易理解，与图14所示的相似的元件相同的每一部件用相同的参考符号表示或者相同的参考数字表示相似的元件。在这个实施例中，电容耦合用于实施阈值电压补偿操作。通过在多个时隙中分布来多次实施耦合操作。与时隙相对应的脉冲宽度足够长以使发光器件将其电位放电。所以可以减小每行(每行)负耦合的数量。具体地说，在从定时T21到定时Tb1的周期期间，将数据信号线SL设置为阈值电压补偿操作准备所需要的高电平的第一固定电位VssH，并且取样晶体管Tr1进入导通状态。所以，在从定时T21到定时Tb1的周期期间，将高电平的第一固定电位VssH施加到驱动晶体管Trd的栅极G。那时，由于像素电容器Cs提供的耦合影响，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位升高了。然而，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位在该电压通过发光器件EL放电到地电位之前只临时地升高。所以，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位最终处于在发光器件EL的截止电压(或阈值电压)Vth。接着，在从发光器件EL断开如5H的等待时间之后，在从定时T22到定时Tb2的周期期间，数据信号线SL设置在高电平的第一固定电位VssH，并且取样晶体管Tr1进入导通状态以实施第二补偿准备操作。通过实施第二补偿准备操作，驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位达到高电平的第一固定电位VssH，不再需要增加电压的变化。也就是说，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的所需的电压可以得到了。

图14的时序图中所示的驱动操作中，该驱动操作在作为包括都具有大电容的发光器件的像素电路的典型高级改进的参考实现方式的驱动操作，在发光器件EL断开之前，需花很长时间来降低耦合电压。当驱动晶体管Trd栅极G上出现的电位升高到高电平的第一固定电位VssH时，引入了耦合电压。由于这个原因，在取样晶体管Tr1进入断开状态之后，栅极G上出现的电位也随着驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位降低而降低。所以此后，即使取样晶体管Tr1多次进入断开状态，栅极G上出现的电位不可避免地保持下降直到源极S通过发光器件EL截止。结果，为使栅极G上出现的电位达到驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间所需要的电压，需要许多第一扫描线WS的驱动控制脉冲。

为解决上述问题，在本发明的另一实施例中，为了实施如图15所示的阈值电压补偿准备操作，将在从第一扫描线WS施加到取样晶体管Tr1的栅极G的两个连续驱动控制脉冲之间的时间被设置为这样的值，使得发光器件在该间隔结束时完全地截止。接着，经多次重复实施阈值电压补偿准备操作，栅极G上出现的电位达到高电平的第一固定电位VssH，不再需要增加电压的变化。也就是说，通过多次重复实施阈值电压补偿准备操作，可得到驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间所需要的电压。所以，与典型的高级改进参考实现方式的脉冲数量相比，触发阈值电压补偿准备操作的两个连续脉冲之间充足的间隔减小了脉冲数量。

如上所述，在本发明的另一实施例的情况中，在水平扫描周期(1H)中，通过将驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位从高电平变换到低电平来实施了阈值电压补偿准备和阈值电压补偿操作，并且，在同一水平扫描周期(1H)中，实施取样视频信号和将已取样的视频信号存储在像素电容器Cs中的操作。通过实施这些操作，传统的图像显示设备所需的三条电源线可以集成在只具有一条共享线的单个单元中，其也执行集成电源的电源线的所有功能。另外，可以减少电源线线数量、栅极线的数量和开关晶体管的数量，使像素电路被配置为仅包括三个晶体管和一个像素电容器。所以，可以提高面板的产量。此外，因为可以简化布局，所以可以增强图像显示设备细度。本实施例的情况中，随着取样晶体管Tr1进入导通状态，开关晶体管Tr4也进入导通状态以便实施迁移率补偿操作。然而，应当注意，即使在没有取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4的操组彼此重叠并因此不实施行迁移率补偿操作的情况下的简单的阈值电压补偿操作中，也可以以相同的方式提供布线，并且晶体管的数量也可以减少。

图8是示出在从定时T6到定时T7周期期间实施迁移率补偿操作的像素电路2的状态的图示。如图所示，在从定时T6到定时T7的迁移率补偿周期中取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4都处于导通状态，但是驱动晶体管Trd处于断开状态。在这些状态中，驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位等于差(VssL-Vth)。驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位也是发光器件EL的阳极上出现的电位。如前所述，通过将差(VssL-Vth)设置得比发光器件EL的阈值VthEL小的值，即，(VssL-Vth)＜VthEL，发光器件反相偏置。反相偏置时，发光器件EL呈现简单电容器Coled的电容特性而不是表现二级管的特性。所以，流经驱动晶体管Trd的输出电流Ids堆积在具有电容C(＝Cs+Coled)的组合电容器中，其中符号Cs表示像素电容器Cs的电容，而Coled表示发光器件EL的电容器Coled的电容。换句话说，在所谓的迁移率补偿操作中，部分漏电流Ids以负反馈的过程反馈到像素电容器Cs。

图9是表示曲线图的图形，每条曲线代表表示如前面所述的驱动晶体管Trd的特性的等式2。垂直轴表示输出电流Ids，且水平轴表示表示视频信号Vsig。等式2也写在图形的底部。为了比较，图9中所示的曲线分别代表像素1和2的特性。像素1包含具有相对大迁移率μ的驱动晶体管Trd。另一方面，像素2包含具有相对小迁移率μ的驱动晶体管Trd。在实现为薄膜晶体管等的驱动晶体管Trd的情况中，晶体管的迁移率μ不可避免地彼此不同。例如，即使将相同电平的视频信号Vsig施加到像素1和2的栅极，流经包含具有相对大的迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素电路1的输出电流Ids1`与流经包含具有相对小的迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素电路2的输出电流Ids2`在幅度上有很大的不同，除非在驱动晶体管Trd上实施某些补偿以消除迁移率μ差异的影响。因为晶体管与晶体管之间的输出电流Ids的不同实际上是由于如上所述的晶体管与晶体管之间不可避免的迁移率μ的不同引起的，所示失去了显示屏的均匀性。

在本发明中，以负反馈操作方式将输出电流Ids反馈到输入电压侧，以便消除迁移率不同的影响。从表示驱动晶体管Trd的特性的公式中明显可以看出，迁移率越大，则输出电流Ids越大。所以，迁移率越大，负反馈量ΔV越大。如图9中的曲线所示，包含具有相对大迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素1的负反馈量ΔV1大于包含具有相对小迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素2的负反馈量ΔV2。所以，由于迁移率越大，负反馈量ΔV越大，因此可以抑制迁移率不同的影响。如图所示，给包含具有相对大迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素1施加负反馈量ΔV1的补偿操作导致其输出电路Ids1比输出电流Ids1`小很多。另一方面，给包含具有相对小迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素2施加负反馈量ΔV2的补偿操作导致其输出电路Ids2比输出电流Ids2`小得不很多。这是由于负反馈量ΔV2小于负反馈量ΔV1。结果，由包含具有相对大迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素1产生的输出电流Ids1几乎等于由包含具有相对小迁移率μ的驱动晶体管Trd的像素2产生的输出电流Ids2，意味着消除了迁移率的影响。在从黑电平到白电平的整个视频信号Vsig范围内，彻底消除迁移率的影响。从而，显示屏的均匀性相当高。总的来说，具有不同迁移率的像素电路1和2的情况中，将负反馈量ΔV1设置在大于负反馈量ΔV2的值。也就是说，迁移率较大，输出电流Ids降低得就较大。结果，将由于迁移率不同引起的不同像素电流变换到几乎均匀的电流，消除了迁移率不同造成的影响。

