CN101388172B - 显示装置和用于显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含如下的显示装置：显示部分，包括以矩阵形式配置的数个像素、和数条信号线和数条扫描线；和水平驱动电路和垂直驱动电路，配置成驱动显示部分的信号线和扫描线，以便在显示部分上显示图像；每个像素包括发光器件、信号电平存储电容器、写入晶体管、和驱动晶体管。

Description

显示装置和用于显示装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及显示装置和用于显示装置的驱动方法，和可以应用于使用，例如，有机EL(场致发光)器件的有源矩阵型的显示装置。
背景技术
在相关技术中，已经为使用有机EL器件的显示装置提出了各种各样的发明，这些发明公开在，例如，美国专利第5,684,365号或已公开日本专利第平成8-234683号中。
图4示出了使用有机EL器件的有源矩阵型的现有显示装置。参照图4，显示装置1包括以矩阵形式配置像素(PX)3的显示部分2。显示部分2进一步包括沿着水平方向为各自行配备的扫描线SCN、和与扫描线SCN垂直地为各自列配备的信号线SIG。
现在参照图5，每个像素3包括作为电流驱动型的半发光器件的有机EL器件8、和驱动有机EL器件8的驱动电路(下文称为像素电路)。
参照图5，像素3包括信号电平存储电容器C1，信号电平存储电容器C1含有与固定电位连接的第一端、和通过响应写入信号WS导通/截止的晶体管TR1与信号线SIG连接的第二端。因此，在像素3中，晶体管TR1响应写入信号WS的上升沿导通，据此，信号电平存储电容器C1的第二端上的电位被设置成信号线SIG的信号电平。然后，在晶体管TR1从导通状态切换到截止状态的定时，信号线SIG的信号电平是信号电平存储电容器C1的第二端保持的样本。
像素3进一步包括有其源极与电源Vcc连接，其栅极与信号电平存储电容器C1的第二端连接，和其漏极与有机EL器件8的阳极连接的P-沟道晶体管TR2。这里，将像素3设置成使晶体管TR2在饱和区内正常工作。其结果是，晶体管TR2形成通过如下给出的表达式表示的漏极-源极电流Ids的恒流电路：
I ds = 1 2 μ W L C ox ( V gs - V th ) 2 · · · ( 1 )
其中，Vgs是晶体管TR2的栅极-源极电压；μ是迁移率；W是沟道宽度；L是沟道长度；Cox是栅极绝缘膜单位面积的电容；和Vth是晶体管TR2的阈值电压。因此，在每个像素3中，利用与信号线SIG的信号电平，即，信号电平存储电容器C1保持的样本相对应的驱动电流Ids驱动有机EL器件8。
在显示装置1中，垂直驱动电路4的写入扫描电路(WSCN)4A相继传送预定取样脉冲，以便生成作为指示写入每个像素3中的定时信号的写入信号WS。同时，水平驱动电路5的水平选择器(HSEL)5A相继传送预定取样脉冲，以便生成定时信号，并且参照定时信号将每条信号线SIG设置成输入信号S1的信号电平。因此，显示装置1响应输入信号S1逐点地或逐行地设置配备在显示部分2中的信号电平存储电容器C1的端电压，以便按照输入信号S1显示图像。
这里，有机EL器件8具有正如在图6中看到的那样，随着时间流逝在使用过程中电流变得较不易流过、方向发生变化的伏安特性。具体地说，在图6中，曲线L1指示初始状态下的特性，而另一条曲线L2指示缓慢变化之后的特性。但是，在通过如图5所示的电路配置中的晶体管TR2驱动有机EL器件8的情况下，由于P-沟道晶体管TR2利用响应信号线SIG的信号电平设置的栅极-源极电压Vgs驱动有机EL器件8，所以可以防止伏安特性的缓慢变化引起的每个像素的缓慢变化。
顺便提一下，如果形成像素电路、水平驱动电路和垂直驱动电路的所有晶体管都由N-沟道晶体管形成，那么，可以通过非晶硅工艺在像玻璃基底那样的绝缘基底上集体形成所述电路，并且可以简单地和容易地形成显示装置。
但是，与图5不同，正如从图7中看到的那样，在将N-沟道晶体管应用于晶体管TR2以形成像素13和显示装置11由包括像素13的显示部分12形成的情况下，由于晶体管TR2的源极与有机EL器件8连接，晶体管TR2的栅极-源极电压Vgs随如图6例示的伏安特性的变化而变化。因此，在这种情况下，流过有机EL器件8的电流随着显示装置1的使用逐渐减小，和有机EL器件8的发光亮度也逐渐下降。并且，对于如图7所示的配置，发光亮度取决于晶体管TR2的特性的分散性而分散在像素之间。应该注意到，发光亮度的分散性干扰显示屏图像的均匀性，并且通过显示屏图像的不规则性和表面粗糙程度觉察到。
因此，作为防止像上述那样的缓慢变化引起的发光亮度的下降和有机EL器件的特性的分散引起的发光亮度的分散的对策，例如，以像在图8中看到那样的方式形成每个像素似乎是一种可能的想法。
参照图8，在所示的显示装置21中，显示部分22是这样形成的，即以矩阵形式配置像素23。每个像素23都包括信号电平存储电容器C1，信号电平存储电容器C1在它的第一端上与有机EL器件8的阳极连接，和在它的第二端上通过响应写入信号WS导通和截止的晶体管TR1与信号线SIG连接。因此，在每个像素23中，信号电平存储电容器C1的第二端上的电位被设置成信号线SIG的信号电平。
在像素23中，信号电平存储电容器C1在它的相对端上与晶体管TR2的源极和栅极连接，和晶体管TR2在它的漏极上与扫描线SCN连接。因此，在像素23中，通过晶体管TR2的栅极被设置成信号线SIG的信号电平的源极跟随器配置的晶体管TR2驱动有机EL器件8。应该注意到，图8中的参考字符Vcat表示有机EL器件8的阴极电位。
