CN101140730B - 显示装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种显示装置包括：像素阵列和驱动像素阵列的驱动部分，其中像素阵列部分包括以行排列的第一扫描线和第二扫描线，以列排列的信号线，提供在第一扫描线、第二扫描线、及信号线交叉处的矩阵像素，提供电源到每个像素的电源线，以及地线。驱动部分包括通过顺序地提供第一控制信号到每条第一扫描线顺序地线扫描像素行的第一扫描器，连同顺序的线扫描一起顺序地提供第二控制信号到每条第二扫描线的第二扫描器，以及连同顺序的线扫描一起提供视频信号到信号线列的信号选择器。

Description

显示装置和电子设备 

技术领域

本发明涉及一种通过由电流驱动由各像素排列成的发光元件来显示图像的显示装置。更具体地，本发明涉及一种所谓的有源矩阵型显示装置，其中通过每个像素电路中提供的绝缘栅极型场效应管控制通过如有机EL元件等的发光元件的电流量。更具体地，本发明涉及用于最优化形成在每个像素电路内的晶体管的尺寸化的技术，并且还涉及其中合并了这样显示装置的电子设备。 

背景技术

在图像显示装置(如液晶显示器)中，例如许多液晶像素排列在矩阵内，并且通过根据要显示的图像的图像信息、为每个像素控制关于入射光的透射强度或反射强度来显示图像。相同的原理应用于使用有机EL元件作其像素的有机EL显示器，但不同于液晶像素，有机EL元件自身发光。结果，有机EL显示器提供超过液晶显示器的优点，如更好的图像可视性、更快的响应速度、不需要背光等等。此外，每个发光元件的亮度级(等级)可以通过流过其的电流值来控制，并且因而有机EL显示器不同于由电压控制的液晶显示器，它们是由电流控制。 

对于有机EL显示器，如对于液晶显示器一样，关于它们的驱动方法存在简单的矩阵法和有源矩阵法。虽然前者具有简单的结构，但其存在的问题是很难应用到大尺寸和高清晰度的显示器。结果，目前正在积极推进有源矩阵方法的发展。该方法是一种利用提供在像素电路内的有源元件(通常，薄膜晶体管(TFT))控制流过每个像素电路内的发光元件的电流，并且在下列的专利文献中可以找到对其的描述。 

[专利文献1]日本专利申请公布No.JP2003-255856 

[专利文献2]日本专利申请公布No.JP2003-271095 

[专利文献3]日本专利申请公布No.JP2004-133240 

[专利文献4]日本专利申请公布No.JP2004-029791 

[专利文献5]日本专利申请公布No.JP2004-093682 

发明内容

现有的像素电路被提供在提供控制信号的行扫描线和提供视频信号的列信号线交叉的位置处，并包括至少采样晶体管、像素电容、驱动晶体管、和发光元件。采样晶体管根据扫描线提供的控制信号变为导通，并对信号线提供的视频信号进行采样。像素电容保持与已经采样的视频信号的信号电势相应的输入电压。驱动晶体管根据像素电容保持的输入电压在预定的发光时段提供作为驱动电流的输出电流。应当注意，通常输出电流取决于驱动晶体管的沟道区域的载流子迁移率及其阈值电压。发光元件根据驱动晶体管提供的电流发出具有对应于视频信号的亮度的光。 

驱动晶体管在其栅极接收像素电容保持的输入电压，并允许输出电流流过其源极和漏极，从而允许电流流到发光元件。通常，发光元件的发光亮度与施加的电流成正比。此外，驱动晶体管提供的输出电流量由栅极电压控制，换句话说是写入像素电容内的输入电压。在传统的像素电路内，通过根据输入的视频信号改变施加到驱动晶体管栅极的输入电压来控制提供到发光元件的电流量。 

驱动晶体管的操作特性可以由下面的方程1表示： 

Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)²    方程1 

在方程1中，Ids表示流过源极和漏极的漏极电流，并且在像素电路中，其是提供到发光元件的输出电流。Vgs表示以源极作为参考施加到栅极的栅极电压，并且在像素电路中，其是输入电压。Vth是晶体管的阈值电压。此外，μ表示构成晶体管沟道的半导体薄膜的迁移率。W表示沟道宽度，L表示沟道长度，以及Cox表示栅极电容。从方程1中明显的是，当薄膜晶体管运行在饱和区域时，当栅极电压Vgs升高超过阈值电压Vth，其进入ON状态并且漏极电流Ids流过。原则上，如方程1所示的，只要栅极电压Vgs一致，就有恒定的漏极电流量Ids提供到发光元件。因此，如果将相同电平的视频信号提供到构成屏幕的所有像素，所有像素都应当发射具有相同亮度的光，并且可以实现屏幕的均匀性。 

然而实际上，包括例如多晶硅等的半导体薄膜的薄膜晶体管(TFT)在它们的装置特性中变化。特别是，阈值电压Vth不一致，并且像素与像素之间有变化。从上面的方程1可以看出，当每个驱动晶体管的阈值电压Vth变化时，即使栅极电压 Vgs是均匀的，漏极电流Ids也将变化，并且导致像素与像素之间的亮度变化，并且因而损害了屏幕的均匀性。具有内置的用于消除驱动晶体管的阈值电压变化的功能的像素电路已经发展并已经在例如上面提到的专利文献3中公开。 

