CN101140731B - 图像显示器 - Google Patents

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Abstract

在此公开一种图像显示器，其包括：配置用来供应控制信号的行扫描线；配置用来供应视频信号的列信号线；和配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路，其中，每个像素电路至少具有驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件。

Description

图像显示器
技术领域
本发明涉及一种包括用以通过电流驱动置于每一像素基底中的发光元件的像素电路的图像显示器。更具体地，本发明涉及一种所谓的有源矩阵型图像显示器，其中像素电路以矩阵(行和列)形式排列，并且具体地，施加到发光元件例如有机EL元件的电流量由提供在像素电路中的绝缘栅场效应晶体管控制。
背景技术
在图像显示器中，例如在液晶显示器中，大量液晶像素以矩阵形式排列，并且根据有关要显示图像的信息在每个像素基底上控制入射光的透射强度或反射强度，从而显示图像。这种逐个像素控制也能在使用有机EL元件作为自身像素的有机EL显示器中实现。然而，不像液晶像素，有机EL元件是自发光元件。因此，有机EL显示器相对液晶显示器有如下优点：高图像可见度、不需要背光和高响应速度。此外，有机EL显示器是电流控制显示器，其能基于流过发光元件的电流控制每一发光元件的亮度级(灰度)，并且因此与是电压控制显示器的液晶显示器有很大不同。
与液晶显示器相似，用于有机EL显示器的驱动系统的种类包括简单矩阵系统和有源矩阵系统。简单矩阵系统具有更简单的结构但是包括例如难实现大尺寸和高清晰度显示的问题。因此，当前，有源矩阵显示器正更加积极的发展。在有源矩阵系统中，流经每一像素电路中发光元件的电流由提供在像素电路中的有源元件(通常是薄膜晶体管(TFT))控制。像素电路的一个例子在公开号为H8-234683的日本专利中公开。
图1是示出了现有像素电路的典型实例的电路图。如图所示，现有的像素电路置于提供控制信号的行扫描线WS和提供视频信号的列信号线SL之间的交叉点处。像素电路至少包括采样晶体管T1、作为电容部分的像素电容Cs、驱动晶体管Td、和发光元件OLED。采样晶体管T1响应于来自扫描线WS的控制信号(选择脉冲)导通，由此采样从信号线SL提供的视频信号。像素电容Cs保持由所采样的视频信号决定的输入电压。驱动晶体管Td连接到电源线Vcc并取决于由像素电容Cs保持的输入电压给发光元件OLED提供输出电流。发光元件OLED是二端元件(二极管型元件)。它的阳极连接到驱动晶体管Td，同时它的阴极连接到地线GND。由于从驱动晶体管Td提供的输出电流(漏极电流)，发光元件OLED发出亮度取决于视频信号的光。通常，输出电流(漏极电流)取决于驱动晶体管Td的沟道区域中的载流子迁移率和驱动晶体管Td的阈值电压。
驱动晶体管Td通过其栅极接收由像素电容Cs(电容部分)所保持的输入电压并且在它的源极和漏极之间传导输出电流，从而把该电流施加到发光元件OLED。发光元件OLED由例如有机EL器件形成，并且其发光亮度与施加到其上的电流量成比例。从驱动晶体管Td供应的输出电流的值由栅极电压，也就是写入像素电容Cs的输入电压所控制。现有的像素电路根据输入视频信号改变施加到驱动晶体管Td栅极的输入电压，从而控制提供给发光元件OLED的电流量。
驱动晶体管的操作特性由公式1所表达。
Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2   ...公式1
在公式1中，Ids表示在源极和漏极之间流动的漏极电流。这个电流是提供给像素电路中发光元件的输出电流。Vgs表示施加到栅极的相对于源极电势的栅极电压。该栅极电压是上述的像素电路中的输入电压。Vth表示晶体管的阈值电压。μ表示作为晶体管沟道的半导体薄膜中的迁移率。另外，W、L和Cox分别表示沟道宽度、沟道长度和栅极电容。从作为晶体管特性方程的公式1中显而易见的是，当薄膜晶体管工作在它的饱和区域时，如果栅极电压Vgs高于阈值电压Vth，晶体管导通以传导漏极电流Ids。原则上，如公式1所示，恒定的栅极电压Vgs总是给发光元件提供相同的漏极电流Ids。因此，给屏幕中所有像素提供同一电平的视频信号将使所有的像素都以同样的亮度发光，因而将提供屏幕的一致性。
