CN101266750B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

一种显示装置包括：像素区，其中，以矩阵形式配置了多个像素；以及驱动电路，用于驱动像素区。每个像素均包括：具有两个端的信号电平保持电容器、根据写信号导通和截止的第一晶体管、具有连接至信号电平保持电容器的一端的栅极和连接至信号电平保持电容器的另一端的源极的第二晶体管、具有保持在阴极电位的阴极和连接至第二晶体管的源极的阳极的电流驱动自发光发光元件、根据驱动脉冲信号导通和截止的第三晶体管、以及根据控制信号导通和截止的第四晶体管。

Description

显示装置

相关申请的交叉参考

本发明包含于2007年3月13日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-062777的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及显示装置，更具体地，涉及一种使用有机电致发光(EL)元件等的电流驱动型的自发光显示装置。本发明将用于驱动发光元件的晶体管的栅极电压和源极电位设为预定的固定电位，以便可以校正由晶体管阈值电压的变化引起的发光强度的变化，并从信号线SIG将晶体管的源极设为具有固定电位。因此，与背景技术相比较，可以减少扫描线的数量并减少固定电位的配线图样的数量。

背景技术

关于使用有机EL元件的显示装置，例如，在第5,684,365号美国专利和第8-234683号日本未审查专利申请公开中已提出了这些技术。

图14是示出了使用背景技术的有机EL元件的所谓有源矩阵型显示装置的框图。在显示装置1中，像素区2包括以矩阵形式配置的多个像素PX 3。在像素区2中，对于以矩阵形式配置的像素3，在水平方向上为各行提供扫描线SCN，并为各列提供信号线SIG以与扫描线SCN相交。

如图15所示，每个像素3均包括作为电流驱动型的自发光发光元件的有机EL元件8、以及用于驱动有机EL元件8的驱动电路(在下文中称为“像素电路”)。

在像素电路中，信号电平保持电容器C1的一端保持恒定电位，而信号电平保持电容器C1的另一端通过根据写信号WS而导通和截止的晶体管TR1连接至信号线SIG。因此，在像素电路中，晶体管TR1根据写信号的上升而导通，信号电平保持电容器C1的另一端被设为信号线SIG的信号电平，而当导通状态的晶体管TR1截止时，信号电平保持电容器C1的另一端采样并保持信号线SIG的信号电平。

在像素电路中，信号电平保持电容器C1的另一端连接至P沟道晶体管TR2的栅极，晶体管的源极连接至电源Vcc，而该晶体管TR2的漏极连接至有机EL元件8的阳极。像素电路经过设置以使晶体管TR2在饱和区工作。因此，晶体管TR2形成了呈现漏源电流Ids的恒流电路，Ids由表达式(1)表示。这里，“Vgs”表示晶体管TR2的栅极源极间电压，以及μ表示迁移率。另外，“W”表示沟道宽度，“L”表示沟道长度，“Cox”表示栅极电容，而“Vth”表示晶体管TR2的阈值电压。因此，在每个像素电路中，根据驱动电流Ids驱动有机EL元件8，驱动电流Ids对应于由信号电平保持电容器C1采样和保持的信号线SIG的信号电平。

$\mathrm{Ids}-\frac{1}{2}\×\mathrm{\μ}\×\frac{W}{L}\×\mathrm{Cox}\×{(\mathrm{Vgs}-\mathrm{Vth})}^2---\left(1\right)$

在显示装置1中，垂直驱动电路4的写扫描电路(WSCN)4A连续传送预定的采样脉冲以产生写信号WS，写信号WS是用于指示对像素3进行写入的定时信号。另外，水平驱动电路5的水平选择器(HSEL)5A连续传送预定的采样脉冲以产生定时信号，并根据对应的定时信号将每条信号线SIG设为具有输入信号S1的信号电平。因此，显示装置1根据输入信号S1点顺序地或线顺序地对设置在每个像素3中的信号电平保持电容器C1的端电压进行设置，并基于该输入信号S1来显示图像。

如图16所示，有机EL元件8的电流-电压特性在电流流量随着使用时间的增加而变得受限的方向随时间而改变。参照图16，“L1”表示初始特性以及“L2”表示随时间改变的特性。然而，在由图15所示的电路结构中的P沟道晶体管TR2驱动有机EL元件8的情况下，由于有机EL元件8是由晶体管TR2根据基于信号线SIG的信号电平设置的栅极源极间电压Vgs驱动的，所以避免了由电流-电压特性中随时间的改变而引起的像素发光强度的改变。

如果像素电路、水平驱动电路、以及垂直驱动电路中的所有晶体管都是N沟道型的，则所有电路都可以通过非晶硅处理一起形成在诸如玻璃基板的绝缘基板上。因此，可以容易地制造显示装置。