然而，导致提供到发光元件的输出电流变化的不只是驱动晶体管的阈值电压Vth。如从方程1中明显的是，即使当驱动晶体管的迁移率μ变化时，输出电流Ids也变化。结果是，损坏了屏幕的均匀性。校正迁移率的变化也是一个需要解决的问题。 

鉴于上面描述的与现有技术相关的问题，需要提供一种其中将驱动晶体管的迁移率校正功能结合到每个像素的显示装置。还需要提供一种其中以迁移率校正功能适当地工作的方式使形成在像素内的晶体管的尺寸最优化的显示装置。在本发明的实施例中，采用下述措施。本实施例的显示装置包括像素阵列部分和驱动像素阵列部分的驱动部分。像素阵列部分可以包括各行的第一扫描线和第二扫描线、各列信号线、提供在扫描线和信号线交叉处的像素矩阵、为每个像素提供电源的电源线、和地线。驱动部分可以包括：顺序地提供第一控制信号到每条第一扫描线，并逐行顺序地线扫描各像素的第一扫描器；根据顺序的线扫描，顺序地提供第二控制信号到每条第二扫描线的第二扫描器；以及根据顺序的线扫描，提供视频信号到列信号线的信号选择器。每个像素可以包括发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管、和像素电容。对于采样晶体管，其栅极连接到第一扫描线、其源极连接到信号线、并且其漏极连接到驱动晶体管的栅极。驱动晶体管和发光元件串连连接在电源线和地线之间以形成电流通路。开关晶体管插入在电流通路内，并且同时，其栅极连接到第二扫描线。像素电容连接在驱动晶体管的源极和栅极之间。采样晶体管根据从第一扫描线提供的第一控制信号导通，对从信号线提供的视频信号的信号电势进行采样，并将其保持在像素电容内。开关晶体管根据从第二扫描线提供的第二控制信号导通，以将电流通路置于导通状态。驱动晶体管根据像素电容保持的信号电位，经由被置于导通状态的电流通路，将驱动电流传到发光元件。在将第一控制信号施加到第一扫描线以导通采样晶体管，并开始对信号电势采样后，驱动部分将从驱动晶体管流过的电流负反馈回像素电容，从而在校正时段期间，驱动部分根据驱动晶体管的迁移率校正由像素电容保持的信号电势，该校正时段位于在第二控制信号施加到第二扫描线时开关晶体管导通的第一定时，和在施加到第一扫描线的第一控制信号终止时采样晶体管关闭的第二定时之间。在这种情况下，其特征在于开关晶体管的尺寸比驱动晶体管的尺寸大，使得开关晶体管的导通电阻小于驱动晶体 管的导通电阻。 

优选地，开关晶体管的沟道宽度尺寸至少是驱动晶体管的沟道宽度尺寸的四倍，使得开关晶体管的导通电阻是驱动晶体管导通电阻的四分之一或更小。此外，每个像素包括在对视频信号采样之前重置驱动晶体管的栅极电势和源极电势的附加的开关晶体管。第二扫描器在对视频信号采样之前，经由第二扫描线临时地导通开关晶体管。通过施加驱动电流到被如此重置的驱动晶体管，与其阈值电压对应的电压被像素电容保持。 

根据本发明，利用信号电势被采样到像素电容的部分时段(采样时段)，驱动晶体管的迁移率被校正。更具体地，在采样时段的后半部分，开关晶体管被导通以将电流通路置于导通状态，并将驱动电流提供到驱动晶体管。该驱动电流具有与采样信号电势对应的大小。在该阶段，发光元件处于反向偏压状态，驱动电流不流过发光元件并被充电到其寄生电容或像素电容。然后，采样脉冲下降，并且驱动晶体管的栅极从信号线切断。在从开关晶体管导通时直到采样晶体管关闭时的校正时段期间，驱动电流从驱动晶体管被负反馈到像素电容，并且与其相应的量从采样到像素电容的信号电势减去。因为该负反馈量相对于驱动晶体管的迁移率变化以抑制的方向起作用，所以能够为每个像素校正迁移率。换句话说，当驱动晶体管的迁移率大时，关于像素电容的负反馈量变大，像素电容保持的信号电势大大地减小，结果驱动晶体管的输出电流被抑制。另一方面，当驱动晶体管的迁移率小时，负反馈量也小，并且像素电容保持的信号电势没有受到如此影响。因此，驱动晶体管的输出电流没有降低许多。此处，负反馈量处于与从信号线直接施加到驱动晶体管的栅极的信号电势对应的等级。换句话说，随着信号电势变高并且亮度增大，负反馈量变大。因而，根据亮度等级执行迁移率校正。 

