CN101251978B - 显示装置和其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种显示装置及其驱动方法,该显示装置包括:像素阵列单元,具有以矩阵形式排列的像素电路;以及控制单元,具有用于将写扫描脉冲输出至采样晶体管的写扫描单元。控制单元执行控制以向驱动晶体管的控制输入端提供用于在存储电容器中保持与驱动晶体管的阈值电压相对应的电压的阈值校正操作的固定电位。当通过以时分为基础多次重复阈值校正操作来将存储电容器上的电压设为驱动晶体管的阈值电压时,控制单元执行控制以各个执行阈值校正操作并使采样晶体管处于导通状态。
Description
相关申请的交叉参考
本发明包含于2007年2月20日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-038863的主题,其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种具有像素阵列单元的显示装置,在像素阵列单元中,包括光电元件(也称为显示元件或发光元件)的像素电路(也称为像素)以矩阵形式排列,以及该显示装置的驱动方法,更具体地,涉及一种通过以矩阵形式排列具有亮度随驱动信号的大小而改变的光电元件的像素电路作为显示元件而形成并且在每个像素电路中具有有源元件的有源矩阵型显示装置以及该有源矩阵型显示装置的驱动方法,在该有源矩阵型显示装置中,通过有源元件在像素单元中执行显示驱动。
背景技术
存在许多显示装置,它们将亮度随施加给光电元件的电压或流过光电元件的电流而改变的光电元件用作像素的显示元件。例如,液晶显示元件是亮度随施加给光电元件的电压改变的光电元件的典型实例,以及有机电致发光(以下称为有机EL)元件(有机发光二极管(OLED))是亮度随流过光电元件的电流而改变的光电元件的典型实例。使用后者有机EL元件的有机EL显示装置是所谓的将自发光光电元件用作像素的显示元件的发射显示装置。
有机EL元件是在对有机薄膜施加电场中使用发光现象的光电元件。有机EL元件可通过相对低的施加电压(例如,10V或更低)来驱动,并因此消耗很少电能。另外,有机EL元件是自身发光的自发光元件,并因此无需诸如在液晶显示装置中所需的背光的辅助照明部件。因此,可以容易减少有机EL元件的重量和厚度。另外,有机EL元件具有非常高的响应速度(例如,几μs左右),因而在显示移动图像时不会出现余像。因为有机EL元件具有这些优点,所以近来已积极开发将有机EL元件用作光电元件的平板发射显示装置。
近来,正积极开发通过使用有源元件控制提供给像素内的发光元件的像素信号的有源矩阵系统,例如,同样设置在像素内作为开关晶体管的绝缘栅极场效应晶体管(通常为薄膜晶体管(TFT))。
在这种情况下,在使像素电路中的光电元件发光的过程中,开关晶体管得到设置在驱动晶体管的栅极端(控制输入端)的存储电容器(也称为像素电容)中的经由视频信号线提供的输入图像信号,并且将与所得的输入图像信号相对应的驱动信号提供给光电元件。
在将有机EL元件用作光电元件的有机EL显示装置中,因为有机EL元件是电流驱动型元件,所以驱动晶体管将与存储电容器中所得的输入图像信号相对应的驱动信号(电压信号)转换为电流信号,并将驱动电流提供给有机EL元件。
在有机EL元件代表的电流驱动型光电元件中,不同的驱动电流值意味不同的发光亮度。因此,为了能够稳定亮度发光,重要的是向光电元件提供稳定的驱动电流。例如,可以将用于对有机EL元件提供驱动电流的驱动系统大体分为恒定电流驱动系统和恒定电压驱动系统(这些系统是现有技术,因此不再给出其公知文件)。
因为有机EL元件的电压-电流特征具有陡坡,所以当执行恒定电压驱动时,电压的微小改变或元件特征的改变会导致电流的巨大改变,并因此造成亮度的巨大改变。因此,通常使用在饱和区中使用驱动晶体管的恒定电流驱动。当然,即使是恒定电流驱动,电流改变也引起亮度改变。然而,小电流改变只会引起小亮度改变。
相反,即使是恒定电流驱动系统,为了使光电元件的发光亮度不变,重要的是能够根据输入图像信号来将驱动信号写入存储电容器并通过存储电容器使驱动信号保持恒定。例如,为了使有机EL元件的发光亮度不变,重要的是使与输入图像信号相对应的驱动信号恒定。
然而,驱动光电元件的有源元件(驱动晶体管)的阈值电压和迁移率随着过程改变而改变。另外,诸如有机EL元件等的光电元件的特征随时间而改变。即使在恒定电流驱动系统的情况下,用于这些驱动的有源元件的特征改变和光电元件的特征改变也会影响发光亮度。
因此,正在研究用于校正由于用于上述驱动的有源元件和每个像素电路内的光电元件的特征改变带来的亮度改变的各种机制,从而能够均匀控制在显示装置的整个屏幕上的发光亮度。
例如,日本专利公开号2006-215213中所述的关于用于有机EL元件的像素电路的机制具有用于即使驱动晶体管的阈值电压改变或长期改变仍保持驱动电流恒定的阈值校正功能、用于即使驱动晶体管的迁移率改变或长期改变仍保持驱动电流恒定的迁移率校正功能、和用于即使有机EL元件的电流-电压特征长期改变仍保持驱动电流恒定的引导功能。
发明内容
然而,专利文件1中所述的机制可能需要用于提供用于进行校正的电位的配线、用于进行校正的开关晶体管、和用于驱动开关晶体管的开关脉冲,并且利用了使用包括驱动晶体管和采样晶体管的五个晶体管的5TR驱动配置。因此,像素电路的配置很复杂。像素电路的许多组成元件阻碍了高清晰显示装置的实现。因此,难以将5TR驱动配置用于诸如便携式装置(移动装置)等的小型电子装置中所用的显示装置。
因此,需要开发出用于在简化像素电路的同时还能够抑制由于元件特征改变带来的亮度改变的系统。在开发系统的过程中,要考虑预防简化所带来的在5TR驱动配置中尚未出现的新问题的出现。
鉴于上述情况作出本发明。需要提供一种简化像素电路以得到较高清晰的显示装置的显示装置以及该显示装置的驱动方法。
另外,特别需要提供一种可以在简化像素电路的同时减少驱动像素电路的操作对图像质量的影响(特别是抑制亮度改变)的机制。
另外,需要提供一种可以在简化像素电路时抑制由于驱动晶体管和发光元件的特征改变而带来的亮度改变的机制。
根据本发明的显示装置的一个实施例是使像素电路内的光电元件随视频信号发光的显示装置,该显示装置在像素电路以矩阵形式排列的像素阵列单元内包括:用于生成驱动电流的至少一个驱动晶体管、连接至驱动晶体管的输出端的光电元件、用于保持与视频信号的信号电位相对应的信息(驱动电位)的存储电容器、和用于将与视频信号的信号电位相对应的信息写入到存储电容器的采样晶体管。在这个像素电路中,通过由驱动晶体管基于存储电容器中所保持的信息生成驱动电流并使驱动电流流过光电元件来使光电元件发光。
通过采样晶体管将与信号电位相对应的信息作为驱动电位写入存储电容器。因此,采样晶体管在采样晶体管的输入端(源极端和漏极端中的一个)得到信号电位,并将与信号电位相对应的信息写入连接至采样晶体管的输出端(源极端和漏极端中的另一个)的存储电容器。当然,采样晶体管的输出端也连接至驱动晶体管的控制输入端。
应注意,以上所示的像素电路的连接配置是最基本的配置,并且该配置满足了像素电路至少包括上述组成元件且像素电路可包括除这些组成元件外的其他元件(即,其他组成元件)的需要。另外,“连接”并不限于直接连接,而可以经由另一组成元件连接。
例如,可视场合需要(occasions demand)而改变以在连接之间另外插入开关晶体管、具有某种功能的功能单元等。通常,可在驱动晶体管的输出端与光电元件之间或在驱动晶体管的电源端(典型实例中的漏极端)与作为电源配线的电源线之间配置用于动态控制显示周期(即,发光周期)的开关晶体管(发光控制晶体管)。在这些配置中,作为基本特征,根据本发明的显示装置的实施例至少具有以下配置,即,在驱动晶体管的电源端(典型实例中的漏极端)与作为电源配线的电源线之间配置发光控制晶体管。
另外,例如,用于驱动像素电路P的外围部件具有控制单元,该控制单元包括:写扫描单元,用于将用于通过顺序控制采样晶体管来执行像素电路的行顺序扫描、以及将与视频信号的信号电位相对应的信息写入一行中的每个存储电容器;和驱动扫描单元,用于输出用于根据写扫描单元的行顺序扫描来控制提供施加给一行中的每个驱动晶体管的电源端的电能的扫描驱动脉冲。另外,控制单元具有水平驱动单元,用于执行控制以在每个水平周期内,根据写扫描单元的行顺序扫描,向采样晶体管提供在基准电位与信号电位之间转换的视频信号。
另外,在经由发光控制晶体管将与用以流过驱动电流的第一电位相对应的电压(所谓的电源电压)提供给驱动晶体管的电源供给端的时间周期,控制单元至少会通过执行控制以将用于执行阈值校正操作的固定电位提供给驱动晶体管的控制输入端来实现控制以执行用于将与驱动晶体管的阈值电压相对应的电压保持在存储电容器中的阈值校正操作,其中。根据场合需要来提供用于进行控制的校正扫描单元。优选地,在一部分水平扫描周期中,将用于阈值校正操作的固定电位作为视频信号而输出。因此,可将采样晶体管用作用于提供固定电位的开关晶体管。
控制单元执行控制以执行用于将关于驱动晶体管的迁移率的校正量加到写入存储电容器的信息的迁移率校正操作。根据场合需要提供用于进行控制的校正扫描单元。
优选地,校正扫描单元用作用于进行迁移率校正操作的校正扫描单元以及用于进行阈值校正操作的校正扫描单元。因此,在像素电路中,使发光控制晶体管充当响应于来自用于进行迁移率校正操作和阈值校正操作的校正扫描单元的脉冲而操作的校正开关晶体管。
在将信号电位写入存储电容器前,需要根据场合需要在多个水平周期重复执行阈值校正操作。在这种情况下,“根据场合需要”是指在一个水平周期内的一个阈值校正周期中不能将与驱动晶体管的阈值电压相对应的电压完全保持在存储电容器中的情况。通过多次执行阈值校正操作来使与驱动晶体管的阈值电压相对应的电压稳定保持在存储电容器中。
另外,在阈值校正操作前,控制单元执行控制以执行用于进行阈值校正的准备操作,在准备操作中,执行操作初始化,以使驱动晶体管的控制输入端与输出端之间的电位差等于或高于阈值电压。更具体地,使存储电容器连接在控制输入端与输出端之间,并进行设定以使存储电容器上的电位差等于或高于阈值电压。需要在像素电路中设置开关晶体管用于进行准备操作。
在阈值校正操作之后,控制单元执行控制以通过使采样晶体管在将信号电位提供给采样晶体管的时间周期中导通,在将信号电位的信息写入存储电容器的同时,将关于驱动晶体管的迁移率的校正量加到写入存储电容器的信号。
控制单元执行控制以通过在将与信号电位相对应的信息写入存储电容器的时间点将驱动晶体管设为非导通状态来停止将视频信号提供给驱动晶体管的控制输入端,并执行使驱动晶体管的控制输入端的电位与驱动晶体管的输出端的电位的改变连动的引导操作。
优选地,控制单元在开始发光的初始阶段执行引导操作,更明确地,在结束采样操作后执行引导操作。具体地,通过在用提供给采样晶体管的信号电位来将采样晶体管设为导通状态后,将采样晶体管设为非导通状态来使驱动晶体管的控制输入端与输出端之间的电位差保持恒定。
另外,优选地,控制单元控制引导操作以在发光期间实现光电元件的校正长期改变的操作。因此,需要控制单元在基于保持在存储电容器中的信息的驱动电流流过光电元件的期间使采样晶体管持续保持非导通状态,从而可使控制输入端与输出端之间的电压保持恒定,并因此实现校正光电元件的长期改变的操作。
在这种情况下,作为根据本发明的显示装置的实施例的特征点,控制单元执行控制以将用于进行阈值校正操作的固定电位(例如,图4中的Vini)提供给驱动晶体管的控制输入端,并且当通过根以时分为基础多次重复阈值校正操作,将存储电容器上的电压设为驱动晶体管的阈值电压时,控制单元实现控制,以通过在多个阈值校正操作期间提供固定电位的时期中,以相互连动的方式使发光控制晶体管和采样晶体管变为导通状态来执行每个阈值校正操作。在视频信号为多个阈值校正操作期间的信号电位的时期中,发光控制晶体管和采样晶体管都被设为非导通状态。“相互连动”不限于发光控制晶体管和采样晶体管两者的同时导通或截止,而是指发光控制晶体管和采样晶体管可以在彼此稍微靠近的个别时间导通或截止。
根据本发明的一个实施例,当以时分为基础多次重复阈值校正操作时,在多个阈值校正操作期间,使发光控制晶体管和采样晶体管在用于进行阈值校正的固定电位期间保持导通状态,而在视频信号为信号电位期间,使发光控制晶体管和采样晶体管保持非导通状态,以此方式使发光控制晶体管与采样晶体管相互连动。因此,例如,可能避免了在多个阈值校正周期之间的间隔期间执行的引导操作所导致的阈值校正失败的情况。
附图说明
图1是图解示出了作为根据本发明的显示装置的实施例的有源矩阵型显示装置的配置的框图;
图2是示出了根据本实施例的像素电路的实例的示图;
