CN101325022A - 显示装置、用于显示装置的驱动方法以及电子装置 - Google Patents

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Abstract

在此公开了一种显示装置、用于显示装置的驱动方法以及电子装置。该显示装置包括：包括了多个像素、写晶体管、驱动晶体管、第一开关晶体管、保持电容器和第二开关晶体管的像素阵列部分；第一扫描部件，用于以像素的行为单位驱动写晶体管；第二扫描部件，用于与第一扫描部件的扫描同步地驱动开关晶体管；以及第三扫描部件，用于在由写晶体管写入图像信号后直到像素的同一行的信号写入期结束的时间段内将第二开关晶体管控制到非导通状态，而在任何其他时间段将其控制到导通状态。

Description

显示装置、用于显示装置的驱动方法以及电子装置
技术领域
本发明涉及显示装置、用于显示装置的驱动方法和电子装置，更具体地，涉及平坦型(flat type)或平板型(flat panel type)显示装置，其中以行和列，即以矩阵布置每个包括电子光学器件的多个像素，并涉及用于该类型的显示装置的驱动系统和包括该类型显示装置的电子装置。
背景技术
近年来，在用于显示图像的显示装置领域，以行和列(即以矩阵)布置每个包括发光器件的多个像素或像素电路的平坦型显示装置已经迅速普及。作为这种平坦型的显示装置之一，已经开发了有机EL(电镀发光)显示装置并已商业化。有机EL显示装置使用有机EL器件作为用于像素的发光器件。有机EL器件是电流驱动型的电光器件，其发光亮度响应于流经该器件的电流值而变化，并且该有机EL器件具体地利用了有机薄膜在向其施加电场的情况下发光的现象。
有机EL显示装置具有以下特性。具体地，由于可以使用等于或低于10V的施加电压来驱动有机EL器件，因此功耗低。而且，有机EL器件是自发光器件。因此，与由被包括在每个像素中的液晶单元控制来自称作背光的光源的光强度以显示图像的液晶显示装置相比，有机EL显示装置在显示图像的视觉可观看性方面更优。除此之外，由于有机EL显示装置不需要液晶显示装置所必需的诸如背光的照明部分，因此很容易降低尺寸和厚度。而且，由于有机EL器件的响应速度高达约几微秒，因此在有机EL显示装置上显示移动画面时不会出现残留图像(after image)。
与液晶显示装置类似，有机EL显示装置可以采用简单(无源)矩阵系统和有源矩阵系统作为驱动系统。然而，尽管简单矩阵型显示装置结构上简单，但是其具有这样的问题：难以将其实现为大尺寸和高分辨率的显示装置，这是因为电光器件的发光期随着扫描线的数量，即像素的数量的增加而降低。
因此，近年来，已经并正在积极地进行有源矩阵系统的显示装置的开发，其中由像素电路中所提供的有源器件控制流经电光器件的电流，该像素电路包括电光器件，例如绝缘栅极型场效应管，通常为TFT(薄膜晶体管)。可以容易地将有源矩阵系统的显示装置实现为大尺寸和高分辨率的显示装置，这是因为电光器件的发光连续超过一个帧的时间段。
顺便提及，公知有机EL器件的I-V特性，即电流-电压特性随着时间的流逝而退化。这种恶化称作老化(age deterioration)或与寿命相关的退化。在使用N沟道型TFT作为用于电流驱动有机EL器件的晶体管(下文中将这种晶体管称作“驱动晶体管”)的像素电路中，有机EL器件连接到驱动晶体管的源极侧。因此，如果有机EL器件的I-V特性呈现出老化，则驱动晶体管的栅极-源极电压Vgs变化，导致有机EL器件的发光亮度也变化。
更具体地对其加以描述。驱动晶体管的源极电势取决于驱动晶体管和有机EL器件的工作点。如果有机EL器件的I-V特性退化，则驱动晶体管和有机EL器件的操作点变化，从而，即使将相同的电压施加到驱动晶体管的栅极，驱动晶体管的源极电势也变化。由于这改变了驱动晶体管的源极-栅极电压Vgs，因此流经驱动晶体管的电流值变化。结果，流经有机EL器件的电流值变化，并且这改变了有机EL器件的发光亮度。
另一方面，除了有机EL器件的I-V特性的老化之外，使用多晶硅TFT的像素电路还经受着驱动晶体管的阈值电压Vth或形成驱动晶体管的沟道的半导体薄膜的迁移率μ(下文中将这种迁移率称作驱动晶体管迁移率)的老化。而且，在像素电路中，由于制作工艺中的偏差(dispersion)，阈值电压Vth或迁移率μ在不同的像素或在之间具有偏差的各个晶体管特性之中不同。
如果驱动晶体管的阈值电压Vth或迁移率μ在不同的像素之间不同，则这引起在不同的像素中流经驱动晶体管的电流值的偏差。因此，即使将相同的电压施加到像素中的驱动晶体管的栅极，也会出现像素中的有机EL器件的发光亮度的偏差，并且这降低了屏幕图像的均匀性。
因此，为了保持有机EL器件的发光亮度固定而即使有机EL器件的I-V特性表现出老化或驱动晶体管的阈值电压Vth或迁移率μ表现出老化也不受影响，为每个像素电路提供了校正功能。具体地，为每个像素电路提供了：用于补偿有机EL器件的特性变化的补偿功能、用于实现针对驱动晶体管的阈值电压Vth的变化的校正的功能(下文中将这种校正称作“阈值校正”)、以及用于实现针对驱动晶体管的迁移率μ的变化的校正的功能(下文中将这种校正称作“迁移率校正”)。例如在日本专利公开No.2006-133542(下文中称作专利文件1)中公开了所述配置的像素电路。
在以这种方式每个像素电路包括用于有机EL器件的特性变化的补偿功能和针对驱动晶体管的阈值电压Vth和迁移率μ的变化的校正功能的情况下，即使有机EL器件的I-V特性表现出老化或者驱动晶体管的阈值电压Vth或迁移率μ表现出老化，也可以保持有机EL器件的发光亮度固定而不受这种老化或老化的影响。
发明内容
在此，研究了这样的情况：在某个像素中，串联连接到驱动晶体管用于控制有机EL器件发光的开关晶体管经受了由于特性等的减退(failure)而引起的泄漏。