接下来，参考图10，对上述迁移率补偿进行数字分析。在下面的数字分析中，如图10所示，符号V表示代表驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位的的变量，此时取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4均已进入导通状态。流经驱动晶体管Trd的漏极电流Ids由等式3表示如下：

Ids＝kμ(Vgs-Vth)²＝kμ(Vsig-V-Vth)²  ...等式3

其中，符号V表示驱动晶体管Trd的源极S上出现的电位。

如图4所示，代表漏极电流Ids和电容C(＝Cs+Cold)之间的关系的等式Ids＝dQ/dt＝CdV/dt成立，其中，符号Cs表示像素电容器Cs的电容，以及Cold表示发光器件Cold的电容。

$\∫\frac{1}{C}\mathrm{dt}=\∫\frac{1}{\mathrm{Ids}}\mathrm{dV}$

$\⇔\underset{0}{\overset{1}{\∫}}\frac{1}{C}\mathrm{dt}=\underset{-\mathrm{Vth}}{\overset{V}{\∫}}\frac{1}{\mathrm{k\μ}{(\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vth}-V)}^2}\mathrm{dV}$

$\⇔\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t={\left[\frac{1}{\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vth}-V}\right]}_{-\mathrm{Vth}}^V=\frac{1}{\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vth}-V}-\frac{1}{\mathrm{Vsig}}$

$\⇔\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vth}-V=\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{Vsig}}+\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t}=\frac{\mathrm{Vsig}}{1+\mathrm{Vsig}\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t}$ ...等式4

将等式3代入等式4中并对等式两侧关于时间进行积分。在积分的过程中，初始状态的源电压V是-Vth，并且从定时T6到定时T7的迁移率补偿周期是t。通过解这个微分方程，由等式5给出对于迁移率补偿周期t的像素电流如下：

$\mathrm{Ids}=\mathrm{k\μ}{\left(\frac{\mathrm{Vsig}}{1+\mathrm{Vsig}\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t}\right)}^2$ ...等式5

图11是表示每条曲线代表等式5的曲线图。垂直轴表示输出电流Ids，且水平轴表示视频信号Vsig。采用参数值t＝0μs，t＝2.5μs和t＝5μs。也将迁移率μ作为参数。关于这个参数，采用了μ为1.2相对大的迁移率和μ为0.8相对小的迁移率。参数t＝0μs表示根本没有迁移率补偿的情况。与t＝0μs相比，明显可以看出：参数t＝2.5μs表示其中充分校正了由于迁移率变化而致使漏极电流Ids变化影响的情况。具体地，参数t＝0μs表示其中由于没有实施迁移率补偿操作而存在40％的漏电源变化量的情况。另一方面，参数t＝2.5μs表示其中通过实施不超过10％的的迁移率补偿抑制了漏电流Ids变化影响的情况。然而，代表长迁移率补偿周期的t＝5μs反而表示迁移率变化而引起的漏极电流Ids的变化不可避免地增加。所以，为实施迁移率补偿操作有必要将迁移率补偿周期t设置在适当的值上。在图11所示曲线图中，迁移率补偿周期t的适当值约为2.5μs。

如上所述，在本发明中，在水平扫描周期期间(1H)，通过将施加到驱动晶体管Trd的栅极G上出现的电位从高电平变换到低电平来实施阈值电压补偿准备操作和实际阈值补偿操作。接着，在同一水平扫描周期，执行取样操作以将视频信号存储在像素电容器Cs中。通过执行这些操作，传统图像显示设备中所需要的3条电源线可以集成在只有一条共享信号线的信号单元，该共享信号线具有最初电源线的全部电源线功能。另外，可以减少电源线、栅级线和开关晶体管的数量，使像素电路配置为仅包括三个晶体管和一个像素电容器。所以，可以增加面板的产量。此外，由于布局可以简化，故可以增强图像显示设备的细度。本实施例的情况中，随着取样晶体管Tr1进入导通状态，开关晶体管Tr4也进入导通状态，以便实施迁移率补偿操作。然而应当明白，在取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4的操作彼此不重叠并因此没有实施迁移率补偿操作的情况下，即使在简单的阈值电压补偿中，以相同的方式也可以提供布线并且也可以减少晶体管的数量。进一步，在根据本实施例的像素电路中，取样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4中的每个都是N-沟道晶体管。只有驱动晶体管Trd是P-沟道晶体管。然而，取样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd和开关晶体管Tr4中的任何一个都可以是P-沟道晶体管。

下面的说明解释执行数据驱动器的实施例，该数据驱动器由作为应用在本发明提供的图像显示设备中的信号单元的水平选择器组成。根据本实施例的数据驱动器能够使数据信号线从表示图像数据的信号电位转换到固定电位以控制像素电路并且反之亦然。另外，如果控制像素电路的固定电位需要具有大于普通数据驱动器的最大额定电压的幅值，那么只有使开关功能部分能够承受高电压。用这种方式，在制造数据驱动器的过程中，无需改变，比如将过程改变为能承受高压的过程、无需改变电路的尺寸和增加驱动电路IC插脚间的间距，就可以实施数据驱动器的必要功能。开关功能部分设置靠近输出端，以作为用于使数据信号线从代表图像数据的信号电位转换到固定电位以控制像素电路并且反之亦然的开关功能部分。

图12A是示出应用在图像显示设备中的像素电路，该电路能够使数据信号线从代表图像数据的信号电位转换到固定电位以控制像素电路并且反之亦然。图12B示出了驱动像素电路的信号的波形的时序图。图12A中所示的像素电路具有三个晶体管Tr1、Tr4和Trd、一个像素电容器Cs和一个发光器件EL。这个电路具有如图5所示的像素电路的一般形式，以作为根据本发明的实施例的像素电路。通过数据信号线SL提供视频信号Vsig。依据视频信号Vsig电压，驱动晶体管Trd进入导通状态，驱动发光器件EL发出所希望亮度的光。在本图像显示设备中，驱动晶体管Trd间的特性变化直接影响显示屏的质量。为解决这个问题，在补偿周期中通过利用像素电容器来实施补偿操作以消除驱动晶体管Trd间特性变化的影响。在补偿操作中，第一控制信号WS的脉冲波形施加给取样晶体管Tr1的栅极以将由数据信号线SL传送的固定电位Vst作为像素电路的控制信号施加给取样晶体管Tr1，并且第二控制信号DS的脉冲波形施加给取样晶体管Tr4的栅极以将电源电压经开关晶体管Tr4施加到驱动晶体管Trd。在普通的图像显示设备中，连接到驱动/控制系统的用于传送固定电位Vst的线从连接到图像数据系统的用于传送视频信号Vsig的线分开。也就是说，在普通的图像显示设备中，通过给取样晶体管Tr1的栅极施加脉冲第一控制信号WS，电压Vst经取样晶体管Tr1和连接到驱动/控制系统的线施加到驱动晶体管Trd的栅极，所述线与连接到图像数据显示系统的用于传送视频信号Vsig线分离。通过采用普通图像显示设备的这种配置，组成像素电路的元件的数量增加了，从而由于像素电路的缺陷，产量降低了。另外，因为每个像素电路占据大量的面积，像素电路可能会对普通图像显示设备造成坏的影响如使物理分辩率退化等。为了解决这些问题，有必要充分地减少组成像素电路的元件的数量，并对驱动晶体管Trd间的特性变化的影响来补偿像素电路。也有必要将补偿周期与取样周期中分离，其中补偿周期用于将做为像素电路的控制信号的固定电位Vst经数据信号线SL和取样晶体管Tr1提供给驱动晶体管的栅极，取样周期用于将图12B所示做为表示图像数据的信号的信号电位Vpc经数据信号线SL和取样晶体管Tr1提供给驱动晶体管的栅极。