然而，如为与图15比较而提供的图17所示，在N沟道晶体管用作形成多个像素13中的每个像素的晶体管TR2并且显示装置11包括包含有像素13的像素区12的情况下，由于晶体管TR2的源极连接至有机EL元件8，所以晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs根据图16所示的电流-电压特性的变化而改变。因此，在这种情况下，随着使用时间的增加，流向有机EL元件8的电流逐渐减小，且每个像素的发光强度逐渐减小。另外，根据图17中所示的结构，根据晶体管TR2的特性变化，发光强度随着像素的不同而改变。发光强度的变化破坏了显示屏的均匀性，并且这种变化被示为显示屏的不均匀和粗糙。

因此，为了避免由有机EL元件随时间变化而引起发光强度的减弱以及为了避免由晶体管特性的变化引起发光强度的变化，提出了如图18所示的结构。

在如图18所示的显示装置21中，像素区22包括以矩阵形式配置的多个像素23。在每个像素23中，信号电平保持电容器C1的一端连接至有机EL元件8的阳极，而信号电平保持电容器C1的另一端通过晶体管TR1连接至信号线SIG，晶体管TR1根据写信号WS而导通和截止。因此，根据写信号WS将信号电平保持电容器C1的另一端的电压设为信号线SIG的信号电平。

在像素23中，信号电平保持电容器C1的两端连接至晶体管TR2的源极和栅极，而晶体管TR2的漏极通过晶体管TR3(根据驱动脉冲信号DS而导通和截止)连接至电源Vcc。因此，在像素23中，具有源极跟随器电路配置(晶体管TR2的栅电位被设为信号线SIG的信号电平)的晶体管TR2驱动有机EL元件8。这里，“Vcat”表示有机EL元件8的阴极电位。另外，驱动脉冲信号DS用作用于控制像素23的发光时期的定时信号。驱动扫描电路(DSCN)24B连续传送预定的采样脉冲以产生定时信号。

另外，在像素23中，信号电平保持电容器C1的两端分别通过晶体管TR4和TR5连接至预定的固定电位Vofs和Vss，晶体管TR4和TR5分别根据控制信号AZ1和AZ2而导通和截止。设置在垂直驱动电路24中的控制信号发生电路(AZ1和AZ2)24C和24D连续传送预定的采样脉冲以产生用作定时信号的控制信号AZ1和AZ2。

图19是显示装置21中的单个像素23的时序图。在图19中，与对应信号一起表示代表根据对应信号而导通和截止的晶体管的符号。如图20所示，在有机EL元件8发光的发光时期T1中，在像素23中，写信号WS和控制信号AZ1和AZ2呈现低电平(参见图19的部分(A)～(C))，从而将晶体管TR1、TR4和TR5设为截止，而驱动脉冲信号DS呈现高电平(参见图19的部分(D))，从而将晶体管TR3设置为导通。

因此，在像素23中，通过晶体管TR2和信号电平保持电容器C1形成基于栅极源极间电压Vgs(对应于信号电平保持电容器C1两端的电位差)的恒流电路。使有机EL元件8根据基于栅极源极间电压Vgs确定的漏源电流Ids发光。因此，防止由于有机EL元件8随时间的变化而导致发光强度减弱。漏源电流Ids由表达式(1)表示，这些已参照图15描述。后文中，可以用表示开关的符号来表示晶体管。

然后，如图21所示，在随后的时期T2中，在像素23中，晶体管TR4和TR5导通。因此，在像素23中，信号电平保持电容C1两端的电位被设为预定的固定电位Vofs和Vss(参见图19的部分(E)和(F))，而对应于栅极源极间电压Vgs(对应于固定电位Vofs和Vss之间的电位差(Vofs-Vss))的漏源电流Ids从晶体管TR2流向晶体管TR5。在时期T2内，为了不使有机EL元件8由于在有机EL元件8两端的电位差变得小于有机EL元件8的阈值电压Vthel而发光，并为了使晶体管TR2在饱和区工作，设置固定的电位Vofs和Vss。

然后，如图22所示，在像素23中，在预定的时期T3内，晶体管TR5截止。因此，在像素23中，如图22中虚线所示，信号电平保持电容器C1较靠近晶体管TR5的一端的电压根据晶体管TR2的漏源电流Ids而增加。

这里，如图23所示，有机EL元件8可以由使用了包括二极管和具有电容Cel的电容器的并联电路的等效电路来表示。因此，如图24所示，根据晶体管TR2的漏源电流Ids，晶体管TR2的源极电压Vs在时期T3逐渐增加。因此，在像素23中，信号电平保持电容器C1两端的电位差被设为晶体管TR2的阈值电压Vth，而信号电平保持电容器C1较靠近晶体管TR5的一端的电压被设为电压(Vofs-Vth)，电压(Vofs-Vth)是通过从固定电位Vofs中减去晶体管TR2的阈值电压Vth得到的。在这种情况下，有机EL元件8的阳极电位Vel由表达式Vel＝Vofs-Vth表示。在显示装置21中，将固定电位Vofs设为满足表达式Vel≤Vcat+Vthel，从而有机EL元件8在时期T3内不发光。