假设在信号写入期内写晶体管对图像信号进行采样以将信号电压写入驱动晶体管的栅电极后，信号电压被保持为驱动晶体管的栅极-源极电压Vgs。在此实例中，如果开关晶体管经受了泄漏并且电流从电源经过该开关晶体管流到驱动晶体管，则驱动晶体管的源极节点被充电。因此，驱动晶体管的源极电势升高。这将在下文中详细描述。
如果在信号写入期内驱动晶体管的源极电势由于来自开关晶体管的泄漏而以这种方式升高，则如果假设驱动晶体管的栅极-源极电压在所有像素中都相同，则发生泄漏的像素的驱动晶体管的栅极-源极电压低于其他像素的栅极-源极电压。这降低了将要从驱动晶体管供应至有机EL器件的驱动电流，从而，像素的发光亮度变得比其他像素低，并且像素变得更暗。
因此，需要提供一种显示装置、用于显示装置的驱动方法和电子装置，其中，即使用于控制诸如有机EL器件的电光器件的发光的开关晶体管经受泄漏，也可以抑制由信号写入期内的泄漏引起的发光亮度的降低。
根据本发明的实施例，提供了包括以下部分的显示装置：像素部分，包括多个像素，多个像素以行和列布置并且每个像素包括电光器件、用于将图像信号写入像素的写晶体管、被配置用于基于由写晶体管所写入的图像信号来驱动电光器件的驱动晶体管、串联连接到驱动晶体管并被配置用于控制电光器件发光或不发光的第一开关晶体管、具有连接到驱动晶体管的栅极的第一端的保持电容器、以及连接到保持电容器的第二端和驱动晶体管的源电极的第二开关晶体管；第一扫描部分，用于以像素的行为单位驱动写晶体管；第二扫描部分，用于与第一扫描部分的扫描同步地驱动开关晶体管；以及第三扫描部分，用于在由写晶体管写入图像信号后直到像素的同一行的信号写入期结束的时间段内将第二开关晶体管控制为非导通状态，而在任何其他时间段将其控制为导通状态。
在该显示装置中，如果在写晶体管的写入期内第一开关晶体管发生泄漏，则泄漏致使驱动晶体管的源极节点被充电，从而，驱动晶体管的源极电势升高。然而，由于第二开关晶体管被置于非导通状态以将保持电容器的第二端与驱动晶体管的源极节点电断开，因此保持电容器的保持电压仅受到与源极电势在开关晶体管被置于非导通状态的时间点之前的升高量相对应的量的影响，作为信号写入期内的源极电势的升高的影响。
然后，当信号写入期结束并且第二开关晶体管被置于导通状态以将保持电容器的第二端与驱动晶体管的源极节点电连接时，已经在信号写入期期间由于泄漏而升高的驱动晶体管的源极电势被保持电容器中所保持的电荷拉回。因此，即使驱动晶体管的源极电势由于开关晶体管在信号写入期内的泄漏而升高，在信号写入期结束时，通过第二开关晶体管的动作，驱动晶体管的源极电势也会回到与在开始信号写入期前的时间点时的电势接近的电势。因此，可以最小化可能由泄漏引起的驱动晶体管的栅极-源极电压的降低。
使用该显示装置，即使用于控制电光器件在发光和不发光之间的开关晶体管在信号写入期内发生泄漏，但是由于可以压低由泄漏引起的驱动晶体管的栅极-源极电压的降低，因此可以抑制由信号写入期内的泄漏引起的发光亮度的下降。
结合附图，从以下描述和所述权利要求，本发明的以上和其他特征和优点将变得明显，其中附图中相同的部分或元件由相同的参考标记表示。
附图说明
图1是示出了应用本发明的实施例的有机EL显示装置的一般配置的方框图；
图2是示出了有机EL显示装置的像素或像素电路的具体配置的例子的电路图；
图3是示出了像素的剖面结构的剖面图；
图4是示出了以往的像素的配置例子的电路图；
图5是图示包括以往的像素的有机EL显示装置的基本电路操作的时序波形图；
图6是图示图1的有机EL显示装置的电路操作的时序波形图；
图7是图示图1的有机EL显示装置的驱动晶体管的源极电势和保持电容器的一端的节点电势的时间变化的时序波形图；
图8是示出了应用本发明的电视接收机的外观的透视图；
图9A和9B示出了应用本发明的数码相机的外观，并且其中图9A是从前侧观看的透视图，并且图9B是从后侧观看的透视图；
图10是示出了应用本发明的膝上型个人计算机的外观的透视图；
图11是示出了应用本发明的摄像机的透视图；以及
图12A到12G示出了应用本发明的便携式电话机的外观，其中图12A和12B分别是处于打开状态的便携式电话机的前视图和侧视图，图12C、12D、12E、12F和12G分别是处于关闭状态的便携式电话机的左侧视图、右侧视图、顶部平面图和底部平面图。
具体实施方式
首先参考图1，示出了应用本发明的有源矩阵型显示装置的一般配置。所示的有源矩阵型显示装置被形成为使用诸如有机EL器件的电流驱动型电光器件作为像素的发光器件的有源矩阵型有机EL显示装置，该电流驱动型电光器件的发光亮度响应于流到该器件的电流值而变化。
参考图1，根据本实施例的有机EL显示装置10包括：像素阵列部分30，其中以行和列二维地(即以矩阵)布置多个像素20；以及布置在像素阵列部分30周围的驱动部分，用于驱动像素20。例如，用于像素20的驱动部分包括：写扫描电路40、驱动扫描电路50、第一、第二和第三校正扫描电路60、70和80、以及水平驱动电路90。
像素阵列部分30通常被形成在诸如玻璃衬底的透明绝缘衬底上，并具有平坦型平板结构。在像素阵列部分30中，以行和列排列像素20，并且对于像素阵列，连线扫描线31-1到31-m、驱动线32-1到32-m、以及第一、第二和第三校正扫描线33-1到33-m、34-1到34-m、以及35-1到35-m，用于各个像素行。而且，连线信号线(数据线)36-1到36-n，用于各个像素列。
可以使用非晶硅TFT(薄膜晶体管)或低温硅TFT形成像素阵列部分30的每个像素20。在使用低温硅的情况下，将写扫描电路40、驱动扫描电路50、第一、第二和第三校正扫描电路60、70和80以及水平驱动电路90放置在显示平板或衬底上，其中在该显示平板或衬底上形成像素阵列部分30。
