CN101308627B - 显示器、用于驱动显示器的方法、电子装置 - Google Patents

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Abstract

在此公开了一种显示器、用于驱动显示器的方法、电子装置。该显示器包括：像素阵列部分，被配置用于包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个被连接于所述给电线；以及电源扫描器，被配置用于在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，其中所述电源扫描器以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势。

Description

显示器、用于驱动显示器的方法、电子装置
技术领域
本发明涉及由电流来驱动逐个像素提供的发光设备以进行图像显示的显示器和用于驱动显示器的方法。另外，本发明涉及包括显示器的电子装置。具体地，本发明涉及用于所谓有源矩阵显示器的驱动系统，其中，由在每个像素电路中提供的绝缘栅极场效应晶体管来控制被供应给发光设备(如有机EL设备)的电流量。
背景技术
近年来，正在积极地促进使用有机EL设备作为发光设备的平面自发光显示器的开发。有机EL设备使用有机薄膜响应于向其施加电子场来发光的现象。可以由10V或更低的应用电压来驱动有机EL设备，因此，有机EL设备具有低功耗。另外，因此有机EL设备是由自身发光的自发光元件，因此其不需要照明单元，因此能够容易地实现显示器在重量和厚度上的减少。另外，有机EL设备的响应速度非常高，达到大约几微秒，这使得在显示运动图像时没有图像拖延。
在使用用于像素的有机EL设备的平面自发光显示器中，具体地，正在积极地开发其中薄膜晶体管被集成地组合作为在各个像素中的驱动元件的有源矩阵显示器。在例如日本专利特开No.2003-255856、2003-271095、2004-133240、2004-029791和2004-093682组合公开的有源矩阵平面自发光显示器。
发明内容
但是，在现有技术的有源矩阵平面自发光显示器中，用于驱动发光设备(驱动晶体管)的晶体管的阈值电压和迁移率(mobility)随着工艺变化而变化。另外，有机EL设备的电流-电压特性还随时间改变。驱动晶体管的特性的变化和有机EL设备的特性的变化将影响发光亮度。为了均匀地控制显示器的整个屏幕上的发光亮度，驱动晶体管和有机EL设备的特性的变化需要在各个像素电路中被校正。作为现有技术，已经提出每个像素被提供有这种校正功能的显示器。
为了稳定地执行校正驱动晶体管的阈值电压和迁移率的操作，在每个像素中形成的电容性元件优选地具有尽可能高的电容。电容性元件由类似于驱动晶体管的薄膜元件组成，且电容性元件的介电膜由与绝缘驱动晶体管的栅极绝缘膜相同的层形成。为了增加电容性元件的电容，介电膜的厚度需要被减小，这不可避免地减少栅极绝缘膜的厚度。这趋于减少驱动晶体管的漏极和源极之间的绝缘击穿电压(breakdown voltage)。
同时，为了执行各个像素电路中的迁移率校正操作和阈值电压校正操作，对各个像素的供应电压需要以预定序列在高电平和低电平之间切换。这是因为在切换供应电压电平的过程中，大的电势差可能地出现在驱动晶体管的源极和漏极之间，且根据情况，该电势差会超过驱动晶体管的绝缘击穿电压。关于这一点，现有技术中的驱动晶体管的绝缘击穿电压需要高到某种程度，以排除电容性元件的电容的增加。
根据本发明的实施例，提供一种显示器，包括：
像素阵列部分，被配置为包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个电流端被连接于所述给电线；以及
电源扫描器，被配置用于在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，其中
所述电源扫描器以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，以及
所述电源扫描器在所述像素的发光操作期间将所述给电线保持在所述第一较高电势，且在所述像素的阈值电压校正操作期间将所述给电线保持在低于所述第一较高电势的所述第二较高电势。
根据本发明的另一实施例，提供一种用于驱动包括像素阵列部分和电源扫描器的显示器的方法，所述像素阵列部分包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个电流端被连接于所述给电线，所述电源扫描器在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，所述方法包括步骤：