图3A是辅助说明有机EL元件和驱动晶体管的操作点的示图,以及图3B~图3D是辅助说明有机EL元件和驱动晶体管的特征改变对驱动电流Ids的影响的示图;
图4是辅助说明根据本实施例的像素电路中的比较实例的操作的时序图;
图5是辅助说明图4所示的比较实例的驱动时间内的阈值校正操作的不利影响的示图;
图6是辅助说明根据本实施例的像素电路的驱动时间的时序图;以及
图7A和图7B是示出了在图6所示的本实施例的驱动时间内的多个阈值校正周期的一部分的放大尺寸的时序图。
具体实施方式
以下将参看附图来详细描述本发明的优选实施例。
<显示装置的概要>
图1是图解示出了作为根据本发明的显示装置的实施例的有源矩阵型显示装置的配置的框图。在本实施例中,将以将本发明应用于有源矩阵型有机EL显示器(以下称为有机EL显示装置)为例来进行描述,例如,将有机EL元件用作像素的显示元件并将多晶硅薄膜晶体管(TFT)用作有源元件,且该显示器由形成有薄膜晶体管的半导体基板所有机EL元件构成。
顺便,虽然以下将通过以将有机EL元件作为像素的显示元件作为实例来进行具体描述,但是有机EL元件为实例,并且预期的显示元件并不限于有机EL元件。稍后描述的所有实施例同样适用于通常通过电流驱动来发光的所有发光元件。
如图1所示,有机EL显示装置1包括:显示面板单元100,其中,排列了具有作为多个显示元件的有机EL元件(未图示)的像素电路(也称为像素)110,以形成具有长宽比X∶Y(例如,9∶16)作为显示器长宽比的有效视频区域;驱动信号生成单元200,作为用于生成用于驱动和控制显示面板单元100的各种脉冲信号的面板控制单元的实例;以及视频信号处理单元300。在单片IC(集成电路)中包括驱动信号生成单元200和视频信号处理单元300。
设置了有机EL显示装置1的产品的形式并不限于具有图1所示的显示面板单元100、驱动信号生成单元200和视频信号处理单元300的所有模块(复合部件)形式。例如,可以仅提供显示面板单元100作为有机EL显示装置1。将此有机EL显示装置1用作使用诸如半导体存储器、小型磁盘(MD)、盒式磁带等和其他电子装置的记录媒体的便携型音乐播放器中的显示单元。
例如,显示面板单元100包括:像素阵列单元102,其中像素电路P排列成n行×m列的矩阵形式;垂直驱动单元103,用于沿垂直方向扫描像素电路P;水平驱动单元(也称为水平选择器或数据线驱动单元)106,用于沿水平方向扫描像素电路P;和终端单元(焊盘(pad)单元)108,用于外部连接,其中像素阵列单元102、垂直驱动单元103、水平驱动单元106和终端单元(焊盘单元)108以集成方式形成于基板101上。即,诸如垂直驱动单元103、水平驱动单元106等的外部驱动电路形成于相同基板101上作为像素阵列单元102。
例如,垂直驱动单元103包括写扫描单元(写扫描器WS;写扫描)104、驱动扫描单元(驱动扫描器DS;驱动扫描)105(图1所示的两个单元互相集成)和阈值&迁移率校正扫描单元115。
例如,通过写扫描单元104、驱动扫描单元105和阈值&迁移率校正扫描单元115,沿图1的水平方向从一侧或两侧驱动像素阵列单元102,并且通过水平驱动单元106,沿图1的垂直方向从一侧或两侧驱动像素阵列单元102。
向终端单元108提供来自配置在有机EL显示装置1外部的驱动信号生成单元200的各种脉冲信号。同样,向终端单元108提供来自视频信号处理单元300的视频信号Vsig。
例如,提供诸如作为沿垂直方向的写起始脉冲的实例的移位起始脉冲SPDS和SPWS和垂直扫描时钟脉冲CKDS的所需脉冲信号作为用于垂直驱动的脉冲信号。另外,提供诸如作为沿垂直方向的阈值检测起始脉冲的实例的移位起始脉冲SPAZ和垂直扫描时钟脉冲CKAZ的所需脉冲信号作为用于校正阈值和迁移率的脉冲信号。另外,提供诸如作为沿水平方向的写入起始脉冲的实例的水平起始脉冲SPH和水平扫描时钟脉冲CKH的必需脉冲信号作为用于水平驱动的脉冲信号。
经由配线109将终端单元108的每个端连接至垂直驱动单元103或水平驱动单元106。例如,根据场合需要在附图中未示出的电平移动单元中,内部调节提供给终端单元108的脉冲的电压电平,并然后,通过缓冲器将脉冲提供给垂直驱动单元103或水平驱动单元106的各个部件。
像素阵列单元102具有以下结构,即,尽管在附图中未示出,每个均具有为作为显示元件的有机EL元件设置的像素晶体管的像素电路P(稍后将描述详情)以矩阵形式排列,为每行像素排列配置扫描线,并为每列像素排列配置信号线。
例如,在像素阵列单元102中形成扫描线(栅极线)104WS和105DS、阈值&迁移率校正扫描线115AZ和信号线(数据线)106HS。在扫描线与信号线彼此相交的部分形成图1未示出的有机EL元件和用于驱动有机EL元件的薄膜晶体管。有机EL元件与薄膜晶体管的组合形成像素电路P。
具体地,为排列成矩阵形式的像素电路P的每个像素行放置用于通过写扫描单元104写驱动脉冲WS驱动的n行写扫描线104WS_1~104WS_n和用于通过驱动扫描单元105扫描驱动脉冲DS驱动的n行驱动扫描线105DS_1~105DS_n、以及用于通过阈值&迁移率校正扫描单元115用阈值&迁移率校正脉冲AZ驱动的n行阈值&迁移率校正扫描线115AZ_1~115AZ_n。
写扫描单元104和驱动扫描单元105根据从驱动信号生成单元200提供的用于垂直驱动系统的脉冲信号通过每个扫描线105DS和104WS来顺序地选择每个像素电路P。根据从驱动信号生成单元200提供的用于水平驱动系统的脉冲信号,水平驱动单元106经由信号线106HS来将图像信号写入所选的像素电路P。
执行行顺序驱动,其中,垂直驱动单元103的每个部件根据行顺序来扫描像素阵列单元102,且与扫描同步地,水平驱动单元106同时将用于一个水平线的图像信号写入像素阵列单元102。当为行顺序驱动预先准备时,水平驱动单元106包括用于同时打开附图中未示出的开关的驱动器电路,在附图中,在所有列的信号线106HS上都设置了开关。水平驱动单元106同时打开在所有列的信号线106HS上都设置开关的附图中未示出的开关,以将从视频信号处理单元300输出的像素信号同时写入由垂直驱动单元103所选行的一排的所有像素电路P。
垂直驱动单元103的每个部件由逻辑栅极(包括锁存器)的组合构成,并且选择行单元中的像素阵列单元102的像素电路P。顺便,虽然图1示出了在像素阵列单元102的一侧上配置垂直驱动单元103的配置,但是可在介于左侧与右侧之间的像素阵列单元102的左侧与右侧上配置垂直驱动单元103。同样,虽然图1示出了在像素阵列单元102的一侧上配置水平驱动单元106的配置,但是可在介于上侧与下侧之间的像素阵列单元102的上侧与下侧上配置水平驱动单元106。
<像素电路>
图2是示出了根据形成了图1所示的有机EL显示装置1的本实施例的像素电路P的实例的示图。顺便,图2还示出了设置在显示面板单元100的基板101上的像素电路P外围的外围部件中的垂直驱动单元103和水平驱动单元106。图3A是辅助说明有机EL元件和驱动晶体管的操作点的示图。图3B~图3D是辅助说明有机EL元件和驱动晶体管的特征改变对驱动电流Ids的影响的示图。
根据本实施例的像素电路P的特征在于,驱动晶体管基本上由n沟道型薄膜场效应晶体管构成。像素电路P的另一个特征在于,像素电路P具有用于抑制提供给有机EL元件的驱动电流Ids由于有机EL元件的长期劣化而带来的改变的电路,即,用于校正作为光电元件实例的有机EL元件的电流-电压特征的改变并实现用于使驱动电流Ids持续恒定水平的阈值校正功能和迁移率校正功能的驱动信号均匀电路(1)。另外,像素电路P的特征在于像素电路P具有用于实现用于使驱动电流即使在有机EL元件的电流-电压特征存在长期改变时仍保持恒定的引导操作的驱动信号均匀电路(2)。
当所有开关晶体管由n沟道型晶体管而不是p沟道型晶体管形成时,可在晶体管的制造过程中使用相关技术中的非晶硅(a-Si)处理。从而可以降低晶体管基板的成本,并且可以预期具有此结构的像素电路P的发展。
将MOS晶体管用作包括驱动晶体管的每个晶体管。在这种情况下,将驱动晶体管的栅极端看作是控制输入端,将驱动晶体管的源极端和漏极端中的一个(在这种情况下是源极端)看作是输出端,并且将另一个看作是电源端(在这种情况下是漏极端)。
根据本实施例的像素电路P包括:存储电容器(也称为像素电容)120;n沟道型驱动晶体管121;n沟道型发光控制晶体管122,对其作为控制输入端的栅极端G提供有源H驱动脉冲(扫描驱动脉冲DS);n沟道型采样晶体管125,对其作为控制输入端的栅极端G提供有源H驱动脉冲(写驱动脉冲WS);和有机EL元件127,作为在电流流过元件时发光的光电元件(发光元件)的实例。
采样晶体管125是设置在驱动晶体管121的栅极端G(控制输入端)的一侧上的开关晶体管。发光控制晶体管122也是开关晶体管。
通常,有机EL元件127具有电流整流性质,并因此用二极管的符号表示。顺便,有机EL元件127具有寄生电容(等效电容)Cel。图2示出了与有机EL元件127并联的寄生电容Cel。
根据本实施例的像素电路P的特征在于,在驱动晶体管121的漏极端D的侧面上配置有发光控制晶体管122、在通过在驱动晶体管121的栅极与源极之间连接存储电容器120来形成引导通路、还在于,像素电路P具有形成阈值&迁移率校正电路的开关晶体管。
因为有机EL元件127是电流发光元件,所以通过控制流过有机EL元件127的电流的量来获得色阶(color gradation)。因此,通过改变施加给驱动晶体管121的栅极端G的电压来控制流过有机EL元件127的电流值。此时,引导电路和阈值&迁移率校正电路消除了有机EL元件127的长期改变和驱动晶体管121的特征改变带来的影响。因此,除了写扫描单元104和驱动扫描单元105外,用于驱动像素电路P的垂直驱动单元103还包括阈值&迁移率校正电路。
虽然图2示出了一个像素电路P,但是具有类似配置的像素电路P以矩阵形式排列,如参看图1所述。为以矩阵形式排列的像素电路P的每个像素行配置用于通过写扫描单元104写驱动脉冲WS驱动的n行写扫描线104WS_1~104WS_n和用于通过驱动扫描单元105扫描驱动脉冲DS驱动的n行驱动扫描线105DS_1~105DS_n、以及用于通过阈值&迁移率校正扫描单元115用阈值&迁移率校正脉冲AZ驱动的n行阈值&迁移率校正扫描线115AZ_1~115AZ_n。
引导电路包括与有机EL元件127并联并且提供有有源H阈值&迁移率校正脉冲AZ的n沟道型检测晶体管124,并且由连接在驱动晶体管121的栅极与源极之间的检测晶体管124和存储电容器120构成。存储电容器120还用作引导电容。
阈值&迁移率校正电路在驱动晶体管121的栅极端G与第二电源电位Vc2之间包括提供有有源H阈值&迁移率校正脉冲AZ的n沟道型检测晶体管124,且由驱动晶体管121的栅极与源极之间的检测晶体管124、驱动晶体管121、发光控制晶体管122和存储电容器120形成。存储电热器120还用作保持检测到的阈值电压Vth的阈值电压保持电容。
驱动晶体管121具有连接至发光控制晶体管122的源极端S的漏极端D。将发光控制晶体管122的漏极端D连接至第一电源电位Vc1。对发光控制晶体管122的栅极端G提供通过扫描线105DS来自驱动扫描单元105的有源H扫描驱动脉冲DS。
在本实施例中,考虑到低功率消耗,使Vgs-122为发光控制晶体管122的栅极与源极间电压,使Vth_122为发光控制晶体管122的阈值电压,并且使Vds_122为发光控制晶体管122的漏极与源极间电压,在直线区域(Vgs_122-Vth_122>Vds_122)中操作发光控制晶体管122并至少持续有机EL元件127的发光周期。因此,驱动扫描单元105将扫描驱动脉冲DS的大小(L水平与H水平之间的差)设得较小,以使发光控制晶体管122在至少在有机EL元件127的发光期间导通时不会饱和。
将驱动晶体管121的源极端S直接连接至有机EL元件127的正极端A。将驱动晶体管121的源极端S与有机EL元件127的正极端A之间的连接点设为节点ND 121。将有机EL元件127的负极端K连接至提供基准电位的所有像素共有的接地线Vcath(GND),并因此被提供了负极电位Vcath。
采样晶体管125具有从配线扫描单元104连接至配线扫描线104WS的栅极端G、连接至视频信号线106HS的漏极端D和连接至驱动晶体管121的栅极端G的源极端S。将驱动晶体管121的源极端S直接连接至有机EL元件127的正极端A。将采样晶体管125的源极端S与驱动晶体管121的栅极端G之间的连接点设为节点ND122。向采样晶体管125的栅极端G提供来自写扫描单元104的有源H写驱动脉冲WS。采样晶体管125也可以为反转源极端S和漏极端D的连接模式。存储电容器120具有连接至驱动晶体管121的源极端S的一个端和连接至相同驱动晶体管121的栅极端G的另一端。