然后，如图25所示，在随后的时期T4中，在像素23中，晶体管TR3和TR4依次截止。由于晶体管TR3的截止是在晶体管TR4截止之前执行的，因此可以抑制晶体管TR2的栅极电压Vg的变化。然后，在像素23中，晶体管TR1导通。因此，在信号电平保持电容器C1较靠近晶体管TR5的一端的端电压被设为电压(Vofs-Vth)的情况中，信号电平保持电容器C1较靠近晶体管TR4的一端的电压被设为信号线SIG的信号电平Vsig。

在这种情况下，晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs由表达式(2)来精确表示。这里，“C2”表示晶体管TR2的栅源电容。然而，由于有机EL元件8的寄生电容Cel大于信号电平保持电容器C1的电容和晶体管TR2的栅源电容C2，所以晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs可被设为具有足够精度的电压(Vsig+Vth)。

$\mathrm{Vgs}=\frac{\mathrm{Cel}}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×(\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vofs})+\mathrm{Vth}---\left(2\right)$

因此，在像素23中，晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs被设为电压(Vsig+Vth)，电压(Vsig+Vth)是通过将阈值电压Vth与信号线SIG的信号电平Vsig相加得到的。因此，在显示装置21中，防止了由作为晶体管TR2特性的阈值电压Vth的变化而引起的发光强度的变化。

然后，如图26所示，在预定时期T5中，在像素23中，晶体管TR1保持导通并且晶体管TR3导通。因此，在像素23中，漏源电流Ids根据栅极源极间电压Vgs而从晶体管23流出，其中，栅极源极间电压对应于信号电平保持电容器C1两端的电位差。与此同时，如图27所示，如果晶体管TR2的源极电压Vs小于通过将有机EL元件8的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat相加而得到的电压，并且流向有机EL元件8的电流很小，则晶体管TR2的源极电压Vs根据晶体管TR2的漏源电压Ids而从电压Vs0逐渐增加。电压Vs0由表达式(3)表示。

$\mathrm{Vs}0=\mathrm{Vofs}-\mathrm{Vth}+\frac{\mathrm{Cel}}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×(\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vofs})---\left(3\right)$

这里，源极电压Vs的增长速度取决于晶体管TR2的迁移率μ。如图27所示，其中，“Vs1”表示大迁移率的情况而“Vs2”表示小迁移率的情况，迁移率越大，源极电压Vs的增长速度就越高。

在像素23中，晶体管TR3仅在时期T5导通，而晶体管TR1一直保持导通。因此，防止了由作为晶体管TR2特性的迁移率的变化而引起的发光强度的变化。

然后，如图20所示，在像素23中，晶体管TR1被设为截止，而有机EL元件由栅极源极间电压Vgs驱动，栅极源极间电压Vgs是通过校正阈值电压Vth和迁移率μ设置的。因此，由于晶体管TR1截止，所以晶体管TR2的源极电压增加到使晶体管TR2的漏源电流Ids能够流向有机EL元件8的电压。因此，有机EL元件8开始发光。因此晶体管TR2的栅极电压Vg增加。

通过图18所示的结构，防止了由于有机EL元件8随时间的变化而导致的发光强度的减弱。另外，防止了由于晶体管TR2特性的变化而导致的发光强度的变化。

然而，通过图18所示的结构，为单个像素23提供信号线SIG、用于控制信号AZ2和AZ1的四条扫描线、驱动脉冲信号DS、和写信号WS，以及用于固定电位Vcc、Vofs、Vss和Vcat的四个配线图样。固定电位Vcat的配线图样是通过在整个面板上蒸发金属膜形成的。因此，即使共用扫描线用于红色、蓝色和绿色像素，但仍为包括红色像素、蓝色像素、和绿色像素的像素组合提供用于四条扫描线的配线图样和用于九个(3×3)固定电位的配线图样。

因此，在使用N沟道晶体管的现有技术的显示装置中，增加了用于扫描线和用于固定电位的配线图样的数量。在配线图样数量增加的情况下，难以高密度地有效配置像素。因此，很难高产率地制造高精度显示装置。