从移位寄存器等形成写扫描电路40，并且写扫描电路40在将图形信号写入像素阵列部分30的像素20中时将写信号(扫描信号)WS 1到WSm连续供应至扫描线31-1到31-m以行为单位顺序扫描像素20(行序扫描)。
从移位寄存器等形成驱动扫描电路50，并且驱动扫描电路50在像素20的发光驱动时与写扫描电路40的扫描同步地将驱动信号Ds1至DSm连续供应至驱动线32-1至32-m。
从移位寄存器等形成第一、第二和第三校正扫描电路60、70和80的每个，并且当要执行下文中所述的校正操作时，第一、第二和第三校正扫描电路60、70和80分别将第一、第二和第三校正扫描信号AZ11至AZ1m、AZ21至AZ2m以及TS 1至TSm适当地供应至第一校正扫描线33-1至33-m、34-1至34-m以及35-1至35-m。
水平驱动电路90与写扫描电路40的扫描同步地将根据亮度信息的图形信号的信号电压Vsig供应至信号线36-1至36-n。水平驱动电路90采取行序写入的驱动形式，通过该行序写入的驱动形式，例如，信号电压Vsig被写入行或线单元中。
(像素电路)
图2示出了像素(像素电路)20的具体配置的例子。
参考图2，像素20包括例如有机EL器件的电流驱动型电光器件作为发光器件，其响应于流经器件的电流值而变化发光亮度。像素20具有以下像素配置，除了有机EL器件以外，该像素配置包括驱动晶体管22、写(采样)晶体管23、开关晶体管24到27、以及保持电容器28作为其组件器件。换句话说，像素20具有包括六个晶体管(Tr)和一个电容器件(C)的6-Tr/1-C像素配置。
在具有上述配置的像素20中，N沟道型TFT用于驱动晶体管22、写晶体管23和开关晶体管25、26和27，并且P沟道型TFT用作开关晶体管24。然而，驱动晶体管22、写晶体管23和开关晶体管24到27的导通类型的组合仅仅是例子，而导通类型的组合不限于具体组合。
有机EL器件在其阴电极处连接到第一电源电势Vcat(在此，地电势GND)。驱动晶体管22是用于电流驱动有机EL器件21的有源器件，并且在其源电极处连接到有机EL器件的阳电极以形成源极跟随器电路。
写晶体管23在其诸如源电极或漏电极的一个电极处连接到信号线36(36-1到36-n)，并且在其漏电极或源电极的另一电极处连接到驱动晶体管22的栅电极。而且，写晶体管23在其栅电极处连接到驱动线31(31-1到31-m)。
开关晶体管24在其源电极处连接到在此作为正电源电势的第二电源电势Vccp，并在其漏电极处连接到驱动晶体管22的漏电极。而且，开关晶体管24在其栅电极处连接到驱动线32(32-1到32-m)。
开关晶体管25在其漏电极处连接到写晶体管23的另一电极，即，驱动晶体管22的栅电极，并且在其源电极处连接到第三电源电势Vofs。开关晶体管25在其栅电极处连接到第一校正扫描线33(33-1到33-m)。
保持电容器28在其第一端处连接到驱动晶体管22的栅电极和写晶体管23的漏电极之间的连接节点N11。开关晶体管26在其漏电极处连接到保持电容器28的第二端，并且在其源电极处连接到在此作为负电源电势的第四电源电势Vini。而且，开关晶体管26在其栅电极处连接到第二校正扫描线34(34-1到34-m)。
开关晶体管27在其一个电极(即其漏电极或源电极)处连接到位于保持电容器28的第二端和开关晶体管26的漏极之间的连接节点N12。而且，开关晶体管27在其另一电极(即其源电极或漏电极)处连接到位于驱动晶体管22的源电极和有机EL器件21的阳电极之间的连接节点N13。而且，开关晶体管27在其栅电极处连接到第三校正扫描线35(35-1到35-m)。
在各组件以上述这种连接方案而连接的像素20中，组件按以下方式动作。
当将写晶体管23置于导通或ON状态中时，其对通过信号线26供应至其处的图像信号的信号电压Vsig进行采样，并将采样的信号电压Vsig写入像素20中。由写晶体管23写入的信号电压Vsig被施加到驱动晶体管22的栅电极，并被保持在保持电容器28中。
当开关晶体管24处于导通状态中时，驱动晶体管22接收来自第二电源电势Vccp的电流供应，并将由保持电容器28中所保持的信号电压Vsig的电压值所定义的电流值的驱动电流供应至有机EL器件21，以驱动有机EL器件21(电流驱动)。
驱动晶体管22操作为恒流源，因为其被设计为在饱和区中操作。结果，由以下表达式(1)给出的固定的漏极-源极电流Ids被从驱动晶体管22供应至有机EL器件21：
Ids＝(1/2)·μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2……(1)
其中Vth是驱动晶体管22的阈值电压，μ是组成驱动晶体管22的沟道的半导体薄膜的迁移率(下文中将该迁移率称作驱动晶体管22的迁移率)，W是沟道宽度，L是沟道长度，Cox是每单位面积的栅极电容，并且Vgs是施加到关于源极电势施加到栅极的栅极-源极电压。
当将开关晶体管24置于导通状态中时，其将来自第二电源电势Vccp的电流供应至驱动晶体管22。具体地，开关晶体管24控制对驱动晶体管22的电流供应以控制有机EL器件21的发光/不发光期，从而实现工作驱动(dutydriving)。
当开关晶体管25和26被适当置于导通状态中时，在电流驱动有机EL器件21之前，检测驱动晶体管22的阈值电压Vth，并将所检测的阈值电压Vth预先保持在保持电容器28中，以便消除阈值电压的影响。保持电容器28保持在显示期上驱动晶体管22的栅极和源极之间的电势差。
在图形信号的信号电压Vsig被写入后直到相同像素行的信号写入期结束为止的时间段内，开关晶体管27将连接节点N12和连接节点N13彼此电断开，以实现即使发生泄漏也抑制由从开关晶体管24的泄漏引起的发光亮度的下降的动作。