通过使用所述电源扫描器，以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，从而防止在所述像素的一系列操作中在所述驱动晶体管的源极和漏极之间施加的电压超过绝缘击穿电压，其中所述电源扫描器在所述像素的发光操作期间将所述给电线保持在所述第一较高电势，且在所述像素的阈值电压校正操作期间将所述给电线保持在低于所述第一较高电势的所述第二较高电势。
根据本发明的再一实施例，提供一种具有显示器的电子设备，所述显示器包括：
像素阵列部分，被配置为包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个电流端被连接于所述给电线；以及
电源扫描器，被配置用于在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，其中
所述电源扫描器以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，以及
所述电源扫描器在所述像素的发光操作期间将所述给电线保持在所述第一较高电势，且在所述像素的阈值电压校正操作期间将所述给电线保持在低于所述第一较高电势的所述第二较高电势。
根据本发明的实施例，以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到给电线的较高电势。这防止了在像素的一系列中在驱动晶体管的源极和漏极之间施加过多的电压。因此，相比于现有技术，可以降低在驱动晶体管的源极和漏极之间的绝缘击穿电压。换句话说，可以减少驱动晶体管的栅极绝缘膜的厚度。因此，随着该厚度减少，还减少了保持电容器的介电膜的厚度，这使得提高保持电容器的电容。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的显示器的整个配置的方框图；
图2是示出图1中所示的显示器中包括的像素的一个示例的电路图；
图3是用于说明图1和2中所示的显示器的操作的参考时序图；
图4是用于说明根据实施例的图1和2中所示的显示器的操作的时序图；
图5是用于说明图1和2所示的显示器的操作的电路图；
图6是用于说明图5所示的操作的电路图；
图7是用于说明图6所示的操作的电路图；
图8是用于说明图7所示的操作的电路图；
图9是示出在图1和2所示的显示器中包括的电源扫描器的配置的部分图；
图10是示出电源扫描器的另一示例的部分图；
图11是用于说明图9所示的电源扫描器的操作的时序图；
图12是用于说明图10所示的电源扫描器的操作的时序图；
图13是用于说明图10所示的电源扫描器的操作的另一时序图；
图14是根据实施例的显示器的设备结构的剖面图；
图15是示出根据实施例的显示器的模块结构的平面图；
图16是示出包括根据实施例的显示器的电视机的透视图；
图17是示出包括根据实施例的显示器的数字静态摄像机的透视图；
图18是示出包括根据实施例的显示器的笔记本个人接收机的透视图；
图19是示出包括根据实施例的显示器的便携式端设备的示意图；以及
图20是示出包括根据实施例的显示器的视频摄像机的透视图。
具体实施方式
将参考附图详细描述本发明的实施例。图1是示出根据该实施例的显示器的整体配置的方框图。如图1所示，该显示器包括像素阵列部分1和用于驱动像素阵列部分1的驱动部分。像素阵列部分1包括沿行布置的扫描线WS、沿列布置的信号线SL、在两种线的交叉点处布置以便以矩阵排列的像素2、以及对应于像素2的各行而布置的给电线(电源线)VL。在本示例中，对每个像素2分配三原色R、G和B中的任何一个，因此能够进行彩色显示。但是，该实施例不局限于此，而包括单色显示的设备。驱动部分包括写扫描器4、电源扫描器6和信号选择器(水平选择器)3。写扫描器4顺序地向各扫描线WS供应控制信号，从而在逐行的基础上线顺序地扫描像素2。电源扫描器6与线顺序扫描相匹配地向各个给电线VL提供将在第一电势和第二电势之间切换的供应电压。信号选择器3与线顺序扫描相匹配地向列信号线SL供应信号电势作为驱动信号和参考电势。
图2是示出图1所示的显示器中包括的像素2的具体配置和连接关系的电路图。如图2所示，像素2包括以有机EL设备为代表的发光设备EL、采样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd和保持电容器Cs。采样晶体管Tr1的控制端(栅极)被连接于对应的扫描线WS。采样晶体管Tr1的一对电流端(源极和漏极)中的一个被连接于对应的信号线SL，另一个被连接于驱动晶体管Trd的控制端(栅极G)。驱动晶体管Trd的一对电流端(源极S和漏极)中的一个被连接于发光设备EL，另一个被连接于对应的给电线VL。在本示例中，驱动晶体管Trd是N沟道晶体管。其漏极被连接于给电线VL，且其源极S被连接于发光设备EL的阳极作为输出节点。发光设备EL的阴极被连接于预定的阴极电势Vcath。保持电容器Cs被连接于驱动晶体管Trd的源极S和栅极G(分别作为电流端之一和控制端)之间。