发明内容

期望提供一种与现有技术相比能够减少用于扫描线和用于固定电位的配线图样的数量的显示装置。

根据本发明实施例的显示装置包括：像素区，其中，以矩阵形式配置了多个像素；以及用于驱动像素区的驱动电路。每个像素均包括：具有两个端的信号电平保持电容器；根据写信号而导通和截止的第一晶体管，第一晶体管将信号电平保持电容器的一端连接至信号线；第二晶体管，具有连接至信号电平保持电容器较靠近第一晶体管的一端的栅极以及具有连接至信号电平保持电容器的另一端的源极；电流驱动型的自发光发光元件，具有保持阴极电位的阴极以及连接至第二晶体管的源极的阳极；第三晶体管，根据驱动脉冲信号而导通和截止，第三晶体管将第二晶体管的漏极连接至电源电压；以及第四晶体管，根据控制信号而导通和截止，第四晶体管将信号电平保持电容器的一端设为具有第一固定电位。驱动电路输出写信号、驱动脉冲信号、和控制信号。驱动电路交替地将信号线设为具有第二固定电位和设为具有与连接至信号线的每个像素的灰度等级对应的信号电平。驱动电路通过顺序循环重复在第一时期至第五时期中执行的设置来驱动像素区。在第一时期中，驱动电路根据写信号和控制信号将第一晶体管和第四晶体管设为截止，根据驱动脉冲信号将第三晶体管设为导通，以及使用第二晶体管，根据与栅极源极间电压(基于信号电平保持电容器两端的电位差)对应的电流值来驱动自发光发光元件，从而使自发光发光元件发光。在第二时期中，驱动电路根据驱动脉冲信号将第三晶体管设为截止，从而使自发光发光元件停止发光。在第三时期中，在根据控制信号将第四晶体管设为导通以使信号电平保持电容器的一端呈现第一固定电位之后，驱动电路根据控制信号将第四晶体管设置为截止，以及在将信号线设为具有第二固定电位的时期内，根据写信号将第一晶体管设为导通，以使信号电平保持电容器的一端和另一端呈现第二固定电位和预定电位。在第四时期中，在将信号线重复多次设为具有第二固定电位的时期内，在根据写信号将第一晶体管设为导通并根据控制信号将第四晶体管设为截止的状态下，在将信号线设为具有第二固定电位的时期内，驱动电路根据驱动脉冲信号将第三晶体管设为导通，以将信号电平保持电容器两端的电位差设为基本等于第二晶体管的阈值电压。在第五时期中，驱动电路根据写信号将处于导通状态的第一晶体管设为截止，以将信号电平保持电容器的一端设为具有信号线的信号电平。

具有了这种结构，用于驱动自发光发光元件的第二晶体管的栅极电压被设为具有第一固定电位，然后被设为具有第二固定电位。第二晶体管的源极电压被设为具有根据自发光发光元件的特性确定的电位，并根据所谓的耦合与栅极电压的变化一起变为预定电压。因此，在将信号电平保持电容器两端的电位差预先设为大于或等于第二晶体管的阈值电压之后，第二晶体管的源极电压上升，从而信号电平保持电容器两端的电位差呈现基本上等于第二晶体管阈值电压的电压。因此，第二晶体管的栅极电压和源电位被设为预定的固定电位。因而，校正了由第二晶体管的阈值电压的改变引起的发光强度的改变。由于可从信号线设置源极侧的固定电位，因此可以忽略用于将源极侧设为具有预定电位的固定电源的配线图样和用于控制使第二晶体管具有固定电位的控制信号的扫描线。因此，与现有技术相比，可以减少用于扫描线和用于固定电位的配线图样的数量。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施例的显示装置的框图；

图2是图1中所示的显示装置的时序图；

图3是示出了在图2所示的时期T11中的像素的设置的接线图；

图4是示出了在图2所示的时期T12中的像素的设置的接线图；

图5是示出了在图2所示的时期T13中的像素的设置的接线图；

图6是示出了在图2所示的时期T14中的像素的设置的接线图；

图7是示出了在图6所示的状态之后的设置的接线图；

图8是示出了在图7所示的状态之后的设置的接线图；

图9是用于阐述阈值电压的校正的特性曲线图；

图10是示出了在图2所示的时期T15中的像素的设置的接线图；

图11是用于阐述迁移率的校正的特性曲线图；

图12是示出了根据本发明的第二实施例的显示装置的框图；

图13是图12中所示的显示装置的时序图；

图14是示出了现有技术的显示装置的框图；

图15是详细示出了图14中所示的显示装置的框图；

图16是示出了有机EL元件随时间的变化的特性曲线图；

图17是示出了在如图14所示的结构中使用N沟道晶体管的情况的框图；

图18是示出了使用N沟道晶体管的现有技术的显示装置的接线图；

图19是图18中所示的显示装置的时序图；

图20是示出了在图19所示的时期T1中的像素的设置的接线图；

图21是示出了在图19所示的时期T2中的像素的设置的接线图；

图22是示出了在图19所示的时期T3中的像素的设置的接线图；

图23是示出了在图22所示的状态之后的设置的接线图；

图24是用于阐述阈值电压校正的特性曲线图；

图25是示出了在图19所示的时期T4中的像素的设置的接线图；

图26是示出了在图19所示的时期T5中的像素的设置的接线图；以及

图27是用于阐述迁移率校正的特性曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施例。

第一实施例

图1是示出了根据本发明的第一实施例的显示装置的框图。用图1来与图18进行比较。在图1所示的显示装置31的描述中，用相同的参考标号或符号来表示与参照图14、18等描述的显示装置1、11和21相同的部件，而此处将省略对这些相同部件的描述。在显示装置31中，所有晶体管都是N沟道型的。另外，通过非晶硅处理在玻璃基板(透明绝缘基板)上彼此整体地形成像素区32、水平驱动电路35、和垂直驱动电路34。