作为用于确保像素20的正常操作的条件，将第四电源电势Vini设置为低于驱动晶体管22的阈值电压Vth与第三电源电势Vofs的电势差。换句话说，满足Vini＜Vofs-Vth的电平关系。
此外，将有机EL器件21的阈值电压Vthel与有机EL器件21的第一电源电势Vcat(在此地电势GND)的电平设置为高于驱动晶体管22的阈值电压Vth与第三电源电势Vofs的电势差。换句话说，满足Vcat+Vthel＞Vofs-Vth(＞Vini)。
(像素结构)
图3示出了像素20的剖面结果的例子。参考图3，像素20包括依次在玻璃衬底201上形成的绝缘膜202、绝缘展平膜(insulating flattening film)203和弯曲绝缘膜(wind insulating film)204，其中在玻璃衬底201上形成了包括驱动晶体管22和写晶体管23的像素电路。此外，在弯曲绝缘膜204的每个凹陷部分204A中提供有机EL器件21。
有机EL器件21包括由金属材料制成并在弯曲绝缘膜204的凹陷部分204A的底部形成的阳电极205，以及在阳电极205上形成并包括电子传输层、发光层和空穴传输层/空穴注入层的有机层206。有机EL器件21还包括由对有机层206上的所有像素公共地形成的透明导电膜等形成的阴电极207。
在有机EL器件21中，通过在阳电极205上相继沉积空穴传输层/空穴注入层2061、发光层2062、电子传输层2063和电子注入层(未示出)，形成有机层206。当由图2所示的驱动晶体管22电流驱动像素20时，电流从驱动晶体管22经过阳电极205流到有机层206，于是电子和空穴在有机层206中的发光层2062中重新结合(re-couple)，由此发光。
在如图3所示，以像素为单位，通过绝缘膜202、绝缘展平膜203和弯曲绝缘膜，在形成有像素电路的204玻璃衬底201上形成有机EL器件21之后，通过粘合剂210将密封衬底209粘合到钝化膜208，以用密封衬底209密封有机EL器件21，从而形成显示面板。
使用上述像素20的配置，在本实施例中，其包括连接在连接节点N12(保持电容器28的第二端)和连接节点N13(驱动晶体管的源电极/有机EL器件21的阳电极)之间的开关晶体管27。顺便提及，在根据上述专利文件1中所公开的现有技术的像素配置中，连接节点N12和连接节点N13彼此电连接。
[基本电路操作]
在此，参考图5描述如图4可见的、包括根据现有技术的像素20’的有源矩阵型有机EL显示装置的基本电路操作，该像素20’不包括开关晶体管27，同时保持电容器28的第二端和驱动晶体管22的源电极、有机EL器件21的阳电极彼此电连接。
图5图示了驱动某一像素行中的像素20时的基本电路操作。具体地，图5图示了从写扫描电路40提供到像素20的写信号WS(WS 1到WSm)、从驱动扫描电路50提供到像素20的驱动信号DS(DS1到DSm)、以及从第一和第二校正扫描电路60和70提供到像素20的第一和第二校正扫描信号AZ1(AZ11到AZ1m)和AZ2(AZ21到AZ2m)之间的时序关系。图5还图示了驱动晶体管22的栅极电势Vg和源极电势Vs的变化。
在此，由于写晶体管23和开关晶体管25和26是N沟道型的，因此写信号WS和第一和第二校正扫描信号AZ1和AZ2的高电平(在本例子中，是第二电源电势Vccp，下文中称作“H电平”)状态是激活状态，而低电平(在本例子中是第一电源电势Vcat(GND)；下文中称作“L电平”)状态是非激活状态。另一方面，由于开关晶体管24是P沟道型的，因此驱动信号DS的L电平状态是激活状态，而H电平状态是非激活状态。
驱动信号DS的电平在时刻t1从L电平变化为H电平，并且开关晶体管24被置于非导通或OFF状态。在此状态下，第二校正扫描线AZ2的电平在时刻t2从L电平变化为H电平，并且开关晶体管26被置于导通状态。从而，通过开关晶体管26将第四电源电势Vini供应至驱动晶体管22的源电极。
此时，由于满足如上所述的Vini＜Vcat+Vthel的电平关系，因此有机EL器件21处于反向偏置状态。因此，没有电流流到有机EL器件21，并且有机EL器件21处于不发光状态。
然后在时刻t3，第一校正扫描信号AZ1的电平从L电平变化为H电平，并且开关晶体管25被置于导通状态。从而，第三电源电势Vofs通过开关晶体管25被施加到驱动晶体管22的栅电极。此时，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs采取Vofs-Vini的值。在此，满足如上所述的Vofs-Vini＞Vth的电平关系。
(阈值校正期)
然后，在时刻t4，第二校正扫描信号AZ2的电平从H电平变化为L电平，并且开关晶体管26被置于非导通状态。其后，在时刻t5，驱动信号DS的电平从H电平变化为L电平，并且开关晶体管24被置于导通状态。从而，根据栅极-源极电压Vgs的电流流到驱动晶体管22。
此时，有机EL器件21的第一电源电势Vcat高于驱动晶体管22的源极电势Vs，并且有机EL器件21处于反向偏置状态。从而，流到驱动晶体管22的电流沿着以下路径流动：连接节点N13→连接节点N12→保持电容器28→连接节点N11→开关晶体管25→第三电源电势Vofs。因此，根据该电流的电荷被充电到保持电容器28中。此外，随着时间流逝，与保持电容器28的充电一起，驱动晶体管22的源极电势Vs从第四电源电势Vini逐渐升高。
然后，在经过固定间隔的时间并且驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs变得等于驱动晶体管22的阈值电压后，驱动晶体管22截止。从而，电流不再流向驱动晶体管22。因此，将驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs，即阈值电压Vth，作为用于阈值校正的电势而保持到保持电容器28中。