那时，没必要将用作像素电路控制信号的固定电位Vst设置在与表示图像数据的信号电位Vpc相同的电平上。实际上，可能存在其中用作像素电路控制信号的固定电位Vst高于表示图像数据的信号电位Vpc的情况，如图图12B所示。另外，某些情况下，用作像素电路控制信号的固定电位Vst可能高于数据驱动器IC的额定电压，该数据驱动器IC作为用于输出固定电位Vst和信号电位Vpc的信号单元。另外，由普通驱动器在非显示周期中输出的信号是不确定的电压或者是高阻抗输出电压。然而，在根据本发明的像素电路中，补偿周期与取样周期分离，其中补偿周期用于将做为像素电路的控制信号的固定电位Vst经数据信号线SL和取样晶体管Tr1提供给驱动晶体管的栅极，取样周期用于将图12B所示做为表示图像数据的信号的信号电位Vpc经数据信号线SL和取样晶体管Tr1提供给驱动晶体管的栅极，在某些情况中，由信号单元输出的视频信号Vsig需要固定在地电平GND。

图13是表示数据驱动器IC3的结构框图，该数据驱动器IC3满足如上所述做为施加给像素电路的控制信号的波形的条件。由实线围起来大矩形框是包括在数据驱动器IC3内的输出电路32。只有通过如增加数据驱动器IC3内的电路的厚度或布线膜等来使输出电路32能够承受高压。通过使输出电路32能够承受高压，包括在数据驱动器IC3内的信号产生电路31可以照常用普通高压承受用以制造。输出电路32包括用于切换电压的开关SW1和SW2。然而，由于用于驱动开关SW1和SW2的控制信号是用于接通和断开开关SW1和SW2的逻辑信号，所以用于产生逻辑信号的逻辑电路不必是能够承受高压的电路。

信号产生电路31的输出端31B分别输出没有超出图像数据显示系统的最大电源电压Vpc的电压Vpc1到Vpcn。输出电压Vpci(i＝1-n)施加到用于选择输出电压Vpci或者选择用于控制像素电路的固定电压的开关SW1。用于控制像素电路的固定电压是具有等于驱动/控制系统的电源电压Vst的高度的逻辑脉冲序列。由开关SW1选择的信号施加到开关SW2以选择由开关SW1选择的信号或者选择地电压GND。这是由于在实施由开关SW1选择输出电压Vpci或者选择用于控制像素电路的固定电压Vst的操作期间，需要连接到开关SW2的输出端32B输出位于地电平GND的电压。结果，输出端32B输出不超过图像数据显示系统的最大电源电压Vpc的输出电压Vpci、具有等于驱动/控制系统的电源电压的幅值的固定电压Vst、或位于地电平GND的电压。

参考附图详细解释本发明的另一实施例如下。首先，为阐明本发明的背景技术，有源矩阵型图像显示设备的一般结构通过图16解释。如图所示，图像显示设备包括像素阵列单元1、水平选择器3和写扫描器4。像素阵列单元1建立在面板上形成整体。水平选择器3和写扫描器4可以嵌入在面板内部或者附着在面板外部。在像素阵列单元1中形成像素矩阵的每个像素电路设置在以矩阵行方向定向的用于提供控制信号的扫描线WS和以矩阵列方向定向的用于提供视频信号的数据信号线SL的交叉点处。扫描线WS连接到写扫描器4以给连接到写扫描器4的扫描线WS顺序输出控制信号，从而选择行单元中的像素电路2。另一方面，数据信号线SL连接到水平选择器3以将视频信号提供给已选择的像素电路2。

图17是表示应用在图16中所示的图像显示设备的典型的像素电路2的图示。图中所示的像素电路2的结构是最简单的，包括两个晶体管T1和T5、一个像素电容器C1和一个发光器件EL。取样晶体管T1是N-沟道TFT(薄膜晶体管)，但是驱动晶体管T5是这P-沟道TFT。像素电容器C1是薄膜电容器。发光器件EL是利用典型的有机EL薄膜做为发光层的2端器件(或二极管)。取样晶体管T1、驱动晶体管T5、像素电容器C1和发光器件EL做为整体建立在形成面板的绝缘基板上。

取样晶体管T1连接在数据信号线SL和驱动晶体管T5的栅极之间。取样晶体管T1的栅极经扫描线WS连接到写扫描器4。驱动晶体管T5的栅极连接到像素电容器C1。驱动晶体管T5的源极连接到电源Vcc。驱动晶体管T5的漏极连接到发光器件EL的阳极。发光器件EL的阴极连接到地。

在水平扫描周期，将由扫描线WS从扫描器4传送的控制信号施加到取样晶体管T1以使取样取样晶体管T1处于导通状态。取样晶体管T1进入导通状态时，取样晶体管T1取样由数据信号线SL从水平选择器3传送来的视频信号并将已取样的视频信号存储在像素电容器C1中。根据存储在像素电容器C1中的视频信号，驱动晶体管T5将漏极电流Ids提供给发光器件EL。从而，发光器件EL发射根据视频信号的亮度的光。

根据图17所示像素电路2采用的技术，施加到驱动晶体管T5的栅极的输入电压Vgs随视频信号而变化，控制经驱动晶体管T5流到发光器件EL的输出电流Ids。在本实施例中，P-沟道驱动晶体管T5的源极连接到电源Vcc，配置晶体管电路以使驱动晶体管T5总是工作在饱和区。从而，驱动晶体管T5起到恒流源的功能，其依照等式1工作。也就是说，其漏极连接到发光器件EL的P-沟道驱动晶体管T5，根据施加到驱动晶体管T5的栅极和源极之间与驱动晶体管T5的漏极上出现的电位无关的输入电压Vgs，能够一直将恒定输出电流Ids供给发光器件。

图18是I-V特性的图表，其中发光器件EL将每条I-V特性展示为施加到发光器件EL的电压和由于施加了该电压流经发光器件EL的电流之间关系的特性。典型地由有机EL器件表示的发光器件EL示出了随时间流逝的I-V特性的趋势。由实线绘制的曲线表示初始状态的I-V特性，而由虚线绘制的曲线表示从初始状态随时间流逝后的发光器件EL所展示的I-V特性。水平轴表示的电压V是在图17中驱动晶体管T5的漏极上出现的电压。由垂直轴表示的电流I是由驱动晶体管T5提供给发光器件EL的输出电流。如前面所述，在图17所示的像素电路2中应用的P-沟道驱动晶体管T5能够一直提供与该驱动晶体管T5的漏极上出现的电位独立的恒定输出电流Ids给发光器件EL。从而，即使发光器件EL的I V特性随时间流逝而发生变化，驱动晶体管T5不受具有随时间流逝的I-V特性变化的影响，也能够一直将恒定电流Ids提供给发光器件EL。所以，发光器件EL的发光亮度不变。