在该配置中，响应于从扫描线WS供应的控制信号来导通采样晶体管Tr1，从而对从信号线SL供应的信号电势进行采样，并在保持电容器Cs中保持所采样的电势。驱动晶体管Trd从给电线VL接收处于第一电势(较高电势Vcc)的电流供应，并根据在保持电容器Cs中保持的信号电势来向发光设备EL施加驱动电流。写扫描器4向扫描线WS输出具有预定脉宽的控制信号，以便采样晶体管Tr1可以在信号线SL处于信号电势的时间区中被保持在导电状态。从而，在保持电容器Cs中保持信号电势，与此同时，向信号电势添加对驱动晶体管Trd的迁移率μ的校正。然后，驱动晶体管Trd向发光设备EL供应根据被写入保持电容器Cs的信号电势Vsig的驱动电流，这开始了发光操作。
除了上述迁移率校正功能以外，该像素电路2具有阈值电压校正功能。具体地，电源扫描器6在由采样晶体管Tr1对信号电势Vsig进行采样之前的第一时刻(timing)，将给电线VL的电势从第一电势(较高电势Vcc)切换到第二电势(较低电势Vss2)。另外，写扫描器4在由采样晶体管Tr1对信号电势Vsig进行采样之前的第二时刻，导通采样晶体管Tr1，从而对驱动晶体管Trd的栅极G施加来自信号线SL的参考电势Vss1，并将驱动晶体管Trd的源极S设置为第二电势(Vss2)。电源扫描器6在第二时刻之后的第三时刻，将给电线VL的电势从第二电势Vss2切换到第一电势Vcc，从而在保持电容器Cs中保持与驱动晶体管Trd的阈值电压Vth相等的电压。该阈值电压校正功能允许显示器抵消驱动晶体管Trd的阈值电压Vth在像素之间的变化的影响。
像素电路2还具有自举功能。具体地，在保持电容器Cs中保持信号电势Vsig的时刻，写扫描器4停止向扫描器WS施加控制信号，从而将采样晶体管Tr1置于非导电状态，因此使驱动晶体管Trd的栅极G与信号线SL电隔离。由于该操作，栅极G的电势随着驱动晶体管Trd的源极S的电势的改变而改变，这使得栅极G和源极S之间的电压Vgs保持恒定。
本实施例的一个特征在于，电源扫描器6以预定顺序将被施加到给电线VL的较高电势Vcc在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换，使得可以防止在像素2的一系列操作中，在驱动晶体管Trd的源极S和漏极D之间施加的电压超过绝缘击穿电压。在图2所示的实施例中，第一较高电势是Vcc，且第二较高电势处于比Vcc低的电平。在本说明书中，该第二较高电势被表示为Vcc2。在具体操作中，电源扫描器6在像素2的发光操作期间，将给电线VL保持在第一较高电势Vcc，并在像素2的阈值电压校正操作期间，将其保持在低于第一较高电势Vcc的第二较高电势Vcc2。如此通过电源扫描器6来设计第一较高电势Vcc、第二较高电势Vcc2和较低电势Vss2的电平，使得在驱动晶体管Trd的源极S和漏极D之间施加的电压在像素2的所有操作中(包括阈值电压校正操作、迁移率校正操作、信号电势写操作和发光操作)落入饱和操作区域中。
图3是用于说明图2所示的像素电路2的操作的时序图。注意，该时序图是参考示例，其中将从电源扫描器6到给电线VL供应的电势顺序地设置为两个电平而不是三个电平：较高电势Vcc和较低电势Vss2。在该时序图中，沿相同时间轴示出扫描线WS的电势、给电线VL的电势和信号线SL的电势中的变化。另外，除了这些电势变化之外，还示出驱动晶体管Trd的栅极G和源极S的电势的变化。如图3的时序图中所示，像素的操作顺序从先前场的发光时段继续到描述对象场的不发光时段，然后进入描述对象场的发光时段。在该不发光时段中，执行准备操作、阈值电压校正操作、信号写操作和迁移率校正操作。
在前一场的发光时段中，给电线VL处于较高电势Vcc，且驱动晶体管Trd向发光设备EL供应驱动电流Ids。驱动电流Ids从处于较高电势Vcc的给电线VL流经驱动晶体管Trd且经过发光设备EL，流向阴极线。
接下来，当描述对象场的不发光时段开始时，在时刻T1，初始地将给电线VL的电势从较高电势Vcc切换到较低电势Vss2。由于该操作，给电线VL被放电到Vss2，使得驱动晶体管Trd的源极S的电势降低到Vss2。因此，发光设备EL的阳极电势(即驱动晶体管Trd的源极电势)进入反向偏置状态，使得驱动电流的流动停止且因此停止发光。栅极G的电势也随着驱动晶体管的源极S的电势降低而降低。