其后，在时刻t6，驱动信号DS的电平从L电平变化为H电平，并且开关晶体管24被置于非导通状态。从时刻t5到时刻t6的时间段是检测驱动晶体管22的阈值电压Vth并将其保持到保持电容器28中的时间段。为了方便描述，下文中将固定的时间段t5-t6称作阈值校正期。其后，在时刻t7，第一校正扫描信号AZ1的电平从H电平变化为L电平，并且开关晶体管25被置于非导通状态。
(信号写入期)
然后，在时刻t8，写信号WS的电平从L电平变化为H电平，并且写晶体管23被置于导通状态。从而，由写晶体管23对图像信号的信号电压Vsig进行采样，并且该信号电压Vsig被写入像素中。因此，驱动晶体管22的栅极电势Vg变得等于信号电压Vsig。由保持电容器28保持信号电压Vsig。
此时，通过保持电容器28和有机EL器件21之间的电容耦合，在写晶体管23的采样时，驱动晶体管22的源极电势Vs相对驱动晶体管22的栅极电势Vg的幅度升高。
在此，在由Ccs表示保持电容器28的电容值、由Coled表示有机EL器件21的电容值并且由ΔVg表示驱动晶体管22的栅极电势Vg的升高量的情况下，由以下表达式(2)给出驱动晶体管22的源极电势Vs的升高量ΔVs：
ΔVs＝ΔVg×{Ccs/(Coled+Ccs)}……(2)
另一方面，通过写晶体管23的采样而被写入的信号电压Vsig按以下方式保持在保持电容器28中：其被加到保持电容器28中所保持的阈值电压Vth上。此时，保持电容器28的保持电压是Vsig-Vofs+Vth。在此，如果假设Vofs＝0V以便于理解，则栅极-源极电压Vgs是Vsig+Vth。
通过预先以这种方式将阈值电压Vth保持在保持电容器28中，能够对驱动晶体管22的每个像素校正阈值电压Vth的偏差或老化。具体地，当由信号电压Vsig驱动驱动晶体管22时，通过保持电容器28中所保持的阈值电压Vth，抵消驱动晶体管22的阈值电压Vth。换句话说，实现了阈值电压Vth的校正。
即使对于每个像素存在阈值电压Vth的偏差或老化，通过阈值电压Vth的校正操作可以抵消阈值电压Vth对驱动晶体管22驱动有机EL器件21的影响。结果，可以对每个像素保持有机EL器件21的发光亮度固定，而不受阈值电压Vth的偏差或老化的影响。
(迁移率校正期)
其后，在写晶体管23维持导通状态时，在时刻t9，驱动信号DS的电平从H电平变化为L电平，并且开关晶体管24被置于导通状态。当开关晶体管24被置于导通状态时，开始从电源电势Vccp向驱动晶体管22的电流供应。在此，由于设置了条件Vofs-Vth＜Vthel，因此有机EL器件21被置于反向偏置状态。
由于有机EL器件21处于反向偏置状态，因此有机EL器件21不显现二极管特性而是简单电容器特性。因此，流经驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids被写入电容值Ccs的保持电容器28和电容值Coled的有机EL器件21的电容组件的组合电阻器C(＝Ccs+Coled)中。作为写入的结果，驱动晶体管22的源极电势Vs升高。
驱动晶体管22的源极电势Vs的升高量ΔVs作用为将其从保持电容器28中所保持的栅极-源极电压Vgs中减去，或者换句话说，对保持电容器28的电荷放电。因此，施加了负反馈。换句话说，驱动晶体管22的源极电势Vs的升高量ΔVs是负反馈中的负反馈量。此时，驱动晶体管22的栅极-源极电势Vgs是Vsig-ΔVs+Vth。
通过以这种方式将流经驱动晶体管22的电流负反馈到驱动晶体管22的栅极输入(栅极-源极电势差)，消除了每个像素20中的驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids对于迁移率μ的依赖性。换句话说，能够对每个像素校正驱动晶体管22的迁移率μ的偏差。
在图5中，在写信号WS的激活期(即H电平期)和驱动信号DS的激活期(即L电平期)彼此重叠的时间段(t9-t10)，即写晶体管23和开关晶体管24两者都表现出导通状态的重叠期T，是迁移率校正期。
在此，如果考虑具有相对较高迁移率μ的驱动晶体管和具有相对较低迁移率μ的另一驱动晶体管，则在重叠期内，具有高迁移率μ的驱动晶体管的源极电势Vs的量比具有低迁移率μ的驱动晶体管更大。而且，随着源极电势Vs增加更大的量，驱动晶体管22的栅极-源极电势Vgs降低，并且可能更少的电流流动。
换句话说，通过调整重叠期T，可以将相同的漏极-源极电流Ids提供给具有不同迁移率μ的值的驱动晶体管22。在重叠期T内所确定的每个驱动晶体管22的栅极-源极电势Vgs被保持在保持电容器28中，并且驱动晶体管22将根据栅极-源极电势Vgs的电流，即漏极-源极电流Ids供应至有机EL器件21，以使有机EL器件21发光。
(发光期)
由于在时刻t10，写信号WS的电平变成L电平，并且写晶体管23被置于非导通状态，因此重叠期T结束，并且进入发光期。在发光期内，晶体管22的源极电势升高到有机EL器件21的驱动电压。而且，由于驱动晶体管22的栅电极与信号线26(36-1到36-n)断开并被置于浮动状态(floating state)，因此通过保持电容器28的自举操作，栅极电势Vg以与源极电势Vs的升高的连锁关系同样升高。
此时，在由Cg表示驱动晶体管22的栅电极的寄生电容的情况下，由以下表达式(3)给出栅极电势Vg的升高量ΔVg：
ΔVg＝ΔVs×{Ccs/(Ccs+Cg)}……(3)
同时，保持电容器28中所保持的栅极-源极电势Vgs保持值Vsig-ΔVs+Vth。