在水平驱动电路35中，水平选择器(HSEL)35A连续传送预定的采样脉冲作为时钟脉冲来产生定时信号，并且基于定时信号将信号线SIG设为具有输入信号S1的信号电平。如图2所示，基本在一个水平扫描时期(1H)的前半个时期内，信号线SIG的信号电平被置为用于像素33的预定固定电位Vofs(上文已参照图18描述)，然后，基本在一个水平扫描时期(1H)的后半个时期内，信号线SIG的信号电平被顺序设为与连接至信号线SIG(参见图2的部分(A))的像素33的灰度等级对应的信号电平Vsig。在图2中，表示根据对应信号而导通或截止的晶体管的符号与对应信号一起示出。

垂直驱动电路34不包括用于输出控制信号AZ2的控制信号发生电路AZ2。在垂直驱动电路34中，写扫描电路(WSCN)34A、驱动扫描电路(DSCN)34B、控制信号发生电路34C分别产生写信号WS、驱动脉冲信号DS、以及控制信号AZ1。

在像素区32中，以矩阵形式配置多个像素33。在每个像素33中，信号电平保持电容器C1的一端连接至有机EL元件8的阳极，而信号电平保持电容器C1的另一端通过晶体管TR1连接至对应的信号线SIG，其中，晶体管TR1根据写信号WS而导通和截止。因此，在像素33中，根据写信号WS，将信号电平保持电容器C1的另一端的电压设为信号线SIG的信号电平。

在像素33中，信号电平保持电容器C1的两端连接至晶体管TR2的源极和栅极。晶体管TR2的漏极通过晶体管TR3连接至电源Vcc，其中，晶体管TR3根据驱动脉冲信号DS而导通和截止。因此，在像素33中，具有源极跟随器电路结构的晶体管TR2驱动有机EL元件8，在源极跟随器结构中，栅极电位被设为信号线SIG的信号电平)。

另外，在像素33中，晶体管TR2的基极通过晶体管TR4连接至固定电位Vdd，其中，晶体管TR4根据控制信号AZ1而导通和截止。这里，在像素33中，将固定电位Vdd设为足够高的电平。在第一实施例中，晶体管TR4的漏极连接至固定电位Vdd，而固定电位Vdd被设为电源Vcc的电位。

如图3所示，在有机EL元件8发光的发光时期T11中，在像素33中，写信号WS和控制信号AZ1呈现低电平(参见图2的部分(B)和(C))以将晶体管TR1和TR4设为截止，而驱动脉冲信号DS呈现高电平(参见图2的部分(D))以将晶体管TR3设为导通。在这种情况中，设置像素33以使晶体管TR2在饱和区内工作。

因此，在像素33中，晶体管TR2和信号电平保持电容器C1形成对应于栅极源极间电压Vgs的恒流电路，栅极源极间电压Vgs以信号电平保持电容器C1两端的电位差为基础，而有机EL元件8根据基于栅极源极间电压Vgs确定的漏源电流Ids而发光。因此，显示装置31防止了由有机EL元件8随时间的变化而引起的发光强度的减小。漏源电流Ids用表达式(1)来表示。

然后，如图4所示，在随后的时期T12中，在像素33中，驱动脉冲信号DS呈现低电平以将晶体管TR3设置为截止。因此，在时期T12中，停止向晶体管TR2提供电源Vcc，并且有机EL元件8停止发光。另外，释放作为有机EL元件8的寄生电容Cel而保存的电荷，并且晶体管TR2的源极电压Vs逐渐减小。因此，晶体管TR2的源极电压Vs被设为电压(Vcat+Vthel)，电压(Vcat+Vthel)是通过将有机EL元件8的阈值电压Vthel与有机EL元件8的阴极电位Vcat相加而得到的。

然后，如图5所示，在随后的时期T13中，在像素33中，控制信号AZ1呈现高电平以将晶体管TR4设为导通。因此，在像素33中，信号电平保持电容器C1较靠近晶体管TR4的一端的电压上升至固定电位Vdd。由于固定电位Vdd等于电源电压Vcc，所以尽管晶体管TR2的源极电压Vs随着固定电位Vdd的升高而暂时增加，但是晶体管TR2的源极电压Vs之后会逐渐降至电压(Vcat+Vthel)。

如图6所示，在随后的时期T14中，在像素33中，在控制信号AZ1的信号电平降至低电平以将晶体管TR4设为截止之后，在信号线SIG的信号电平被设为固定电位Vofs的时期中，写信号WS上升为高电平以将晶体管TR1设为导通。因此，在像素33中，晶体管TR2的栅极电压Vg降至信号线SIG的信号电平Vofs。因为栅极电压Vg在信号电平降低方向中改变，所以晶体管TR2的源极电压Vs在有机EL元件8由于信号电平保持电容器C1的电容、有机EL元件8的寄生电容Cel，和栅源电容C2中的耦合而反向偏置的方向中改变。更具体地，如表达式(4)和(5)所示，晶体管TR2的源极电压Vs降低了与用栅极电压Vg的变化除以信号电平保持电容器C1的电容、有机EL元件8的寄生电容Cel、和晶体管TR2的栅源电容C2的和而得到的值相对应的量。这里，“ΔVs”表示由于栅极电压Vg的变化而产生的源极电压Vs的变化，而“Vgs”表示由于电压变化而产生的晶体管TR2的栅极源极间电压。