在显示装置21中，垂直驱动电路24的写入扫描电路(WSCN)24A和驱动扫描电路(DSCN)24B将写入信号WS和用于供电的驱动信号DS输出到扫描线SCN，而水平驱动电路25的水平选择器(HSEL)25A将驱动信号Ssig输出到信号线SIG，从而控制像素23的操作。
图9例示了像素23的操作。参照图9，在像素23中，正如在图10中看到的那样，响应写入信号WS将晶体管TR1设置成截止状态，并且在从有机EL器件8发出光的发光间隔内，响应驱动信号DS将电源Vcc供应给晶体管TR2(图9A和9B)。因此，在像素23中，晶体管TR2的栅极电压Vg和源极电压Vs(图9D和9E)保持在信号电平存储电容器C1的相对端上的电压上，并且通过取决于栅极电压Vg和源极电压Vs的漏极-源极电流Ids驱动有机EL器件8。应该注意到，漏极-源极电流Ids通过上文给出的表达式(1)表示。
当像素23的发光间隔结束时，正如在图11中看到的那样，晶体管TR2的漏极电压响应驱动信号DS下降到预定电压Vss。这里的预定电压Vss被设置成比有机EL器件8的阴极电压Vcat与阈值电压Vthe1之和的电压低的电压。因此，在像素23中，用于驱动的晶体管TR2的驱动信号DS侧起源极作用，并且，有机EL器件8的阳极电压(图9中的源极电压Vs)下降和有机EL器件8停止发光。
此时，在像素23中，如图11中的箭头标记所指，从信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的那一侧将存储的电荷放电，因此，有机EL器件8的阳极电压下降和被设置成预定电压Vss。
然后，在像素23中，正如在图12中看到的那样，信号线SIG响应驱动信号Ssig下降到预定电压Vofs，和晶体管TR1响应写入信号WS切换到导通状态(图9A和9C)。因此，在像素23中，晶体管TR2的栅极电压Vg被设置成信号线SIG的预定电压Vofs，和晶体管TR2的栅极-源极电压Vgs被设置成Vofs-Vss。在晶体管TR2的阈值电压用Vth表示的情况下，电压Vofs被设置成使晶体管TR2的栅极-源极电压Vgs(Vofs-Vss)高于晶体管TR2的阈值电压用Vth。
然后，在像素23中，在晶体管TR1在图9中的参考字符Tth1所指的间隔内保持在导通状态下的同时，晶体管TR2的漏极电压响应驱动信号DS上升到电源Vcc。因此，在像素23中，当信号电平存储电容器C1两端的电压高于晶体管TR2的阈值电压时，如图13中的箭头标记所指，充电电流通过晶体管TR2从电源Vcc流到信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的那一端，和信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的源极电压Vs逐渐上升。这里，有机EL器件8的等效电路用二极管和电容器Ce1的并联电路表示。在图13例示的状况下，电流还通过电源Vcc从晶体管TR2流到有机EL器件8。但是，只要有机EL器件8两端的电压不超过有机EL器件8的阈值电压达晶体管TR2的源极电压的增量，有机EL器件8的漏电流就比晶体管TR2的电流低得多。因此，流到有机EL器件8的电流用于对信号电平存储电容器C1和有机EL器件8的电容器Ce1充电。于是，在像素23中，有机EL器件8不会发光，而只使晶体管TR2的源极电压升高。
在像素23中，晶体管TR1随后由写入信号WS切换到截止状态，和信号线SIG的信号电平被设置成指示下一条相邻线的相应像素的灰度的信号电平Vsig。因此，在像素23中，来自电源Vcc通过晶体管TR2的充电电流流到信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的那一端，和晶体管TR2的源极电压Vs继续上升。并且，在这种情况下，晶体管TR2的栅极电压Vg随着源极电压Vs的上升而上升。应该注意到，在该间隔内信号线SIG的信号电平Vsig用于下一条相邻线的像素的灰度设置。
在像素23中，在经过了固定时间间隔之后，信号线SIG的信号电平切换到电压Vofs。因此，在信号电平存储电容器C1与信号线SIG相邻的那一端上的电位在图9中的参考字符Tth2所指的时间间隔内保持在电压Vofs上的情况下，当信号电平存储电容器C1两端的电压高于晶体管TR2的阈值电压时，电源Vcc使充电电流通过晶体管TR2流到信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的那一端。因此，晶体管TR2的源极电压Vs逐渐上升。其结果是，正如在图14中看到的那样，源极电压Vs逐渐上升，致使晶体管TR2的栅极-源极电压Vgs接近晶体管TR2的阈值电压Vth。然后，当晶体管TR2的栅极-源极电压Vgs变成等于晶体管TR2的阈值电压Vth时，充电电流停止流过晶体管TR2。
在像素23中，重复充电电流通过晶体管TR2到信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的那一端的供应过程达足以使晶体管TR2的栅极-源极电压Vgs达到晶体管TR2的阈值电压Vth的次数(在图9的例子中，由参考字符Tth1、Tth2和Tth3所指的三次)。因此，正如在图15中看到的那样，将晶体管TR2的阈值电压Vth设置给信号电平存储电容器C1。应该注意到，像素23中的电压Vofs和Vcat是这样设置的，即在将晶体管TR2的阈值电压Vth设置给信号电平存储电容器C1，以便使有机EL器件8不发光的情况下，Ve1＝Vofs-Vth≤Vcat+Vthe1。应该注意到，Vthe1是有机EL器件8的阈值电压，和Ve1是有机EL器件8与晶体管TR2相邻的那一端上的电压。