对于本发明，开关晶体管和驱动晶体管的尺寸被如此设计为适当地运行迁移率校正功能。换句话说，开关晶体管的尺寸比驱动晶体管的尺寸大，使得开关晶体管的导通电阻小于驱动晶体管的导通电阻。如上所述，对于本发明，通过将流动的驱动电流从驱动晶体管负反馈到像素电容，执行迁移率校正。在这种情况下，负反馈量当信号电势变高(并因此亮度增大)时增大。换句话说，当亮度高时，流过开关晶体管和驱动晶体管的驱动电流量变大。因此，当亮度变大，开关晶体管的导通电阻变化变得更加明显。如此，即使驱动晶体管的迁移率变化(换句话说，驱动晶体管导通电阻的变化)被校正，在高亮度侧开关晶体管的导通电阻变化的影响也出现，并且将因而损害屏幕的均匀性。如此，通过优选地将开关晶体管的导通电阻减小为 驱动晶体管的导通电阻的四分之一或以下，抑制了负反馈量的影响。对于这样的结构，解决了由高亮度等级处开关晶体管的导通电阻的变化导致的如不均匀的条纹的图像恶化(degradation)，因而可能进一步提高均匀性。 

附图说明

图1是表示根据本发明实施例的显示装置的总体配置的方块图； 

图2是表示合并在图1中示出的显示装置的像素配置的电路图； 

图3是帮助解释根据本发明的实施例的显示装置的操作的示意图； 

图4是同样地帮助解释操作的时序图； 

图5是同样地帮助解释操作的电路图； 

图6是同样地帮助解释操作的曲线图； 

图7是同样地帮助解释操作的参考图； 

图8是表示根据本发明实施例的显示装置的装置配置的截面图； 

图9是表示根据本发明实施例的显示装置的模块配置的平面图； 

图10是表示装配有根据本发明实施例的显示装置的电视机的透视图； 

图11是表示装配有根据本发明实施例的显示装置的数码相机的透视图； 

图12是表示装配有根据本发明实施例的显示装置的膝上型个人计算机的透视图； 

图13是表示装配有根据本发明实施例的显示装置的便携式终端设备的示意图； 

图14是表示装配有根据本发明实施例的显示装置的摄像机的透视图。 

具体实施方式

参照附图详细描述本发明的实施例。图1是表示根据本发明实施例的显示装置总体配置的示意性方块图。在该图中，图像显示装置基本上包括像素阵列部分1，以及包括扫描器部分和信号部分的驱动部分。像素阵列部分1包括以行排列的扫描线WS、AZ1、AZ2和DS；以列排列的信号线SL；矩阵像素电路2，其连接到这些扫描线WS、AZ1、AZ2和DS、以及信号线SL；以及为每个像素电路2的操作提供必须的第一电势Vss1、第二电势Vss2、和第三电势Vcc的多条电源线。信号部分包括水平选择器3，并提供视频信号到信号线SL。扫描线部分包括光扫描器4、驱动扫描器5、第一校正扫描器71和第二校正扫描器72，并且它们分别提供控制信号到扫描线WS、DS、 AZ1和AZ2，并逐行顺序地扫描像素电路。 

图2是表示合并在图1中示出的图像显示装置的像素电路的配置示例的电路图。如图所示，像素电路2包括采样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd、第一开关晶体管Tr2、第二开关晶体管Tr3、第三开关晶体管Tr4、像素电容Cs、和发光元件EL。采样晶体管Tr1根据在预定采样时段期间从扫描线WS提供的控制信号变为导通，并将从信号线SL提供的视频信号的信号电势采样到像素电容Cs。像素电容Cs根据已经被采样的视频信号的信号电势将输入电压Vgs施加到驱动晶体管Trd的栅极G。驱动晶体管Trd为发光元件EL提供与输入电压Vgs对应的输出电流Ids。发光元件EL在预定发光时段期间，根据从驱动晶体管Trd提供的输出电流Ids，发出具有对应于视频信号的信号电势的亮度的光。 

第一开关晶体管Tr2根据在采样时段前从扫描线AZ1提供的控制信号变为导通，并将驱动晶体管Trd的栅极G设为第一电势Vss1。第二开关晶体管Tr3根据在采样时段前从扫描线AZ2提供的控制信号变为导通，并将驱动晶体管Trd的源极S设为第二电势Vss2。第三晶体管Tr4根据在采样时段前从扫描线DS提供的控制信号变为导通，并将驱动晶体管Trd连接到第三电势Vcc，因而通过使像素电容Cs保持对应于阈值电压Vth的电压，校正驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的影响。此外，该第三开关晶体管Tr4根据在发光时段期间从扫描线DS再次提供的控制信号变为导通，从而将驱动晶体管Trd连接到第三电势Vcc，并让输出电流Ids流到发光元件EL。 

从上面描述能够看出，像素电路2包括五个晶体管Tr1到Tr4和Trd、一个像素电容Cs、以及一个发光元件EL。晶体管Tr1到Tr3和Trd是N-沟道型多晶硅TFT。只有晶体管Tr4是P-沟道型多晶硅TFT。然而，本发明不限于此，并且可以使用N-沟道型TFT和P-沟道型TFT的适当混合。发光元件EL是，例如装配有阳极和阴极的二极管型的有机EL装置。然而，本发明不限于此，并且此处的发光元件可以包括通常由电流驱动以发光的所有装置。 

图3是仅从图2中示出的图像显示装置取出的像素电路2的示意图。为了便于理解，额外写入了被采样晶体管Tr1采样的视频信号的信号电势Vsig、驱动晶体管Trd的输入电压Vgs、输出电流Ids、以及此外发光元件EL保持的电容成分Coled等。将基于图3描述根据本发明实施例的像素电路2的操作。 