然后，与驱动晶体管22的源极电势Vs的升高一起，消除有机EL器件21的反向偏置状态，并建立前向偏置状态。从而，由于将由上文给出的表达式(1)所给出的固定的漏极-源极电流Ids从驱动晶体管22供应至有机EL器件，因此有机EL器件实际开始发光。
通过将Vsig-ΔVs+Vth代入表达式(1)中的Vgs，由以下表达式(4)给出漏极-源极电流Ids和栅极-源极电压Vgs之间的关系：
Ids＝kμ(Vgs-Vth)2
   ＝kμ(Vsig-ΔVs)2……(4)
其中k＝(1/2)(W/L)Cox。
如从以上表达式(4)可认识到，消去了驱动晶体管22的阈值电压Vth的项。因此，可以认识到，要从驱动晶体管22供应至有机EL器件21的漏极-源极电流Ids不依赖于驱动晶体管22的阈值电压Vth。基本上，驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids取决于图像信号的信号电压Vsig。换句话说，有机EL器件21发出具有根据信号电压Vsig的亮度的光，而不受驱动晶体管22的每个像素的阈值电压Vth的偏差或老化的影响。
通过以这种方式在写入图像信号的信号电压Vsig之前预先将驱动晶体管22的阈值电压Vth保持在保持电容器28中，能够消除或校正驱动晶体管22的阈值电压Vth，并能够供应不受每个像素的阈值电压的偏差或老化影响的固定的漏极-源极电流Ids。因此，可以获得高画面质量的显示图像(对于驱动晶体管22的阈值电压Vth的变化的补偿功能)。
而且，如从以上给出的表达式(4)可见，用通过将漏极-源极电流Ids负反馈到驱动晶体管22的栅极输入的负反馈量ΔVs来校正图像信号的信号电压Vsig。该负反馈量ΔVs作用为抵消位于表达式(4)的系数部分处的迁移率μ的影响。
因此，漏极-源极电流Ids主要依赖于图像信号的信号电压Vsig。换句话说，有机EL器件21发出具有根据信号电压Vsig的亮度的光，既不受驱动晶体管22的阈值电压Vth的影响，也不受对于每个像素的驱动晶体管22的迁移率μ的偏差或老化的影响。结果，可以获得没有条纹或亮度不规则性的均匀画面质量。
通过以这种方式将漏极-源极电流Ids负反馈到驱动晶体管22的栅极输入并在重叠期T(t9-10)内用负反馈量ΔVs校正信号电压Vsig，能够消除驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids对于迁移率μ的依赖性，并将依赖于信号电压Vsig的漏极-源极电流Ids供应至有机EL器件21。因此，可以获得没有由于每个像素的驱动晶体管22的迁移率μ的偏差或老化而引起的条纹或亮度不规则性的均匀画面质量的显示图像。
在此，在以矩阵布置每个包括作为电流驱动型电光器件的有机EL器件21的像素20的有机EL显示装置10中，如果有机EL器件21的发光时间变长，则有机EL器件21的I-V特性变化。因此，有机EL器件21的阳电极和驱动晶体管22的源极之间的电势也变化。
另一方面，在具有上述配置的有源矩阵系统的有机EL显示装置10中，由于驱动晶体管22的栅极-源极电势Vgs被保持在固定的值，因此应该流经有机EL器件21的电流不流动。因此，即使有机EL器件21的I-V特性变化，但是由于固定的漏极-源极电流Ids继续流到有机EL器件21，因此可以抑制有机EL器件21的发光期的变化(有机EL器件21的特性变化的补偿功能)。
[开关晶体管的泄漏引起的问题]
顺便提及，如果在信号写入期(t8-t9)内，通过写晶体管23的写入而将信号电压Vsig写入驱动晶体管22的栅电极，并且当信号电压Vsig作为驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs而被保持在保持电容器28中时，由于特性等的减退，开关晶体管24发生泄漏，则发生发光亮度下降的问题。下面详细描述其原因。
图像信号的信号电压Vsig的写入需要一定的时间段。具体地，根据作为图像信号的信号电压Vsig的一种驱动系统的选择器运动系统(时分驱动系统)，由于必须在同一像素行的信号写入期内写入R(红)、G(绿)和B(蓝)的信号电压VsigR、VsigG和VsigB，因此写入信号电压需要时间。
在此，根据选择器驱动系统，显示面板上的信号线36-1到36-n中的多个信号线被以单元或组分派给面板外部的驱动器IC(未示出)的输出之一，并被时分地连续选择，同时将以时间序列(time series)输出用于驱动器IC的每个输出的图像信号的信号电压Vsig被时分地分布到所选择的信号线。
更具体地，根据选择器驱动系统，将驱动器IC的输出与显示面板上的信号线36-1到36-n之间的关系设置为1对x(x是等于或大于2的整数)的对应关系，并且时分选择和驱动被分派给驱动器IC的一个输出的x个信号线。
作为具体例子，看起来可以如上所述将x设置为x＝3并将要从驱动器IC以时间序列输出的图像信号设置为R、G和B三色的重复。通过采用该选择器驱动系统，可以将驱动器IC的输出的数量和驱动器IC和显示面板之间的配线的数量降低到信号线数量的1/x。
如果在信号写入期内开关晶体管24发生泄漏，则由于泄漏，电流从第二电源电势Vccp经过开关晶体管24流到驱动晶体管22，并且驱动晶体管22的源极节点(连接节点N13)被该电流充电。因此，驱动晶体管22的源极电势Vs升高，如图5中的虚线所示。
此时，随着如在(例如)选择器驱动系统的情况下R、G和B的信号电压VsigR、VsigG和VsigB被写入的信号写入期，即对于相同像素行的信号写入期增加，驱动晶体管22的源极电势Vs升高到比驱动晶体管22的栅极电势Vg低了阈值电压Vth的电势(Vg-Vth)。