接下来，在时刻T2，将扫描线WS的电势从低电平切换到高电平，使得采样晶体管Tr1进入导电状态。此时，信号线SL处于参考电势Vss1。因此，驱动晶体管Trd的栅极G的电势变成经由导电的采样晶体管Tr1的信号线SL的参考电势Vss1。此时，驱动晶体管Trd的源极S的电势处于比Vss1低得多的电势Vss2。以此方式，如此执行初始化，使得驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs变得高于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth。从时刻T1到时刻T3的时段T1-T3是准备时段，其中预先将驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs设为高于Vth。
在时刻T3，将给电线VL的电势从较低电势Vss2切换到较高电势Vcc，使得驱动晶体管Trd的源极S的电势开始升高。当在驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs及时到达阈值电压时，切断电流。以此方式，将等于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压写到保持电容器Cs。这对应于阈值电压校正操作。为了在阈值电压校正操作期间电流不流到发光设备EL而唯一地流向保持电容器Cs，设计阴极电势Vcath使得在阈值电压校正操作期间关断发光设备EL。
在时刻T4，扫描线WS的电势从高电平返回到低电平。换句话说，停止向扫描线WS施加第一脉冲，使得采样晶体管进入截止状态。如从上述描述中清楚，向采样晶体管Tr1的栅极施加第一脉冲以便执行阈值电压校正操作。
然后，将信号线SL的电势从参考电势Vss1切换到信号电势Vsig。接下来，在时刻T5，扫描线WS的电势再次从低电平升到高电平。换句话说，第二脉冲被施加给采样晶体管Tr1的栅极。由于该脉冲施加，再次导通采样晶体管Tr1以便对来自信号线SL的信号电势Vsig进行采样。因此，驱动晶体管Trd的栅极G的电势变成信号电势Vsig。因为发光设备EL初始地处于关断状态(高阻抗状态)，所以在驱动晶体管Trd的漏极和源极之间流动的电流唯一地流向保持电容器Cs和发光设备EL的等效电容器以便开始给这些电容器充电。直到时刻T6，此时截止采样晶体管Tr1，驱动晶体管Trd的源极S的电势上升了ΔV。以此方式，视频信号的信号电势Vsig按照要增加到Vth的方式而被写到保持电容器Cs，且从在保持电容器Cs中保持的电压中减去用于迁移率校正的电压ΔV。因此，从时刻T5到时刻T6的时段T5-T6用作信号写时段及迁移率校正时段。换句话说，响应于第二脉冲对扫描线WS的施加，执行信号写操作和迁移率校正操作。信号写时段及迁移率校正时段T5-T6的长度等于第二脉冲的脉宽。即，第二脉冲的脉宽限定了迁移率校正时段。
以此方式，在信号写时段T5-T6中同时执行信号电势Vsig的写和以校正量ΔV的调制。Vsig越高，由驱动晶体管Trd供应的电流Ids越大，从而ΔV的绝对值越大。因此，执行根据发光亮度电平的迁移率校正。当Vsig恒定时，驱动晶体管Trd的迁移率μ越高，提供的ΔV的绝对值越大。换句话说，越高的迁移率μ向保持电容器Cs提供越大的负反馈的量ΔV。因此，可以消除像素间的迁移率μ的变化。
在时刻T6，如上所述将扫描线WS的电势切换到低电平，使得采样晶体管Tr1进入截止状态。这使驱动晶体管Trd的栅极G与信号线SL绝缘。同时，漏极电流Ids开始流动通过发光设备EL。这导致发光设备EL的阳极电势随着驱动电流Ids而升高。发光设备EL的阳极电势的升高相当于驱动晶体管Trd的源极S的电势的升高。如果驱动晶体管Trd的源极的电势升高，则由于保持电容器Cs的自举操作，驱动晶体管Trd的栅极G的电势与源极S的电势的升高相关联地升高。栅极电势的升高量等于源极电势的升高量。因此，在发光时段中，在驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs被保持恒定。该电压Vgs起因于向信号电势Vsig添加阈值电压Vth的校正和迁移率μ。驱动晶体管Trd在其饱和区域中操作。即，驱动晶体管Trd供应依赖于栅极G和源极S之间的电压Vgs的驱动电流Ids。该电压Vgs起因于向信号电势Vsig添加阈值电压Vth的校正和迁移率μ。