图4是图3中示出的像素电路的时序图。参照图4，将详细描述图3中示出的根据本发明实施例的像素电路的操作。沿着时间轴T，图4表示施加到每条扫描线WS、AZ1、AZ2和DS的控制信号的波形。为了简化表示，控制信号用与相应扫描线相同的参考符号表示。因为晶体管Tr1、Tr2、和Tr3是N-沟道型，当扫描线WS、AZ1、和AZ2分别处于高电平时它们导通，而当它们处于低电平时关闭。另一方面，因为晶体管Tr4是P-沟道型，其在扫描线DS处于高电平时关闭，而在扫描线DS处于低电平时导通。应当注意，该时序图连同每个控制信号WS、AZ1、AZ2和DS的波形一起，显示了驱动晶体管Trd的栅极G及其源极S电势的变化。 

对于图4的时序图，时刻T1到T8取为一个区域(1f)。在一个区域期间，像素阵列中的每行被顺序地扫描一次。该时序图表示了施加到像素行的每个控制信号WS、AZ1、AZ2和DS的波形。 

在该区域开始之前的时刻T0，所有控制信号WS、AZ1、AZ2和DS都处于低电平。因此，当N-沟道型晶体管Tr1、Tr2、和Tr3处于关闭状态，P-沟道型晶体管Tr4独自处于导通状态。因此，因为驱动晶体管Trd经由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为发光元件EL提供与预定输入电压Vgs对应的输出电流Ids。因此，在时刻T0，发光元件EL发光。此处，施加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs能够由栅极电势(G)和源极电势(S)之间的差表示。 

在场开始的时刻T1，控制信号DS从低电平切换到高电平。结果，晶体管Tr4关闭，并且驱动晶体管Trd从电源Vcc切断，并且光发射终止，因而不发光时段开始。因此，一旦进入时刻T1，所有晶体管Tr1到Tr4进入关闭状态。 

在时刻T1后，控制信号AZ2在时刻T21升高，并且开关晶体管Tr3导通。结果，驱动晶体管Trd的源极(S)被初始化为预定电势Vss2。随后，在时刻T22，控制信号AZ1升高，并且开关晶体管Tr2导通。结果，驱动晶体管Trd的栅极(G)被初始化为预定电势Vss1。结果，驱动晶体管Trd的栅极G被连接到参考电势Vss1，并且其源极S被连接到参考电势Vss2。此处，满足条件Vss1-Vss2＞Vth，并且通过满足Vss1-Vss2＝Vgs＞Vth，为具后在时刻T3执行的Vth校正作准备。换句话说，T21和T3之间的时段对应于驱动晶体管Trd的重置时段。此外，假定发光元件EL的阈值电压是VthEL， 将VthEL设为高于Vss2。结果，负偏压被施加到发光元件EL，并且发光元件EL被置于所谓的反向偏压状态。为了适当地执行Vth校正操作和后面执行的迁移率校正操作，该反向偏压状态是必要的。 

在时刻T3，在控制信号AZ2被降到低电平后，控制信号Ds被降到低电平。因而，当晶体管Tr3关闭，晶体管Tr4导通。结果，漏电流Ids流到像素电容Cs，并且Vth校正操作开始。在该点，驱动晶体管Trd的栅极G被保持在Vss1，并且电流Ids流动直到驱动晶体管Trd关闭。一旦驱动晶体管Trd关闭，驱动晶体管Trd的源极电势(S)变为Vss1-Vth。在漏电流切断后的时刻T4，控制信号Ds回到高电平，并且开关晶体管Tr4关闭。此外，控制信号AZ1也回到低电平，并且开关晶体管Tr2也关闭。结果，Vth被保持并固定在像素电容Cs内。如上所述，时刻T3和时刻T4之间的时段是用于检测驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的时段。在下文中，该检测时段T3-T4将被称为Vth校正时段。 

在如上所述在执行Vth校正后，在时刻T5控制信号WS被切换到高电平，以导通采样晶体管Tr1，并且将视频信号的信号电势Vsig写入像素电容Cs。像素电容Cs与发光元件EL的等效电容Coled相比足够小。结果，基本大部分视频信号的信号电势Vsig被写入到像素电容Cs。更精确地，Vss1和Vsig的差，即Vsig-Vss1被写入到像素电容Cs。因此，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs处于预先被检测和保持的电平Vth，与如前面直接描述被采样的Vsig-Vss1加在一起(换句话说，Vsig-Vss1+Vth)。为了简单，如果假定Vss1＝0V，越过栅极和源极的电压Vgs变为Vsig+Vth，如在图4中的时序图表示的。视频信号的信号电势Vsig的采样持续到时刻T7，在该时刻控制信号WS回到低电平。换句话说，T5和T7之间的时段对应于采样时段。 