$\mathrm{\ΔVs}=\frac{C1+C2}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×(\mathrm{Vofs}-\mathrm{Vdd})---\left(4\right)$

$\mathrm{Vgs}-\frac{\mathrm{Cel}}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×\mathrm{Vofs}+\frac{C1+C2}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×\mathrm{Vdd}-\mathrm{Vcat}-\mathrm{Vthel}---\left(5\right)$

然后，如图7所示，在随后的时期T15中，在像素33中，在信号线SIG具有固定电位Vofs的时期的开始，在从发光时期T11的开始向后返回预定数量的水平扫描周期的时刻，驱动脉冲信号DS升至高电平以将晶体管TR3设为导通。因此，在像素33中，电流如箭头所示流动，而晶体管TR2的源极电压Vs在信号电平保持电容器C1两端的电位差变为晶体管TR2的阈值电压Vth的方向中逐渐增加。

在图7所示情况下的像素33中，满足表达式Vel≤Vcat+Vthel，而电位Vel被设为对应于与晶体管TR2的漏源电流Ids相比非常小的电流的电压。因此，晶体管TR2的漏源电流Ids用于充电信号电平保持电容器C1以及有机EL元件8的电容，并且有机EL元件8保持有机EL元件8停止发光的状态。

然后，在像素33中，在信号线SIG的信号电平升至对应灰度等级的信号电平Vsig时，驱动脉冲信号DS的信号电平降至低电平。因此，如图8所示，晶体管TR3被设为截止，以及晶体管TR2的栅极电压Vg从电压Vofs升至与领先当前像素预定行的像素的灰度等级对应的信号电平Vsig。在这种情况下，在像素33中，满足表达式Vel≤Vcat+Vthel，以及有机EL元件8保持有机EL元件8停止发光的状态。另外，晶体管TR2的源极电压Vs中的变化用表达式(6)来表示。

$\mathrm{\ΔVs}=\frac{C1+C2}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×(\mathrm{Vsig}-\mathrm{Vofs})---\left(6\right)$

在预定时期结束之后，将信号线SIG的信号电平再次设为固定电位Vofs，并将固定电位Vofs输入晶体管TR2的栅极。在这种情况下，晶体管TR2的源极电压Vs的变化由表达式(7)表示。

$\mathrm{\ΔVs}=\frac{C1+C2}{\mathrm{Cel}+C1+C2}\×(\mathrm{Vofs}-\mathrm{Vsig})---\left(7\right)$

在像素33中，将图7中所示的驱动脉冲信号DS呈现高电平的状态以及图8中所示的驱动脉冲信号DS呈现低电平的状态重复预定次数。晶体管TR2的源极电压Vs逐渐增加，以及信号电平保持电容器C1两端的电位差被设为晶体管TR2的阈值电压Vth。因此有机EL元件8的阳极电位Vel被设为满足表达式Vel＝Vofs-Vth≤Vcat+Vthel。

因此，在图2所示的实例中，在时期TA、TB、和TC中，信号电平保持电容器C1两端的电位差被设为晶体管TR2的阈值电压Vth。图9是示出了在将信号线SIG的信号电平和驱动脉冲信号DS设为固定电位Vofs很长一段时间的情况下晶体管TR2的源极电压的变化的特性曲线图。最后，晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs达到电位Vth。因此，显示装置31被设为使图7和8所示的两种状态重复足够多的次数，以将信号电平保持电容器C1两端的电位差设为晶体管TR2的阈值电压Vth。

如上所述，信号电平保持电容器C1被设为具有晶体管TR2的阈值电压Vth。然后，如图10所示，在随后的时期T16中，在像素33中，在将信号线SIG的信号电平设为对应像素的信号电平Vsig的时期中，驱动脉冲信号DS的信号电平升至高电平以将晶体管TR3设为导通。然后，写信号WS的信号电平降至低电平，从而将晶体管TR1设为截止。因此，在晶体管TR1导通的前一时刻，通过信号电平保持电容器C1来采样并保持信号线SIG的信号电平Vsig。然后返回图3中所示的接线状态。

当输入信号时，晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs由表达式(2)来精确表示。然而，由于有机EL元件8的寄生电容Cel大于信号电平保持电容器C1的电容和晶体管TR2的栅源电容C2，因此，可以以足够精度来将晶体管TR2的栅极源极间电压Vgs设为电压(Vsig+Vth)。

在时期T16中，在像素33中，晶体管TR1保持导通，而晶体管TR3被设为导通。如图11所示，晶体管TR2的源极电压Vs根据晶体管TR2的迁移率而变化。因此，防止了由晶体管TR2的迁移率的变化而引起的发光强度的变化。如图11所示，其中，“Vs1”表示大迁移率的情况，以及“Vs2”表示小迁移率的情况，迁移率越大，源极电压Vs的增长速度就越高。