在像素23中，当信号电平存储电容器C1与信号线SIG相邻的那一端上的电位被设置成指定有机EL器件8的发光亮度的电压Vsig时，将代表灰度的电压设置给信号电平存储电容器C1，以便取消晶体管TR2的阈值电压Vth。因此，防止了晶体管TR2的阈值电压TH的分散引起的发光亮度的分散。
具体地说，在像素23中，正如在图16中看到的那样，在经过了间隔Tth3之后，将信号线SIG的信号电平设置成指定像素23的发光亮度的电信电平Vsig。然后，正如从间隔Tμ中看到的那样，通过写入信号WS将晶体管TR1设置成导通状态。因此，在像素23中，信号电平存储电容器C1与信号线SIG相邻的那一端被设置成信号线SIG的信号电平Vsig，和与通过信号电平存储电容器C1两端的电压定义的栅极-源极电压Vgs相对应的电流通过晶体管TR2从电源Vcc流到有机EL器件8与信号电平存储电容器C1相邻的那一端。因此，晶体管TR2的源极电压Vs逐渐上升。
流过晶体管TR2的电流随晶体管TR2的迁移率而变。因此，正如在图17中看到的那样，随着晶体管TR2的迁移率增大，晶体管的源极电压Vs的上升速度也增大。此外，驱动有机EL器件8的晶体管TR2的电流随迁移率而增大。这里，晶体管TR2是多晶硅TFT等，其缺点在于，阈值电压Vth的分散性和迁移率μ很大。
因此，在像素23中，在信号电平存储电容器C1与信号线SIG相邻的那一端上的电压在参考字符Tμ所指的固定时间间隔内保持在信号线SIG的信号电平Vsig上的情况下，导通晶体管TR2，以便充电电流流到信号电平存储电容器C1与有机EL器件8相邻的那一端。因此，信号电平存储电容器C1两端的电压下降与晶体管TR2的迁移率相对应的数量，从而防止晶体管TR2的迁移率的分散引起的发光亮度的分散。
在像素23中，在经过了固定间隔Tμ之后，通过写入信号WS截止晶体管TR1，并且通过信号电平存储电容器C1保持信号线SIG的信号电平Vsig和发光间隔从此开始。应该注意到，根据那些情况，信号线SIG的驱动信号Ssig具有相继指示与一条信号线连接的像素的灰度和重复超过预定电压Vofs的信号电平Vsig。
但是，在如图8所示的配置用于在信号电平存储电容器C1在固定间隔Tμ内保持与信号线SIG连接，以便校正晶体管TR2的迁移率的分散性的状态下，通过晶体管TR2驱动有机EL器件8的情况下，存在响应信号线SIG的信号电平对迁移率的分散性的校正过度或不足，和使画面质量变差的问题。
具体地说，正如在图18中看到的那样，在显示白色灰度的情况下，信号线SIG的信号电平保持在相对于显示灰色灰度的情况相对较高的信号电平上，和源极电压Vs的上升速率高于显示灰色灰度的情况。因此，正如从间隔TW中看到的那样，可以在短的时间间隔内校正晶体管TR2的迁移率的分散性。应该注意到，在图18中，迁移率高和低的源极电压Vs的变化分别用曲线L3和L4指示。
相反，在显示灰色灰度的情况下，信号线SIG的信号电平保持在与显示白色灰度的情况相比相对低的信号电平上，和源极电压Vs的上升速率低于显示白色灰度的情况。因此，正如从间隔TG中看到的那样，需要长的间隔来校正晶体管TR2的迁移率的分散性。
解决这个问题的可能方法之一与图9不同，正如从图19中看到的那样，在校正迁移率的分散性的间隔Tμ内使信号线SIG的信号电平从固定电压Vofs升高到超过预定电压Vofs2的与发光亮度相对应的信号电平Vsig。应该注意到，电压Vofs2被设置成基本上在白色电平与黑色电平之间的中心上的中间灰度的信号电平。应该注意到，在图19的配置中，在校正阈值值的分散性的Tth1、Tth2和Tth3内，信号线SIG的信号波形也被设置成与校正迁移率的分散性的间隔Tμ内的信号波形相同。因此，简化了水平驱动电路的配置。
通过上述对策，在像在图20中看到的那样显示白色灰度的情况下，可以使晶体管TR2的迁移率的分散性校正所需的时间t1长于使用图9的例子的时间。应该注意到，图20中的曲线L9例示了使用图9的配置的源极电压Vs的变化。同时，图21例示了与图20不同的使用图9的配置的源极电压Vs和栅极电压Vg的变化。
并且，正如在图22中看到的那样，在显示灰色灰度的情况下，当与使用图9的例子的时间相比时，可以使晶体管TR2的迁移率的分散性校正所需的时间t2较短。应该注意到，在图22中，曲线L9指示使用图9的配置的源极电压Vs的变化。并且，与图22相比，图23例示了在图9的配置的情况下源极电压Vs和栅极电压Vg的变化。
因此，如果以这样的方式校正迁移率的分散性，即使信号线SIG的信号电平从预定电压Vofs升高到超过预定电压Vofs2的与发光亮度相对应的信号电平Vsig，那么，即使发光亮度呈现各种值，也可以适当地校正迁移率的分散性。
但是，本方法存在不能直接应用于时分驱动数条信号线、广泛应用于利用TFT配置和使用低频多晶硅工艺等的显示面板的系统的问题。具体地说，图24示出了时分地驱动数条信号线的液晶显示装置。参照图24，在例示的例子中，通过一个驱动信号Ssig时分地驱动分别与红色、绿色和蓝色的像素33R、33G和33B连接的信号线SIGR、SIGG和SIGB。因此，分别通过开关电路TR、TG和TB将驱动信号Ssig供应给信号线SIGR、SIGG和SIGB。并且，正如从图25A到25D中看到的那样，开关电路TR、TG和TB相继切换到导通状态，以便通过一个驱动信号Ssig设置与信号线SIGR、SIGG和SIGB连接的红色、绿色和蓝色的像素33R、33G和33B的灰度。