检测晶体管124是开关晶体管。检测晶体管124具有连接至作为驱动晶体管121的源极端S与有机EL元件127的正极端A之间的连接点的节点ND121的漏极端D、连接至作为基准电位的实例的基准电位Vini(也称为地电位Vs1)的源极端S和连接至阈值&迁移率校正扫描线115AZ的作为控制输入端的栅极端G。通过将存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极与源极之间并使检测晶体管124导通,将驱动晶体管121的源极端S的电位通过检测晶体管124连接至作为固定电位的基准电位Vini。
采样晶体管125在被写扫描线104WS选择时操作。采样晶体管125从信号线106HS采样像素信号Vsig(像素信号Vsig的信号电位Vin),并通过节点ND122将具有与信号电位Vin相对应的量值的电压保持在存储电容器120中。理论上,存储电容器120所保持的电位具有与信号电位Vin相同的大小,但是实际上比信号电位Vin低。
当发光控制晶体管122在扫描驱动脉冲DS下导通时,根据由存储电容器120保持的驱动电位(此时为驱动晶体管121的栅极与源极间的电压Vgs),驱动晶体管121通过电流来驱动有机EL元件127。发光控制晶体管122在被驱动扫描线105DS选择时导通以将来自第一电源电位Vc1的电流提供给驱动晶体管121。
因此,通过将作为驱动晶体管121的电源端的驱动端D的一侧通过发光控制晶体管122连接至第一电源电位Vc1,并控制发光控制晶体管122的导通周期,可以调节有机EL元件127的发光周期和不发光周期,从而执行负载驱动。
检测晶体管124在被通过将来自阈值&迁移率校正扫描单元115的有源H阈值&迁移率校正脉冲AZ提供给阈值&迁移率校正扫描线115AZ设为所选状态时操作。检测晶体管124执行预定校正操作(在这种情况下,校正阈值Vth和迁移率μ的改变的操作)。例如,为了在有机EL元件127的电流驱动之前检测驱动晶体管121的阈值电压Vth并预先消除阈值电压Vth的影响,检测晶体管124使检测到的电位保持在存储电容器120中。
另外,在阈值校正之前,可以使用偏压Vofs(也称为基准电位Vo)作为视频信号线106HS中的视频信号Vsig的恒定电位(固定电位)和检测晶体管124的源极端S侧上的基准电位Vini来执行准备操作。此准备操作初始化了驱动晶体管121的控制输入端(栅极端G)和输出端(源极端S)的电位,以使两端之间的电位差(栅极与源极间电压Vgs)等于或大于阈值电压Vth。顺便,偏压Vofs用于阈值校正操作之前的初始化操作,且偏压Vofs还用于对视频信号线106HS进行预先充电。
作为用于确保像素电路P的正常操作的条件,将基准电位Vini设为低于通过从视频信号Vsig的偏压Vofs中减去驱动晶体管121的阈值电压Vth所得到的电平。即,“Vini<Vofs-Vth”。即,满足“Vofs-Vini>Vth”,并且将基准电位Vini设为比视频信号线106HS中的视频信号Vsig的偏压Vofs足够低的电位。
另外,将通过将有机EL元件127的阈值电压VthEL与有机EL元件127的负极端K的电位Vcath相加所得到的电平设为比基准电位Vini高。即,“Vcath+VthEL>Vini”。这意味着有机EL元件127在阈值校正操作之前的准备操作期间被反向偏置(reverse-biase)。可以将负极电位Vcath设为0V(=地电位),以使“VthEL>Vini”。
另外,将阈值校正周期中的正极电位(驱动晶体管121的源极电位Vs)设为通过将有机EL元件127的阈值电压VthEL与有机EL元件127的负极端K的电位Vcath相加所得的电平高。即,“Vofs-Vth<Vcath+VthEL”。这意味着有机EL元件127在阈值校正周期中也被反向偏置。可以将负极电位Vcath设为0V(=地电位),以使“Vofs-Vth<VthEL”。
在具有此结构的比较实例的像素电路P中,在预定信号写入周期(采样周期),采样晶体管125响应于从写扫描线104WS提供的写驱动脉冲WS而导通,以采样从存储电容器120的视频信号线106HS提供的视频信号Vsig。根据采样到的视频信号Vsig,存储电容器120在驱动晶体管121的栅极与源极之间施加输入电压(栅极与源极间的电压Vgs)。
在预定发光周期中,驱动晶体管121将作为驱动电流Ids的对应于栅极与源极间电压Vgs的输出电流提供给有机EL元件127。当有机EL元件127被驱动时,对驱动晶体管121的漏极端D提供第一电位Vcc_H,并将驱动晶体管121的源极端S连接至有机EL元件127的正极端A侧,从而整体形成源极输出器电路。
顺便,驱动电流Ids取决于驱动晶体管121中的沟道区域的载流子迁移率μ和驱动晶体管121的阈值电压Vth。有机EL元件127根据从驱动晶体管121提供的驱动电流Ids来以与视频信号Vsig(具体地,信号电位Vin)相对应的亮度发光。
根据本实施例的像素电路P具有由开关晶体管(发光控制晶体管122和检测晶体管124)形成的校正部。为了消除驱动电流Ids对载流子迁移率μ的依赖性,在发光周期开始时预先校正由存储电容器120保持的栅极与源极间电压Vgs。
具体地,在一部分信号写入周期中,校正部(开关晶体管122和124)根据从写扫描线104WS和驱动扫描线105DS提供的写驱动脉冲WS和扫描驱动脉冲DS来操作,以通过从驱动晶体管121获取处于视频信号Vsig被采样的状态的驱动电流Ids并将驱动电流Ids负反馈给存储电容器120来校正栅极与源极间电压Vgs。另外,为了消除驱动电流Ids对阈值电压Vth的依赖性,校正部(开关晶体管122和124)在信号写入周期之前预先检测驱动晶体管121的阈值电压Vth,并将检测到的阈值电压Vth与栅极与源极间电压Vgs相加。
具体地,在根据本实施例的像素电路P中,驱动晶体管121是n沟道型晶体管并且其漏极连接至正电源侧,而驱动晶体管121的源极连接至有机EL元件127侧。在这种情况下,在与信号写入周期的稍后部分重叠的发光周期的开始部分中,上述校正部从驱动晶体管121获取驱动电流Ids并将驱动电流Ids负反馈给存储电容器120侧。此时,校正部能够使在发光周期的开始部分中从驱动晶体管121的源极端S侧获取的驱动电流Ids流入有机EL元件127的寄生电容Cel。明确地,有机EL元件127是具有正极端A和负极端K的二极管型发光元件。将正极端A侧连接至驱动晶体管121的源极端S,而将负极端K侧连接至接地侧(本实例中是负极电位Vcath)。
在此结构中,校正部(开关晶体管122和124)预先在有机EL元件127的正极与负极之间设置反向偏置状态,并且因此在从驱动晶体管121的源极端S侧获取的驱动电流Ids流入有机EL元件127时,二极管型有机EL元件127充当了电容元件。
顺便,校正部可以调节在信号写入周期内从驱动晶体管121获取驱动电流Ids的持续时间t。从而,校正部优化了驱动电流Ids到存储电容器120的负反馈量。在这种情况下,“优化负反馈量”是指可在从视频信号电位的黑色电平到白色电平的范围中的任何电平适当执行迁移率校正。施加给栅极与源极间电压Vgs的负反馈量取决于驱动电流Ids的获取时间。获取时间越长,负反馈量越大。
例如,通过对信号线106HS的电压的升高边缘提供倾斜作为视频线信号电位或对写扫描线104WS的写驱动脉冲WS的脉冲过渡特征提供倾斜,使迁移率校正周期t自动跟随视频线信号电位,并因此被优化。即,可以通过写扫描线104WS和信号线106HS之间的相位差来确定迁移率校正周期,并且可以通过信号线106HS的电位来确定迁移率校正周期。迁移率校正参数ΔV是ΔV=Ids·Cel/t。如可以从这个等式看出,驱动晶体管121的漏极与源极间电流的驱动电流Ids越高,迁移率校正参数ΔV越高。相反,当驱动晶体管121的驱动电流Ids低时,迁移率校正参数ΔV低。因此,根据驱动电流Ids来确定迁移率校正参数ΔV。
此时,迁移率校正周期t并非必须恒定,而是需要根据驱动电流Ids来调节迁移率校正周期t。例如,当驱动电流Ids高时需要将迁移率校正周期t设得较短,相反,当驱动电流Ids低时将迁移率校正周期t设得较长。因此,通过对视频信号线电位(信号线106HS的电位)的上升沿或写扫描线104WS的写驱动脉冲WS的脉冲过渡特征提供倾斜执行自动调节,以当信号线106HS的电位高时(当驱动电流Ids高时)缩短校正周期t并且当信号线106HS的电位低时(当驱动电流Ids低时),使校正周期t增长。因此,可以以跟随视频信号电位(视频信号Vsig的信号电位Vin)的方式来自动设置适当的校正周期。因此,可以使最佳迁移率校正与图像的亮度或模式无关。
图2中示出的根据本实施例的像素电路P使用4TR结构,其中,基于在驱动晶体管121外使用用于扫描视频信号Vsig的一个开关晶体管(采样晶体管124)的2TR驱动的结构,在驱动晶体管121的漏极端D侧上提供了用于动态控制显示周期(或发光周期)的发光控制晶体管122,并且一个开关晶体管(采样晶体管124)用于进行用于校正阈值和迁移率的扫描。另外,像素电路P的特征在于,像素电路P通过设置用于控制各个开关晶体管的写驱动脉冲WS、扫描驱动脉冲DS和阈值&迁移率校正脉冲AZ的开/关时间防止了有机EL元件127的长期劣化和驱动晶体管121的特征改变(例如,阈值电压、迁移率等的改变和改变)而产生的对驱动电流Ids的影响
另外,图2所示的根据本实施例的像素电路P的特征在于存储电容器120的连接模式。存储电容器120形成引导电路(驱动信号均匀电路(2)的实例),作为了用于防止由有机EL元件127的长期劣化引起的驱动电流改变的电路。像素电路P的特征在于像素电路P具有驱动信号均匀电路(2),用于实现引导功能,用于即使有机EL元件的电流-电压特征存在长期改变,仍然能够使驱动电流保持恒定(防止驱动电流改变)。具体地,在根据本实施例的像素电路P中,将存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极端G(节点ND122)和源极端S之间,并且将驱动晶体管121的源极端S直接连接至有机EL元件127的正极端A。
<基本操作>
首先,将描述以下情况作为用于描述根据图2所示的本实施例的像素电路P的特性的比较实例,其中,不提供发光控制晶体管122和检测晶体管124并且存储电容器120具有连接至节点ND122的一个端和连接至所有像素所共有的接地配线Vcath(GND)的其他端。以下将此像素电路P称为比较实例的像素电路P。
在比较实例的像素电路P中,通过驱动晶体管121和有机EL元件127的操作点来确定驱动晶体管121的源极端S的电位(源极电位Vs),并且电压值视驱动晶体管121的栅极电位Vg而不同。
通常,如图3A所示,在饱和区中驱动驱动晶体管121。因此,Ids为在饱和区中操作的晶体管的漏极端与源极之间流动的电流、μ为迁移率、W为沟道宽度(栅极宽度)、L为沟道长度(栅极长度)、Cox为栅极电容(每单位面积的栅极氧化膜电容)、并且Vth为晶体管的阈值电压,驱动晶体管121具有由以下等式(1)表示的值的恒定电流源。顺便,“^”表示功率。如从等式(1)清楚看出,通过栅极与源极间电压Vgs来控制晶体管的漏极电流Ids,并且驱动晶体管121用作恒定电流源。
[等式1]
<发光元件的Iel-Vel特征和I-V特征>
图3B所示特征的有机EL元件所代表的电流驱动型发光元件的电流-电压(Iel-Vel)特征中,所示为实线的曲线表示在初始状态的特征,并且所示为虚线的曲线表示在长期改变后的特征。通常,如曲线图所示,包括有机EL元件的电流驱动型发光元件的I-V特征随时间劣化。
例如,当发光电流Iel流过作为发光元件的实例的有机EL元件127时,唯一确定有机EL元件127的正极与负极间电压Vel。如图3B所示,在发光期间,由驱动晶体管121的漏极与源极间电流Ids(=驱动电流Ids)确定的发光电流Iel流过有机EL元件127的正极端A,并且有机EL元件127的正极端A从而升高正极与负极间电压Vel。
在比较实例的像素电路P中,由于有机EL元件127的I-V特征的长期改变,所以相同发光电流Iel的正极与负极间电压Vel从Vel1变为Vel2。因此,驱动晶体管121的操作点改变。即使施加相同栅极电位Vg,驱动晶体管121的源极电位Vs也改变。因此,驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs改变。