但是，由半导体薄膜例如多晶硅薄膜形成的实际的薄膜晶体管(TFT)引入器件特性偏差。具体地，阈值电压Vth不是恒定的而是从像素到像素变化。从公式1中可以显而易见的是，即使栅极电压Vgs是恒定的，驱动晶体管阈值电压Vth的变化也会引起漏极电流Ids的变化。这样，亮度从像素到像素变化，其扰乱屏幕的一致性。
为了解决这个问题，已经开发出提供有消除驱动晶体管阈值电压变化功能的像素电路。这种像素电路在例如公开号为2005-345722的日本专利中公开。
提供有消除驱动晶体管阈值电压Vth变化功能的像素电路能提高屏幕的一致性并且能解决由于随着时间流逝阈值电压改变造成的亮度变化。但是，为了给像素电路提供阈值电压消除功能，需要在采样晶体管和驱动晶体管上增加至少三个晶体管。另外，这些增加的晶体管需要在不同于采样晶体管的时刻逐行扫描。因此，不同于图1中所示的简单的像素电路，对一行上的像素需要至少四条扫描线，并且相对地需要用于在不同时刻逐行扫描各条扫描线的扫描器。也就是说，与图1中所示的简单的像素电路相比，扫描器的数量增加三个以逐行扫描提供有阈值电压消除功能的像素。当像素电路以非晶硅TFT工艺形成时，扫描器通常由外部组件形成。因此，扫描器数量的增加直接导致制造成本的增加。当像素电路以低温多晶硅TFT工艺形成时，同时能够通过使用多晶硅TFT形成扫描器。但是，扫描器数量的增加使产量降低并且需要空间以在基板上布置扫描器。结果，制造成本增加了。
发明内容
对本发明而言需要提供一种允许有数量减少的扫描器的图像显示器，同时使像素电路具有消除驱动晶体管阈值电压Vth变化的功能。根据本发明的实施例，提供一种图像显示器，其包括配置用来供应控制信号的行扫描线、配置用来供应视频信号的列信号线、和配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路。在该图像显示器中，每个像素电路至少包括驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件。在预定采样周期期间，采样晶体管响应于从扫描线供应的控制信号而导通，从而在电容部分采样从信号线供应的视频信号。电容部分根据所采样的视频信号在驱动晶体管栅极和源极之间施加输入电压。在预定发光周期期间，驱动晶体管把取决于输入电压的输出电流供应给发光元件。由于从驱动晶体管供应的输出电流，发光元件发出亮度取决于视频信号的光。每个像素电路包括连接到驱动晶体管栅极的参考电压设定晶体管。参考电压设定晶体管根据施加到扫描线上的控制信号导通/截止，按照视频信号采样顺序扫描线所在行在参考电压设定晶体管所在行之前，并且在视频信号采样之前把驱动晶体管的栅极电压预先设定为参考电压。
根据本发明的另一个实施例，提供了另一种图像显示器，其包括配置用来供应控制信号的行扫描线、配置用来供应视频信号的列信号线、和配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路。在该图像显示器中，每个像素电路至少包括驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件。在预定采样周期期间，采样晶体管响应于从扫描线供应的控制信号导通，从而在电容部分采样从信号线供应的视频信号。电容部分根据所采样的视频信号在驱动晶体管栅极和源极之间施加输入电压。在预定发光周期期间，驱动晶体管把取决于输入电压的输出电流提供给发光元件。由于从驱动晶体管供应的输出电流发光元件发出亮度取决于视频信号的光。每个像素电路包括连接到驱动晶体管源极的初始化晶体管。初始化晶体管根据施加到扫描线上的控制信号导通/截止，按照视频信号采样顺序扫描线所在行在初始化晶体管所在行之前，并且在视频信号采样之前把驱动晶体管的源极电压预先初始化为预定电压。