如果通过一个驱动系统驱动数条信号线的系统应用于如图19所示的配置的液晶显示面板，那么，正如从图26A中看到的那样，数条信号线公用的驱动信号Ssig首先被设置成固定电压Vofs，然后被设置成第二电压Vofs2，此后，相继将电位VsigR、VsigG和VsigB设置给红色、绿色和蓝色的像素33R、33G和33B。
并且，信号线SIGR、SIGG和SIGB的开关电路TR、TG和TB在预定电压Vofs和Vofs2的间隔内保持在导通状态，此后，它们在驱动信号Ssig的信号电平被设置成相应像素的电位VsigR、VsigG或VsigB的间隔内相继进入导通状态(图26B到26D)。因此，信号线SIGR、SIGG和SIGB的信号电平通过它们的浮动电容保持在等于正好在开关电路TR、TG和TB进入截止状态之前的那些电位的电位上，和被相继设置成电压Vofs和Vofs2和相应像素33R、33G和33B的电位VsigR、VsigG和VsigB。
在像素33R、33G和33B中，在信号线SIGR、SIGG和SIGB被设置成电压Vofs和Vofs2的间隔(Th3，Tμ1)内，写入信号WS被相继设置成导通状态，然后，在信号线SIGR、SIGG和SIGB被设置成相应像素33R、33G和33B的电位VsigR、VsigG和VsigB的时间点上进入导通状态和在固定间隔Tμ2内保持在导通状态上(图26E)。因此，在间隔Tμ1和Tμ2内，防止了通过发光亮度的校正量的过度或不足，从而校正晶体管TR2的迁移率的分散性。
但是，上述方法存在在从间隔Tμ1到间隔Tμ2的时间间隔内，晶体管TR2的栅极电压Vg和源极电压Vs因晶体管TR2的栅极-源极电压而上升(图26F和图26G)，因此通过信号线SIG设置的灰度的动态范围变窄的问题。并且，该方法还存在栅极电压Vg和源极电压Vs的上升量在从间隔Tμ1到间隔Tμ2的时间间隔内也是变化的，因此使画面质量变差的问题。应该注意到，画面质量的这种下降可以从显示屏图像等的亮度不规则中识别出来。
发明内容
因此，需要提供即使在时分地驱动数条扫描线的情况下，也可以有效地防止动态范围变窄和画面质量变差的显示装置和用于显示装置的驱动方法。
为此，按照本发明，将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成半色调电压，以便从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电。然后，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成使驱动晶体管截止的固定电压。然后，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成灰度电位，从而，即使发光亮度呈现各种值，也可以适当地校正驱动发光器件的晶体管的迁移率的分散性。
具体地说，按照本发明的第一实施例，提供了包含如下的显示装置：显示部分，包括以矩阵形式配置的数个像素、和数条信号线和数条扫描线；和水平驱动电路和垂直驱动电路，配置成驱动显示部分的信号线和扫描线，以便在显示部分上显示图像；每个像素包括发光器件、信号电平存储电容器、写入晶体管，含有输入从垂直驱动电路输出的写入信号以导通写入晶体管以将信号电平存储电容器的端电压设置成信号线的相应一条的信号电平的栅极；和驱动晶体管，含有与信号电平存储电容器的相对端连接以响应信号电平存储电容器两端的电压驱动发光器件从而使发光器件发光的栅极和源极；水平驱动电路和垂直驱动电路是可操作的，在发光器件停止发光的每个像素的不发光间隔的第一间隔内，导通像素的写入晶体管，通过信号线将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成与发光器件的半色调相对应的半色调电压，和导通驱动晶体管，从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电，和在接在第一间隔之后的不发光间隔的第二间隔内，通过信号线将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成截止驱动晶体管的固定电压，使信号电平存储电容器的第二端上的电位保持在第一间隔内设置的电位，并且然后，在接在第二间隔之后的不发光间隔的第三间隔内，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成与发光器件发光的灰度相对应的灰度电压，和导通驱动晶体管，从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电，然后截止写入晶体管。