在采样时段终止的时刻T7之前到来的时刻T6，控制信号Ds变为低电平，并且开关晶体管Tr4导通。因而，驱动晶体管Trd被连接到电源Vcc，并且像素电路从不发光时段继续到发光时段。在如上所述的驱动晶体管Tr1仍旧处于导通状态并且开关晶体管Tr4已经进入到导通状态的时段T6-T7期间，对驱动晶体管Trd执行迁移率校正。换句话说，对于本发明，在采样时段的后半部分与发光时段的开始部分交迭的时段T6-T7之间执行迁移率校正。应当注意，在执行迁移率校正的发光时段的开始阶段期间，发光元件EL实际 上处于反向偏压状态，并因此不发光。在该迁移率校正时段T6-T7期间，漏电流Ids流过驱动晶体管Trd，此时驱动晶体管Trd处于其栅极G固定在视频信号的信号电势Vsig的电平的状态。此处，通过事先将Vss1-Vth设置为小于VthEL，发光元件EL处于反向偏压状态，因而不显示二极管特性，而是显示为简单的电容特性。因而，流过驱动晶体管Trd的电流Ids被写入到电容C＝Cs+Coled，其是像素电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled的组合。结果，驱动晶体管Trd的源极电势(S)升高。在图4的时序图内，该升高量表示为ΔV。因为该升高量ΔV最终被从像素电容Cs保持的栅极和源极两端的电压Vgs减去，其意味着施加了负反馈。通过如上所述将驱动晶体管Trd的输出电流Ids反馈到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs，可能校正迁移率μ。应当注意，通过调整迁移率时段T6-T7的时间宽度t，能够优化负反馈量ΔV。为此目的，将一个梯度给到控制信号WS的下降。 

在时刻T7，控制信号WS处于低电平，并且采样晶体管Tr1关闭。结果，驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL切断。因为终止了视频信号的信号电势Vsig的应用，驱动晶体管Trd的栅极电位(G)现在能够升高，并且与源极电势(S)一起升高。同时，由像素电容Cs保持的栅极和源极两端的电压Vgs维持为值(Vsig-ΔV+Vth)。当源极电势(S)的升高，发光元件EL的反向偏压状态被解除，因此，发光元件EL通过输出电流Ids的流入开始实际发光。在该点，漏电流Ids和栅极电压Vgs的关系能够由下面的方程2表示，该方程2通过将Vsig-ΔV+Vth代替上面描述的方程1的Vgs得到。 

Ids＝kμ(Vgs-Vth)²＝kμ(Vsig-ΔV)²    方程2 

在上面的方程2中，k＝(1/2)(W/L)Cox。从方程2中能够看出，项Vth被取消了，并且提供到发光元件EL的输出电流Ids不再依赖驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。基本上，漏电流Ids由视频信号的信号电势Vsig决定。换句话说，发光元件EL发射具有对应于视频信号的信号电势Vsig的亮度的光。在这种情况下，通过反馈量ΔV校正Vsig。该校正量ΔV起作用只消除位于方程2中的系数部分的迁移率μ的影响。因此，漏电流Ids实际上仅依赖于视频信号的信号电势Vsig。 

最后，在时刻T8，控制信号DS变为高电平，开关晶体管Tr4关闭，并且当发光终止时，该区域结束。此后，下一区域开始，并且再次，重复Vth校正操作、信号电势的采样操作、迁移率校正操作和发光操作。 

图5是表示在迁移率校正时段T6-T7期间像素电路2的状态的电路图。如图所示，在迁移率校正时段T6-T7期间，当采样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4处于导通，剩余的开关晶体管Tr2和Tr3处于关闭。在该状态中，驱动晶体管Tr4的源极电势(S)是Vss1-Vth。该源极电势(S)也是发光元件EL的阳极电势。如上所述，通过将Vss1-Vth预先设置为小于VthEL，发光元件EL处于反向偏压状态，并且不但显示二极管特性而且显示简单的电容性特性。因此，流过驱动晶体管Trd的电流Ids流进像素电容Cs与发光元件EL的等效电容Coled的组合电容(C＝Cs+Coled)。换句话说，部分漏电流Ids被负反馈到像素电容Cs以校正迁移率。 

图6是其中将上述方程2表示为曲线图的附图，并且纵轴表示Ids且横轴表示Vsig。方程2也表示在下面的曲线图中。图6中的曲线图显示了特性曲线并且比较了像素1和像素2。像素1的驱动晶体管的迁移率μ相对大。相反，像素2内的驱动晶体管的迁移率相对小。当将多晶硅薄膜晶体管用作如上所述的驱动晶体管形式时，迁移率μ在像素与像素之间不可避免地发生变化。例如，当将相同电平的视频信号的信号电势Vsig写入到像素1和像素2时，如果不执行迁移率校正，将在流过迁移率μ大的像素1的输出电流Ids1’与流过迁移率μ小的像素2的输出电流Ids2’之间引起大的差别。因而，因为作为迁移率μ的变化的结果，输出电流Ids之间出现大的差别，所以出现不均匀的条纹，并且损害屏幕的均匀性。 