从而，如果假设驱动晶体管22的栅极-源极电势Vgs在所有像素间相等，则开关晶体管24发生泄漏的像素的驱动晶体管22的栅极-源极电势变得比其他像素的栅极-源极电势Vgs低了源极电势Vs的升高量。从而，由于将要从驱动晶体管22供应至有机EL器件21的驱动电流降低，因此产生与其他像素相比发光亮度降低并且像素变暗的问题。
[实施例的工作效应]
针对该问题，如图2所示，根据本发明的实施例的有机EL显像装置10被配置为使得每个像素20包括连接在连接节点N12和连接节点N13之间的开关晶体管27，并在由像素阵列部分30(参见图1)写入图像信号的信号电压Vsig之后直到相同像素行的信号写入期结束为止的时间段内，进行驱动以使得开关晶体管27被置于非导通状态。
通过采用如上所述的这种配置，通过开关晶体管27的动作，能够抑制由开关晶体管24的泄漏引起的发光亮度的下降。在此，保持电容器28的电容值Ccs应该被设置得高于有机EL器件21的电容值Coled，优选足够高于电容值Coled。
在以下，参考图6更具体地描述开关晶体管27的动作。
使用从像素阵列部分30输出的第三校正扫描信号Ts(TS1到Tsm)执行开关晶体管27在导通和非导通之间的驱动。如从图6可见，在从信号写入期的开始时刻t8a后的时刻t8b到信号写入期的结束时刻t9的时间段内，第三校正扫描信号Ts表现出L电平或非激活状态，而在任何其他时间段内表现出H电平或激活状态。
在此，时刻t8b是在信号写入期的开始时刻t8a后经过充分写入图像信号的信号电压Vsig所需的时间段的时刻。
由于进入了信号写入期并且写入了图像信号的信号电压Vsig，因此保持电容器28的保持电压变成作为信号电压Vsig和在阈值校正期内所保持的驱动晶体管22的阈值电压Vth的和的值Vsig+Vth。
然后，在充分写入了图像信号的信号电压Vsig的时刻t8b，第三校正扫描信号Ts变成L电平，并且开关晶体管27被置于非导通状态。从而，保持电容器28的第二端从驱动晶体管22的源极节点，即从连接节点N13电断开。
在此，如果在信号写入期内开关晶体管24发生泄漏，则如上所述，由于泄漏，电流流到驱动晶体管22，并且驱动晶体管22的源极节点被该电流充电。因此，驱动晶体管22的源极电势Vs升高。
然而，由于保持电容器28的第二端与驱动晶体管22的源极节点电断开，因此保持电容器28的保持电压Vsig+Vth仅受到源极电势Vs到开关晶体管27被置于非导通状态的时刻t8b的升高量的影响，作为信号写入期内的源极电势Vs的升高的影响。
在此，如果由ΔV表示源极电势Vs从时刻t8a到时刻t8b的升高量，则在时刻t8b保持电容器28的保持电压是Vsig+Vth-ΔV。然后，在开关晶体管27仍然处于非导通状态的时间段内，保持电容器28继续保持该保持电压Vsig+Vth-ΔV。
然后，如果在时刻t9，开关晶体管27被置于导通状态，并且保持电容器28的第二端与驱动晶体管22的源极节点电连接，则在信号写入期内由于泄漏已经升高的源极电势Vs被已经保持在保持电容器28中的电荷拉回到电势Vsig+Vth-ΔV。在此，假设电容值Ccs充分高于有机EL器件21的电容值Coled。
图7图示了在驱动晶体管22处的源极电势Vs和在连接节点N12(保持电容器28的第二端)处的节点电势Vn的时间变化。参考图7，在信号写入期内的源极电势Vs和节点电势Vn的波形的实线表示节点电势Vn，并且虚线表示源极电势Vs。同时，长短交替的点划线表示没有包括泄漏的情况下的源极电势Vs和节点电势Vn。
通过开关晶体管27的校正操作，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs变成Vsig+Vth-ΔV，并且在进入迁移率校正期t9-t10之前接近Vsig+Vth。具体地，能够将由泄漏引起的驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs的降低抑制到最小，并且比未包括开关晶体管27的校正操作的现有技术显著降低了降低量。
从而，如果假设驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs在所有像素间都相等，则开关晶体管24发生泄漏的像素的发光亮度变得基本等于未受到泄漏的那些像素的亮度，并且可以消除由泄漏引起的每个像素的发光亮度的偏差。因此，可以获得高画面质量的显示图像。
[变型]
在上述实施例中，本发明应用于包括6-Tr/1-C像素配置的像素20的有机EL显示装置10，除了开关晶体管27之外，该6-Tr/1-C像素配置还包括驱动晶体管22、写(采样)晶体管23、开关晶体管24到26以及保持电容器28。然而，本发明不限于此应用。
具体地，开关晶体管24和25不是基本所需的组件，而本发明可以应用于包括如下配置的像素的任何有机EL显示装置，该配置至少包括串联连接到驱动晶体管22的用于控制有机EL器件21的发光操作的开关晶体管24。
而且，尽管在上述实施例中，本发明应用于其中有机EL器件被用作每个像素20的电光器件的有机EL显示装置，但是本发明不限于该具体应用。具体地，本发明可以应用于包括发光亮度响应于流经器件的电流值而变化的电流驱动型电光器件(发光器件)的任何显示装置。
[应用]
上述本发明的显示装置可以应用为如图8到图12的例子所示的各种电子装置。具体地，该显示装置可以应用为用于将被输入到电子装置的图像信号或电子装置中产生的图像信号显示为图像的所有领域中的电子装置的显示装置，比如诸如数码相机、膝上型个人计算机和便携式电话机的便携式终端装置以及摄像机。
从对本发明的实施例的前述描述显而易见，通过使用根据本发明的实施例的显示装置作为各种领域中的电子装置的显示装置，根据本发明的实施例的显示装置可以抑制由特定的开关晶体管的泄漏引起的发光亮度的降低，并消除不同像素间的发光亮度的偏差。因此，在各种电子装置中，能够实现显示装置的更高分辨率，并获得高画面质量的显示图像。