实施例的操作

具有了上述配置，在显示装置31中(参见图2)，由于垂直驱动电路34驱动了扫描线，所以信号线SIG的信号电平被连续设给像素区32中的各行像素33，且像素33根据所设置的信号电平发光。因此，期望的图像被显示在像素区32中。

即，在显示装置31中，当晶体管TR1导通时，信号电平保持电容器C1被设为具有信号线SIG的信号电平。另外，当晶体管TR1和TR4被设为截止而晶体管TR3被设为导通时，晶体管TR2使有机EL元件8根据设置给信号电平保持电容器C1的电压而发光(参见图2中的时期T11)。

在显示装置31中，每个像素33都被形成为使信号电平保持电容器C1的两端连接至晶体管TR2的栅极和源极，晶体管TR2驱动有机EL元件8，并且晶体管TR2的源极连接至有机EL元件8的阳极。因此，在显示装置31中，在将信号电平保持电容器C1设为具有信号线SIG的信号电平之后，由与信号电平保持电容器C1两端的电位差对应的栅极源极间电压Vgs来驱动有机EL元件8。因此，即使在组成显示装置31的所有晶体管都是N沟道型的情况下，也能防止由有机EL元件8随时间的变化引起的发光强度的减小。

在有机EL元件8停止发光并将信号电平保持电容器C1设为具有信号线SIG的信号电平的情况下，通过控制晶体管TR1、TR3、和TR4的开关来将驱动有机EL元件8的晶体管TR2的源极电压Vs和栅极电压Vg临时设为预定电位。然后，源极电压Vs逐渐升高，从而将信号电平保持电容器C1两端的电位差设为晶体管TR2的阈值电压Vth(参见图2中的时期TA、TB、和TC)。然后，信号电平保持电容器C1被设为具有信号线SIG的信号电平Vsig。因此，防止了由阈值电压Vth的变化(晶体管TR2的特性)而引起的发光强度的变化。

然而，在如上所述将信号电平保持电容器C1设为具有晶体管TR2的阈值电压Vth的情况下，必需将晶体管TR2的栅极和源极预定次数地设为具有预定电位。因此，需要用于包括电源电压Vcc在内的固定电位的三个配线图样。这里，删除了用于有机EL元件8的阴极电压Vcat的配线图样(参见图18)。另外，增加了扫描线的数量。

在显示装置31中，晶体管TR2从电源Vcc断开，且晶体管TR2的源极的电压保持预定电位(Vcat+Vthel)。在这个状态下，根据控制信号AZ1，将晶体管TR4设为导通，且晶体管TR2的栅极电压Vg增加到预定电位Vdd。

另外，在信号线SIG的信号电平被交替设为固定电位Vofs和表示像素灰度等级的信号电平并且将晶体管TR4设为截止之后，在信号线SIG的信号电平被设为固定电位Vofs的时期中，晶体管TR1根据写信号WS而导通，并且晶体管TR2的栅极电压Vg被设为固定电位Vofs。此时，由于信号电平保持电容器C1、晶体管TR2的栅源电容C2以及有机EL元件8的寄生电容Cel之间的耦合，晶体管TR2的源极电压Vs降至预定电位。

因此，在显示设备31中，可以从信号线SIG设置晶体管TR3源极处的固定电位。因此，可省略用于源极侧固定电位的配线图样(图18中的“Vss”)。因此，与现有技术相比，可以减少用于固定电位的配线图样的数量。另外，可省略用于源极侧的固定电位的晶体管TR5以及用于使晶体管TR5导通和截止的控制信号AZ2(参见图18)。因此，可以减少扫描线的数量，并可简化像素33的结构。因此，由于可以在显示装置31中高密度地有效配置多个像素33，所以可以高产率地提供高精度显示装置。

另外，在显示装置31中，由于根据控制信号AZ1为晶体管TR2的栅极设置的固定电位Vdd等于电源电压Vcc，所以可省略用于固定电位Vdd的配线图样。因此，可简化像素33的结构。此外，由于可以在显示装置31中高密度地有效配置多个像素33，所以可以高产率地提供高精度显示装置。

另外，对于发光时期T11的开始，在驱动脉冲信号DS升高之后，写信号WS降低。因此，防止了由迁移率的变化(晶体管TR2的特性)而引起的发光强度的变化。

实施例的优点

具有了上述配置，用于驱动发光元件的晶体管的栅极电压和源极电位被设为预定的固定电位，从而可以校正由晶体管阈值电压的变化而引起的发光强度的变化，并且从信号线SIG将晶体管的源极设为具有固定电位。因此，与现有技术相比，可以减少扫描线的数量并减少用于固定电位的配线图样的数量。

另外，在晶体管TR3根据驱动脉冲信号DS而导通并经过了预定时期后，晶体管TR1根据写信号WS而截止。因此，防止了由晶体管TR2的迁移率的变化而引起的发光强度的变化。