如此，对于本发明，通过将输出电流负反馈到输入电压侧，抵消了迁移率的变化。如从上面的方程1明显的是，当迁移率大时，漏电流Ids变得更大。因此，迁移率越大则负反馈量ΔV越大。如图6中的曲线图所表示的，迁移率μ大的像素1的负反馈量ΔV1与迁移率μ小的像素2的负反馈量ΔV2相比较大。因而，因为迁移率μ越大负反馈量变得越大，所以抑制了变化。如图中所示，当对迁移率μ大的像素1执行ΔV1的校正时，输出电流从Ids 1’显著地下降到Ids 1。另一方面，因为迁移率μ小的像素2的校正量ΔV2小，所以输出电流从Ids 2’没有那么多地下降到Ids 2。结果，Ids 1和Ids 2在值上变得几乎近似，并且抵消了迁移率的变化。因为对迁移率的变化的抵消在从黑电平到白电平的Vsig的全部范围内执行，所以屏幕的均匀性显著地变得高。总结上面的描述，当存在迁移率不同的两个像素1和2时，迁移率大的像素1的校正量ΔV1与迁移率小的像素2的校正量ΔV2相比变大。换句话 说，迁移率越大，ΔV越大，因而Ids减小量变大。结果，使具有不同迁移率的像素的电流值相等，因而变为可能校正迁移率的变化。 

在下文中，用于参考，将给出迁移率校正的数值分析。如图5中所示，将对处于导通状态的晶体管Tr1和Tr4执行分析，并且驱动晶体管Trd的源极电位取为变量V。假定驱动晶体管Trd的源极电位(S)是V，流过驱动晶体管Trd的漏电流Ids由下面的方程3表示。 

I_ds＝kμ(V_gs-V_th)²＝kμ(V_sig-V+V_th)²    方程3 

另外，基于漏电流Ids与电容C(＝Cs+Coled)之间的关系，Ids＝dQ/dt＝CdV/dt保持正确，如下面方程4所示。 

$I_{\mathrm{ds}}=\frac{\mathrm{dQ}}{\mathrm{dt}}=C\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}},$ $\∫\frac{1}{C}\mathrm{dt}=\∫\frac{1}{I_{\mathrm{ds}}}\mathrm{dV}$

$\⇔{\∫}_0^t\frac{1}{C}\mathrm{dt}={\∫}_{-\mathrm{Vth}}^V\frac{1}{\mathrm{k\μ}{(V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V)}^2}\mathrm{dV}$

$\⇔\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t={\left[\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V}\right]}_{-\mathrm{Vth}}^V=\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V}-\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}}$ 方程4 

$\⇔V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V=\frac{1}{\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}}+\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t}=\frac{V_{\mathrm{sig}}}{1+V_{\mathrm{sig}}\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t}$

将方程3代入到方程4，并且对两边积分。此处，源极电压V的初始状态是-Vth，并且迁移率变化校正时间(T6-T7)是t。求解该微分方程，关于迁移率校正时间t的像素电流由下面的方程5给出。 

$I_{\mathrm{ds}}=\mathrm{k\μ}{\left(\frac{V_{\mathrm{sig}}}{1+V_{\mathrm{sig}}\frac{\mathrm{k\μ}}{C}t}\right)}^2$ 方程5 

如上所述，对于根据本发明实施例的像素电路，消除了驱动晶体管的迁移率μ以及阈值电压Vth中的变化，从而防止了不均匀条纹的出现。然而，不均匀条纹出现的相关原因，除了驱动晶体管的迁移率和阈值电压的变化之外，还包括一些次要原因。涉及不均匀条纹出现的次要原因包括，例如，由开关晶体管Tr4的导通电阻变化导致的迁移率校正量ΔV(负反馈量)的差异。这一点将参照图7详细描述。关于图7，注意为了方便的目的，将驱动晶体管Trd和开关晶体管Tr4设计为具有相同的大小。除非给出特殊考虑，因为驱动晶体管Trd和开关晶体管Tr4仅需要在发光期间的相同时间点操作，它们通常设计为相同的大小。 

图7表示一个像素的电路，并且特别表示迁移率μ的校正期间的操作。上部表示施加到信号线SL的视频信号VsigL低，因而低亮度显示的情况。另一方面，下部表示视频信号VsigH高，因而高亮度显示的情况。在两种情况下，在迁移率校正时段内期间，驱动晶体管Trd和开关晶体管Tr4导通，并且驱动电流Ids被负反馈到像素电容Cs，因而校正迁移率。在该图中，开关晶体管Tr4的导通电阻表示为R1，并且驱动晶体管的导通电阻表示为R2。 

在低亮度等级显示期间，因为迁移率校正量变小，所以驱动电流Ids低。换句话说，驱动晶体管Trd的导通电阻R2高，并且与此相比，开关晶体管Tr4的导通电阻R1非常小。由R1和R2的电阻分压确定的驱动晶体管Trd的漏极节点电势几乎不受开关晶体管的导通电阻R1的影响，因此不变成对于迁移率校正量ΔV变化的原因。 

另一方面，在高亮度等级显示期间，驱动晶体管Trd的导通电阻R2变得几乎等于开关晶体管Tr4的导通电阻R1。如果开关晶体管Tr4的导通电阻R1在该条件下变化，则容易使由R1和R2的电阻分压决定的驱动晶体管Trd的漏极节点电势变化，并且迁移率校正量ΔV也波动。因而，在图7的参考示例中，当驱动晶体管Trd和开关晶体管Tr4的大小可比较时，在高亮度显示期间开关晶体管Tr4的导通电阻R1的变化使得难以执行最优的迁移率校正，因此导致不均匀的条纹。 