在使用n沟道型作为驱动晶体管121的简单电路中,将驱动晶体管121的源极端S连接至有机EL源极127侧,且因此通过有机EL元件127的I-V特征的长期改变来得到简单电路。因此,流过有机EL元件127的电流(发光电流Iel)量改变。因此,发光亮度改变。
具体地,在比较实例的像素电路P中,操作点由于有机EL元件127的I-V特征的长期改变而改变。即使施加相同栅极电位Vg,驱动晶体管121的源极电位Vs也改变。因此,驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs改变。如从特征等式(1)清楚看出,即使栅极电位Vg恒定,栅极与源极间电压的改变仍然改变驱动电流Ids,并同时改变了流过有机EL元件127的电流值。因此,在比较实例的像素电路P中,有机EL元件127的I-V特征改变导致有机EL元件127的发光亮度的长期改变。
在使用n沟道型作为驱动晶体管121的简单电路中,将驱动晶体管121的源极端S连接至有机EL元件127侧,且因此栅极与源极间的电压Vgs随有机EL元件127的长期改变而改变。因此,流过有机EL元件127的电流量改变。因此,发光亮度改变。
由于作为发光元件的实例的有机EL元件127的特征的长期改变而带来的有机EL元件127的正极电位改变表现为驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs的改变,并带来驱动电流(驱动电流Ids)的改变。由此带来的驱动电流的改变表现为每个像素电路P的发光亮度的改变,从而引起图像质量的劣化。
另外,如稍后将详细描述,通过在已将对应于信号电位Vin的信息写入存储电容器120中时将采样晶体管125设为非导通状态(并且在有机EL元件127的后续发光期间使采样晶体管125持续保持非导通状态)来执行引导操作,其中,电路配置和驱动时间经配置以实现使栅极端G的电位Vg与驱动晶体管121的源极电位Vs的改变连动的引导功能。
从而,即使由于有机EL元件127的特征的长期改变使得有机EL元件127的正极电位存在改变(即,源极电位的改变),栅极电位Vg也发生改变从而消除了改变。因此,可以保证屏幕亮度的均匀(uniformity)。引导功能可以改进校正有机EL元件所代表的电流驱动型发光元件的长期改变的能力。
可以在开始发光时开始此引导功能,此时写驱动脉冲WS变为非有源L状态并且因此使采样晶体管125截止,且此后在发光电流Iel开始流过有机EL元件127并且正极与负极间电压Vel随发光电流Iel的流动开始而升高,直至正极与负极间电压Vel稳定,引导功能也在驱动晶体管121的源极电位Vs随正极与负极间电压Vel的改变而改变时起作用。
<驱动晶体管的Vgs-Ids特征>
另外,由于制造驱动晶体管121的过程的改变,每个像素电路P具有阈值电压、迁移率等的改变。即使驱动晶体管121在饱和区中被驱动且将相同栅极电位提供给驱动晶体管121时,特征改变改变了每个像素电路P中的漏极电流(驱动电流Ids),该改变表现为发光亮度的不均匀。
例如,图3C是示出了直接关于驱动晶体管121的阈值改变的电压-电流(Vgs-Ids)特征的示图。相对于具有不同阈值电压Vth1和Vth2的两个驱动晶体管121来列举各个特征曲线。
如上所述,当驱动晶体管121在饱和区操作时的漏极电流Ids由特征等式(1)表示。如从特征等式(1)清楚看出,当阈值电压Vth改变时,即使栅极与源极间电压Vgs恒定,漏极电流Ids仍改变。即,如图3C所示,当对阈值电压Vth的改变不采取措施时,与当阈值电压为Vth1时的电压Vgs相对应的驱动电流为Ids1,而与当阈值电压为Vth2时的相同栅极电压Vgs相对应的驱动电流Ids2不同于Ids1。
另外,图3D是示出了关于驱动晶体管121的迁移率改变的电压-电流(Vgs-Ids)特征的示图。相对于具有不同迁移率μ1和μ2的两个驱动晶体管121来列举各个特征曲线。
如从特征等式(1)清楚看出,当迁移率μ改变时,即使栅极与源极间电压Vgs恒定,漏极电流Ids仍改变。即,如图3D所示,当对迁移率μ的改变不采取措施时,与当迁移率为μ1时的电压Vgs相对应的驱动电流为Ids1,而与当迁移率为μ2时的相同栅极电压Vgs相对应的驱动电流不同于Ids1的Ids2。
如图3C或图3D所示,如果由于阈值电压Vth或迁移率μ的不同而使Vin-Ids特征存在很大不同,那么即使提供相同信号电位Vin,驱动电流Ids(即,发光亮度)仍不同。因此,可能无法获得均匀的屏幕亮度。另外,通过设置用于实现阈值校正功能和迁移率校正功能(详情稍后描述)的驱动时间,可能抑制这些改变的影响,并因此保证屏幕亮度的均匀。
在根据本实施例的阈值校正操作和迁移率校正操作中,尽管稍后将具体描述,但是仍将发光时的栅极与源极间电压Vgs表示为“Vin+Vth-ΔV”。从而,防止了漏极与源极间电流Ids取决于阈值Vth的改变或改变并防止其取决于迁移率μ的改变或改变。因此,即使阈值Vth和迁移率μ在制造过程中或随时间改变,驱动电流Ids也不改变,且因此有机EL元件127的发光亮度不改变。
<本实施例的像素电路的操作>
首先将从定性的观点来描述根据本发明的用于像素电路P的驱动时间。作为根据本实施例的像素电路P中的驱动时间,采样晶体管125首先响应于从写扫描线104WS提供的写驱动脉冲WS到从视频信号线106HS提供的视频信号Vsig而导通,并将与作为视频信号Vsig的有效时期的电位的信号电位Vin相对应的信息作为驱动电位保持在存储电容器120中。驱动普通像素电路的情况也如此。
向驱动晶体管121提供来自电源电位Vc1的电流,且驱动晶体管121根据保持在存储电容器120中的驱动电位(与视频信号Vsig的有效时期的电位相对应的电位:对应于信号电位Vin的电位)通过有机EL元件127来发送驱动电流Ids。
垂直驱动单元103将写驱动脉冲WS设为用于使采样晶体管125在视频信号线106HS在视频信号Vsig的非有效时期处于偏压Vofs(基准电位Vo)的时期内在有源H状态下导通的控制信号。从而,将与驱动晶体管121的阈值电压Vth相对应的电压保持在存储电容器120中。此操作实现了阈值校正功能。此阈值校正功能可以消除驱动晶体管121的阈值电压Vth的影响,该阈值电压Vth在每个像素电路P中改变。
优选地,在视频信号Vsig的信号电位的采样之前,垂直驱动单元103在多个水平时期重复阈值校正操作,以将与驱动晶体管121的阈值电压Vth相对应的电压长期保持在存储电容器120中。从而,通过多次执行阈值校正操作来得到足够长的写入时间。从而,可以预先将与驱动晶体管121的阈值电压Vth相对应的电压长期保持在存储电容器120中。此阈值校正被称为“分开的阈值校正”。
将所保持的与阈值电压Vth相对应的电压用以消除驱动晶体管121的阈值电压Vth。因此,即使当驱动晶体管121的阈值电压Vth在每个像素电路P中改变时,也能完全消除驱动晶体管121的阈值电压Vth,以使得图像均匀,即,增强显示装置的整个屏幕上的发光亮度的均匀性。具体地,可以防止由于信号电位表现低阶时出现的亮度不均匀。
优选地,在阈值校正操作之前,垂直驱动单元103通过将阈值&迁移率校正脉冲AZ设为有源(在本实例中为H电平)以及将扫描驱动脉冲DS设为非有源(在本实例中为L电平)来将驱动晶体管121的源极电位Vs设置(初始化)为基准电位Vini。另外,在当视频信号Vsig处于偏压Vofs时的周期中,垂直驱动单元103通过将写驱动脉冲WS设置为有源(在本实例中为H电平)来将驱动晶体管121的栅极电位Vg设置(初始化)为偏压Vofs。因此,垂直驱动单元103将连接至驱动晶体管121的栅极与源极之间的存储电容器120上的电压设置为高于阈值电压Vth的电压,然后开始阈值校正操作。此重置(初始化的操作)栅极电位和源极电位的操作能够长期执行以下阈值校正操作。
除了阈值校正功能外,根据本实施例的像素电路P还可以具有迁移率校正功能。例如,在阈值校正操作之后,垂直驱动单元103执行控制以通过使采样晶体管125在将信号电位Vin提供给采样晶体管125的时期内导通来将与信号电位Vin相对应的信息(驱动电位)写入存储电容器120,然后,通过将扫描驱动脉冲DS设为有源H状态而仍然将信号电位Vin提供给驱动晶体管121的栅极端G来将对驱动晶体管121的迁移率校正量加到写入存储电容器中的信号上,然后,将写驱动脉冲WS设为非有源L状态。从将扫描驱动脉冲DS设为有源H状态到将写驱动脉冲WS设为非有源状态的周期是迁移率校正周期。通过适当设置这个周期,可以适当调节驱动晶体管121的迁移率μ的校正量。
根据本实施例的像素电路P还通过将存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极与源极之间来具有引导功能。具体地,在存储电容器120保持与视频信号Vsig的信号电位Vin相对应的驱动电位时,写扫描单元104取消将写驱动脉冲WS施加到写扫描线104WS(即,将写驱动脉冲WS设置为非有源L状态)。从而,写扫描单元104将采样晶体管125设为非导通状态以使驱动晶体管121的栅极端G与视频信号线106HS电断开。
将存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间。由于存储电容器120的作用,驱动晶体管121的栅极电位Vg变得与驱动晶体管121的源极电位Vs的改变连动。因此,可以发挥用于使栅极与源极间电压Vgs保持恒定的引导功能。
<时序图;比较实例>
图4是辅助说明根据本实施例的像素电路中的比较实例的操作的时序图。图4示出了写驱动脉冲WS、阈值&迁移率校正脉冲AZ和扫描驱动脉冲DS沿时间轴t的波形。如从以上描述所理解,由于开关晶体管122、124和125为n沟道型的,所以开关晶体管122、124和125在各个脉冲DS、AZ和WS处于高(H)电平时导通,并在各别脉冲DS、AZ和WS处于低(L)电平时截止。顺便,此时序图也示出了视频信号Vsig、驱动晶体管121的栅极端G处的电位改变和驱动晶体管121的源极端S处的电位改变以及各别脉冲WS、AZ和DS的波形。
基本上,以一个水平扫描周期的延迟来对写扫描线104WS和阈值&迁移率校正扫描线115AZ的每行执行类似驱动。将图4中的时间和信号示为和与被处理的行无关的第一行的时间和信号相同的时间和信号。当必须在描述上区分出一行时,通过由具有“_”的参考符号来表示被处理的行来区分出该行的时间和信号。另外,在说明书和附图中,例如,当在类似时间出现不同驱动脉冲时,根据场合需要附上用于区别各个驱动脉冲的DS(在扫描驱动脉冲DS的情况下)、AZ(在阈值&迁移率校正脉冲AZ的情况下)、WS(在写驱动脉冲WS的情况下)、和V(在视频信号Vsig的情况下)。
在比较实例的驱动时间中,将视频信号Vsig处于偏压Vofs的周期(该周期为非有效周期(固定信号周期))设为一个水平周期的第一半部分,并且将视频信号Vsig处于信号电位Vin(该电位在每个水平周期中不同)的周期(该周期为有效周期)置为一个水平周期的第二半部分。即,视频信号Vsig是在1H周期中采取偏压Vofs和信号电位Vin两个值的脉冲。
另外,在比较实例的驱动时间中,根据视频信号Vsig的有效周期和非有效周期的组合,在每个水平周期中将阈值校正操作执行多次(例如,三次)。通过每次用无“_”的参考符号表示来区分每次阈值校正操作时在视频信号Vsig的有效周期与非有效周期之间转换的时间和在扫描驱动脉冲DS(t62DS和t64DS)的有源状态与非有源状态之间转换的时间。
顺便,在图4所示的驱动时间中,将一个水平周期作为过程周期来多次重复阈值校正操作。一个水平周期是阈值校正操作的过程周期,因为对每行来说,在采样晶体管125采样存储电容器120中的信号电位Vin之前,在阈值校正操作之前经过将驱动晶体管121的栅极电位Vg设为偏压Vofs并将驱动晶体管121的源极电位Vs设为基准电位Vini的初始化操作之后,执行阈值校正操作以通过在视频信号线106HS处于偏压Vofs而采样晶体管125保持在导通状态的时期中使发光控制晶体管122导通来将与驱动晶体管121的阈值电压Vth相对应的电压保持在存储电容器120中。
在如上所述的视频信号Vsig的第一半部分中呈现出当在每个水平周期出现视频信号线106HS处于偏压Vofs的时期,且该时期比一个水平周期短。因此,阈值校正周期不可避免地比一个水平周期短。因此,可以存在以下情况:由于存储电容器120的电容Cs、基准电位Vini、与偏压Vofs之间的差以及其他因素,在这个用于一个阈值校正操作的短阈值校正周期中,不能将与阈值电压相对应的精确电压保持在存储电容器120中。多次执行阈值校正操作来处理这种情况。即,通过在存储电容器120中的信号电位Vin的采样(信号写入)之前在多个水平周期中重复阈值校正操作,可以将与驱动晶体管121的阈值电压Vth相对应的电压长期保持在存储电容器120中。