根据本发明的又一个实施例，提供了又一种图像显示器，其包括配置用来供应控制信号的行扫描线、配置用来供应视频信号的列信号线、和配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路。在该图像显示器中，每个像素电路至少包括驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件。在预定采样周期期间，采样晶体管响应于从扫描线供应的控制信号导通，从而在电容部分采样从信号线供应的视频信号。电容部分根据所采样的视频信号在驱动晶体管栅极和源极之间施加输入电压。在预定发光周期期间，驱动晶体管把取决于输入电压的输出电流提供给发光元件。由于从驱动晶体管提供的输出电流，发光元件发出亮度取决于视频信号的光。每个像素电路包括连接到驱动晶体管源极的初始化晶体管和连接到驱动晶体管栅极的参考电压设定晶体管。初始化晶体管根据施加到扫描线上的控制信号导通/截止，按照视频信号采样顺序扫描线所在行在初始化晶体管所在行之前，并且在视频信号采样之前把驱动晶体管的源极电压预先初始化为预定电压。参考电压设定晶体管根据施加到扫描线上的控制信号导通/截止，按照视频信号采样顺序扫描线所在行在参考电压设定晶体管所在行之前，并且在视频信号采样之前，且在驱动晶体管源极电压初始化时刻同时或之后把驱动晶体管的栅极电压预先设定为参考电压。
根据本发明的实施例，为了提供具有消除驱动晶体管阈值电压变化功能的像素电路，把初始化晶体管和参考电压设定晶体管并入到每一个像素电路中。初始化晶体管用于初始化驱动晶体管的源极电压。参考电压设定晶体管用于把驱动晶体管的栅极电压设定为参考电压。通过实行初始化和设定到参考电压，能实现阈值电压消除功能。具体地，在本发明的实施例中，初始化晶体管的初始化操作通过利用施加到扫描线上用于视频信号采样的控制信号来实现，扫描线所在行在该初始化晶体管所在行之前。这样使用于逐行扫描采样晶体管的扫描器也能用于逐行扫描初始化晶体管，因而消除了具有专用于初始化晶体管的扫描器的需要。此外，参考电压设定晶体管的参考电压设定操作通过利用施加到扫描线上的采样控制信号来控制，扫描线所在行在该参考电压设定晶体管所在行之前。这样使用于采样的扫描器能相似地共享，其消除了具有专用于设定参考电压的扫描器的需要。因此，有可能提供低成本的图像显示器同时使像素电路有Vth消除功能。
附图说明
图1是示出现有像素电路的一个实例的电路图；
图2是示出根据相关技术的图像显示器的结构图；
图3是示出包含在图2所示的图像显示器中的像素电路的电路图；
图4是用来说明图2中所示的根据相关技术的图像显示器的操作的时序图；
图5是用于说明根据相关技术的图像显示器的操作的另一时序图；
图6是示出根据本发明的第一实施例的图像显示器的结构图；
图7是用于说明第一实施例的操作的时序图；
图8是示出根据本发明的第二实施例的图像显示器的结构图；
图9是用于说明第二实施例的操作的时序图；
图10是示出根据本发明的第三实施例的图像显示器的结构图；
图11是用于说明第三实施例的操作的时序图；
图12是用于解释本发明的第四实施例的操作的时序图；
图13是示出根据本发明的第五实施例的图像显示器的结构图；
图14是用于说明第五实施例的操作的时序图；
图15是示出包含在第五实施例中的触发器的结构实例的电路图。
图16是示出根据本发明的第六实施例的图像显示器的结构图；
图17是示出第六实施例中的像素电路的电路图；
图18是用于说明第六实施例的操作的时序图；
图19是示出用于和第四实施例对比的参考实例的时序图；以及
图20是示出第四实施例的变更的时序图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例进行。最初，为了清楚本发明的背景，下面将参考图2描述作为本发明基础的、根据相关技术的图像显示器。根据相关技术的这种图像显示器的细节被现在的受让人公开在日本专利申请2005-027028中。根据相关技术的该图像显示器的大部分与根据本发明实施例的图像显示器相同，并且因此下面将描述作为本发明的一部分的根据相关技术的该图像显示器。如图2所示，图像显示器由像素阵列1和外围电路部分形成。像素阵列1包括以行和列形式排列的像素电路2并用作屏幕。外围电路部分包括用来逐行扫描像素阵列1的四个扫描器4、5、71和72。此外，外围电路部分包括用来给像素阵列1供应视频信号的水平驱动器3。
每个像素电路2布置于行扫描线WS和列信号线SL之间的交叉点处。为了便于理解图2仅仅示出了一个像素电路2。信号线SL连接到水平驱动器3。扫描线WS连接到写入扫描器4。除用于信号采样的扫描线WS外，图像显示器还包括另外的扫描线DS、AZ1和AZ2。这些扫描线DS、AZ1和AZ2布置成平行于采样扫描线WS。扫描线DS连接到驱动扫描器5并且控制发光周期。扫描线AZ1连接到第一校正扫描器71并且用于参考电压设定操作。扫描线AZ2连接到第二校正扫描器72并且用于初始化操作。