按照本发明的另一个实施例，提供了用于显示装置的驱动方法，该显示装置包括：显示部分，包括以矩阵形式配置的数个像素、和数条信号线和数条扫描线；和水平驱动电路和垂直驱动电路，配置成驱动显示部分的信号线和扫描线，以便在显示部分上显示图像；每个像素包括发光器件、信号电平存储电容器、写入晶体管，含有输入从垂直驱动电路输出的写入信号以导通写入晶体管以将信号电平存储电容器的端电压设置成信号线的相应一条的信号电平的栅极；和驱动晶体管，含有与信号电平存储电容器的相对端连接以响应信号电平存储电容器两端的电压驱动发光器件从而使发光器件发光的栅极和源极；该步骤方法包含如下步骤：在发光器件停止发光的每个像素的不发光间隔的第一间隔内，导通像素的写入晶体管以通过信号线将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成与发光器件的半色调相对应的半色调电压，和导通驱动晶体管以从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电；在接在第一间隔之后的不发光间隔的第二间隔内，通过信号线将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成截止驱动晶体管的固定电压，使信号电平存储电容器的第二端上的电位保持在第一间隔内设置的电位；和在接在第二间隔之后的不发光间隔的第三间隔内，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成与发光器件发光的灰度相对应的灰度电压，和导通驱动晶体管，从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电，然后截止写入晶体管。
在显示装置和用于显示装置的驱动方法中，在不发光间隔的第一间隔内，将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成半色调电压，和导通驱动晶体管以对信号电平存储电容器的第二端充电。然后，在随后的不发光间隔的第二间隔内，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成截止驱动晶体管的固定电压，使信号电平存储电容器的第二端上的电位保持在第一间隔内设置的电位。然后，在接着的不发光间隔的第三间隔内，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成与发光器件发光的灰度相对应的灰度电压，和导通驱动晶体管以对信号电平存储电容器的第二端充电，此后截止写入晶体管。因此，即使发光亮度呈现各种值，也可以在第一和第三间隔内适当地校正迁移率的分散性，并且在第一和第三间隔之间提供了一点也不影响迁移率的分散性校正的第二间隔。于是，在第二间隔内，即使时分地驱动数条扫描线，也可以有效地防止动态范围的变窄和画面质量的下降。
这样，对于该显示装置和用于显示装置的驱动方法，即使发光亮度呈现各种值，也可以适当地校正驱动发光器件的晶体管的迁移率的分散性，和即使时分地驱动数条扫描线，也可以有效地防止动态范围的变窄和画面质量的下降。
附图说明
图1A到1G是例示按照本发明第一实施例的显示装置的像素的驱动的时序图；
图2是示出按照本发明第二实施例的显示装置的配置的方块图；
图3A到3H是例示图2的显示装置的操作的时序图；
图4是示出现有显示装置的方块图；
图5是示出图4的显示装置的详细配置的方块图；
图6是例示有机EL器件的缓慢变化的特性图；
图7是示出使用N-沟道晶体管的如图5所示的显示装置的方块图；
图8是示出使用N-沟道晶体管的可能显示装置的方块图；
图9A到9E是例示图8的显示装置的操作的时序图；
图10到13是例示在例示在图9A到9E中的发光期间像素的操作的电路图；
图14是例示阈值电压的校正的特性图；
图15和16是例示紧接在例示在图13中的操作之后的如图10到13所示的像素的操作的电路图；
图17是例示迁移率的校正的特性图；
图18是例示校正迁移率的分散性所需的时间的特性图；
图19A到19E是例示使用半色调的电压的迁移率的分散性的校正的时序图；
图20是例示在显示白色灰度的情况下使用半色调的电压的迁移率的分散性的校正的信号波形图；
图21是与图20相比类似但例示不使用半色调的电压的迁移率的分散性的校正的视图；
图22是类似但例示在使用灰色灰度的情况下不使用半色调的电压的迁移率的分散性的校正的视图；
图23是与图22相比类似但例示不使用半色调的电压的迁移率的分散性的校正的视图；
图24是示出时分驱动数条信号线的显示装置的方块图；
图25A到25D例示图24的显示装置的操作的时序图；和
图26A到26G是例示时分驱动数条信号线以便使用半色调的电压的迁移率的分散性的校正的信号波形。
具体实施方式
现在，参照附图详细描述本发明的实施例。
第一实施例
1.该实施例的配置
图1A到1G是例示与图26A到图26G相比的按照本发明第一实施例的显示装置中的像素的驱动定时的时序图。除了在不发光间隔内像素的驱动不同之外，本实施例的显示装置具有与上文参照图24所述的显示装置相同的配置。因此，在如下的描述中，适当引用上述显示装置的配置。
在例示在图1A到1G中的操作中，未示出的驱动信号生成电路(参照图24)生成为形成彩色图像的一个像素的红色、绿色和蓝色的相邻像素33R、33G和33B所共有的一个驱动信号Ssig。通过开关电路TR、TG和TB将驱动信号Ssig输出到红色、绿色和蓝色的相应像素33R、33G和33B的信号线SIGR、SIGG和SIGB，以便时分地驱动三条信号线SIGR、SIGG和SIGB。
在本实施例中，正如从图1A中看到的那样，将要校正迁移率的间隔Tμ指定成一个水平扫描间隔1H。在用于迁移率校正的间隔Tμ开头的第一间隔TA内，将驱动信号Ssig设置成与最高发光亮度与最低发光亮度之间的半色调相对应的半色调电压Vofs2。在随后的固定时间间隔内，将驱动信号Ssig设置成使晶体管TR2截止的固定电压Vofs。