作为驱动时间的基本机制,在一个水平扫描周期内执行阈值校正和信号写入。当为了得到更高的清晰度而增加面板中像素的数目时,或当为了得到更高图像质量而增加场频时,缩短了一个水平扫描周期,且可能无法进行充分的阈值校正。相反,当保证某一阈值校正周期时,信号写周期缩短,因此可能不能将视频信号Vsig(信号电位Vin)充分写入存储电容器120。根据用于处理这些可能性的改进,多次执行阈值校正操作。从而,为了使面板的分辨率更高和图像质量更高要预作安排。
在比较实例的抑制方法中,在多次执行阈值校正操作时,将扫描驱动脉冲DS持续设为有源H状态以使发光控制晶体管122保持导通状态。在这个状态下,根据重复偏压Vofs和信号电位Vin的视频信号Vsig,在偏压Vofs的周期中,将写驱动脉冲WS设为有源H状态以使采样晶体管125导通。从而,将阈值电压Vth的信息写入存储电容器120。即,通过采样晶体管125的导通周期(精确地说,在发光控制晶体管122导通的周期内采样晶体管125导通的周期)来定义除第一阈值校正周期和最后阈值校正周期外的阈值校正周期。在定义阈值校正周期的过程中,写驱动脉冲WS处于有源H状态(采样晶体管125导通)的周期是主要的(给定优先权)。
顺便,由于通过当将写驱动脉冲WS和扫描驱动脉冲DS都设为有源H状态的时间点来定义第一阈值校正周期开始的时间点,所以将第一阈值校正周期排除在外。另外,由于当在最后阈值校正周期之后的第一信号电位Vin的周期中连续执行信号写入时,通过当将写驱动脉冲WS设置为有源H状态时的时间点来定义最后阈值校正周期开始的时间点,而通过当将扫描驱动脉冲DS设为非有源L状态的时间点来定义最后阈值校正周期结束的时间点,所以将最后阈值校正周期排除在外。当在最后阈值校正周期之后的第一信号电位Vin的周期中不执行信号写入,但是在一段时间之后执行信号写入时,通过当将写驱动脉冲WS设为非有源L状态的时间点来定义最后阈值校正周期结束的时间点,并且也通过采样晶体管125的导通周期(精确地说,在发光控制晶体管122导通的周期内采样晶体管125导通的周期)来定义最后阈值校正周期。
当进入行顺序扫描中的新扫描场时,驱动扫描单元105首先使提供给第一行中的驱动扫描线105DS的扫描驱动脉冲DS从有源H状态变为非有源L状态,其中,阈值&迁移率校正脉冲AZ和写驱动脉冲WS处于非有源L状态(t50)。
从而,使发光控制晶体管122截止,并因此使驱动晶体管121与电源电位Vc1断开。因此,有机EL元件127的发光停止并且开始不发光周期。在时间t50,将控制晶体管122、124和125设为截止状态。此时,由于写驱动脉冲WS处于非有源状态,且因此采样晶体管125截止,所以驱动晶体管121的栅极端G具有高阻抗。由于存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极与源极之间,所以以连动方式降低源极电位Vs和栅极电位Vg,从而保持刚好在其前面的栅极与源极间电压Vgs。
接下来,虽然扫描驱动脉冲DS和写驱动脉冲WS保持非有源L状态,但是垂直驱动单元103通过阈值&迁移率校正扫描单元115使检测晶体管124导通来使阈值&迁移率校正脉冲AZ变为有源H状态(t51~t56)。从而,将基准电位Vini设为节点ND121的电压,即,在存储电容器120的另一端和驱动晶体管121的源极端S设置基准电位Vini。因此,初始化源极电位Vs。在阈值校正操作开始时结束的周期(t51~t62DS,t62WS)是用于初始化源极电位Vs的初始化周期C。
此时,由于写驱动脉冲WS处于非有源L状态,且因此使采样晶体管125截止,所以驱动晶体管121的栅极端G具有高阻抗。由于存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极与源极之间,所以栅极电位Vg以根据源极电位Vs的降低的方式降低,以保持刚好在其前面的栅极与源极间电压Vgs。
然后,在扫描驱动脉冲DS处于非有源L状态而阈值&迁移率校正脉冲AZ保持有源H状态的情况下,垂直驱动单元103通过写扫描单元104来使写驱动脉冲WS变为有源H状态以使采样晶体管125(t54WS)导通。另外,在将阈值&迁移率校正脉冲AZ设为非有源L状态之后,垂直驱动单元103使写驱动脉冲WS变为非有源L状态(t58WS)。从而,将偏压Vofs设为节点ND122的电压,即,在驱动晶体管121的栅极端G设置偏压Vofs。因此,栅极电位Vg被初始化。在阈值校正操作开始时结束的周期(t54WS~t62DS,t62WS)是用于初始化栅极电位Vg的初始化周期D。为了防止源极电位Vs受到耦合驱动晶体管121的栅极电位Vg变成等于偏压Vofs的时间的影响,所以使由阈值&迁移率校正脉冲AZ驱动的检测晶体管124导通以将源极设置在基准电位Vini。
将写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期(t54WS~t55WS)设为包括视频信号Vsig的偏压Vofs的周期(t54WS~t55WS)。优选地,写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期包括多倍(本实例中为两倍)视频信号Vsig的偏压Vofs的周期。
在本实例中,在写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期(t54WS~t55WS)的第二半部分中,阈值&迁移率校正脉冲AZ处于非有源L状态,因此当栅极电位Vg转变为偏压Vofs时的改变影响源极电位Vs。
如上所述,由于将偏压Vofs和基准电位Vini设为满足“Vofs-Vini>Vth”,所以将驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs(连接在驱动晶体管121的栅极与源极间的存储电容器120所保持的电压)设为超过驱动晶体管121的阈值电压Vth的电压,因此,在阈值校正操作之前重置存储电容器120。另外,由于设置使得“VthEL>Vini”,所以将反向偏压施加到有机EL元件127,从而能够正常执行后续的阈值校正操作。
在完成了用于阈值校正的准备操作之后,垂直驱动单元103通过驱动扫描单元105来将扫描驱动脉冲DS设为有源H状态以使发光控制晶体管122(t62DS1)导通。另外,以与视频信号Vsig处于偏压Vofs的时间(t62V1~t64V1)一致的方式,垂直驱动单元103通过写扫描单元104来使写驱动脉冲WS变为有源H状态以使采样晶体管125(t62WS1)导通。
从而,第一阈值校正周期E开始,其中,使用漏极电流来对存储电容器120和有机EL元件127进行充电或放电,且其中,将用于校正(消除)驱动晶体管121的阈值电压Vth的信息记录在存储电容器120中。继续第一阈值校正周期E直到将写驱动脉冲WS设为非有源L状态的时间(t64WS1)。
优选地,将写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期(t62WS~t64WS)完全包括在视频信号Vsig处于偏压Vofs的时间周期(t62V~t64V)内。顺便,时间t62WS和时间t62DS可以基本上相同,或者可以彼此暂时接近。这是因为通过在扫描驱动脉冲DS处于有源H状态的周期内写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期来定义阈值校正周期。当然,实际上,通过提供有各别脉冲DS和WS的发光控制晶体管122和采样晶体管125实际上被导通的周期来定义阈值校正周期。
在本实例中,首先将写驱动脉冲WS变为有源H状态(t62SW1)以使得将写驱动脉冲WS设为有源H状态的时间完全包括在视频信号Vsig处于偏压Vofs的时间周期(t62V1~t64V1)内。然后,在写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期(t62WS1~t64WS1)内将扫描驱动脉冲DS变为有源H状态(t62DS1)。
在第一阈值校正周期E中,使驱动晶体管121的栅极端G保持在视频信号Vsig的偏压Vofs,驱动晶体管121的源极电位Vs升高,并且漏极电流流动直到驱动晶体管121断开。当驱动晶体管121断开时,驱动晶体管121的源极电位Vs变为“Vofs-Vth”。即,因为有机EL元件127的等效电路由二极管和寄生电容Cel的并联电路表示,所以只要“Vel≤Vcath+VthEL”,即,只要有机EL元件127的漏电流比流过驱动晶体管121的电流低得多,那么驱动晶体管121的电流就用以对存储电容器120和寄生电容Cel进行充电或放电。
因此,当漏极电流流过驱动晶体管121时,有机EL元件127的正极端A的电压Vel(即,节点ND121的电位)随时间升高。然后,当节点ND121的电位(源极电位Vs)与节点ND122的电压(栅极电位Vg)之间的电位差正好变为阈值电压Vth时,驱动晶体管121从导通状态变为截止状态,且因此漏极电流停止流动。从而,阈值校正周期结束。即,在过去某一时间后,驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs取阈值电压Vth的值,且通过连接在驱动晶体管121的栅极与源极之间的存储电容器120来保持这个信息。
在这种情况下,虽然将对应于阈值电压Vth的电压写入连接在驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间的存储电容器120,但是第一阈值校正周期E实际上是从将写驱动脉冲WS设为有源H状态(t62WS1)到使写驱动脉冲WS返回非有源L状态(t64WS1)的周期,且当不能充分保证这个周期时,在将对应于阈值电压Vth的电压写入连接在驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间的存储电容器120之前,结束第一阈值校正周期E。
具体地,当栅极与源极间电压Vgs变为Vx1(>Vth)时,即,当驱动晶体管121的源极电位Vs已从低电位侧上的基准电位Vini变为“Vofs-Vx1”时,第一阈值校正周期E结束。因此,在完成第一阈值校正周期E时(t64WS1)的时间点将Vx1写入存储电容器120。
接着,在扫描驱动脉DS保持有源H状态的情况下,在一个水平周期的第二半部分中,在视频信号Vsig变为信号电位Vin之前,写扫描单元104将写驱动脉冲WS变为非有源L状态以使采样晶体管125(t64WS1)截止。然后,水平驱动单元106将视频信号线106HS的电位从偏压Vofs变为信号电位Vin(t64V1)以在另一行像素中采样信号电位。从而,虽然写扫描线104WS的电位(写驱动脉冲WS)处于低电平,但是视频信号线106HS变为信号电位Vin。
如上所述,写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期t62WS~t64WS(即,采样晶体管125导通的周期)完全包括在视频信号Vsig处于偏压Vofs的周期t62V~t64V内。即,视频信号Vsig处于信号电位Vin的周期t64V~t62V完全包括在采样晶体管125确实截止的周期内。
在这种情况下,在采样晶体管125截止的周期t64WS~t62WS中发光控制晶体管122处于导通(conducting)(导通(on))状态。另外,由于在第一阈值校正周期E中未将对应于阈值电压Vth的电压完全写入存储电容器120,所以驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs比阈值电压Vth高(Vgs>Vth)。当发光控制晶体管122在这个状态下导通时,漏极电流流过驱动晶体管121,并执行源极电位Vs升高且栅极电位Vg也升高的所谓的引导操作(图4中描述为BST)。虽然如果执行一次阈值校正操作则不会出现问题,但是对于存在如在本实例中将阈值校正操作重复多次的不利影响的担心。此将在稍后详细描述。
在下一水平周期(1H)的第一半部分中,水平驱动单元106将视频信号线106HS的电位从信号电位Vin变为偏压Vofs(t62V2),然后,写扫描单元104将写驱动脉冲WS变为有源H状态(t62WS2)。从而,第二阈值校正周期(称为第二阈值校正周期G)开始,其中,在驱动晶体管121的栅极电位Vg为偏压Vofs的状态下,漏极电流流入存储电容器120,且因此,用于校正(消除)驱动晶体管121的阈值电压Vth的信息记录在存储电容器120中。继续这个第二阈值校正周期G,直到将写驱动脉冲WS设为非有源L状态的时间(t64WS2)。