图19是表示像素电路2的典型结构图。为使图形容易理解，与图17中的像素电路2相似的元件相对应的每一元件用相同的参考数字表示，或者相同的参考符号表示相似的元件。图19中的像素电路2与图17中的像素电路2的不同之处在于：图19中的像素电路2中，驱动晶体管T5是N-沟道晶体管而不是P-沟道晶体管。在图19所示的像素电路2的情况中，驱动晶体管T5的源极连接发光器件EL的阳极。从而，驱动晶体管T5的源极上出现的电位受时间流逝而变化的I-V特性变化的影响，也随时间流逝而变化。也就是说，施加到驱动晶体管T5的栅极和源极之间的输入电压Vgs也不可避免地随时间的变化而变化。从而，施加到发光器件EL的输出电流的幅度也随时间的变化而变化，不可避免地改变发光器件EL的发光亮度。另外，应用在像素电路2的驱动晶体管T5的阈值Vth也随晶体管与晶体管的不同而变化。从而，从等式1中明显可以看出，由于输出电流Ids随晶体管与晶体管的不同而变化是由于晶体管与晶体管的Vth不同和Vgs随时间变化不同而引起的，所以由输出电流Ids确定的亮度也不可避免地随像素与像素的不同而变化。

本发明的发明人已经开发了这样的图像显示设备，该图像显示设备能够对由于发光器件EL随着时间的流逝而退化和驱动晶体管特性变化而造成的影响来补偿发光器件EL的发光亮度。典型高级开发的参考实现方式如图20所示。如图20所示，图像显示设备具有像素阵列单元1、水平选择器3、写扫描器4、驱动扫描器5、补偿扫描器7和第二补偿扫描器8。像素阵列单元1包括像素电路2，将该像素电路2布置形成像素矩阵。为使图示简单，只显示出了一个像素电路2。像素电路2在具有相对多的元件的结构中，包括五个晶体管T1到T5、一个像素电容器C1和一个发光器件EL。另外，该结构也具有相对多的用于驱动像素电路2的控制线。用于驱动像素电路2的9条控制线包括四条扫描线WS，DS，AZ和AZ2、1条信号线SL和4条分别连接到四个电源Vcc，Vss，Vofs和Vcat的电源线。从而，九条控制线占据了分配给像素电路2的大部分面积。在扫描操作中，扫描线WS，DS，AZ和AZ2分别由写扫描器4、驱动扫描器5、补偿扫描器和第二补偿扫描器8驱动和控制。数据信号线SL传送由水平选择器3产生的输入信号Vsig。在本典型的实现方式中，五个晶体管T1到T5中的每一个都是N-沟道晶体管。作为中心器件的驱动晶体管T5的源极S连接到发光器件EL的阳极。发光器件EL的阴极连接到电源Vcat。驱动晶体管T5的漏极经开关晶体管T4连接到电源Vcc。开关晶体管T4的栅极连接到第二扫描线DS。驱动晶体管T5的栅极G经取样晶体管T1连接到数据信号线SL。取样晶体管T1的栅极连接到第一扫描线WS。驱动晶体管T5的栅极G也经开关晶体管T3连接到电源Vofs。开关晶体管T3的栅极连接到扫描线AZ2。像素电容器C1连接在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间。驱动晶体管T5的源极S经开关晶体管T2连接到电源Vss。开关晶体管T2的栅极连接到扫描线AZ。

图21表示参考在图20中所示的像素电路2实施的操作的时序图。时序图表示晶体管T1到T4的开/关状态随时间轴J变化。晶体管T1到T4的状态分别依照由第一扫描线WS、扫描线AZ、扫描线AZ2和第二扫描线AZ2传送的控制信号变化，其中第一扫描线WS、扫描线AZ、扫描线AZ2和第二扫描线AZ2分别由写扫描器4、补偿扫描器7、第二补偿扫描器8和驱动扫描器5驱动。时序图也示出驱动晶体管T5的栅极G和源极S上出现的电位的变化。在定时J1之前，开关晶体管T4处于导通状态。从而驱动晶体管T5将输出电流Ids提供给发光器件EL，使发光器件EL进入发光状态。

在定时J1，开关晶体管T3进入导通状态，将驱动晶体管T5栅极G上出现的电位下拉到电源Vofs的电压。另外，由于开关晶体管T2也处于导通状态，驱动晶体管T5源极S上出现的电位下拉到电源Vss的电压。由于电源Vss电压比发光器件EL的阈值电压Vthel低，没有电流流到发光器件EL，使发光器件EL处于不发光状态。另外，电源Vofs和Vss之间的电压差比驱动晶体管T5的阈值电压Vth大。通过将像素电容器C1的两端电压设置在这样的电平值，阈值电压补偿操作就准备好了。

在定时J2，开关晶体管T2进入断开状态以将驱动晶体管T5的源极S从电源Vss断开，因此，使源极S上出现的电位上升。电流从驱动晶体管T5流到像素电容器C1，但是，当像素电容器C1两端的电位差Vgs达到正好等于驱动晶体管T5的阈值电压Vth的值时，电流截止。结果，如此的电压被积累在像素电容器C1中，以致于使像素电容器C1的两端电位差Vgs达到正好等于驱动晶体管T5的阈值电压Vth的值。这个操作消除了驱动晶体管T5的阈值电压Vth的影响。

在定时J3，开关晶体管T4进入断开状态，接着，在定时J4，开关晶体管T3也进入断开状态。在这个时间点上，所有的晶体管T1到T4都处于断开状态。

在定时J5，取样晶体管T1进入导通状态以允许由数据信号线SL传送的视频信号Vsig被施加到驱动晶体管T5的栅极G。接着，在分配给像素电路2的水平扫描周期(1H)的末端的定时J6，取样晶体管T1进入断开状态。从而，在从定时J5到定时J6周期期间，将由数据信号线SL传送来的视频信号Vsig存储在像素电容器C1中。

在定时J7，开关晶体管T4进入导通状态以将驱动晶体管T5连接到电源Vcc，使得输出电流Ids从电源Vcc流入驱动晶体管T5。由存储在像素电容器C1中的输入电压Vgs控制输出电流Ids的幅度到固定值。因为输出电流Ids流动，所以驱动晶体管T5的源极S上出现的电位开始上升。在驱动晶体管T5的源极S上出现的电位超过发光器件EL的阈值电压Vthel的时刻，开始发光。通过自举效应，驱动晶体管T5的源极S上出现的电位也以与该驱动晶体管T5的源极S上出现的电位的上升现象联锁的方式上升。从而，驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs通过像素电容器C1总是维持在恒定值。

参考图22到28，下面的描述解释高级开发的参考实现方式，该实现方式通过参考图20和21详细并简要地描述。首先，在发光器件EL的发光状态中，只有开关晶体管T4进入如图22所示的导通状态。那时，已将驱动晶体管T5设置在饱和区工作。从而，流经发光器件EL输出电流Ids的幅度由施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs根据较前面给出的等式1来确定。

接着，在发光器件EL的不发光状态中，开关晶体管T3和开关晶体管T2中的每一个都处于如图23所示的导通状态。那时，电源Vss电压施加到驱动晶体管T5的源极S，而电源Vofs电压施加到驱动晶体管T5的栅极G。也就是说，(Vofs-Vss)的差施加到驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间。当(Vofs-Vss)的差施加到驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间时，输出电流Ids`从电源Vcc流到电源Vss，如图23所示。在该情况下，为了使发光器件处于不发光状态，有必要将电源Vofs电压和电源Vss电压设置在这样的值，使得施加到发光器件EL的电压Vel小于发光器件EL的阈值电压Vthel和电源Vcat电压之和。另外，在开关晶体管T3进入导通状态之前可先接通开关晶体管T2，并且反之亦然。