在图3所示的参考示例中，写扫描器4在1H中两次输出控制信号的脉冲。像素2响应于第一脉冲而执行阈值电压校正，并同时响应于第二脉冲执行信号电势写操作和迁移率校正操作。由于从电源扫描器6提供给给电线VL的供应电压的电平，使用较高电势Vcc和较低电势Vss2的两者的电平。在阈值电压校正操作的开始，驱动晶体管Trd的源极S和漏极分别处于较低电势Vss2和较高电势Vcc，如时序图中所示。由于与该操作有关的原因，在较高电势Vcc和较低电势Vss2之间的电势差到达15V或更高。
另一方面，显示分辨率的增加减少了每一像素的面积。随着面积减少，在一个像素中的保持电容器Cs的电容变得更小。如果保持电容器Cs的电容变得更低，则迁移率校正时间与电容减少成比例地变短。因此，迁移率校正时间的变化的裕量变得更小，这导致例如在屏幕上沿扫描线的条纹。
作为对策，一种减少保持电容器的介电膜的厚度从而增加其电容的方法将成为可能。总的来说，通过使用薄膜处理来同时组成在像素电路中包括的保持电容器和晶体管。由相同层来组成保持电容器Cs的介电膜和晶体管的栅极绝缘膜。当试图减少介电膜的厚度以增加保持电容器Cs的电容时，也不可避免地必须减少驱动晶体管的栅极绝缘膜的厚度，这降低了驱动晶体管的击穿电压。具体地，在驱动晶体管Trd的源极和漏极之间的击穿电压被降低到大约12V。在图1和2所示的显示器中，通过使用在每个像素中的两个晶体管来执行复杂的校正操作。因此，对该像素的供应电压被交替地在较高电势和较低电势之间切换，且在驱动晶体管的源极和漏极之间施加最少15V或更高的电压。因此，增加保持电容器的电容将导致施加了超过在驱动晶体管Trd的源极和漏极之间的击穿电压的电压的风险。因此，难以减少驱动晶体管Trd的栅极绝缘膜的厚度并因此增加保持电容器Cs的电容，除非改进该配置。
图4是用于说明图1和2所示的显示器的操作的时序图。该时序图示出本发明的实施例的操作。对于该图，使用与图3所示的参考示例的时序图相同的表现方式以便于理解。如该图所示，在本实施例中，在该参考示例中，被施加到给电线VL的电压的电平从两个电平(Vcc和Vss2)被改变为三个电平(Vcc、Vcc2和Vss2)。在该实施例中新增的电势Vcc2是在本参考示例中使用的在较高电势Vcc和较低电势Vss2之间的中间电势。在新增的中间电势Vcc2被施加到给电线VL的时段中，执行阈值电压校正操作、信号电势写操作和迁移率校正操作。然后，在截止采样晶体管Tr1之后，给电线VL的电势被升高到较高电势Vcc，且发光时段开始。由于该操作，在驱动晶体管Trd的源极和漏极之间施加的电压被减少到最多12V，这使得能够减少栅极绝缘膜的厚度。
如图4的时序图所示，在时刻T1，每个像素的操作顺序进入不发光时段，然后在时刻T6切换到发光时段。在该不发光时段T1-T6的前一级中，给电线VL处于较低电势Vss2。在下一级的阈值电压校正时段T3-T4和信号电势写时段T5-T6中，给电线VL的电势被升高到中间电势Vcc2。然后，响应于发光时段的开始，给电线VL的电势被进一步升高到较高电势Vcc。向驱动晶体管Trd的漏极D施加给电线VL的电势。
在不发光时段T1-T3中，驱动晶体管Trd的源极电势处于最低电平。在该时段中，给电线VL还处于较低电势Vss2，因此不担心在驱动晶体管的源极和漏极之间的电压超过驱动晶体管的绝缘击穿电压。接下来，在校正时段T3-T6中，虽然源极电势略微地升高，但在漏极侧上的电势被置于较高电势。如果在该时段中，如在该参考示例中一样，给电线VL的电势不处于中间电势Vcc2而处于较高电势Vcc，则在驱动晶体管的源极和漏极之间的电压可能超过驱动晶体管的击穿电压。因此，在本实施例中，给电线VL的电势被设置为中间电势Vcc2。然后，在发光时段中，给电线VL的电势被升高到较高电势Vcc。但是，此时，由于自举操作，驱动晶体管的源极电势也被很大程度地提高。因此，不怕在驱动晶体管Trd的漏极和源极之间的电压超过驱动晶体管Trd的绝缘击穿电压。
如从上述描述中清楚的，涉及在驱动晶体管Trd的源极和漏极之间的电压超过绝缘击穿电压的最高可能性的时段是阈值电压校正时段和迁移率校正时段。因此，在执行这些校正操作的时段期间，给电线VL的电势被抑制到中间电势Vcc2，从而防止超过绝缘击穿电压的过多电压被施加在驱动晶体管的源极和漏极之间。换句话说，相比于参考示例，可以减少驱动晶体管Trd的绝缘击穿电压，因此可以实现栅极绝缘膜的厚度的减少和保持电容器的电容的增加。
参考图5到8，以下描述根据本实施例的显示器的操作的细节。图5示出在准备时段T2-T3中的像素中的电势状态。在该准备时段中，信号线SL被设置在参考电势Vss1，且采样晶体管Tr1被保持在导通状态。因此，参考电势Vss1被写到驱动晶体管Trd的栅极G。另一方面，给电线处于较低电势Vss2，其低于从Vss1减去Vth而得到的值。因此，驱动晶体管Trd处于导通状态，因此其源极电势是Vss2。以此方式，在准备时段T2-T3中，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S被分别初始化为Vss1和Vss2。在该时段中，驱动晶体管Trd的漏极和源极都处于电势Vss2，因此它们之间的电势差是0V。