注意，根据本发明的实施例的显示装置包括封闭配置的模块性显示装置。例如，其可以是显示装置被附于像素阵列部分30的玻璃等的透明相对部分上的显示模块。可以在该透明相对部分上提供上述的滤色器、保护膜等以及截光膜。注意，显示模块可以包括电路部分、FPC(柔性印刷电路)等，用于从外部对像素阵列部分输入和输出信号等，反之亦然。
在以下，描述应用本发明的电子装置的具体例子。
图8示出了应用本发明的电视接收机的外观。参考图8，所示的电视接收机包括由前面板102、玻璃过滤器103等组成的图像显示屏幕部分101。根据本发明的实施例的显示装置可以用作图像显示屏幕部分101。
图9A和图9B示出了应用本发明的数码相机的外观。参考图9A和图9B，所示的数码相机包括：用于发出闪光的发光部分111、显示部分112、菜单开关113、快门按钮114等。根据本发明的实施例的显示装置可以用作显示部分112。
图10示出了应用本发明的膝上型个人计算机。参考图10，所示的膝上型个人计算机包括主体121、用于操作以输入字符等的键盘122、用于显示图像的显示部分123等。根据本发明的实施例的显示装置可以用作显示部分123。
图11示出了应用本发明的摄像机的外观。参考图11，所示的摄像机包括主体部分131、提供在主体部分131的前面用于拾取图像拾取对象的图像的镜头132、用于操作以开始或停止图像拾取的开始/停止开关133和显示部分134。根据本发明的实施例的显示装置可以用作显示部分134。
图12A到图12G示出了应用本发明的诸如便携式电话机的便携式终端装置的外观。参考图12A到图12G，所示的便携式电话机包括上侧框架141、下侧框架142、铰链形式的连接部分143、显示部分144、子显示部分145、画面光146和照相机147。根据本发明的实施例的显示装置可以用作显示部分144或子显示部分145。
尽管已经使用特定术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅仅是出于说明的目的，并且将理解，不脱离以下权利要求的主旨和范围，可以做出变化和变更。
相关申请的交叉引用
本发明包含与2007年6月13日在日本专利局提交的日本专利申请JP2007-155892有关的主题，通过引用将其全部内容合并于此。

Claims (6)

1.一种显示装置，包括：
像素阵列部分，包括以行和列布置的多个像素，并且每个像素包括电光器件、用于将图像信号写入像素的写晶体管、被配置用于基于由所述写晶体管所写入的所述图像信号来驱动所述电光器件的驱动晶体管、串联连接到所述驱动晶体管并被配置用于控制所述电光器件发光或不发光的第一开关晶体管、具有连接到所述驱动晶体管的栅极端的第一端的保持电容器、以及连接到所述保持电容器的第二端和所述驱动晶体管的源电极的第二开关晶体管；
第一扫描部件，用于以所述像素的行为单位来驱动所述写晶体管；
第二扫描部件，用于与所述第一扫描部件的扫描同步地驱动所述开关晶体管；以及
第三扫描部件，用于在由所述写晶体管写入所述图像信号后直到同一行的像素的信号写入期结束为止的时间段内，将所述第二开关晶体管控制为非导通状态，而在任何其他时间段内，将所述第二开关晶体管控制为导通状态。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述保持电容器具有比所述电光器件的电容值更高的电容值。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述写晶体管的图像信号的写入期之前，执行将所述驱动晶体管的栅极电势和源极电势设置到各个预定电势、然后检测所述驱动晶体管的阈值电压并将该阈值电压保持到所述保持电容器中的操作。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述信号写入期内，以同一像素行的像素中的多个像素为单位，将所述图像信号连续写入到所述多个像素中。
5.一种用于包括多个像素的显示装置的驱动方法，所述多个像素以行和列布置并且每个像素包括电光器件、用于将图像信号写入像素的写晶体管、被配置用于基于由所述写晶体管所写入的所述图像信号来驱动所述电光器件的驱动晶体管、串联连接到所述驱动晶体管并被配置用于控制所述电光器件发光或不发光的第一开关晶体管、具有连接到所述驱动晶体管的栅极端的第一端的保持电容器、以及连接到所述保持电容器的第二端和所述驱动晶体管的源电极的第二开关晶体管，所述方法包括步骤：
在由所述写晶体管写入所述图像信号后直到同一行的像素的信号写入期结束为止的时间段内，将所述第二开关晶体管控制为非导通状态，而在任何其他时间段内，将所述第二开关晶体管控制为导通状态。
6.一种电子装置，包括：
显示装置，包括
像素阵列部分，包括以行和列布置的多个像素，并且每个像素包括电光器件、用于将图像信号写入像素的写晶体管、被配置用于基于由所述写晶体管所写入的所述图像信号来驱动所述电光器件的驱动晶体管、串联连接到所述驱动晶体管并被配置用于控制所述电光器件发光或不发光的第一开关晶体管、具有连接到所述驱动晶体管的栅极端的第一端的保持电容器、以及连接到所述保持电容器的第二端和所述驱动晶体管的源电极的第二开关晶体管；
第一扫描部件，用于以所述像素的行为单位来驱动所述写晶体管；
第二扫描部件，用于与所述第一扫描部件的扫描同步地驱动所述开关晶体管；以及
第三扫描部件，用于在由所述写晶体管写入所述图像信号后直到同一行的像素的信号写入期结束为止的时间段内，将所述第二开关晶体管控制为非导通状态，而在任何其他时间段内，将所述第二开关晶体管控制为导通状态。
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