在第二阈值校正周期G中,执行与第一阈值校正周期E相同的操作。具体地,使驱动晶体管121的栅极端G保持在视频信号Vsig的偏压Vofs,并马上使栅极电位Vg从刚好前面的电位变为偏压Vofs。然后,驱动晶体管121的源极电位Vs在该时间点从源极电位Vs(>Vofs-Vx1)升高,且漏极电流流动直到驱动晶体管121断开。当驱动晶体管121断开时,驱动晶体管121的源极电位Vs变为“Vofs-Vth”。
然而,第二阈值校正周期G是从将写驱动脉冲WS设为有源H状态(t62WS2)到使写驱动脉冲WS返回非有源L状态(t64WS2)的周期,且当不能充分保证这个周期时,在将对应于阈值电压Vth的电压写入连接在驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间的存储电容器120之前结束第二阈值校正周期G。这与第一阈值校正周期E相同。当栅极与源极间电压Vgs变为Vx2(<Vx1且>Vth)时,即,当驱动晶体管121的源极电位Vs已经从“Vo-Vx1”变为“Vo-Vx2”时,第二阈值校正周期G结束。因此,在完成第二阈值校正周期G时(t64WS2)的时间点将Vx2写入存储电容器120。
同样,在将写驱动脉冲WS设为非有源L状态之后(t64WS2),在下一水平周期(1H)的第一半部分中,第三阈值校正周期(称为第三阈值校正周期I)开始(t62WS3)。继续第三阈值校正周期I直到将写驱动脉冲WS设为非有源L状态的时间(t64WS3)。
在第三阈值校正周期I中,执行与第一阈值校正周期E和第二阈值校正周期G相同的操作。具体地,使驱动晶体管121的栅极端G保持在视频信号Vsig的偏压Vofs,并马上使栅极电位从刚好前面的电位变为偏压Vofs。然后,驱动晶体管121的源极电位Vs在该时间点从源极电位Vs(>Vofs-Vx2)升高,且漏极电流流动直到驱动晶体管121断开。漏极电流在栅极与源极间电压Vgs正好变为阈值电压Vth时断开。当驱动电流断开时,驱动晶体管121的源极电位Vs变为“Vofs-Vth”。
即,作为多个阈值校正周期(在本实例中是三个阈值校正周期)中的过程,驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs取阈值电压Vth的值。在这种情况下,实际上,将对应于阈值电压Vth的电压写入连接在驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间的存储电容器120。
在将阈值电压Vth的信息写入存储电容器120且驱动晶体管121断开之后,驱动扫描单元105使扫描驱动脉冲DS变为非有源L状态(t65)。然后,在扫描驱动脉冲DS保持非有源L状态的情况下,水平驱动单元106将视频信号Vsig的信号电位Vin提供给视频信号线106HS(t66V~t67V)。在视频信号Vsig处于信号电位Vin的周期内(t66V~t67V),写扫描单元104将写驱动脉冲WS设置为有源H状态以使采样晶体管125(t66WS~t67WS)导通。
从而,将信号电位Vin提供给驱动晶体管121的栅极端。因此,驱动晶体管121的栅极电位Vg从偏压Vofs变为信号电位Vin,并将对应于信号电位Vin的信息写入存储电容器120。在完全完成阈值校正操作之后的写驱动脉冲WS处于有源H状态的周期(t66WS~t67WS)是用于将信号电位Vin写入存储电容器120的信号写入周期K(采样周期)。通过存储电容器120用将信号电位Vin与驱动晶体管121的阈值电压Vth相加的方式来保持信号电位Vin。
因此,消除了驱动晶体管121的阈值电压Vth的改变,从而完成了阈值校正。由于此阈值校正,由存储电容器120保持的栅极与源极间电压Vgs是“Vsig+Vth”=“Vin+Vth”。
接着,驱动扫描单元105将扫描驱动脉冲DS变为有源H状态(t68)。从而,使发光控制晶体管122导通。因此,与该时间点的栅极与源极间电压Vgs(=Vin+Vth)相对应的驱动电流Ids流过驱动晶体管121,且因此发光周期L开始。在发光周期L中,驱动晶体管121的栅极电位Vg可以用与源极电位Vs连动的方式来改变,且因此可以执行引导操作。
然后,转换到下一帧(或下一场),其中重复阈值校正准备操作、阈值校正操作和发光操作。
在发光周期B、L中,流过驱动晶体管121的驱动电流Ids流到有机EL元件127,且有机EL元件127的正极电位根据驱动电流Ids而升高。假设此升高是Vel。最后,由于源极电位Vs升高,所以消除了有机EL元件127的反向偏置状态。因此,驱动电流Ids流入有机EL元件127,从而有机EL元件127开始实际发光。此时,有机EL元件127的正极电位的升高(Vel)就是驱动晶体管121的源极电位Vs的升高。驱动晶体管121的源极电位Vs是“Vofs-Vth+Vel”。
将存储电容器120连接在驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间。由于存储电容器120的作用,所以执行引导操作,在该操作中,驱动晶体管121的栅极电位Vg和源极电位Vs升高而驱动晶体管121的栅极与源极间电压“Vgs=Vin+Vth”保持恒定。驱动晶体管121的源极电位Vs变为“Vofs-Vth+Vel”,且从而栅极电位Vg变为“Vin+Vel”。
可以通过在等式(2)中用“Vin+Vth”取代表示上述晶体管特征的等式(1)中的Vgs来表示驱动电流Ids与栅极与源极间电压Vgs之间的关系。在等式(2)中,k=(1/2)(W/L)Cox。等式(2)显示阈值电压Vth的术语被取消,且提供给有机EL元件127的驱动电流Ids不取决于驱动晶体管121的阈值电压Vth。基本上通过视频信号Vsig的信号电位Vin来确定驱动电流Ids。即,有机EL元件127发光对应于信号电位Vin的亮度的光。
[等式2]
Ids=kμ(Vgs-Vth)^2=kμ*ΔVin^2…(2)
<阈值校正操作的不利影响>
图5是辅助说明图4中示出的比较实例的驱动时间中的阈值校正操作的不利影响的示图。图5是用放大尺寸示出了在图4中示出的比较实例的驱动时间中的多个阈值校正周期的一部分的时序图。
根据本实施例的像素电路P使用4TR配置,其中,阈值校正和迁移率校正所必需的转换数目比5TR配置中少了一个,从而减少了电路元件的数目。
在这种情况下,在进行使用4TR配置的阈值校正的过程中,在1H周期内,使用具有采取偏压Vofs和信号电位Vin两个值的脉冲形式的视频信号Vsig的偏压Vofs的周期(固定信号周期)来执行阈值校正操作。具体地,在比较实例的驱动时间中,在各个1H周期中,将在视频信号Vsig处于偏压Vofs的周期中通过用发光控制晶体管122导通采样晶体管125来多次执行阈值电压Vth的信息写入存储电容器120的操作。
因此,假设如图5所示,当执行阈值校正操作时(t62WS~t64WS),并未将对应于阈值电压Vth的电压完全写入存储电容器120且因此在阈值校正中“Vgs>Vth”。当将写驱动脉冲WS设为非有源L状态时(t64WS~t62WS),由于发光控制晶体管122导通(扫描驱动脉冲DS=H电平)且“Vgs>Vth”,所以漏极电流流过驱动晶体管121,且执行源极电位Vs升高且栅极电位Vg也升高的所谓的引导操作(图5中描述为BST)。
由于多次执行阈值校正操作,所以当视频信号Vsig处于偏压Vofs的周期开始时,将写驱动脉冲WS设为有源H状态以使采样晶体管125再次导通。从而,使栅极电位Vg马上返回到偏压Vofs。另外,通过阈值校正操作将源极电位Vs从源极电位Vs在先前的引导操作中已升高到的电位升高。
在这种情况下,当某一阈值校正之后的引导操作引起源极电位Vs在开始下一阈值校正时超出“Vofs-Vth”时,阈值校正操作失败,且因此不能起到阈值校正的作用。即使在提供相同的信号电位Vin时,驱动电流Ids(即,发光亮度)也变得不同。因此,不能获得均匀的屏幕亮度。
例如,如图5中的虚线所示,当引导操作的增加量小时不会出现任何问题。另外,假设如图5中的实线所示,第一阈值校正之后的引导操作引起源极电位Vs在开始第二阈值校正时超出“Vofs-Vth”。在这种情况下,当将写驱动脉冲WS设为有源H状态并从而时栅极电位Vg返回到偏压Vofs以进行第二阈值校正时,“Vg-Vs=Vgs<Vth”。因此,驱动晶体管121处于断开状态,且不执行阈值校正操作。驱动晶体管121在栅极电位Vg返回到偏压Vofs时断开,从而可能不能通过存储电容器120来准确保持阈值电压Vth的信息。
因此,本实施例使用以下机制,该机制可以在如上所述即使在各个1H周期中将在视频信号Vsig处于偏压Vofs的期间,通过多次执行用发光控制晶体管122导通采样晶体管125来将阈值电压Vth的信息写入存储电容器120的操作,防止阈值校正操作的失败。
以下将进行具体描述。
<防止阈值校正操作的分开的阈值校正带来的失败的方法>
图6是辅助说明根据本实施例的像素电路的驱动时间的时序图。图7是用放大尺寸展示在图6中示出的本实施例的驱动时间中的多个阈值校正周期的一部分的时序图。将防止阈值校正操作的分开的阈值校正带来的失败现象的方法应用到这些时序图。
如在比较实例中,沿时间轴t示出写驱动脉冲WS、阈值&迁移率校正脉冲AZ、和扫描驱动脉冲DS的波形。如从以上描述所理解,由于开关晶体管122、124和125是n沟道型的,所以开关晶体管122、124和125在各别脉冲DS、AZ和WS处于高(H)电平时导通并且在在各别脉冲DS、AZ和WS处于低(L)电平时截止。顺便,这个时序图也示出了视频信号Vsig、驱动晶体管121的栅极端G的电位改变和驱动晶体管121的漏极端S的电位改变以及各别脉冲WS、AZ和DS的波形。
在说明书和附图中,例如,当在类似时间中出现不同驱动脉冲时,根据场合需要附上用于区别各别驱动脉冲的DS(在扫描驱动脉冲DS的情况下)、AZ(在阈值&迁移率校正脉冲AZ的情况下)、WS(在写驱动脉冲WS的情况下)、和V(在视频信号Vsig的情况下)。
如在比较实例中,在应用根据本实施例的防止阈值校正失败的方法的驱动时间中,将视频信号Vsig处于偏压Vofs(该电压在所有水平周期中相同)的周期(该周期为非有效周期(固定信号周期))设为一个水平周期的第一半部分,并且将视频信号Vsig处于信号电位Vin(该电位在每个水平周期中不同)的周期(该周期为有效周期)设为一个水平周期的第二半部分。即,视频信号Vsig是在1H周期中采取偏压Vofs和信号电位Vin两个值的脉冲。
进行分开的阈值校正,其中,在各个水平周期,在重复偏压Vofs和信号电位Vin的根据视频信号Vsig的偏压Vofs的周期期间,通过将扫描驱动脉冲DS设为有源H状态以使发光控制晶体管122导通并将写驱动脉冲WS设置为有源H状态,从而多次执行将使采样晶体管125导通的阈值电压Vth的信息写入存储电容器120的操作。
在这个分开的阈值校正时,根据本实施例的阈值校正识别防止方法的特征在于,通过使扫描驱动脉冲DS保持非有源L状态并从而在阈值校正操作之间的时期保持发光控制晶体管122截止,使得在分开的阈值校正的阈值校正操作之间的时间间隔中不会出现引导操作。在比较实例中,在分开的阈值校正操作的周期中,扫描驱动脉冲DS继续处于有源H状态且因此保持发光控制晶体管122导通。在本实施例中,同样用使扫描驱动脉冲DS与用于阈值校正的写驱动脉冲WS的开/关控制连动的方式来使扫描驱动脉冲DS经受开/关控制。将关于与比较实例的不同来进行以下描述。
直到阈值校正准备周期的操作与比较实例中的相同。在完成了用于阈值校正的准备操作之后,垂直驱动单元103以与视频信号Vsig处于偏压Vofs的时间(t62V1~t64V1)相符的方式通过写扫描单元104来将写驱动脉冲WS变为有源H状态以导通采样晶体管125(t62WS1~t64WS1)。另外,垂直驱动单元103以与视频信号Vsig处于偏压Vofs的时间(t62V1~t64V1)相符的方式通过驱动扫描单元105来将扫描驱动脉冲DS变为有源H状态以导通发光控制晶体管122(t62DS1~t64DS1)。
稍后将描述在每个阈值校正操作中开始时间t62WS与t62DS之间的关系以及结束时间t64WS与t64DS之间的关系。顺便,优选地,写驱动脉冲WS和扫描驱动脉冲DS处于有源H状态的周期(t62WS~t64WS和t62DS~t64DS)完全包括在视频信号Vsig处于偏压Vofs的时间周期(t62V~t64V)内。
从而,第一阈值校正周期E开始,其中,使用漏极电流来对存储电容器120和有机EL元件127进行充电或放电,且其中,将用于校正(消除)驱动晶体管121的阈值电压Vth的信息记录在存储电容器120中。