接着，开关晶体管T2进入如图24所示的导通状态。如图25所示，发光器件EL的等效电路包括二极管Tel和电容Cel。从而，只要关系式Vel≤Vcat+Vthel成立，意味着发光器件EL的泄漏电流比流经驱动晶体管T5的输出电流Ids小得多，流经驱动晶体管T5的输出电流Ids在像素电容器C1和Cel中累积。那时，发光器件EL的阳极上出现的电压Vel随时间流逝而增加，如图26所示。发光器件EL的阳极上出现的电压Vel正是驱动晶体管T5的源极S上出现的电压。在预定时间段过去后，施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs等于驱动晶体管T5的阈值电压Vth。在那时，下面的关系式成立：

Vel＝Vofs-Vth≤Vcat+Vthel

在阈值消除操作之后，开关晶体管T4和开关晶体管T3中的每一个都进入断开状态。通过使开关晶体管T4比开关晶体管T3先进入断开状态，可以抑制驱动晶体管T5栅极G上出现的电压变化的影响。然后，取样晶体管T1进入导通状态，以使驱动晶体管T5的栅极G上出现的电压调整到信号电压Vsig，如图27所示。在那时，根据等式6施加到驱动晶体管T5栅极G和源极S之间的输入电压Vgs由像素电容器C1、发光器件EL的寄生电容Cel和驱动晶体管T5的寄生电容C2的电容来确定。然而，由于发光器件EL的寄生电容Cel比像素电容器C1和驱动晶体管T5的寄生电容C2的电容大，所以施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs约等于(Vsig+Vth)。但是在这种情况下，为简化公式，假定Vof2＝0。

$\mathrm{Vgs}=\frac{\mathrm{Cel}}{\mathrm{Cel}+C1+C2}(\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vofs})+\mathrm{Vth}$ ...等式6

当完成了将信号电位Vsig存储在像素电路2中的操作时，开关晶体管T4进入导通状态，以便使驱动晶体管T5漏极D上出现的电压升高到电源的电压Vcc。由于使施加在驱动晶体管T5栅极G和源极S之间的电压Vgs是固定的，驱动晶体管T5给发光器件EL输出恒定电流Ids``。在那时，发光器件EL的电压Vel升高到与图28所示的恒定输出电流Ids``相应的电压Vx，并且发光器件EL发光。

也是在上述像素电路中，当发光器件EL的发光期长时，I-V特性不可避免地变化。从而，图28所示的点B上出现的电压也变化。然而，由于使加驱动晶体管T5栅极G和源极S之间的电压Vgs是固定的，所以驱动晶体管T5给发光器件EL输出恒定电流Ids``。从而，即使I-V特性变化，恒定输出电流Ids继续一直流动，所以，发光器件EL的发光亮度不变。

接下来，让我们考虑一下典型高级开发的参考实现方式的像素电路中的电源线和栅极线。像素电路包括12条电源线，四个电源Vcc、Vofs、Vss和Vsig，以及用于R、G和B三原色的四条栅极线WS、AZ、Az2和DS。也就是说，电源线和栅极线占据像素电路的大部分面积。所以增强面板的细度和提高像素电路的产量是有困难的。

为解决上述问题，本发明提供了图29所示的电路结构。该像素电路结构只包括三个晶体管的一个像素电容器。另外，关于R、G和B三原色的像素电路结构只有三条栅极线和三条电源线。

如图所示，根据本实施例的图像显示设备包括像素单元1、扫描器单元和信号单元。扫描器单元具有写扫描器4、驱动扫描器5和电源线扫描器9。水平选择器3作为信号单元。在像素阵列单元1中形成像素矩阵的像素电路2中的每一个都设置在第一扫描线WS和第二扫描线DS与信号线SL的交叉处，第一扫描线WS和第二扫描线DS矩阵的行方向定向都用于提供控制信号并且，信号线SL以矩阵的列方向定向用于提供视频信号。用作信号单元的水平选择器3将视频信号经数据信号线SL提供给像素电路。扫描器单元内的写扫描器4经第一扫描线WS提供第一控制信号。通过相同的方式，扫描器单元内包括的驱动扫描器5经第二扫描线DS提供第二控制信号。第一控制信号WS和第二控制信号DS用于一行接一行地顺序扫描像素电路2。像素电路2中的每一个都包括取样晶体管T1、连接到取样晶体管T1的像素电容器C1、连接到取样晶体管T1的驱动晶体管T5、连接到像素电容器C1和驱动晶体管T5的EL、以及用于将驱动晶体管T5连接到电源线VL的开关晶体管T4。由第一扫描线WS传送的第一控制信号使取样晶体管T1进入导通状态，使取样晶体管T1取样由信号线SL传送的视频信号Sig的信号电位Vsig并将已取样的信号电位Vsig存储在像素电容器C1中。存储在像素电容器C1中的电压作为视频信号Sig的信号电位Vsig被施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间做为输入电压Vgs。接收输入电压Vgs，驱动晶体管T5根据输入电压Vgs来产生输出电流Ids并将该输出电流Ids提供给发光器件EL。输出电流Ids展示了与驱动晶体管T5的阈值电压Vth有依存关系的特性。发光器件EL连接在驱动晶体管T5的源极S和阴极电位Vcat之间。在发光周期，由驱动晶体管T5给发光器件EL提供的输出电流Ids驱动发光器件EL发光，该光具有根据视频视频信号Sig的信号电位Vsig而定的亮度，该视频信号Sig被施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间。在发光周期期间，由第二扫描线DS传送第二控制信号以使开关晶体管T4进入导通状态，以将驱动晶体管T5连接到电源线VL上。另一方面，在不发光周期期间，开关晶体管T4进入非导通状态，使驱动晶体管T5从电源线VL断开。

本发明的特征在于：扫描器单元中的写扫描器4经第一扫描线WS给取样晶体管T1输出第一控制信号WS以使该取样晶体管T1导通和断开，而扫描器单元中的驱动扫描器5也经第二扫描线在DS给开关晶体管T4输出第二控制信号在DS以使该开关晶体管T4导通和断开，以便实施补偿操作来从对输出电流Ids与驱动晶体管T5的阈值电压Vth的依存关系的影响来补偿像素电容器C1，以及实施取样操作以将视频信号Sig的信号电位Vsig存储在已补偿的像素电容器C1中。在该情况下，作为信号单元的水平选择器3依照像素电路2是否实施了补偿操作或者取样操作来将视频信号Sig从第一固定电位Vofs变换到信号电位Vsig并且反之亦然，以便经数据信号线SL将在补偿操作期间补偿操作所需要的第一固定电位Vofs，或者在取样操作期间取样操作所需要的信号电位Vsig输出给像素电路2中应用的取样晶体管T1。具体地说，水平选择器3在补偿操作期间将第一固定电位Vofs提供给数据信号线SL，然后，在跟随在补偿操作之后的取样操作期间将数据信号线SL切换到信号电位Vsig。