这里应该注意到，在本实施例中，事先校正晶体管TR2的阈值电压的分散性，以便在不发光间隔内以与上文所述相似的方式将源极电压Vs设置成电压Vofs-Vth，此后，在第一间隔TA内设置晶体管TR2的栅极电压Vg，使晶体管TR2的源极电压上升。因此，将用于校正阈值电压Vth的固定电压Vofs指定成使晶体管TR2在校正迁移率的间隔内截止的固定电压Vofs。于是，只有当各种电压低于用于校正阈值电压的固定电压Vofs时，才可以将它们用作使晶体管TR2截止的固定电压。
然后，相继将驱动信号Ssig设置成与红色、绿色和蓝色的像素33R、33G和33B的灰度相对应的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB。驱动信号Ssig在校正迁移率的间隔Tμ内重复信号波形，和在本实施例的显示装置中，依照驱动信号Ssig的信号波形的重复逐行设置像素的灰度。因此，设置三个相继行的灰度的迁移率校正间隔用于随后一行的阈值电压的分散性校正。
于是，正好在校正迁移率的间隔之前，在进行迁移率校正的像素33R、33G和33B的每一个中，在三个水平扫描间隔内，通过阈值电压校正过程，将晶体管TR1设置在导通状态上，并且在将驱动信号Ssig设置成固定电压Vofs的间隔内，将晶体管TR2的栅极电压Vg设置成固定电压Vofs。此后，分别将晶体管TR1和TR2设置成截止状态和导通状态，以便将信号电平存储电容器C1两端的电位设置成晶体管TR2的阈值电压Vth。
这种显示装置是这样控制的，即在信号线SIGR、SIGG和SIGB的开关电路TR、TG和TB在驱动信号Ssig保持设置成半色调电压Vofs2或固定电压Vofs的间隔内导通之后，相应开关电路TR、TG和TB在驱动信号Ssig被设置成相应像素的信号电平的间隔内呈现导通状态。因此，信号线SIGR、SIGG和SIGB被相继设置成半色调电压Vofs2和固定电压Vofs，并且保持在固定电压Vofs上。此后，信号线SIGR、SIGG和SIGB被分别设置成相应像素的信号电平VsigR、VsigG和VsigB。应该注意到，在信号线SIGR、SIGG和SIGB在它们被设置成固定电压Vofs之后被设置成信号电平VsigR、VsigG和VsigB的间隔内，它们通过它们的浮置电容保持在固定电压Vofs上。
在本显示装置中，在信号线SIGR、SIGG和SIGB被设置成半色调电压Vofs2和固定电压Vofs的间隔内，写入信号WS的信号电平上升，将晶体管TR1设置成导通状态。因此，晶体管TR2的栅极电压Vg和源极电压Vs上升到与半色调电压Vofs2相对应的电压，从而利用半色调电压Vofs2校正晶体管TR2的迁移率的分散性(参照图20到22)。此后，晶体管TR2进入截止状态，和晶体管TR2的栅极电压Vg和源极电压Vs保持在它们利用半色调电压Vofs2校正迁移率的分散性的电压上(图1E到1G)。
此后，在显示装置中，在三条信号线SIGR、SIGG和SIGB被分别设置成相应灰度电压VsigR、VsigG和VsigB的状态下，通过写入信号WS在固定时间间隔内将晶体管TR1设置成导通状态，因此，最终校正晶体管TR2的迁移率的分散性。此后，由各自信号电平存储电容器C1保持灰度电压VsigR、VsigG和VsigB，并在随后发光间隔内，像素发出具有保持在信号电平存储电容器C1中的发光亮度的光。
2.该实施例的操作
在具有上述配置的本实施例(参照图8到16)的显示装置中，通过由水平驱动电路和垂直驱动电路驱动信号线SIG和扫描线SCN，以行为单位相继将信号线SIG的信号电平Vsig设置给显示部分22的像素23。并且，像素23的有机EL器件8发出具有设置信号电平Vsig的光，以便在显示部分22上显示所希望的图像。
具体地说，在本显示装置中，在不发光间隔内，将信号电平存储电容器C1的第一端设置成信号线SIG的信号电平Vsig。然后，在发光间隔内，由晶体管TR2利用通过信号电平存储电容器C1两端的电压提供的栅极-源极电压Vgs驱动每个像素23的有机EL器件8。因此，在本显示装置上，每个像素23的有机EL器件8发出具有基于信号线SIG的信号电平Vsig的发光亮度的光。
在显示装置中，在上述的不发光间隔内，首先将信号电平存储电容器C1两端的电压设置成预定固定电压Vofs和Vss，然后通过经由驱动有机EL器件8的晶体管TR2的放电(参照图9的间隔Tth1、Tth2和Tth3)，将晶体管TR2的阈值电压Vth设置给信号电平存储电容器C1。这样，校正了晶体管TR2的阈值电压Vth的分散引起的发光亮度的分散。
此后，利用写入信号WS将晶体管TR1设置成导通状态，以便使信号电平存储电容器C1与信号线SIG相邻的那一端与信号线SIG连接，并且，在这种状态下，使晶体管TR2进入导通状态，对信号电平存储电容器C1的第二端充电(在图9中的间隔Tμ内)，从而校正晶体管TR2的迁移率的分散引起的发光亮度的分散。
在显示装置中，在迁移率的分散性校正之后，通过写入信号WS使晶体管TR1的操作状态进入截止状态。因此，信号线SIG的信号电平Vsig是由信号电平存储电容器C1保持以便设置有机EL器件8的发光亮度的样本。
但是，在将要设置给每个像素的灰度电压仅仅设置给信号线SIG，以便校正晶体管TR2的迁移率的分散性的情况下，当发光亮度高时，迁移率的分散性校正所需的时间就短，但当发光亮度低时，迁移率的分散性校正所需的时间就长。因此，对于通过固定时间间隔的分散性校正，取决于发光亮度，会发生迁移率的分散性校正过度或不足，从而导致画面质量变差(图18)。