图6示出在阈值电压校正时段T3-T4中的像素中的电势状态。当开始该阈值电压校正时段时，供应电压被升高到Vcc2，从而执行阈值电压校正操作。与Vgs成比例的漏极电流Ids流经驱动晶体管Trd，使得源极电势升高直到驱动晶体管Trd被截止。在该参考示例中，在较高电势Vcc和较低电势Vss2之间的电势差是15V或更高。相反，在本实施例中，Vcc2和Vss2之间的电势差被设置为12V或更低。如上所述，等于驱动晶体管Trd的栅极电势的电势Vss1稍微高于Vss2+Vth。因此，驱动晶体管Trd在相对于Vcc2的饱和区域中操作。
图7示出在迁移率校正时段T5-T6中的像素中的电势状态。在上述阈值电压校正操作结束以后，采样晶体管Tr1被暂时截止。接下来，信号线SL的电势被切换到信号电势Vsig，然后采样晶体管Tr1被再次导通。由于该操作，信号电势Vsig被写入驱动晶体管Trd的栅极G，且通过漏极电流Ids对保持电容器Cs的负反馈来执行迁移率校正操作。此时，供应电压仍然被保持在中间电势Vcc2。根据信号选择器的一般电压设计，电势Vsig被设置为大约Vss1+5V。根据以上描述，得到等式Vcc2＝Vss2+12＝Vss1-Vth+12≈Vss1+10(基于Vth是2V的假设)。因而得到关系式Vcc2＞Vsig，因此驱动晶体管Trd在迁移率校正操作期间总是在饱和区域中操作。为了精确的迁移率校正操作，驱动晶体管Trd需要在饱和区域中操作。在本实施例中，保证了精确的操作。
图8示出在发光时段中的像素的电势状态。在通过截止采样晶体管Tr1来结束迁移率校正操作之后，对像素的供应电压被升高到Vcc。当采样晶体管Tr1被截止时，增加了驱动晶体管Trd的栅极G的阻抗。因此，发光设备EL的阳极电势(即，驱动晶体管Trd的源极电势)随着漏极电流Ids而升高，且基于自举操作，栅极G的电势也与阳极电势的升高相关联地升高。因此，如果供应电压仍然被保持在中间电势Vcc2，关系式Vg(栅极电势)＞Vcc2+Vth将升高，这可能导致驱动晶体管Trd被线性驱动的担心。线性驱动将降低图像质量的均匀性。为了避免该问题，在本实施例中，在发光时段期间，设置供应电压Vcc使得满足关系式Vg＜Vcc+Vth。该电压设置使得驱动晶体管Trd在发光时段期间在饱和区域中操作，这能够实现高均匀性。应该注意，设计该较高电势Vcc使得驱动晶体管Trd的源极和漏极之间的电压最多为12V。
由于上述特征，在本实施例中，在驱动晶体管Trd的源极和漏极之间的电压可以被抑制到最多12V(击穿电压)。因此，可以应用使得栅极绝缘膜减少厚度的工艺，这可以进一步增加显示分辨率。
图9是示出在图1和图2所示的显示器中包括的电源扫描器的配置的部分电路图。电源扫描器包括移位寄存器和连接于移位寄存器的各级的输出缓冲器。与线顺序扫描同步，移位寄存器顺序地逐级输出脉冲。提供每个该输出缓冲器用于移位寄存器的各个级。图9示出用于一级的输出缓冲器。该输出缓冲器由在供应电压线和GND电压线之间布置的反相器组成。该反相器由P沟道晶体管TrP和N沟道晶体管TrN的对构成。该反相器的输入侧对应于移位寄存器的一级，且其输出侧被连接于对应的给电线。
向供应电压线提供来自外部脉冲电源的供应脉冲，其电平在两个电平Vcc和Vcc2之间切换。GND地线的电势被固定在Vss2。当对反相器的输入信号处于低电平时，导通P沟道晶体管TrP，使得输出被供应给供应电压线的电势Vcc或Vcc2。另一方面，当输入信号处于高电平时，导通N沟道晶体管TrN且因此向在输出侧上的给电线供应较低电势Vss2。以此方式，对应于在输入信号的低电平和高电平之间切换的时刻，以预定顺序向输出侧供应第一较高电势Vcc、第二较高电势Vcc2或较低电势Vss2。
图10示出在图9中所示的输出缓冲器的修改示例。相同的部分被赋予相同的标记以便于理解。该修改示例的不同之处在于，从外部脉冲电力供应向连接于输出缓冲器的反相器的GND电压线(地线)以相互交替切换的方式供应第一较低电势Vss3和低于电势Vss3的第二较低电势Vss2。通过如此与在Vcc和Vcc2之间切换供应电压线侧上的较高电势同时地在Vss3和Vss2之间切换在GND电压线侧上的较低电势，防止在输出缓冲器的晶体管TrP和TrN的源极和漏极之间施加的电压超过绝缘击穿电压。由于该特征，可以在相同的薄膜工艺中集成地形成像素阵列部分中的晶体管和在外围驱动部分中包括的电源扫描器中的晶体管。