像素电路2包括五个晶体管T1、T2、T3、T4和Td、一个像素电容器Cs、和一个发光元件OLED。在本例子中，所有的晶体管都是N沟道晶体管。但是，本发明不限于此。像素电路可以通过适当组合N沟道晶体管和P沟道晶体管来形成。驱动晶体管Td的栅极连接到节点A。其源极连接到节点B。它的漏极通过开关晶体管T4连接到电源线Vcc。采样晶体管T1连接在信号线SL和节点A之间。采样晶体管T1的栅极连接到扫描线WS。用于设定参考电压的晶体管T2(以下，称为“参考电压设定晶体管T2”)连接在节点A和预定参考电压Vofs之间。它的栅极连接到扫描线AZ1。初始化晶体管T3连接在节点B和预定初始化电压Vini之间。它的栅极连接到扫描线AZ 2。开关晶体管T4连接在电源线Vcc和驱动晶体管Td之间。它的栅极连接到扫描线DS。像素电容器Cs连接在节点A和B之间。换句话说，像素电容器Cs连接在驱动晶体管Td的栅极和源极之间。发光元件OLED是由例如有机EL元件的二端器件形成。它的阳极连接到节点B，同时它的阴极连接到地。发光元件OLED的等价电容器Coled也在图中示出。
如图所示，为了逐行扫描像素阵列1这种图像显示器使用了下面的四个扫描器：写入扫描器4、驱动扫描器5、第一校正扫描器71、和第二校正扫描器72。这样从而引起制造成本的增加。
图3仅仅示意性地示出了从图2中所示的像素阵列1中提取出的像素电路2。
图4是用来说明图2中所示的图像显示器的操作的时序图。图4示出了分别从扫描器4、5、71和72逐行输出的控制信号的波形。在图4中，为了方便理解，施加到相应扫描线的每一个控制信号(栅极选择脉冲)与相应的扫描线用相同的标记表示。具体地，施加到采样扫描线WS的用于采样的控制信号也用标记WS来表示，并且施加到初始化扫描线AZ2的用于初始化的控制信号也用标记AZ2表示。此外，施加到扫描线AZ1的用于设定参考电压的控制信号也用标记AZ1表示。另外，施加到扫描线DS的控制信号也用标记DS表示。除这些控制信号的波形之外，在节点A和B的电压变化也在图4中示出。节点A处的电压变化表示驱动晶体管Td的栅极处的电压变化。节点B处的电压变化表示驱动晶体管Td的源极处的电压变化。
图2中示出的扫描器4、5、71和72以时间序列方式分别输出相应的控制信号，以使步骤0到3的操作顺序实行。在图4的时序图中，每一步骤以带圈的数字表示。首先，在步骤0实行初始化操作。随后，在步骤1实行Vth消除操作。此外，在步骤2实行信号写入操作(采样操作)，随后在步骤3实行发光操作。在每一画面逐行实行步骤0到3，以便在像素阵列1上显示一个画面的图像。
在初始化步骤0中，控制信号AZ2位于高电平，并且因此N沟道晶体管T3处于导通状态。这样，驱动晶体管Td的源极电压变为初始化电压Vini。随后，在Vth消除步骤1中，控制信号AZ1和DS处于高电平，并且因此N沟道晶体管T2和T4处于导通状态。结果，驱动晶体管Td的栅极电压变为参考电压Vofs。因为电压被设定成满足Vofs-Vini＞Vth的关系，所以电流流经驱动晶体管Td并且源极电压从电压Vini升高。当驱动晶体管Td栅极和源极之间的电压变为等于阈值电压Vth时，通过驱动晶体管Td的漏极电流的流动停止，并且因此等于阈值电压的电压保持在像素电容器Cs中。
此后，在信号写入步骤S2中，控制信号WS维持在高电平，因而采样晶体管T1处于导通状态，其允许从信号线SL采样视频信号电压Vsig。此时，因为发光元件OLED的等价电容器的电容量充分大于像素电容器Cs的电容量，所以驱动晶体管Td的源极电压与在步骤1中的电压完全相同。从而，ΔVsig+Vth的电压保持在像素电容器Cs中。电压ΔVsig满足关系ΔVsig＝Vsig-Vofs。
此后，当操作序列进入发光步骤3中的发光周期时，控制信号DS又变为高电平，其导通开关晶体管T4。这使驱动晶体管Td连接到电源线Vcc，以使漏极电流Ids流入发光元件OLED。结果，由于发光元件OLED的内部电阻，它的阳极电压Vanode(也就是，驱动晶体管的源极电压)升高。此时，写入像素电容器Cs的电压由于自举操作得以原样保持，因而驱动晶体管Td的栅极电压也随着电压Vanode的上升而升高。也就是说，在发光周期期间，恒定的电压ΔVsig+Vth被施加在驱动晶体管Td的栅极和源极之间。
在步骤3中的发光周期期间，流经驱动晶体管Td的漏极电流由公式1给出，并且因此表达为公式2。从公式2可以显而易见的是，漏极电流Ids不依赖于驱动晶体管Td的阈值电压Vth。
Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2
＝(1/2)μ(W/L)Cox(ΔVsig+Vth-Vth)2
＝(1/2)μ(W/L)Cox·ΔVsig2  ...公式2
图5示出了用于校正驱动晶体管迁移率μ变化的操作加到上述阈值电压校正操作上的例子。为了便于理解，图5的时序图使用和图4的时序图相同的表示方式。在该例子中，在信号写入步骤2的后半段实行迁移率校正步骤3。迁移率校正步骤3之后接着发光步骤4。在迁移率校正步骤3中，随着控制信号WS维持在高电平，控制信号DS维持在高电平。因此，漏极电流流经驱动晶体管Td，提升它的源极电压达ΔV。另一方面，驱动晶体管Td的栅极电压固定在Vsig。结果，驱动晶体管Td的电压Vgs降低ΔV。流经驱动晶体管Td的电流越大，电压降ΔV的程度越高。换句话说，从作为晶体管特性方程的公式1中可以显而易见的是，驱动晶体管Td的迁移率μ越高，产生的电压降ΔV就越大。在步骤3的末期控制信号WS变为低电平因而操作序列继续到步骤4的发光操作。电压降ΔV越大，在步骤4供应给发光元件OLED的输出电流的等级越低。也就是说，相应于电压降ΔV发生负反馈。因此，即使在各个像素电路中驱动晶体管Td的迁移率μ有变化，这种在每一像素电路基础上的负反馈能减轻由迁移率变化造成的亮度不均衡。
这样完成了对根据相关技术的作为本发明基础的图像显示器的描述。接下来，下面将描述根据本发明实施例的图像显示器。图6是示出根据本发明的第一实施例的图像显示器的结构图。为了便于理解，图6中与图2中所示的根据相关技术的图像显示器相同的部分以相同的标记给出。图6具体示出了在第n行的像素电路2。为了清楚地表明这点，把标记n加到用于采样的扫描线WS的标记上，这样该采样扫描线用标记WSn表示。相似地，为了清楚地表明该像素电路2是在第n行，其它的扫描线也被赋予标记n以使得用标记DSn和AZ2n来表示。
本实施例的特征是不存在第一校正扫描器71并且也不存在其相应的扫描线AZ1n。代替扫描线AZ1n，将扫描线WSn-k布置成平行于采样扫描线WSn。也就是说，参考电压设定晶体管T2由采样扫描线WSn-k控制。这条扫描线WSn-k起于从顶部沿着扫描方向第(n-k)行的采样扫描线WS的分路。在本实施例中，k表示正整数并且将扫描方向设定为向下的方向。这样，采样扫描线WSn-k先于第n行采样扫描线WSn转变到高电平。以这种方式，在第一实施例中，通过由采样晶体管T1和参考电压设定晶体管T2共享写入扫描器4，排除了对于第一校正扫描器的需要。从而，用于逐行扫描像素阵列1的必需的扫描器的数量从相关技术实例中的四个减少到三个。
图7是用于说明图6中所示第一实施例操作的时序图。为了便于理解，图7的时序图使用与用于说明根据相关技术的图像显示器的操作的图5的时序图相同的表示方式。从该时序图可以显而易见的是，控制信号WSn-k先于第n行的写入控制信号WSn转变到高电平。因此，能先于信号写入步骤2实行Vth消除步骤1。这样排除了对专用于参考电压设定晶体管T2的扫描器的需要，因而使得图像显示器简化并且成本减少。根据图7的时序图，在步骤3实行迁移率变化校正。但是，步骤3的执行是可选的，并且无论是否实行步骤3本发明的实施例都有效。同样在以下将描述的其它实施例中，实行迁移率变化校正在步骤3。但是，本发明不必限于此而是可以省略该步骤3。
图8是示出根据本发明第二实施例的图像显示器的结构图。为了便于理解，图8中与图6中所示的第一实施例相同的部分以相同的标记给出。第二实施例的特征是初始化晶体管T 3由写入扫描线WSn-m控制，也就是，由从顶部在第(n-m)行的写入扫描线WS控制。这样排除了对用于控制初始化晶体管T3的第二校正扫描器的需要，因而能把扫描器的总数减少到三个。
图9是用于说明图8中所示的根据第二实施例的图像显示器的操作的时序图。为了便于理解，图9的时序图使用与用于第一实施例的图7的时序图相同的表示方式。如图9所示，首先控制信号WSn-m变为高电平，并且此后控制信号AZ1n、DSn和WSn以该顺序变为高电平，以顺序实行步骤0到4。在本实施例中，m表示正整数并且将扫描方向设定为向下的方向。这样，如时序图所示，写入扫描线WSn-m先于写入扫描线WSn转变到高电平。通过上述采样控制信号WSn-m转变到高电平而实行初始化步骤0，以将驱动晶体管Td的源极电压初始化为电压Vini。因为不需要专用于初始化晶体管T 3的扫描器，所以能够实现图像显示器的简化和成本减少。