如此，对于本发明，为了防止上述高亮度等级时由开关晶体管Tr4的导通电阻变化导致的不均匀条纹的出现，将开关晶体管Tr4的大小设计为大于驱动晶体管Trd的大小。通过增大开关晶体管Tr4的大小，其导通电阻的绝对值减小，并且其同时变得可以减小变化。例如，如果使开关晶体管Tr4的大小增大四倍，导通电阻变为四分之一，并且变化随其一起变小。如果开关晶体管Tr4的导通电阻足够小，如为驱动晶体管Trd的导通电阻的四分之一或更小，由开关晶体管Tr4的导通电阻和驱动晶体管Trd的导通电阻的电阻分压确定的驱动晶体管Trd的漏极节点电势的变化也被抑制，并且在迁移率校正时段期间，流动的驱动电流Ids的变化也变得更小。此外，当开关晶体管Tr4导通电阻的绝对值变得更小时，其变化量也变得更小，结果即使在高亮度显示期间也变得可能抑制与开关晶体管Tr4的导通电阻相关的不均匀条纹的出现。 

如上所述，根据本发明实施例的显示装置主要地包括像素阵列部分1和 驱动其的驱动部分。像素阵列部分1装配有：以行排列的第一扫描线DS、第二扫描线DS、以列排列的信号线SL、提供在这些线相互交叉处的矩阵像素2、为每个像素2提供电源的电源线Vcc、以及地线。另一方面，驱动部分包括：第一扫描器4，其顺序地提供第一控制信号WS到第一扫描线WS并逐行顺序地线扫描像素2；第二扫描器5，其与上述顺序的线扫描一起顺序地提供第二控制信号DS到每条第二扫描线DS；信号选择器3，其连同上述的顺序的线扫描一起提供视频信号到信号线SL列。 

像素2包括：发光元件EL、采样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd、开关晶体管Tr4、以及像素电容Cs。采样晶体管Tr1具有连接到第一扫描线WS的栅极、连接到信号线SL的源极、以及连接到驱动晶体管Trd的栅极G的漏极。驱动晶体管Trd和发光元件EL串连连接在电源线Vcc和地线之间，从而形成电流通路。开关晶体管Tr4插入该电流通路，而其栅极连接到第二扫描线DS。像素电容Cs连接在驱动晶体管Trd的源极S和栅极G之间。 

对于上述配置，采样晶体管Tr1根据从第一扫描线WS提供的第一控制信号WS导通，采样从信号线SL提供的视频信号的信号电势Vsig并将其保持在像素电容Cs内。开关晶体管Tr4根据从第二扫描线DS提供的第二控制信号DS导通，并将电流通路置于导通状态。根据像素电容Cs保持的信号电势Vsig，驱动晶体管Trd使驱动电流Ids经由置于导通状态的电流通路流入发光元件EL。 

在将第一控制信号WS施加到第一扫描线WS以导通样晶体管Tr1并开始信号电势Vsig的采样后，在从当施加第二控制信号DS到第二扫描线DS而使开关晶体管Tr4导通的第一时刻T6直到当施加第一控制信号WS到第一扫描线WS而使采样晶体管Tr1关闭的第二时刻T7的校正时段t期间，驱动部分将从驱动晶体管Trd流过的驱动电流Ids负反馈到像素电容Cs，并将对应于驱动晶体管Trd的迁移率μ的校正ΔV施加到像素电容Cs保持的信号电势Vsig内。对于本发明，将开关晶体管Tr4设计为比驱动晶体管Trd的尺寸大，使得在迁移率校正时段t期间开关晶体管Tr4的导通电阻R1低于驱动晶体管Trd的导通电阻R2。优选地，开关晶体管Tr4的沟道宽度尺寸至少是驱动晶体管Trd的沟道宽度尺寸的四倍，使得开关晶体管Tr4的导通电阻R1变为驱动晶体管Trd的导通电阻R2的四分之一或更小。 

注意到每个像素2包括开关晶体管Tr2和Tr3，用于在对视频信号采样 之前重置驱动晶体管Trd的栅极电位(G)和源极电位(S)。第二扫描器5在采样视频信号前，经由第二控制线DS临时导通开关晶体管Tr4，并允许驱动电流Ids流过已经被重置的驱动晶体管Trd，从而其具有与像素电容Cs保持的阈值电压对应的电压。 

根据本发明实施例的显示装置具有如图8中所示的薄膜器件结构。图8表示形成在绝缘基底上的像素的示意性截面结构。如图所示，像素包括具有多个薄膜晶体管的晶体管部分(在该图中，示出了一个TFT作为示例)、电容部分(如保持电容等)、和发光部分(如有机EL元件等)。晶体管部分和电容部分通过TFT处理形成在基底上，并且发光部分(如有机EL元件)堆积在其上。透明反向基底经由粘合剂粘接在其上，并从而得到平板。 