图11是用于说明图9所示的输出缓冲器的操作的时序图。如上所述，以预定顺序在Vcc2和Vcc之间切换供应电压。输出缓冲器的反相器根据输入脉冲而操作以便适当地选择在供应电压侧上的Vcc或Vcc2或在地线侧上的Vss2，并向对应的给电线供应所选电势作为输出脉冲。如图所示，供应电压脉冲和输入脉冲的相位基于其间的预定关系而被调整。因此，在不发光时段期间，顺序地将输出脉冲切换到较低电势Vss2，在阈值电压校正时段和信号写时段期间校正到中间电势Vcc2，且在发光时段期间切换到较高电势Vcc。
图12是用于说明图10所示的输出缓冲器的操作的时序图。对于图12的时序图，使用如图11的时序图一样的相同表示方式以便于理解。如上所述，在Vcc2和Vcc之间切换供应电压。对应于该切换，在Vss2和Vss3之间切换GND电压(地线)。具体地，在将电力供应线侧上的电势从第一较高电势Vcc2切换到第二较高电势Vcc2之后，将地线侧上的电势从第一较低电势Vss3切换到第二较低电势Vss2。接下来，在地线侧上的电势从第二较低电势Vss2返回到第一较低电势Vss3之后，电力供应线侧上的电势从第二较电势Vcc2返回到第一较高电势Vcc。该电势设计防止在反相器的P沟道晶体管和N沟道晶体管的源极和漏极之间施加过多的电压。
图13是用于说明图10所示的输出缓冲器的操作的时序图。同样，对于图13的时序图，使用如图12的时序图一样的相同表示方式以便于理解。图13的图与图12的图的不同之处在于，与图12的示例相比，向前移动输入脉冲的上升时刻。该设计也能够防止在反相器的P沟道晶体管和N沟道晶体管的源极和漏极之间施加过多的电压。
根据本实施例的显示器具有如图14所示的薄膜设备结构。图14示出在绝缘衬底上形成的像素的示意部分结构。如图14所示，该像素包括晶体管部分，其包括多个薄膜晶体管(图14示出了一个TFT)、诸如保持电容器的电容性部分和诸如有机EL元件的发光部分。通过TFT处理在衬底上形成晶体管部分和电容性部分，且在其上堆叠了诸如有机EL元件的发光部分。通过在中间加入粘合剂，将相对衬底附加于发光部分上，从而获得平面板。
根据本实施例的显示器包括具有如图15所示的平板模块状态的显示器。例如，如下获得显示器模块。在绝缘衬底上提供其中每个都包括有机EL元件、薄膜晶体管、薄膜电容器等等的像素被集成地形成为矩阵的像素阵列部分。接下来，在该像素阵列部分(像素矩阵部分)周围放置粘合剂，且由玻璃等等组成的相对衬底被粘附到该衬底。根据需要，该透明相对衬底可以配有例如滤色器、保护膜和遮光膜。该显示器模块可以配有例如作为用于从外部向像素阵列部分输入信号/从像素阵列部分向外部输出信号的连接器的柔性印刷电路(FPC)等等。
根据上述实施例的显示器具有平面板形状，且可以被应用于任何领域中的基于向其输入或在其中产生的驱动信号来显示图像或视频的各种电子装置中的显示器，诸如数字摄像机、笔记本个人计算机、手机和视频摄像机。下面将描述由于了这种显示器的电子装置的例子。
图16示出应用了本实施例的电视。该电视包括由前面板12、过滤器玻璃13等等构成的视频显示屏幕11，且通过使用根据本实施例的显示器作为视频显示屏幕11来构造该电视。
图17示出应用了本实施例的数字摄像机：上图是正面视图，下图是背面视图。该数字摄像机包括成像镜头、用于闪光灯的发光器15、显示部分16、控制开关、菜单开关、快门按钮19等等，且通过使用根据本实施例的显示器作为显示部分16来构造该数字摄像机。
图18示出应用了本实施例的笔记本个人计算机。个人计算机的主体20包括在输入字符中操作的键盘21等等，其主体表面包括显示图像的显示部分22。通过使用根据本实施例的显示器作为显示部分22来构造该个人计算机。
图19示出应用了本实施例的便携式终端设备：左图示出了打开状态，右图示出了闭合状态。该便携式终端设备包括上外壳23、下外壳24、连接(铰链)25、显示器26、子显示器27、图片光28、摄像机29等等。通过使用根据本实施例的显示器作为显示器26和子显示器27来构造便携式终端设备。
图20示出应用了实施例的视频摄像机。该视频摄像机包括主体30、被布置在摄像机前侧且用于捕捉主题图像的镜头34、用于成像操作的开始/停止开关35、监视器36等等。通过使用根据本实施例的显示器作为监视器36来构造该视频摄像机。
本领域技术人员应该理解，可以取决于设计需要和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们处于所附权利要求或其等同物的范围内。
相关申请的交叉引用
本发明包含与2007年5月16日在日本专利局提交的日本专利申请JP2007-131006相关的主题，其全部内容被引用合并于此。