当栅极与源极间电压Vgs变为Vx1(>Vth)时,即,当驱动晶体管121的源极电位Vs已经从低电位侧上的基准电位Vini变为“Vofs-Vx1”而未将对应于阈值电压Vth的信息记录在存储电容器120中时,第一阈值校正周期E结束。因此,在完成第一阈值校正周期E(t64WS1和t64DS1)的时间点将Vx1写入存储电容器120。
在第一阈值校正周期E(t62WS1~t64WS1和t62DS1~t64DS1)结束与第二阈值校正周期G开始之间的时间间隔中,不仅采样晶体管125而且发光控制晶体管122截止,从而与比较实例不同,引导操作根本不会出现。因此,当第二阈值校正周期G开始时的源极电位Vs是第一阈值校正周期E结束时的源极电位Vs(=Vofs-Vx1)。第二阈值校正操作开始于第一阈值校正周期E结束时的源极电位Vs(=Vofs-Vx1)。
当栅极与源极间电压Vgs变为Vx2(>Vth)时,即,当驱动晶体管121的源极电位Vs已经从“Vofs-Vx1”变为“Vofs-Vx2”而未将对应于阈值电压Vth的信息充分记录在存储电容器120中时,第二阈值校正周期G(t62WS2~t64WS2和t62DS2~t64DS2)结束。因此,在完成第二阈值校正周期G时(t64WS2和t64DS2)的时间点将Vx2写入存储电容器120。
在第二阈值校正周期G(t62WS2~t64WS2和t62DS2~t64DS2)结束与第三阈值校正周期I开始之间的时间间隔中,不仅采样晶体管125而且发光控制晶体管122截止,从而使得与比较实例不同,引导操作根本不会出现。因此,当第三阈值校正周期I开始时的源极电位Vs是第二阈值校正周期G结束时的源极电位Vs(=Vofs-Vx2)。第三阈值校正操作开始于第二阈值校正周期G结束时的源极电位Vs(=Vofs-Vx2)。
在第三阈值校正周期I(t62WS3~t64WS3和t62DS3~t64DS3)中,驱动晶体管121的源极电位Vs从第二阈值校正周期G结束时的源极电位Vs(=Vofs-Vx2)升高,且漏极电流流动直到驱动晶体管121断开。漏极电流在栅极与源极间电压Vgs正好变为阈值电压Vth时断开。当驱动电流断开时,驱动晶体管121的源极电位Vs变为“Vofs-Vth”。
在三个阈值校正周期E、G和I的每个中,如上所述,通过进行设置使“Vofs-Vth<VthEL+Vcath”来将有机EL元件127保持在反向偏置状态,从而使有机EL元件127断开,即,以防止阈值校正周期E、G和I中的源极电位超出有机EL元件127的阈值电压VthEL,从而使得漏极电流流到存储电容器120侧(当Cs<<Cel时)而不会流到有机EL元件127侧。
当在阈值校正周期E、G和I中将有机EL元件127设置为反向偏置状态时,有机EL元件127处于断开状态(高阻抗状态)且因此不发光,且有机EL元件127显示出简单的电容特征而不是二极管特征。因此,将流过驱动晶体管121的漏极电流(驱动电流Ids)写入通过组合存储电容器120的电容值Cs与有机EL元件127的寄生电容(等效电容)的电容值Cel获得的电容“C=Cs+Cel”。从而,驱动晶体管121的漏极电流流入有机EL元件127的寄生电容Cel并开始充电。因此,驱动晶体管121的源极电位Vs升高。
如在比较实例中,在第三阈值校正周期I之后,在扫描驱动脉冲DS保持在非有源L状态的情况下,在视频信号Vsig处于信号电位Vin的周期(t66V~t67V)内导通采样晶体管125,从而将信号电位Vin的信息写入存储电容器120(t66WS~t67WS)。然后,将扫描驱动脉冲DS变为有源H状态以过渡到发光周期L(t68)。
将存储电容器120连接于驱动晶体管121的栅极端G与源极端S之间。由于存储电容器120的作用,在发光周期开始时执行引导操作,在该操作中,驱动晶体管121的栅极电位Vg和源极电位Vs升高而驱动晶体管121的栅极与源极间电压“Vgs=Vin+Vth”保持恒定。驱动晶体管121的源极电位Vs变为“Vofs-Vth+Vel”,且从而栅极电位Vg变为“Vin+Vel”。
由于发光周期变长,所以有机EL元件127的I-V特征改变。因此,节点ND121的电位也改变。然而,由于存储电容器120的作用,节点ND122的电位以与节点ND121的电位升高连动的方式升高。因此,在任何时候将驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs保持在约“Vsig+Vth”,这与节点ND121的电位升高无关。
因为驱动晶体管121用作恒定电流源,所以即使在有机EL元件127的I-V特征存在长期改变且驱动晶体管121的源极电位Vs相应改变时,也通过存储电容器120将驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs保持恒定(Vsig+Vth)。因此,流过有机EL元件127的电流不变。因此,有机EL元件127的发光亮度也保持恒定。
引导电路用作用于校正作为光电元件的实例的有机EL元件127的电流-电压特征改变并从而将驱动电流保持在恒定水平的驱动信号均匀电路。另外,形成阈值校正电路。在阈值校正周期中检测晶体管124可以用以消除驱动晶体管121的阈值电压Vth并因此发送不受阈值电压Vth的改变影响的恒定电流。因此,可以进行与输入像素信号相对应的稳定阶的显示,并因此获得高图像质量的图像。
根据用于阈值校正的机制,在分配给多个行的多个水平扫描周期内执行操作,且根据时间划分将存储电容器120充电到阈值电压Vth。在指派给作为用于信号配线的目标的写扫描线104WS的水平扫描周期内,在视频信号线106HS(即,视频信号Vsig)处于信号电位Vin的信号提供周期中,采样晶体管125采样从存储电容器120中的视频信号线106HS提供的视频信号Vsig(信号电位Vin)。
另外,在指派给多个行的写扫描线104WS的各别水平扫描周期内,在信号线106HS处于偏压Vofs(其为恒定电位)的固定信号周期中,通过控制发光控制晶体管122、检测晶体管124和采样晶体管125的开/关时间实施的校正部检测驱动晶体管121的阈值电压Vth并根据时间划分将存储电容器120充电到阈值电压Vth。视频信号Vsig处于偏压Vofs的固定信号周期将顺序指派给各别信号线106HS的水平扫描周期彼此分开。作为实例,可对固定信号周期进行指派以使其包括水平消隐周期,或者固定信号周期可以为其自己的水平消隐周期。
在固定信号周期(偏压Vofs的周期)中,校正部根据时间划分将存储电容器120充电到阈值电压Vth。在校正部在每个固定信号周期中对存储电容器120进行充电之后,优选地使采样晶体管125截止(闭合),以在信号线106HS从作为恒定电位的偏压Vofs充电到信号电位Vin之前将存储电容器120与信号线106HS电断开。通过取消施加视频信号Vsig,驱动晶体管121的栅极电位Vg可以升高,以使得可以执行驱动晶体管121的栅极电位Vg随源极电位Vs升高的引导操作。顺便,无需说在信号写入周期K中导通采样晶体管125。
在本实施例的驱动时间中,如在比较实例中,将阈值校正操作(将阈值电压Vth的信息保持在存储电容器120中的操作)执行多次。然而,多个阈值校正周期中的扫描驱动脉冲DS与比较实例的扫描驱动脉冲表现得不同,且用使扫描驱动脉冲DS与写驱动脉冲WS连动的方式来打开/关闭扫描驱动脉冲DS。
在多个阈值校正周期中将对应于阈值电压Vth的信息正确地写入存储电容器120并且驱动晶体管121断开之前,不仅采样晶体管125而且发光控制晶体管122断开且因此在阈值校正周期之间的时间间隔中引导操作根本不会出现。下一阈值校正周期开始时的源极电位Vs是前一阈值校正周期结束时的源极电位Vs。下一阈值校正操作开始于前一阈值校正周期结束时的源极电位Vs。因此,如在比较实例中,可以防止分开的阈值校正带来的并且由阈值校正周期之间的时间间隔中出现的引导操作引起的阈值校正操作的失败现象。通过防止阈值校正周期之间的时间间隔中的引导操作,可以消除驱动晶体管121的阈值电压Vth的改变或改变并因此消除亮度不均匀而不会引起阈值校正的失败。
在这种情况下,就时间t62WS1与时间t62DS1之间的关系来说,满足时间t62WS1与时间t62DS1基本上相同,或时间t62WS1与时间t62DS1可以彼此暂时稍微接近。类似地,就时间t64WS1与时间t64DS1之间的关系来说,满足时间t64WS1与时间t64DS1基本上相同,或时间t64WS1与时间t64DS1可以彼此暂时稍微接近。当存在滞后时,通过扫描驱动脉冲DS和写驱动脉冲WS都处于有源H状态的重叠周期来定义阈值校正周期。如图7A中所示,从完全防止在分开的阈值校正的阈值校正周期之间的时间间隔中的引导操作的观点,扫描驱动脉冲DS处于有源H状态的周期(t62DS~t64DS)优选地完全包括在写驱动脉冲WS处于有源H状态的时间周期(t62WS~t64WS)内。
如图7B中所示,当存在滞后使得将扫描驱动脉冲DS设置为有源H状态的时间t62DS在将写驱动脉冲WS设置为有源H状态的时间t62WS之前时,或者当存在滞后使得将扫描驱动脉冲DS设置为非有源L状态的时间t64DS在将写驱动脉冲WS设置为非有源L状态的时间t64WS之后时,在滞后周期(t62DS~t62WS或t64WS~t64DS)中执行引导操作。
具体地,如图5中所示,因为在采样晶体管125的截止周期中发光控制晶体管122导通(扫描驱动脉冲DS=H电平)且“Vgs>Vth”,所以漏极电流流过驱动晶体管121,且源极电位Vs升高且栅极电位Vg也升高。然而,当滞后周期短时,由此周期中的引导操作所引起的源极电位Vs的升高与比较实例中的相比小得多,且可以认为在操作中不存在问题。
顺便,虽然在图6中示出的驱动时间中,与多个阈值校正周期分开提供信号写入周期K,但是这并非是必需的。例如,可以在最后阈值校正周期(在以上实例中是第三阈值校正周期I)之后对信号写入周期K进行连续过渡。具体地,在将阈值电压Vth的信息写入存储电容器120并且驱动晶体管121截止之后,度过一个水平扫描周期(偏压Vofs的周期)的第一半部分,且然后视频信号Vsig变为信号电位Vin。当视频信号Vsig处于信号电位Vin时,将信号电位Vin的信息写入存储电容器120。
因此,虽然在排除最后阈值校正操作(在本实例中是第三阈值校正操作)的每个阈值校正操作(在本实例中是第一阈值校正操作和第二阈值校正操作)中,在视频信号Vsig变为信号电位Vin之前将写驱动脉冲WS和扫描驱动脉冲DS设置为非有源L状态,但是在准备信号电位Vin的写入的最后阈值校正操作时,即使在视频信号Vsig变为信号电位Vin时也将写驱动脉冲WS保持在有源H状态。从而将信号电位Vin提供给驱动晶体管121的栅极端。因此,将驱动晶体管121的栅极端Vg从偏压Vofs变为信号电位Vin,并且将对应于信号电位Vin的信息写入存储电容器120。
<迁移率校正的准备>
顺便,当将设置扫描驱动脉冲DS为有源H状态的时间t68(该时间定义发光周期L的开始)设置在信号写入周期K(t68μ:参见图6中的虚线)内时,在将信号电位Vin的信息写入存储电容器120之后或者在与将信号电位Vin的信息写入存储电容器120的同时导通发光控制晶体管122同时保持采样晶体管125导通。因此,可使驱动电流流过驱动晶体管121同时将信号电位Vin的信息写入存储电容器120。因此,可以执行将用于驱动晶体管121的迁移率的校正量与写入存储电容器120的驱动信号相加的迁移率校正。
即,在信号写入周期K结束的时间t67WS之前,将扫描驱动脉冲DS设置为有源H状态来导通发光控制晶体管122。从而将驱动晶体管121的漏极端D通过发光控制晶体管122连接至第一电源电位Vc1。因此,像素电路P从不发光周期进行到发光周期。
因此,在采样晶体管125仍处于导通状态且发光控制晶体管122进入导通状态的周期t68μ~t67WS中校正驱动晶体管121的迁移率。通过调节写驱动脉冲WS与扫描驱动脉冲DS的有源周期彼此重叠的周期(也称为迁移率校正周期)来优化每个像素中的驱动晶体管121的迁移率校正。即,在信号写入周期的稍后部分与发光周期的开始部分彼此重合的周期t68μ~t67WS中适当地执行迁移率校正。
在执行迁移率校正的发光周期开始时,有机EL元件127实际上处于反向偏置状态且因此不发光。在迁移率校正周期t68μ~t67WS中,驱动电流Ids流过驱动晶体管121,其中驱动晶体管121的栅极端G固定为对应于视频信号Vsig的电位(精确地说,信号电位Vin)。
在这种情况下,通过进行设置以使得“Vofs-Vth<VthEL”,将有机EL元件127设置为反向偏置状态,且因此有机EL元件127显示出简单电容特征而不是二极管特征。因此,将流过驱动晶体管121的驱动电流Ids写入通过组合存储电容器120的电容值Cs与有机EL元件127的寄生电容(等效电容)的电容值Cel获得的电容“C=Cs+Cel”。从而,驱动晶体管121的源极电位Vs升高。假设此升高为ΔV。