图10是示出根据本发明第三实施例的图像显示器的结构图。为了便于理解，图10中与图6中所示的第一实施例相同的部分以相同的标记给出。图10实施例的特征是参考电压设定晶体管T2由写入扫描线WSn-k控制，也就是，由从顶部在第(n-k)行的写入扫描线WS控制，并且初始化晶体管T3由写入扫描线WSn-m控制，也就是，由从顶部在第(n-m)行的写入扫描线WS控制。这个特征使扫描器的数量减少两个。
图11是用于说明图10中所示的第三实施例的操作的时序图。为了便于理解，图11的时序图使用与用于第一实施例的图7的时序图相同的表示方式。从写入扫描器4顺序输出控制信号WSn-m、WSn-k和WSn。在本实施例中，k表示正整数并且m表示大于k的正整数，并且将扫描方向设定为向下的方向。这样，写入扫描线WSn-k先于分配给第n行的写入扫描线WSn转变到高电平。此外，写入扫描线WSn-m先于写入扫描线WSn-k转变到高电平。当控制信号WSn-m首先变为高电平时，实行初始化步骤0，以将驱动晶体管Td的源极电压初始化到电压Vini。随后，在Vth消除步骤1中，控制信号WSn-k维持在高电平，以使驱动晶体管Td的栅极电压设定为参考电压Vofs。因为在该状态中控制信号DSn变为高电平，驱动晶体管Td的阈值电压Vth被写入像素电容器Cs。此后，在信号写入步骤2中第n行的扫描线WSn变为高电平，因而视频信号Vsig被写入像素电容器Cs。以这种方式通过利用上述写入控制信号能够实行Vth消除操作。因为不需要专用于初始化晶体管和参考电压设定晶体管的扫描器，所以能够实现图像显示器的简化和成本减少。
图12是示出根据本发明第四实施例的图像显示器的操作的时序图。本实施例的电路结构与图10中所示的第三实施例的结构相同。但是，第四实施例中的控制信号的波形不同于第三实施例中的波形，并且因此图12的时序图不同于图11的时序图。具体地，在图11中所示的第三实施例中，将写入扫描线WS的选择周期设定为一个水平扫描周期(1H)。与此不同，在第四实施例中，将写入扫描线WS的选择周期设定为长于1H的周期。也就是说，从写扫描器施加到每一条写入扫描线WS的控制信号(选择脉冲)的宽度大于1H。结果，用在初始化步骤0中的初始化控制信号WSn-m的脉冲宽度也大于1H。因此，能够确保长于1H的周期作为用于驱动晶体管Td的初始化周期，因而能更加无误地将驱动晶体管Td的源极电压初始化为电压Vini。这样使得更精确地实行Vth消除步骤1中的Vth消除操作。
在图11等的时序图中，m和k表示满足关系m＞k的正整数。典型地将m和k分别设为2和1。具体地，根据该设定，参考电压设定晶体管T2由位于该晶体管T2前一行的扫描线WSn-1控制，并且初始化晶体管T3由位于更前一行的扫描线WSn-2控制。
但是，应当注意，在图12的时序图的情况下这种设定不一定可用。具体地，图12中扫描线的选择周期是2H。因此，当m和k分别是2和1时，如图19所示，存在参考电压设定晶体管T2和采样晶体管T1同时都处于导通状态的周期。在这种情况下，信号线短路到参考电压Vini因而不适当的直通电流流入，其导致正常的Vth消除操作失败。
对于校正操作，要求采样晶体管T1在参考电压设定晶体管T2已经进入截止状态之后导通。因此，当扫描线的选择周期像图12实施例中一样为2H时，k的值需要是2或者更大。当扫描线的选择周期是3H或更大时，k的值需要根据选择周期进一步增加。
图20示出了图12实施例的变更。在这个例子中，实行Vth消除操作超过2H，并且因此与图12的例子相比，能更无误地实行Vth消除操作。同样在本例子中，出于与图12的示例同样的原因，k的值需要是2或者更大。尽管对于某些实际情况中的Vth消除操作来说长周期是不必要的，但是如本示例所示，因为更大的k和m提供更高的时序设计弹性，所以最好将k和m的值设定为大的值。
图13是示出根据本发明第五实施例的图像显示器的结构图。基本上第五实施例与图10中所示的第三实施例相似，并且因此为了便于理解，图13中与图10中同样的部分以相同的数字给出。第五实施例和第三实施例之间的不同是用扫描线AZ2n代替来自在前行的扫描线的分路的扫描线WSn-m。这条扫描线AZ2n通过SR触发器(SRFF)41由写入扫描器4控制。将控制信号WSn-q提供给SR触发器41的置位端S，并且将控制信号WSn-p提供给它的复位端R。