平行于第一控制信号线WS和第二控制信号线DS将电源线VL布置在像素阵列单元1中。如以前所述，扫描器单元包括电源线扫描器9，用于利用电源线VL从一行到另一行逐行地扫描像素电路2，以同样的方式写扫描器4利用第一扫描线WS以及驱动扫描器利用第二扫描线DS相同的方式扫描像素电路2。电源线扫描器9将在预定操作期间所需将电位Vcc和Vss经电源线VL和开关晶体管T4提供给驱动晶体管T5。具体地说，在补偿操作期间，电源线扫描器9将电源线VL从标准的电位Vcc切换到电位Vss，在发光周期提供该电位Vcc。这样，在补偿操作周期，将用于操作所需要的电位Vss经电源线VL和开关晶体管T4提供给驱动晶体管T5。从而，在上述实施例中，在分配到一行像素电路2的水平扫描周期1H期间，扫描器单元给第一扫描线WS输出第一控制信号WS，并给第二扫描线DS输出第二控制信号DS，以便在水平扫描周期性1H内实施补偿和取样操作。

图30表示由图29所示的图像显示设备所实施的操作的时序图。时序图示出表示取样晶体管T1和开关晶体管T4中的每一个沿着时间轴在定时J进入导通和断开状态的图示。另外，时序图也表示电源线VL上的电源电压变化和数据信号线SL上的信号电压变化的波形图。此外，时序图也示出驱动晶体管T5的栅极G上出现的电位的变化和驱动晶体管T5的源极S上出现的电位变化。

如图所示，在定时J1之前和定时T8之后，像素电路2处于发光周期。另一方面，从定时J1到定时J8的周期是不发光周期。从定时J4到定时J5的周期是阈值补偿周期，在该阈值补偿周期中实施阈值电压补偿操作。另外，从定时J6到定时J7的周期是取样周期，在该取样周期中实施取样操作。另一方面，从定时J1到定时J4的周期是补偿准备周期，在该补偿准备周期中实施补偿准备操作。

首先，在定时J1，开关晶体管T4进入断开状态，以便使驱动晶体管T5从电源电压Vcc断开。从而，将驱动晶体管T5的栅极G和源极S上出现的电位下拉。驱动晶体管T5的源极S上出现的电位正好等于(Vcat+Vthel)之和，其中符号Vcat表示发光器件EL的阴极上出现的电位，而符号Vthel表示发光器件EL的阈值电压。接着，在定时J2，电源线VL的电位从电压Vcc变化到电压Vss。随后，在定时J3，取样晶体管T1和开关晶体管T4都进入导通状态。在那时，电源线VL上出现的电位维持在电压Vss上，并且将数据信号线SL设置在预定的固定电位Vofs上。由于取样晶体管T1处于导通状态，固定电位Vofs施加到驱动晶体管T5的栅极G上。由于开关晶体管T4处于导通状态，驱动晶体管T5的源极S上出现的电位下拉到电压Vss。

接着，在定时J4，电源线VL上出现的电位从电压Vss变换回到电压Vcc。从而，电流从驱动晶体管T5流到像素电容器C1，使驱动晶体管T5的源极S上出现的电位开始上升。应当注意，在该时间点上，发光器件EL处于反相偏置状态。从而，发光器件EL不发光。当施加到驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的电压正好等驱动晶体管T5的阈值电压Vth时，驱动晶体管T5进入断开状态。从而，将幅度等于阈值电压Vth的电压存储在像素电容器C1中。

随后，在定时J5，开关晶体管T4进入断开状态。接着，在定时J6，数据信号线SL从预定的固定电位Vofs变换到信号电位Vsig。在那时，取样晶体管T1维持在导通状态。从而，信号电位Vsig存储在像素电容器C1中，并与阈值电压Vth相加。随后，在定时J7，取样晶体管T1进入断开状态，以完成将信号电位Vsig存储在像素电容器C1中的操作。接着，在定时J8，开关晶体管T4进入导通状态以开始发光周期。

参考图31到35，下面的描述将由图29和30所示的像素电路2执行的操作解释为本发明所提供的像素电路2所执行的操作。首先，只有当开关晶体管T4进入导通状态时，发光器件EL的发光状态存在，如图31所示。由于将驱动晶体管T5设计为在饱和状态中工作，在那时，根据等式1，流到发光器件EL的电流幅度由施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs来确定。

接着，开关晶体管T4进入断开状态，如图32所示。开关晶体管T4进入断开状态时，电流不再从电源流到发光器件EL，所以发光器件不再发射光束。在那时，驱动晶体管T5的源极S上出现的电压等于(Vcat+Vthel)之和，其中符号Vcat表示发光器件EL的阴极上出现的电位，而符号Vthel表示发光器件EL的阈值电压。

接着，当电源电压为Vss和信号电位为Vofs时，取样晶体管T1和开关晶体管T4都进入导通状态，如图33所示。信号电压为Vofs且取样晶体管T1进入导通状态时，驱动晶体管T5的栅极G上升到电位Vofs。另外，由于Vss小于(Vcat+Vthel)，图中所示A点上出现的电位是驱动晶体管T5的源极S的电位，并且，图中所示B点上出现的电压是驱动晶体管T5的漏极的电位。此外，由于(Vofs-Vss)大于驱动晶体管T5的阈值电压，所以电流流动使B点上出现的电位上升到的Vss，如图所示。如上所述，由于电源电压Vss不高于(Vcat+Vthel)之和，其中符号Vcat表示发光器件EL的阴极上出现的电位，而符号Vthel表示发光器件EL的阈值电压，也就是，由于关系式Vss≤(Vcat+Vthel)成立，发光器件不发光。

在该状态中，电源电压切换回到Vcc，如图34所示。通过实施该操作，B点上出现的电位又是驱动晶体管T5的源极的电位，并且A点上出现的电位又是驱动晶体管T5的漏极的电位。发光器件EL的等效电路可以用如图所示二极管Tel和电容器Cel表示。从而，只要关系式Vel≤(Vcat+Vthel)成立，也就是，直到发光器件EL的漏电流小于流到驱动晶体管T5的电流，流入驱动晶体管T5的电流就累积在像素电容器C1和发光器件EL的Cel中。在那时，电压Vel随着时间的流逝而上升。另一方面，在预定的时间流逝后，驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间施加的输入电压Vgs等于阈值电压Vth。在那时，关系式Vel＝Vofs-Vth≤Vcat+Vthel成立。

一段预定的时间后，开关晶体管T4进入断开状态。接着，数据信号线SL上出现的信号电压Vsig被施加到驱动晶体管T5的栅极G上作为所期望的信号电压，如图35所示。在那时，根据以前给出的等式6，施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs由像素电容器C1的电容、发光器件EL的寄生电容Cel和驱动晶体管T5的寄生电容C2来确定。然而，由于发光器件EL的寄生电容Cel大于像素电容器C1的电容和驱动晶体管T5的寄生电容C2，所以施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs约等于(Vsig+Vth)。

当完成了将信号电压Vsig存储在像素电容器C1的操作时，取样晶体管T1进入断开状态，而开关晶体管T4进入导通状态，以便使驱动晶体管T5的漏极D上出现的电压上升到电源Vcc的电压。由于施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs为固定的，所以驱动晶体管T5向发光器件EL输出恒定电流Ids``。在那时，发光器件EL的电压Vel上升到相应于图36所示的恒定输出电流Ids``的电压Vx，并且发光器件EL发射光束。

也是在上述像素电路中，当发光器件EL的发光时间长时，I-V特性不可避免地变化。从而，B点上出现的电位也变化。然而，由于施加在驱动晶体管T5的栅极G和源极S之间的输入电压Vgs为固定的，所以驱动晶体管T5总是向发光器件EL输出恒定电流Id。从而，即使I-V特性变化，恒定的输出电流Id一直继续流动，并且因此，发光器件EL的发射的光的亮度不变。如上所述，本发明提供的电源电压也有两种不同的幅度。从而，利用现有的栅极驱动器，可以用低成本来实现该图像显示设备。