最后,从由存储电容器120保持的栅极与源极间电压Vgs减去升高ΔV(即,作为迁移率校正参数的负反馈ΔV的量),从而施加负反馈。因此,可以通过将驱动晶体管121的驱动电流Ids负反馈到相同驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs来校正迁移率μ。顺便,可以通过调节迁移率校正周期t68μ~t67WS的持续时间来优化负反馈ΔV的量。
视频信号Vsig的电平越高,驱动电流Ids越高,且ΔV的绝对值越高。因此,可以进行根据发光亮度的水平的迁移率校正。另外,当考虑高迁移率的驱动晶体管121和低迁移率的驱动晶体管121时,假设视频信号Vsig固定,那么驱动晶体管121的迁移率μ越高,ΔV的绝对值越高。
即,与低迁移率的驱动晶体管121相比,在迁移率校正周期中,高迁移率的驱动晶体管121的源极电位大大升高。另外,施加负反馈以使得源极电位升高得越大,栅极与源极间的电位差越小,且因此变得越难以使电流流动。由于迁移率μ越高,负反馈ΔV的量越大,所以可以消除每个像素中的迁移率μ的改变。甚至具有不同迁移率的驱动晶体管121可以发送相同的驱动电流Ids通过有机EL元件127。可以通过调节迁移率校正周期来优化负反馈ΔV的量。
在迁移率校正之后的发光周期中,将驱动晶体管121的栅极端G与视频信号线106HS断开。因此,取消了将信号电位Vin施加到驱动晶体管121的栅极端G,且驱动晶体管121的栅极电位Vg变得能够升高。此时,流过驱动晶体管121的驱动电流Ids流到有机EL元件127,且有机EL元件127的正极电位根据驱动电流Ids升高。假设此升高是Vel。此时,驱动晶体管121的栅极与源极间电压Vgs由于存储电容器120的作用而恒定,且因此驱动晶体管121将恒定电流(驱动电流Ids)发送到有机EL元件127。因此,出现电压下降,且有机EL元件127的正极端A处的电位Vel(=节点ND121的电位)升高到电流或驱动电流Ids可以流过有机EL元件127的电压。同时,存储电容器120所保持的栅极与源极间电压Vgs保持“Vsig+Vth-ΔV”的值。
最后,由于源极电位Vs升高,所以消除了有机EL元件127的反向偏置状态,并因此驱动电流Ids流入有机EL元件127,从而有机EL元件127开始实际发光。此时有机EL元件127的正极电位的升高(Vel)正是驱动晶体管121的源极电位Vs的升高。驱动晶体管121的源极电位Vs是“-Vth+ΔV+Vel”。
可以通过在等式(3)中用“Vsig+Vth-ΔV”取代表示上述晶体管特征的等式(1)中的Vgs来表示在发光时驱动电流Ids与栅极电压Vgs之间的关系。
[等式3]
Ids=kμ(Vgs-Vth)^2=kμ(ΔVin-ΔV)^2…(3)
在等式(3)中,k=(1/2)(W/L)Cox。等式(3)显示阈值电压Vth的术语被取消,且提供给有机EL元件127的驱动电流Ids不取决于驱动晶体管121的阈值电压Vth。基本上通过视频信号Vsig的信号电压Vin来确定驱动电流Ids。即,有机EL元件127发光对应于视频信号Vsig的亮度的光。此时,通过反馈量ΔV来校正视频信号Vsig。校正量ΔV实际上用以消除等式(3)的系数部分中的迁移率μ的作用。因此,驱动电流Ids实际上取决于视频信号Vsig(信号电位Vin)。
此时,通过反馈量ΔV来校正信号电位Vin。此校正量ΔV实际上用以消除等式(3)的系数部分中的迁移率μ的作用。因此,驱动电流Ids实际上取决于信号电位Vin。由于驱动电流Ids不取决于阈值电压Vth,所以即使在通过制造过程改变阈值电压Vth时,漏极与源极间的驱动电流Ids也不改变,且因此有机EL元件127的发光亮度也不改变。
通过形成迁移率校正电路,由于在偏压Vofs和信号电位Vin的一个水平周期中的信号电位Vin的周期内,在发光控制晶体管122的迁移率校正周期中与通过采样晶体管125写入视频信号Vsig的操作连动,可以设置反映驱动晶体管121的载流子迁移率μ的栅极与源极间电压Vgs,并且可以使不受载流子迁移率μ的改变影响的恒定电流Ids流动。因此,可以进行与输入像素信号相对应的稳定阶的显示,并因此获得高图像质量的图像。
虽然以上使用本发明的实施例来描述本发明,但是本发明的技术范围并不限于以上实施例中所描述的范围。可在不偏离本发明的精神的前提下对以上实施例进行各种改变和改进,且通过增加这些改变和改进所获得的形式同样包括在本发明的技术范围中。
另外,以上实施例并不限制发明的权利要求,且并不是实施例中所描述的性质的所有组合必须是解决本发明的方法所需要的。以上实施例包括各个阶段的发明,并且可以通过适当组合多个披露的结构要求来获取各种发明。即使在从实施例中披露的所有结构要求中遗漏了一些结构要求,只要获得作用那么也可以将由遗漏一些结构要求生成的结构获取作为发明。
<像素电路和驱动时间的修改的实例>
例如,“对偶原理”约束电路理论,且因此从这个观点可以对像素电路P进行修改。在这种情况下,尽管图中未示出,虽然图2中示出的4TR配置的像素电路P包括n沟道型驱动晶体管121,但是也可使用p沟道型驱动晶体管(以下称为p型驱动晶体管121p)来形成像素电路P。因此,可以根据对偶原理进行改变,诸如同样对其他晶体管122、124和125p沟道型晶体管提供有源L驱动脉冲并反转视频信号Vsig的信号电位Vin的极性和电源电压的幅度关系。
如同根据使用上述n型晶体管的基本实例的有机EL显示装置的情况一样,根据使用对其应用对偶原理的p型晶体管的修改实例的有机EL显示装置可以通过以用采样晶体管125的导通周期定义阈值校正周期的方式执行控制来防止阈值校正带来的荫蔽现象。当然,可以避免由扫描驱动脉冲DS的栅极耦合引起的荫蔽。因此,可以在直线区中甚至在阈值校正周期中操作发光控制晶体管122,且因此用于驱动扫描单元的说明书不需要复杂。
应注意,虽然通过对根据“对偶原理”的图2中示出的4TR配置进行改变获得上述修改实例,但是改变电路的方法并不限于此。例如,在图2中示出的4TR配置中,可以仅使发光控制晶体管122为p沟道型,或仅使采样晶体管125为p沟道型。类似地,在通过对根据“对偶原理”的图2中示出的4TR配置进行改变获得的修改实例中,可以仅使发光控制晶体管122为n沟道型,或仅使采样晶体管125为n沟道型。在另一种情况下,足以控制驱动晶体管121以使得在阈值校正操作期间通过采样晶体管的导通周期定义阈值校正周期。
本领域的技术人员应理解,在附加权利要求或其等同物的范围内,可根据设计要求和其它因素来进行各种修改、组合、子组合和替换。
Claims (8)
1.一种显示装置,包括:
像素阵列单元,包括以矩阵形式排列的像素电路,所述像素电路均包括:用于生成驱动电流的驱动晶体管、连接至所述驱动晶体管的输出端的光电元件、用于保持与视频信号的信号电位相对应的信息的存储电容器、用于将与所述信号电位相对应的所述信息写入所述存储电容器的采样晶体管、和用于调节所述光电元件的发光期的发光控制晶体管,所述发光控制晶体管置于所述驱动晶体管的电源供给端和电源线之间,所述驱动晶体管基于保持在所述存储电容器中的所述信息来生成所述驱动电流,并通过所述光电元件发送所述驱动电流,从而所述光电元件发光;以及
控制单元,包括:写扫描单元,用于将用于通过顺序控制所述采样晶体管来执行所述像素电路的行顺序扫描、以及将与视频信号的信号电位相对应的信息写入一行中的每个存储电容器的写扫描脉冲输出至所述采样晶体管;以及水平驱动单元,用于根据所述采样晶体管的信号电位写操作来将一行的视频信号提供给所述视频信号线;
其中,所述控制单元执行控制,以向所述驱动晶体管的控制输入端提供阈值校正操作的固定电位,所述阈值校正操作用于在所述存储电容器中保持与所述驱动晶体管的阈值电压相对应的电压,并且当通过以时分为基础多次重复所述阈值校正操作,将所述存储电容器上的电压设为所述驱动晶体管的所述阈值电压时,所述控制单元执行控制,以通过在多个所述阈值校正操作期间提供所述固定电位的时期中,以相互连动的方式使所述发光控制晶体管与所述采样晶体管变为导通状态来执行每个所述阈值校正操作。
2.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,在一部分水平扫描期间,所述水平驱动单元输出用于所述阈值校正操作的固定电位作为所述视频信号。
3.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,在所述阈值校正操作前,所述控制单元执行控制以执行用于所述阈值校正操作的准备操作,所述准备操作将所述存储电容器上的电压设为大于或等于所述驱动晶体管的阈值电压。
4.根据权利要求3所述的显示装置,
其中,除了所述驱动晶体管、所述采样晶体管、和所述发光控制晶体管外,所述像素电路具有置于所述驱动晶体管的所述控制输入端和所述输出端之间的所述存储电容器、并且具有置于用于将所述存储电容器上的所述电压设为大于或等于所述驱动晶体管的所述阈值电压的基准电位和所述驱动晶体管的所述输出端之间的开关晶体管,以及
在用于所述阈值校正操作的所述准备操作期间,所述控制单元将所述开关晶体管设为处于导通状态。
5.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,在所述阈值校正操作后,所述控制单元执行控制以执行用于将对所述驱动晶体管的迁移率的校正量加到写入所述存储电容器的所述信息的迁移率校正操作。
6.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,通过在将与所述信号电位相对应的所述信息写入所述存储电容器的时间点将所述采样晶体管设为非导通状态,所述控制单元停止将所述视频信号提供给所述驱动晶体管的所述控制输入端,并启动使所述驱动晶体管的所述控制输入端的电位与所述驱动晶体管的所述输出端的电位的改变连动的操作。
7.一种像素电路的驱动方法,所述像素电路包括:用于生成驱动电流的驱动晶体管、连接至所述驱动晶体管的输出端的光电元件、用于保持与视频信号的信号电位相对应的信息的存储电容器、用于将与所述信号电位相对应的所述信息写入所述存储电容器的采样晶体管、和用于调节所述光电元件的发光期的发光控制晶体管,所述发光控制晶体管置于所述驱动晶体管的电源端和电源线之间,所述驱动晶体管基于保持在所述存储电容器中的所述信息来生成所述驱动电流,并通过所述光电元件发送所述驱动电流,从而所述光电元件发光,所述驱动方法包括:
控制单元执行控制,以向所述驱动晶体管的控制输入端提供阈值校正操作的固定电位,所述阈值校正操作用于在所述存储电容器中保持与所述驱动晶体管的阈值电压相对应的电压,并且当通过以时分为基础多次重复所述阈值校正操作,将所述存储电容器上的电压设为所述驱动晶体管的所述阈值电压时,所述控制单元执行控制,以通过在多个所述阈值校正操作期间提供所述固定电位的时期中,以相互连动的方式使所述发光控制晶体管与所述采样晶体管变为导通状态来执行每个所述阈值校正操作。
8.一种显示装置,包括:
像素阵列装置,包括以矩阵形式排列的像素电路,所述像素电路均包括:用于生成驱动电流的驱动晶体管、连接至所述驱动晶体管的输出端的光电元件、用于保持与视频信号的信号电位相对应的信息的存储电容器、用于将与所述信号电位相对应的所述信息写入所述存储电容器的采样晶体管、和用于调节所述光电元件的发光期的发光控制晶体管,所述发光控制晶体管置于所述驱动晶体管的电源供给端和电源线之间,所述驱动晶体管基于保持在所述存储电容器中的所述信息来生成所述驱动电流,并通过所述光电元件发送所述驱动电流,从而所述光电元件发光;以及
控制装置,包括:写扫描单元,用于将用于通过顺序控制所述采样晶体管来执行所述像素电路的行顺序扫描、以及将与视频信号的信号电位相对应的信息写入一行中的每个存储电容器的写扫描脉冲输出至所述采样晶体管;以及水平驱动单元,用于根据所述采样晶体管的信号电位写操作来将一行的视频信号提供给视频信号线;
其中,所述控制装置执行控制,以向所述驱动晶体管的控制输入端提供阈值校正操作的固定电位,所述阈值校正操作用于在所述存储电容器中保持与所述驱动晶体管的阈值电压相对应的电压,并且当通过以时分为基础多次重复所述阈值校正操作,将所述存储电容器上的电压设为所述驱动晶体管的所述阈值电压时,所述控制单元执行控制,以通过在多个所述阈值校正操作期间提供所述固定电位的时期中,以相互连动的方式使所述发光控制晶体管与所述采样晶体管变为导通状态来执行每个所述阈值校正操作。
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