图14是用于说明图13中所示的第五实施例的操作的时序图。为了便于理解，图14的时序图使用与用于第三实施例的图11的时序图相同的表示方式。如图14所示，从写入扫描器到第n行的像素电路，最初输出控制信号WSn-q，然后输出控制信号WSn-p。随后，输出控制信号WSn-k，然后最后输出分配到第n行的控制信号WSn。在本实施例中，p表示正整数并且q表示大于p的正整数，并且将扫描方向设定为向下的方向。这样，如时序图所示，SR触发器41的输出，也就是控制信号AZ2n，在写入扫描线WSn-q变为高电平的那一时刻变为高电平，然后在写入扫描线WSn-p变为高电平的那一时刻变为低电平。根据p和q值的选择方式，能够将控制信号AZ2n的高电平周期(也就是脉冲宽度)任意设定为任何周期。从而，能够将初始化步骤0的初始化周期设定为大于1H的足够长的周期，因而能更无误地完成用于驱动晶体管Td的源极的初始化操作。
图15是示出包含在图13的图像显示器中的SR触发器41的结构示例的电路图。SR触发器41通过将一对相互串联的N沟道晶体管连接在电源线Vcc和地线Vss之间而形成。从晶体管之间的连接节点获得输出信号AZ2。一个晶体管的栅极用作置位端S并且将控制信号WSn-q施加于此。另一个晶体管的栅极用作复位端R并且被提供以来自写入扫描器4的控制信号WSn-p。SR触发器41仅由N沟道晶体管构成并且因此甚至能通过非晶硅工艺形成。
图16是示出根据本发明的第六实施例的图像显示器的结构图。基本上第六实施例与图10中所示的第三实施例相似，并且因此为了便于理解，图16中与图10中同样的部分以相同的数字给出。第六和第三实施例之间的不同是在第六实施例中，开关晶体管T4不存在并且因此像素电路2由总共四个晶体管T1、T2、T3和Td形成。也就是说，作为组件的晶体管的数量从五个减少到四个，其能相对地有助于提高产量。为了响应开关晶体管T4的移去，将电源驱动线DSn布置于像素电路2中代替简单的电源线Vcc。与扫描线类似，这条电源驱动线DSn由驱动扫描器5控制。电源驱动线DSn在每一发光周期提供电源电压Vcc，以使其漏极连接到相应的电源驱动线DSn的驱动晶体管Td根据该电源电压为发光元件OLED提供输出电流Ids。用于第三实施例中的开关晶体管T4连接在驱动晶体管Td的漏极和预定电源线Vcc之间。在发光周期期间，开关晶体管T4响应于控制信号DS导通以把驱动晶体管Td连接到电源线Vcc，以使输出电流Ids流经发光元件OLED。
图17是示出从根据图16中所示的第六实施例的图像显示器中提取的仅仅一个像素电路的电路图。
图18是用于说明根据图16中所示的第六实施例的图像显示器的操作的时序图。为了便于理解，图16的时序图使用与用于第三实施例的图11的时序图相同的表示方式。如图18所示，在Vth消除步骤1、迁移率变化校正步骤3、和发光步骤4中，电源驱动线DS维持在高电平以向操作提供必要的电力。在其它周期期间，电源驱动线DS位于低电平或处于高阻态状态，从而以阻止通过驱动晶体管Td的电流流动。这种结构能消除对开关晶体管T4的需要。至于其它方面，与上述第三实施例相似，专用于初始化晶体管和参考电压设定晶体管的扫描器是不必要的，这使图像显示器简化并且减少成本。
对于本领域内的普通技术人员而言应该理解，在附加的权利要求书和其等效物的范围内根据设计需要和其它因素可以作出各种修正、合并、变形和改变。
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及于2006年5月29日在日本专利局提交的日本专利申请JP2006-147536的主题，在此引入全文作为参考。

Claims (4)

1.一种图像显示器，包括：
配置用来供应控制信号的行扫描线；
配置用来供应视频信号的列信号线；以及
配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路，其中
每个像素电路至少包括驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管的栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件，以及连接在所述驱动晶体管漏极和预定供给电位之间的开关晶体管，并且该开关晶体管在发光周期期间导通以使输出电流从驱动晶体管流经所述发光元件，