本发明的修改版本如图37所示。本发明修改版本与上述实施例不同之处在于：修改版本的开关晶体管T4的操作定时与该实施例的操作定时不同。本发明的修改版本的情况中，开关晶体管T4的上升时间可以延伸阈值补偿周期的界限。

由于本发明能够抑制驱动晶体管间阈值变化的影响，所以可能得到没有不均匀性和色散的均匀图像质量。另外，由于本发明提供的电源电压具有如上所述的两种不同大小的脉冲波形，可以利用现有的栅极驱动器，用低成本来实现该图像显示设备。此外，由于本发明提供的像素电路只有少量的元件，包括三个晶体管和一个电容器的，所以可期望得到高细度和高产量。更进一步，对于RGB三原的每一个，本发明提供的像素电路只包括三条栅极线和三条电源线。从而，分配给像素电路的区域的尺寸用作电源线和栅线线的面积会减小。结果，可期望得到高细度和高产量。另外，在本发明中，使施加到驱动晶体管的栅极和源极的电压维持在恒定电平。从而，流到发光器件EL的输出电流也不改变。结果，即使发光器件EL的I-V特性随时间流逝而变化，也不再使发光器件发射的光束的亮度改变。

另外，本领域的普通技术人员应当理解：依赖于设计需要和其它因素的种种修改、组合、再组合和改变都在所附的权利要求或者其等效物的范围内。

Claims (11)

1、一种包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的显示设备，其中：

所述像素阵列单元具有排列形成矩阵的像素，并且每个像素都设置在沿所述矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿所述矩阵列方向定向的信号线的交叉处；

所述信号单元提供视频信号到所述信号线；

所述扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到所述第一和第二扫描线来顺序扫描所述矩阵行单元内的所述像素；

每个所述像素都包括取样晶体管、连接到所述取样晶体管的像素电容器、连接到所述取样晶体管及所述像素电容器的驱动晶体管、连接到所述驱动晶体管的发光器件以及用于将所述驱动晶体管连接到电源上的开关晶体管；

所述扫描器单元通过所述第一扫描线提供的所述第一控制信号使所述取样晶体管进入对所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的电位取样并将所述取样电位存储在所述像素电容器内的导通状态；

所述像素电容器根据所述视频信号的所述取样电位施加输入电压到所述驱动晶体管的栅极；

所述驱动晶体管根据所述输入电压提供输出电流到所述发光器件，以作为展示与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性的输出电流；

在发光周期期间，所述驱动晶体管产生的输出电流使所述发光器件发出具有依据所述视频信号电位的亮度的光束；

在发光周期期间，所述扫描器单元通过所述第二扫描线提供的所述第二控制信号使所述开关晶体管进入将所述驱动晶体管连接到所述电源线的导通状态；

在除了所述发光周期之外的周期期间，所述开关晶体管处于不导通状态，以便将所述驱动晶体管从电源断开；

在水平扫描周期期间，所述扫描器单元在控制操作中提供所述第一控制信号到所述第一扫描线以使所述取样晶体管处于接通或关断状态并且在控制操作中提供所述第二控制信号到所述第二扫描线以使所述开关晶体管处于接通或关断状态，并且对由所述驱动晶体管的输出电流所展示的所述特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，所述像素执行如下操作：

重置所述像素电容器的准备操作；

通过将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压影响的电压来补偿所述像素电容器的补偿操作；

对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作，

其中，除了与所述驱动晶体管的阈值电压的依存关系外，所述驱动晶体管展示了示出所述驱动晶体管的阈值电压与所述驱动晶体管内沟道区域中载流子迁移率的依存关系的特性；并且

在水平扫描周期期间，所述扫描器单元输出所述第二控制信号到所述第二扫描线以作为用于进一步控制所述开关晶体管的控制信号，以便通过从具有所取样信号电位的所述驱动晶体管抽出输出电流并在负反馈操作中将所述抽出的输出电流反馈到所述像素电容器，来为示出输出电流与载流子迁移率的依存关系的所述特性的影响而执行补偿施加到所述驱动晶体管的输入电压的操作。

2、根据权利要求1所述的显示设备，其中在所述水平扫描周期期间，所述信号单元在第一固定电位、第二固定电位和所述视频信号的信号电位之间切换在所述信号线上出现的视频信号，以便通过所述信号线为每个像素提供所述准备操作、所述补偿操作和所述取样操作所需的电位。

3、根据权利要求2所述的显示设备，其中，首先在以高电平的所述第一固定电位连续提供视频信号到所述信号线后，所述信号单元将所述视频信号切换到低电平的所述第二固定电位以便执行所述准备操作，然后，当低电平的所述第二固定电位持续时，在所述信号单元将所述信号线上出现的视频信号从所述第二固定电位切换到所述信号电位之前，执行所述补偿操作，以便允许执行所述取样操作。

4、根据权利要求2所述的显示设备，其中所述信号单元包括：

用于产生所述信号电位的信号产生电路；和

输出电路，用于通过将所述第一固定电位和所述第二固定电位插入到由所述信号产生电路输出的所述信号电位中来执行合成处理，以便产生能在所述第一固定电位、所述第二固定电位和所述信号电位之间切换的视频信号，并用于将所述视频信号输出到各信号线。

5、一种用于包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的图像显示设备的驱动方法，其中

所述像素阵列单元具有排列形成矩阵的像素，并且每个像素都设置在沿所述矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿所述矩阵列方向定向的信号线的交叉处；并且

所述每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到所述取样晶体管的像素电容器、连接到所述取样晶体管及所述像素电容器的驱动晶体管、连接到所述驱动晶体管的发光器件以及用于将所述驱动晶体管连接到电源上的开关晶体管；

所述驱动方法包括以下步骤：

让所述信号单元提供视频信号到所述信号线；

让所述扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到所述第一和第二扫描线来顺序扫描所述矩阵行单元内的所述像素；

让所述扫描器单元通过所述第一扫描线提供的所述第一控制信号使所述取样晶体管进入对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号电位进行取样并将所述取样信号电位存储在所述像素电容器中的导通状态；

让所述像素电容器根据所述视频信号的取样电位施加输入电压到所述驱动晶体管的栅极；

让所述驱动晶体管根据所述输入电压提供输出电流到所述发光器件，以作为展示与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性的输出电流；

在发光周期期间，让输出电流使所述发光器件发出具有依据所述视频信号电位的亮度的光束；

在所述发光周期期间，让所述扫描器单元通过所述第二扫描线提供的所述第二控制信号使所述开关晶体管进入将所述驱动晶体管连接到所述电源的导通状态；

在所述发光周期之外的周期期间，让所述开关晶体管处于不导通状态，以便所述驱动晶体管从所述电源断开；并且

在水平扫描周期期间，让所述扫描器单元在控制操作中提供所述第一控制信号到所述第一扫描线以使所述取样晶体管处于接通或关断状态，并且在所述水平扫描周期期间，在控制操作中提供所述第二控制信号到所述第二扫描线以使所述开关晶体管处于接通或关断状态，同时让所述像素通过执行以下操作来为由所述驱动晶体管的输出电流所展示的所述特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，所述像素执行如下操作：