因此，在本实施例中，在首先利用与最高发光亮度与最低发光亮度之间的半色调相对应的半色调电压Vofs2校正了迁移率的分散性之后，利用最后设置的灰度电压Vsig(图19-23)校正迁移率的分散性，从而防止基于发光亮度的迁移率的分散性校正过度或不足，以便防止画面质量变差。
但是，在通过一系列半色调电压Vofs2和灰度电压Vsig校正晶体管TR2的迁移率的分散性的情况下，当时分地驱动数条信号线时，在利用半色调电压Vofs2校正迁移率的分散性之后直到利用灰度电压Vsig开始迁移率的最后分散性校正的时间间隔内，驱动有机EL器件8的晶体管TR2的栅极电压和源极电压上升(图26)。因此，不能正确地校正迁移率，使画面质量变差。并且，可以设置给晶体管TR2的信号线电位的动态范围变窄，因此，发光亮度的动态范围变窄。
因此，在本实施例中，首先利用半色调电压Vofs2校正晶体管TR2的迁移率的分散性，然后利用固定电压Vofs使晶体管TR2进入截止状态，此后利用像素的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB最终校正晶体管TR2的迁移率的分散性(图1)。因此，在本实施例中，在利用半色调电压Vofs2校正晶体管TR2的迁移率的分散性之后直到利用像素的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB最终校正晶体管TR2的迁移率的分散性的时间间隔内，晶体管TR2的源极电压可以保持在利用半色调电压Vofs2校正迁移率的分散性的电压上，从而通过终止晶体管TR2的操作，一点也不影响迁移率的分散性校正。因此，可以在各种发光亮度上适当地校正晶体管TR2的迁移率的分散性，以便即使时分地驱动数条扫描线，也可以减小动态范围的变窄，和可以有效地防止画面质量的变差。
简而言之，在本实施例中，在通过半色调电压Vofs2使晶体管TR2处在截止状态下的间隔内，晶体管TR1截止，使晶体管TR2与信号线SIGR、SIGG和SIGB断开，以便相继设置与信号线SIGR、SIGG和SIGB相对应的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB。并且，在利用设置给信号线SIGR、SIGG和SIGB的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB最终校正了晶体管TR2的迁移率的分散性之后，晶体管TR1截止，以便在信号电平存储电容器C1中保持灰度电压VsigR、VsigG和VsigB。因此，在显示装置中，在直至随后不发光间隔之前的时间间隔内，有机EL器件8可以发出具有取决于在直至随后不发光间隔之前的时间间隔内保存在信号电平存储电容器C1中的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB的发光亮度的光，以便显示所希望的图像。
3.该实施例的效果
对于上述配置，在将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成半色调电压，以便对信号电平存储电容器的第二端充电之后，将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成驱动晶体管呈现截止状态的固定电压，此后，将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成灰度电压。这样，即使发光亮度呈现各种值，也可以适当地校正驱动发光器件的晶体管的迁移率的分散性。因此，即使逐行地驱动数条扫描线，也可以有效地防止动态范围的变窄和画面质量的变差。
并且，由于逐行地驱动数条扫描线，可以简化水平驱动电路等的配置。
更具体地说，通过同时将半色调电压和固定电压设置给与数条信号线连接的像素，然后将信号线相继设置成灰度电压，以便通过信号线的电容保持灰度电压，此后将灰度电压设置给像素并时分地驱动扫描线，可以有效地防止动态范围的变窄和画面质量的变差。
第二实施例
图2示出了与图24相比的按照本发明第二实施例的显示装置的一部分。参照图2，所示的显示装置41配置成这样，即通过水平驱动电路45A和45B驱动配备在显示部分42中的信号线SIGR、SIGG和SIGB，以便通过配备在水平驱动电路45A中的电源产生固定电压Vofs和半色调电压Vofs2。并且，正如从图3A和3B中看到的那样，将开关电路P1R、P1G和P1B，以及P2R、P2G和P2B设置成导通状态，以便将信号线SIGR、SIGG和SIGB设置成固定电压Vofs和半色调电压Vofs2。并且，在本实施例中，通过预充电开关将信号线SIGR、SIGG和SIGB设置成固定电压Vofs和半色调电压Vofs2。并且，在本实施例中，作为一个例子，将半色调电压Vofs2设置成固定电位。
并且，作为红色、绿色和蓝色的像素33R、33G和33B的灰度电压VsigR、VsigG和VsigB的时分多路复用信号的驱动信号Vsig由配备在水平驱动电路45B中的模拟到数字转换电路等生成，和正如从图3C到3H中看到的那样，使开关电路TR、TG和TB相继进入导通状态，将驱动信号Vsig输出到信号线SIGR、SIGG和SIGB，以便将信号线SIGR、SIGG和SIGB分别设置成灰度电压VsigR、VsigG和VsigB。除了固定电压Vofs、半色调电压Vofs2和灰度电压VsigR、VsigG和VsigB的设置方法之外，本实施例的显示装置与第一实施例类似地配置。