Claims (8)

1.一种显示器，包括：
像素阵列部分，被配置为包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个电流端被连接于所述给电线；以及
电源扫描器，被配置用于在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，其中
所述电源扫描器以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，以及
所述电源扫描器在所述像素的发光操作期间将所述给电线保持在所述第一较高电势，且在所述像素的阈值电压校正操作期间将所述给电线保持在低于所述第一较高电势的所述第二较高电势。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中
所述第一较高电势、所述第二较高电势和所述较低电势的电平被设计为使得在所述像素的所有操作中，在所述驱动晶体管的源极和漏极之间施加的电压落入饱和操作区域。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中
所述电源扫描器包括移位寄存器和每个都连接于所述移位寄存器的相应一级的输出缓冲器，
所述移位寄存器顺序地产生每级的切换信号，以及
所述输出缓冲器位于电力供应线和地线之间，且所述输出缓冲器根据所述切换信号在电力供应线侧上的所述第一或第二较高电势和在地线侧上的所述较低电势之间切换电势，并向所述给电线中相应的一个给电线施加所述电势。
4.根据权利要求3所述的显示器，其中
以相互交替切换的方式将所述第一较高电势和所述第二较高电势供应给所述输出缓冲器的所述电力供应线侧，且以与所述第一较高电势和所述第二较高电势之间的切换相关联的、相互交替切换的方式，将第一较低电势和低于所述第一较低电势的第二较低电势供应给所述输出缓冲器的所述地线侧，以及
执行所述第一较低电势和所述第二较低电势之间的切换以使得防止在所述电力供应线和所述地线之间提供的输出缓冲器中包括的晶体管的源极和漏极之间施加的电压超过绝缘击穿电压。
5.根据权利要求4所述的显示器，其中
所述输出缓冲器在将所述电力供应线侧上的电势从所述第一较高电势切换到所述第二较高电势之后，将所述地线侧上的电势从所述第一较低电势切换到所述第二较低电势，并在将所述地线侧上的电势从所述第二较低电势返回到所述第一较低电势之后，将所述电力供应线侧上的电势从所述第二较高电势返回到所述第一较高电势。
6.根据权利要求5所述的显示器，其中
所述电源扫描器通过以预定顺序在处于不同电平的所述第一较高电势和所述第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，来防止在一系列操作中在所述驱动晶体管的源极和漏极之间施加的电压超过绝缘击穿电压。
7.一种用于驱动包括像素阵列部分和电源扫描器的显示器的方法，所述像素阵列部分包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个电流端被连接于所述给电线，所述电源扫描器在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，所述方法包括步骤：
通过使用所述电源扫描器，以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，从而防止在所述像素的一系列操作中在所述驱动晶体管的源极和漏极之间施加的电压超过绝缘击穿电压，
其中所述电源扫描器在所述像素的发光操作期间将所述给电线保持在所述第一较高电势，且在所述像素的阈值电压校正操作期间将所述给电线保持在低于所述第一较高电势的所述第二较高电势。
8.一种具有显示器的电子设备，所述显示器包括：
像素阵列部分，被配置为包括给电线、沿行布置的扫描线、沿列布置的信号线和在所述扫描线和所述信号线的交叉点处布置且以矩阵排列的像素，每个所述像素包括驱动晶体管和发光设备，作为所述驱动晶体管的源极和漏极的一对电流端中的一个电流端被连接于所述给电线；以及
电源扫描器，被配置用于在较高电势和较低电势之间顺序地切换每个给电线的电势，其中
所述电源扫描器以预定顺序在处于不同电平的第一较高电势和第二较高电势之间切换被施加到所述给电线的较高电势，以及
所述电源扫描器在所述像素的发光操作期间将所述给电线保持在所述第一较高电势，且在所述像素的阈值电压校正操作期间将所述给电线保持在低于所述第一较高电势的所述第二较高电势。
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