重置所述像素电容器的准备操作；

通过将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压的影响来补偿所述像素电容器的补偿操作；以及

对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作，

其中，除了与所述驱动晶体管的阈值电压的依存关系外，所述驱动晶体管展示了示出所述驱动晶体管的阈值电压与所述驱动晶体管内沟道区域中载流子迁移率的依存关系的特性；并且

在水平扫描周期期间，所述扫描器单元输出所述第二控制信号到所述第二扫描线以作为用于进一步控制所述开关晶体管的控制信号，以便通过从具有所取样信号电位的所述驱动晶体管抽出输出电流并在负反馈操作中将所述抽出的输出电流反馈到所述像素电容器，来为示出输出电流与载流子迁移率的依存关系的所述特性的影响而执行补偿施加到所述驱动晶体管的输入电压的操作。

6、一种包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的图像显示设备，其中

所述像素阵列单元具有排列形成为像素矩阵的像素，并且每个像素都设置在沿所述矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿所述矩阵列方向定向的信号线的交叉处；

所述信号单元提供视频信号到所述信号线；

所述扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到第一和第二扫描线来顺序扫描所述矩阵行单元中的所述像素；

每个像素都包括至少一个取样晶体管、连接到所述取样晶体管的像素电容器、连接到所述取样晶体管及所述像素电容器的驱动晶体管、连接到所述驱动晶体管的发光器件以及用于将所述驱动晶体管连接到电源的开关晶体管；

所述扫描器单元通过所述第一扫描线提供的所述第一控制信号使所述取样晶体管进入对所述信号单元提供到所述信号线的视频信号电位取样并将所述取样信号电位存储在所述像素电容器内的导通状态；

所述像素电容器根据所述视频信号的取样电位来施加输入电压到所述驱动晶体管的栅极；

所述驱动晶体管根据所述输入电压提供输出电流到所述发光器件，以作为展示与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性的输出电流；

在所述发光周期期间，所述扫描器单元通过所述第二扫描线提供的所述第二控制信号使所述开关晶体管进入将所述驱动晶体管连接到所述电源的导通状态；

在所述发光周期以外的周期期间，所述开关晶体管进入不导通状态，以便将所述驱动晶体管从所述电源断开；

在发光周期期间，所述驱动晶体管产生的输出电流使所述发光器件发出具有依据所述视频信号电位的亮度的光束；

在水平扫描周期期间，所述扫描器单元在控制操作中提供所述第一控制信号到所述第一扫描线以使所述取样晶体管处于接通或关断状态并且在控制操作中提供所述第二控制信号到所述第二扫描线以使所述开关晶体管处于接通或关断状态，并且为了为由所述驱动晶体管的输出电流所展示的所述特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，所述像素执行如下操作：

重置所述像素电容器的准备操作；

将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压的影响的电压的补偿操作；并且

对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作；并且

所述扫描器单元利用分配到在当前像素行之前的像素行的先前水平扫描周期，以通过在所述先前水平扫描周期之间分布准备操作而在不同时间执行准备操作，并且将任意两个所述准备操作之间的间隔设置为对从所述发光器件将电压放电来说足够大的值。

7、根据权利要求6所述的显示设备，其中在完成了所述准备操作后，所述扫描器单元通过利用分配到在所述当前像素行之前的像素行的先前水平扫描周期并且在所述先前水平扫描周期之间分布所述补偿操作来在不同时间执行所述补偿操作。

8、根据权利要求6所述的显示设备，其中在所述水平扫描周期期间，所述信号单元在第一固定电位、第二固定电位和所述视频信号的信号电位之间切换在所述信号线上出现的信号，以便通过所述信号线为每个像素提供所述准备操作、所述补偿操作和所述取样操作所需的电位。

9、根据权利要求8所述的显示设备，其中所述信号单元在所述准备操作期间提供高电平的所述第一固定电位、在所述补偿操作期间提供低电平的所述第二固定电位并且在所述取样操作期间提供所述视频信号的信号电位。

10、根据权利要求6所述的显示设备，其中：

除了与所述驱动晶体管的阈值电压的依存关系外，所述驱动晶体管展示了示出由所述驱动晶体管生成的输出电流与所述驱动晶体管内沟道区域中载流子迁移率的依存关系的特性；

在水平扫描周期期间，所述扫描器单元输出所述第二控制信号到所述第二扫描线以作为用于进一步控制所述开关晶体管的控制信号，以便通过从具有所取样信号电位的所述驱动晶体管抽出输出电流并在负反馈操作中将所述抽出的输出电流反馈到所述像素电容器，来为示出输出电流与载流子迁移率的依存关系的所述特性的影响而执行补偿施加到所述驱动晶体管的输入电压的操作。

11、一种用于包括像素阵列单元、扫描器单元和信号单元的图像显示设备的驱动方法，其中

所述像素阵列单元包括排列形成矩阵的像素，并且每个像素都设置在沿所述矩阵行方向定向的第一和第二扫描线与沿所述矩阵列方向定向的信号线的交叉处；并且

每个所述像素都包括至少一个取样晶体管、连接到所述取样晶体管的像素电容器、连接到所述取样晶体管及所述像素电容器的驱动晶体管、连接到所述驱动晶体管的发光器件以及用于将所述驱动晶体管连接到电源上的开关晶体管；

所述驱动方法包括以下步骤：

让所述信号单元提供视频信号到所述信号线；

让所述扫描器单元通过分别提供第一和第二控制信号到所述第一和第二扫描线来顺序扫描所述矩阵行单元内的所述像素；

让所述扫描器单元通过所述第一扫描线提供的所述第一控制信号使所述取样晶体管进入对所述信号单元提供到所述信号线的视频信号电位取样并将所述取样信号电位存储在所述像素电容器内的导通状态；

让所述像素电容器根据所述视频信号的取样电位来施加输入电压到所述驱动晶体管栅极；

让所述驱动晶体管根据所述输入电压提供输出电流到所述发光器件，以作为展示与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性的输出电流；

在发光周期期间，让输出电流使所述发光器件发出具有根据所述视频信号电位的亮度的光束；

在所述发光周期期间，让所述扫描器单元通过所述第二扫描线提供的所述第二控制信号使所述开关晶体管进入将所述驱动晶体管连接到所述电源的导通状态；

在所述发光周期期间以外的周期期间，让所述开关晶体管进入不导通状态，以便将所述驱动晶体管从所述电源断开；

在水平扫描期间，让所述扫描器单元在控制操作中提供所述第一控制信号到所述第一扫描线以使所述取样晶体管处于接通或关断状态并且，在所述水平扫描期间，在控制操作中提供所述第二控制信号到所述第二扫描线以使开关晶体管处于接通或关断状态，同时让所述像素通过执行以下操作为由所述驱动晶体管的输出电流所展示的所述特性的影响而补偿所述像素电容器，所述特性被展示为与所述驱动晶体管的阈值电压有依存关系的特性，所述像素执行如下操作：

重置所述像素电容器的准备操作；

通过将电压存储在所述重置像素电容器中以作为用于消除所述阈值电压影响的电压来补偿所述像素电容器的补偿操作；以及

对由所述信号单元提供到所述信号线的视频信号的信号电位进行取样并将所述取样电位存储在所述补偿的像素电容器中的取样操作；并且

让所述扫描器单元利用为在当前像素行之前的像素行所分配的先前水平扫描周期，以通过在所述先前水平扫描周期之间分布所述准备操作而在不同时间执行所述准备操作，并且将任意两个所述准备操作之间的间隔设置为对从所述发光器件将电压放电来说足够大的值。

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