在预定采样周期期间，采样晶体管响应于从所述扫描线供应的控制信号而导通，从而在电容部分中采样从所述信号线供应的视频信号，其中，在该预定采用周期的后半段，所述开关晶体管导通，从而驱动晶体管的漏极电流流经驱动晶体管，以进行驱动晶体管的迁移率校正；
电容部分根据所采样的视频信号在所述驱动晶体管的栅极和源极之间施加输入电压；
在预定发光周期期间，所述驱动晶体管把取决于输入电压的输出电流供应给发光元件，
由于从所述驱动晶体管供应的输出电流，发光元件发出亮度取决于所述视频信号的光，
每个像素电路包括连接到所述驱动晶体管栅极的参考电位设定晶体管，以及
根据施加到按照视频信号采样顺序在参考电位设定晶体管所在行之前的行上的扫描线的控制信号，所述参考电位设定晶体管导通/截止，并且在视频信号采样之前把所述驱动晶体管的栅极电位预先设定为参考电位。
2.一种图像显示器，包括：
配置用来供应控制信号的行扫描线；
配置用来供应视频信号的列信号线；以及
配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路，其中
每个像素电路至少包括驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管的栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件，以及连接在所述驱动晶体管漏极和预定供给电位之间的开关晶体管，并且该开关晶体管在发光周期期间导通以使输出电流从驱动晶体管流经所述发光元件，
在预定采样周期期间，采样晶体管响应于从所述扫描线供应的控制信号而导通，从而在电容部分中采样从所述信号线供应的视频信号，其中，在该预定采用周期的后半段，所述开关晶体管导通，从而驱动晶体管的漏极电流流经驱动晶体管，以进行驱动晶体管的迁移率校正；
电容部分根据所采样的视频信号在所述驱动晶体管的栅极和源极之间施加输入电压；
在预定发光周期期间，所述驱动晶体管把取决于输入电压的输出电流供应给发光元件，
由于从所述驱动晶体管供应的输出电流，发光元件发出亮度取决于视频信号的光，
每个像素电路包括连接到所述驱动晶体管源极的初始化晶体管，以及
根据施加到按照视频信号采样顺序在初始化晶体管所在行之前的行上的扫描线的控制信号，所述初始化晶体管导通/截止，并且在视频信号采样之前把所述驱动晶体管的源极电位预先初始化为预定电位。
3.一种图像显示器，包括：
配置用来供应控制信号的行扫描线；
配置用来供应视频信号的列信号线；以及
配置以布置在扫描线和信号线之间的交叉点处的像素电路，其中
每个像素电路至少包括驱动晶体管、连接到驱动晶体管栅极的采样晶体管、连接在驱动晶体管的栅极和源极之间的电容部分、和连接到驱动晶体管源极的发光元件，以及连接在所述驱动晶体管漏极和预定供给电位之间的开关晶体管，并且该开关晶体管在发光周期期间导通以使输出电流从驱动晶体管流经所述发光元件
在预定采样周期期间，采样晶体管响应于从扫描线供应的控制信号而导通，从而在电容部分中采样从所述信号线供应的视频信号，其中，在该预定采用周期的后半段，所述开关晶体管导通，从而驱动晶体管的漏极电流流经驱动晶体管，以进行驱动晶体管的迁移率校正；
电容部分根据所采样的视频信号在所述驱动晶体管的栅极和源极之间施加输入电压；
在预定发光周期期间，所述驱动晶体管把取决于输入电压的输出电流供应给发光元件，
由于从所述驱动晶体管供应的输出电流，发光元件发出亮度取决于视频信号的光，
每个像素电路包括连接到所述驱动晶体管源极的初始化晶体管和连接到所述驱动晶体管栅极的参考电位设定晶体管，
根据施加到按照视频信号采样顺序在初始化晶体管所在行之前的行上的扫描线的控制信号，所述初始化晶体管导通/截止，并且在视频信号采样之前把所述驱动晶体管的源极电位预先初始化为预定电位，以及
根据施加到按照视频信号采样顺序在参考电位设定晶体管所在行之前的行上的扫描线的控制信号，所述参考电位设定晶体管导通/截止，并且在视频信号采样之前，且在所述驱动晶体管源极电位的初始化时刻或之后把所述驱动晶体管的栅极电位预先设定为参考电位。
4.根据权利要求3的所述图像显示器，其中
初始化晶体管根据从扫描线施加的控制信号而维持在导通状态的周期长于一个水平扫描周期。
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