本发明涉及的显示装置包括一个图9所示的平面模块。例如，在绝缘基底上，提供有其中集成和形成在矩阵内的像素的像素阵列部分，每个像素都包括一个有机EL元件、一个薄膜晶体管、一个薄膜电容等。粘合剂以下述方式提供从而使其包围该像素阵列部分(或像素矩阵部分)，一个玻璃等相似物形成的反向基底被粘附在其上，并且因而得到一个显示模块。上述透明反向基底可以提供有彩色过滤器、保护膜、光阻挡膜等，这一点被认为是必要的。显示模块可以提供有例如FPC(柔性印刷电路)作为从外部电源到像素阵列部分输入和输出信号的连接器。 

上面描述的本发明涉及的显示装置具有平板形状，并且可以应用于各种类型的电子设备，如数码相机、膝上型个人计算机、移动电话、摄像机等的显示器，其显示输入到其并在其内生成为静止图像或视频的图像信号。下面，将描述应用上述显示装置的电子设备的示例。 

图10示出了应用了本发明的电视机，并且其包括具有前板12、滤光镜13等的图像显示屏幕11。其通过将本发明的显示装置用作其图像显示屏幕11被生产。 

图11示出了应用了本发明的数码相机，并且上部分是前视图而下部分是后视图。该数码相机包括成像透镜、闪光发光部分15、显示部分16、控制开关、菜单开关、快门19等，并且其通过将本发明的显示装置用作其显示部分16被生产。 

图12示出了应用了本发明的膝上型个人计算机。主体20包括操作以输入文本等的键盘21，主体盖包括用于显示图像等的显示部分22，并且该个人 计算机通过将本发明的显示装置用作其图像显示屏幕22被生产。 

图13示出了应用了本发明的便携式终端设备，并且打开状态在左边示出，而关闭状态在右边示出。该便携式终端设备包括上部机壳23、下部机壳24、连接部分(在本例中是铰链部分)25、显示器26、子显示器27、画面灯28、照相机29等，并且其通过将本发明的显示装置用作其显示器26和/或子显示器27被生产。 

图14示出了应用了本发明的摄像机。该摄像机包括主体部分30、朝向前的物体摄影透镜34、用于摄影的开始/停止开关35、监视器36等，并且其通过将本发明的显示装置用作其监视器36被生产。 

本文档包含涉及于2006年7月19日向日本专利局提交的日本专利申请No.2006-196874的主题，在此通过引用合并其全部内容。 

应当理解：对于本领域的普通技术人员的来说，各种修改、组合、子组合和改变可以根据设计需要及其它因素产生，只要它们在权利要求及等价物的范围内。 

Claims (4)

1.一种显示装置，包括：

像素阵列部分；以及

驱动像素阵列部分的驱动部分，其中

像素阵列部分包括以行排列的第一扫描线和第二扫描线；以列排列的信号线；提供在第一扫描线、第二扫描线、以及信号线交叉处的矩阵像素；提供电源到每个像素的电源线；以及地线，

驱动部分包括第一扫描器，其通过顺序地提供第一控制信号到每条第一扫描线顺序地线扫描像素行；第二扫描器，其根据顺序的线扫描顺序地提供第二控制信号到每条第二扫描线；以及信号选择器，其根据顺序的线扫描提供视频信号到信号线列，

像素包括发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、开关晶体管和像素电容，

采样晶体管具有连接到第一扫描线的栅极、连接到信号线的源极以及连接到驱动晶体管的栅极的漏极，

驱动晶体管和发光元件串连连接在电源线和地线之间以形成电流通路，

开关晶体管被插入到电流通路中，并且其栅极连接到第二扫描线，

像素电容连接在驱动晶体管的源极和栅极之间，

采样晶体管响应从第一扫描线提供的第一控制信号导通，并采样从信号线提供的视频信号的信号电势并将其保持在像素电容内，

开关晶体管响应从第二扫描线提供的第二控制信号导通，并将电流通路转为导通状态，

驱动晶体管允许对应于保持在像素电容内的信号电势的驱动电流经由被转为导通状态的电流通路流入发光元件，

在通过在校正时段期间将第一控制信号施加到第一扫描线以导通采样晶体管而开始采样信号电势后，驱动部分将来自驱动晶体管的电流负反馈到像素电容，并对保持在像素电容内的信号电势施加与驱动晶体管的迁移率相对应的校正，校正时段是从通过将第二控制信号施加到第二扫描线来导通开关晶体管的第一时刻直到当终止施加到第一扫描线的第一控制信号时、采样晶体管关闭的第二时刻的时间时段，并且 

开关晶体管的尺寸比驱动晶体管的尺寸大，使得开关晶体管的导通电阻低于驱动晶体管的导通电阻。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中开关晶体管的沟道宽度尺寸是驱动晶体管沟道宽度尺寸的至少四倍，使得开关晶体管的导通电阻是驱动晶体管导通电阻的四分之一或更小。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中

每个像素包括在视频信号的采样之前，重置驱动晶体管的栅极电势和源极电势的附加的开关晶体管，并且

在视频信号的采样之前，第二扫描器经由第二扫描线临时地导通开关晶体管，允许驱动电流流过因而被重置的驱动晶体管，并将与驱动晶体管的阈值电压对应的电压保持在像素电容内。

4.一种包括在权利要求1中要求保护的显示装置的电子设备。 

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