另外，由于像素电路和驱动电路中的所有晶体管都是N沟道型的并且是通过非晶硅处理而形成在绝缘基板上的，因此，可以通过简单工艺来制造这种显示装置。

第二实施例

图12是示出了根据本发明的第二实施例的显示装置的框图。用图12与图1进行比较。除了关于控制信号AZ1的配置之外，根据第二实施例的显示装置41的配置与根据第一实施例的显示装置31相类似。

在显示装置41中，垂直驱动电路44不包括控制信号发生电路，而是写扫描电路44A产生控制信号AZ1。如图12所示，由于用于扫描像素区32的各行的配线，写扫描电路44A输出写信号WS2(待输出至领先当前像素33多行的像素33)作为控制信号AZ1。因此，写扫描电路44A将写信号WS作为写信号逐行输出至当前像素33，并作为控制信号AZ1逐行输出落后当前像素33多行的像素33。

因此，在显示装置41中，可简化垂直驱动电路44的配置。因此，可以减少所谓帧的大小。

具有了图12中所示的配置，由于输出至领先当前像素33多行的像素33的写信号WS2被用作控制信号AZ1，因此可简化垂直驱动电路的配置。

第三实施例

虽然已在上述实施例中描述了通过电流来驱动作为有机EL元件的发光元件的情况，但是本发明并不限于此。本发明可以广泛应用于使用任何类型的电流驱动型的发光元件的显示装置中。

本领域的技术人员应理解，根据设计要求和其他因素，可以有多种修改、组合、再组合和改进，均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (5)

1. 一种显示装置，包括：

像素区，其中，以矩阵形式配置了多个像素；以及

驱动电路，用于驱动所述像素区，

其中，所述多个像素中的每一个均包括信号电平保持电容器，具有两个端，

第一晶体管，根据写信号而导通和截止，所述第一晶体管将所述信号电平保持电容器的一端连接至信号线，

第二晶体管，具有连接至所述信号电平保持电容器的所述一端的栅极以及连接至所述信号电平保持电容器的另一端的源极；

电流驱动型的自发光发光元件，具有保持阴极电位的阴极和连接至所述第二晶体管的所述源极的阳极，

第三晶体管，根据驱动脉冲信号而导通和截止，所述第三晶体管将所述第二晶体管的漏极连接至电源电压，以及

第四晶体管，根据控制信号而导通和截止，所述第四晶体管将所述信号电平保持电容器的所述一端设为具有第一固定电位，

其中，所述驱动电路

输出所述写信号、所述驱动脉冲信号、和所述控制信号，

交替地将所述信号线设为具有第二固定电位和设为具有与连接至所述信号线的每个像素的灰度等级对应的信号电平，

通过顺序循环重复在第一时期至第五时期中执行的设置来驱动所述像素区，

在所述第一时期中，根据所述写信号和所述控制信号将所述第一晶体管和所述第四晶体管设为截止，根据所述驱动脉冲信号将所述第三晶体管设为导通，以及使用所述第二晶体管，根据与基于所述信号电平保持电容器两端的电位差的栅极源极间电压对应的电流值来驱动所述自发光发光元件，从而使所述自发光发光元件发光，

在所述第二时期中，根据所述驱动脉冲信号将所述第三晶体管设为截止，从而使所述自发光发光元件停止发光，

在所述第三时期中，在根据所述控制信号将所述第四晶体管设置为导通以使所述信号电平保持电容器的所述一端呈现所述第一固定电位之后，根据所述控制信号将所述第四晶体管设为截止，以及在将所述信号线设为具有所述第二固定电位的时期内，根据所述写信号将所述第一晶体管设为导通，以使所述信号电平保持电容器的所述一端和所述另一端呈现所述第二固定电位和预定电位，

在所述第四时期中，在将所述信号线多次重复设为具有所述第二固定电位的时期内，在根据所述写信号将所述第一晶体管设为导通并根据所述控制信号将所述第四晶体管设为截止的状态下，在将所述信号线设为具有所述第二固定电位的时期内，根据所述驱动脉冲信号将所述第三晶体管设为导通，以将所述信号电平保持电容器两端的所述电位差设为基本等于所述第二晶体管的阈值电压，以及

在所述第五时期中，根据所述写信号将导通状态的所述第一晶体管设为截止，以将所述信号电平保持电容器的所述一端设为具有所述信号线的所述信号电平。

2. 根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述第一固定电位与所述电源电压相同。

3. 根据权利要求1所述的显示装置，

其中，在所述第五时期中，在所述驱动电路根据所述驱动脉冲信号将所述第三晶体管设为导通并经过预定时间后，所述驱动电路根据所述写信号将所述第一晶体管设为截止。

4. 根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述驱动电路输出所述写入信号作为所述控制信号，所述写入信号将被输出至领先当前像素多行的像素。

5. 根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述多个像素和所述驱动电路中的所有晶体管都是N沟道型的，以及

其中，通过非晶硅处理在绝缘基板上形成所述多个像素和所述驱动电路。

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