即使像本实施例那样，通过预充电开关将信号线SIGR、SIGG和SIGB设置成固定电压Vofs和半色调电压Vofs2，也可以获得与第一实施例相似的效果。
第三实施例
应该注意到，虽然在上述实施例中，彩色图像的一个像素由红色、绿色和蓝色的像素形成，并时分地驱动用于这样红色、绿色和蓝色的像素的信号线，但本发明不局限于这些实施例，而是也可以广泛应用于时分驱动用于像素的数条信号线的情况。并且，本发明也可以广泛应用于通过单个驱动电路只驱动一条信号线的情况。
并且，虽然在上述实施例中，将有机EL器件用作发光器件，但本发明也可以广泛应用于使用电流驱动型的各种各样发光器件的情况。
本发明可以通过使用，例如，多晶硅TFT的有机EL器件应用于有源矩阵型的显示装置。
虽然通过使用具体术语对本发明的优选实施例作了描述，但这样的描述只是例示性的，并且，应该明白，可以不偏离所附权利要求书的精神或范围地作出各种各样的改变和修改。
本申请包含与2007年9月12日向日本专利局提出的日本专利申请JP2007-236110有关的主题，特此全文引用以供参考。

Claims (5)

1.一种显示装置，包含：
显示部分，包括以矩阵形式配置的数个像素、和数条信号线及数条扫描线；以及
水平驱动电路和垂直驱动电路，配置成驱动所述显示部分的所述信号线和所述扫描线，以便在所述显示部分上显示图像；
每个所述像素包括
发光器件，
信号电平存储电容器，
写入晶体管，含有输入从所述垂直驱动电路输出的写入信号以导通所述写入晶体管以将所述信号电平存储电容器的端电压设置成所述信号线的相应一条的信号电平的栅极；和
驱动晶体管，含有与所述信号电平存储电容器的相对端连接以响应所述信号电平存储电容器两端的电压驱动所述发光器件从而使所述发光器件发光的栅极和源极；
所述水平驱动电路和所述垂直驱动电路是可操作的，
在所述发光器件停止发光的每个所述像素的不发光间隔的第一间隔内，
导通像素的所述写入晶体管，通过信号线将所述信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成与所述发光器件的半色调相对应的半色调电压，和导通所述驱动晶体管，从所述驱动晶体管对所述信号电平存储电容器的第二端充电，和
在接在第一间隔之后的不发光间隔的第二间隔内，
通过信号线将所述信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成截止所述驱动晶体管的固定电压，使所述信号电平存储电容器的第二端上的电位保持在第一间隔内设置的电位，并且然后，
在接在第二间隔之后的不发光间隔的第三间隔内，
将所述信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成与发光器件发光的灰度相对应的灰度电压，和导通所述驱动晶体管以从所述驱动晶体管对所述信号电平存储电容器的第二端充电，然后截止所述写入晶体管。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述水平驱动电路和所述垂直驱动电路时分地驱动所述信号线。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中时分驱动所述信号线是如下过程：
将半色调电压或固定电压同时设置给与所述信号线连接的灰度设置对象的像素的信号电平存储电容器，和
将所述信号线相继设置成灰度设置对象的像素的灰度电压，以便通过所述信号线的电容保持灰度电压，然后将保持在所述信号线中的灰度电压设置给灰度设置对象的像素的信号电平存储电容器。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述水平驱动电路
通过各自开关电路将所述信号线与固定电压或半色调电压连接，以便将固定电压或半色调电压设置给像素的信号电平存储电容器。
5.一种用于显示装置的驱动方法，该显示装置包括：显示部分，包括以矩阵形式配置的数个像素、和数条信号线和数条扫描线；和水平驱动电路和垂直驱动电路，配置成驱动显示部分的信号线和扫描线，以便在显示部分上显示图像；每个像素包括发光器件、信号电平存储电容器、写入晶体管，其含有输入从垂直驱动电路输出的写入信号以导通写入晶体管，将信号电平存储电容器的端电压设置成信号线的相应一条的信号电平的栅极；和驱动晶体管，含有与信号电平存储电容器的相对端连接以响应信号电平存储电容器两端的电压驱动发光器件，从而使发光器件发光的栅极和源极，所述驱动方法包含如下步骤：
在发光器件停止发光的每个像素的不发光间隔的第一间隔内，导通像素的写入晶体管以通过信号线将信号电平存储电容器的第一端上的电压设置成与发光器件的半色调相对应的半色调电压，和导通驱动晶体管以从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电；
在接在第一间隔之后的不发光间隔的第二间隔内，通过信号线将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成截止驱动晶体管的固定电压，使信号电平存储电容器的第二端上的电位保持在第一间隔内设置的电位；和
在接在第二间隔之后的不发光间隔的第三间隔内，将信号电平存储电容器的第一端上的电位设置成与发光器件发光的灰度相对应的灰度电压，和导通驱动晶体管以从驱动晶体管对信号电平存储电容器的第二端充电，然后截止写入晶体管。
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