CN101399003A - 显示装置及其驱动方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明的显示装置及其驱动方法和电子设备，根据视频信号的灰度而进行自适应性的迁移率校正，提高画面的均匀性。写入扫描器(4)具有移位寄存器(S/R)和输出缓冲器(4B)。移位寄存器(S/R)与行顺序扫描同步而对移位寄存器的各个级顺序生成输入信号(IN、AZX)，输出缓冲器(4B)连接在移位寄存器(S/R)的各级和各个扫描线(WS)之间，并根据输入信号(IN、AZX)，将控制信号输出到扫描线(WS)。移位寄存器(S/R)至少两阶段地改变输入信号(IN、AZX)的电平，输出缓冲器(4B)根据输入信号(IN、AZX)的电平变化而使规定采样晶体管截止的定时的控制信号(WS)的下降沿波形改变，从而根据视频信号的信号电平对迁移率校正期间进行可变控制。

Description

显示装置及其驱动方法和电子设备

技术领域

本发明涉及通过对在每个像素上分配的发光元件进行电流驱动而显示图像的显示装置及其驱动方法。还涉及使用了这样的显示装置的电子设备。详细地说，涉及通过设置在各个像素电路内的绝缘栅型场效应晶体管控制对有机EL等发光元件通电的电流量的、所谓的有源矩阵型的显示装置的驱动方式。

背景技术

在显示装置、例如液晶显示器等中，将多数的液晶像素矩阵状地排列，根据要显示的像素信息对每个像素控制入射光的透射强度或者反射强度，从而显示图像。这在将有机EL元件用于像素的有机EL显示器等中也是相同的，但与液晶像素不同的是，有机EL元件是自发光元件。因此，有机EL显示器与液晶显示器相比，具有图像的可视性高、不需要背景光(back light)、响应速度高等优点。此外，各个发光元件的亮度电平(灰度)可通过流过其中的电流值来控制，在所谓的电流控制型的这一点上与液晶显示器等电压控制型大不相同。

在有机EL显示器中，与液晶显示器同样地，其驱动方式有单纯矩阵方式和有源矩阵方式。前者的结构简单，但存在难以实现大型且高精度的显示器等问题，因此当前正在积极地进行有源矩阵方式的开发。该方式是通过设置在像素电路内部的有源元件(一般为薄膜晶体管、TFT)来控制流过各个像素电路内部的发光元件的电流，在以下的专利文献中有记载。

专利文献1：特开2003-255856

专利文献2：特开2003-271095

专利文献3：特开2004-133240

专利文献4：特开2004-029791

专利文献5：特开2004-093682

专利文献6：特开2006-215213

以往的像素电路分布在提供控制信号的行状的扫描线和提供视频信号的列状的信号线交叉的部分，至少包括采样晶体管、保持电容、驱动晶体管和发光元件。采样晶体管根据从扫描线提供的控制信号而导通，从而对从信号线提供的视频信号进行采样。保持电容保持与被采样的视频信号的信号电位对应的输入电压。驱动晶体管根据保持电容中所保持的输入电压，在规定的发光期间提供输出电流作为驱动电流。另外，一般，输出电流对驱动晶体管的沟道区域的载波迁移率以及阈电压具有依赖性。发光元件通过从驱动晶体管提供的输出电流，以与视频信号对应的亮度发光。

驱动晶体管将保持电容中所保持的输入电压施加到控制端即栅极，从而在一对电流端即源极/漏极间流过输出电流，对发光元件通电。一般，发光元件的发光亮度与通电量成比例。并且，驱动晶体管的输出电流供应量通过栅极电压即写入到保持电容中的输入电压而被控制。以往的像素电路根据输入视频信号来改变驱动晶体管的栅极上所施加的输入电压，从而控制提供给发光元件的电流量。

这里，驱动晶体管的动作特性由以下的算式1表示。

Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)²            ...式1

在该晶体管特性式1中，Ids表示源极/漏极间流过的漏极电流，是在像素电路中提供给发光元件的输出电流。Vgs表示以源极作为基准而施加到栅极的栅极电压，像素电路中为上述的输入电压。Vth是驱动晶体管的阈电压。此外，μ表示构成晶体管的沟道的半导体薄膜的迁移率。W表示沟道宽度，L表示沟道长度，Cox表示栅极容量。由该晶体管特性式1可知，薄膜晶体管在饱和区域动作时，若栅极电压Vgs超过阈电压Vth而变大，则会成为导通状态而流过漏极电流Ids。从原理上看，如上述的晶体管特性式1所示，只要栅极电压Vgs一定，则始终会是相同量的漏极电流Ids被提供给发光元件。因此，若对构成画面的各个像素提供完全相同电平的视频信号，则所有像素以同一亮度发光，能够得到画面的均匀性(uniformity)。

但实际上，由多晶硅(polysilicon)等半导体薄膜构成的薄膜晶体管(TFT)，其各个器件特性中存在偏差。尤其，阈电压Vth并非一定，每个像素中存在偏差。由前述的晶体管特性式1可知，若各个晶体管的阈电压Vth偏移，则即使栅极电压Vgs一定，漏极电流Ids中也会产生偏差，每个像素的亮度会偏移，因此会损坏画面的均匀性。以往已开始开发加入了用于消除驱动晶体管的阈电压的偏差的功能的像素电路，例如在上述的专利文献3中公开。

但是，对于发光元件的输出电流的偏差原因不只是驱动晶体管的阈电压Vth。由上述的晶体管特性式1可知，在驱动晶体管的迁移率μ偏移了的情况下，输出电流Ids也会变动。结果，画面的均匀性被破坏。以往已开始开发加入了用于校正驱动晶体管的迁移率的偏差的功能的像素电路，例如在上述的专利文献6中公开。

以往的具备迁移率校正功能的像素电路根据信号电位，在规定的校正期间将驱动晶体管中流过的驱动电流负反馈到保持电容，从而调整保持电容中所保持的信号电位。驱动晶体管的迁移率大时，负反馈量会相应地变大，信号电位的减少程度增加，结果能够抑制驱动电流。另一方面，在驱动晶体管的迁移率小时，对于保持电容的负反馈量会变小，因此所保持的信号电位的减少幅度较少。因此，驱动电流不怎么减少。如此，根据各个像素的驱动晶体管的迁移率的大小，沿着消除该迁移率的偏差的方向来调整信号电位。从而就算各个像素的驱动晶体管的迁移率偏移，对于同一信号电位，各个像素呈现大致相同电平的发光亮度。

上述的迁移率校正动作在规定的迁移率校正期间进行。为了提高画面的均匀性，在最佳的条件下进行迁移率校正比较重要。但是，最佳的迁移率校正时间未必固定，在现实中依赖于视频信号的电平。一般，当视频信号的信号电位高时(发光亮度高且白显示时)，存在最佳的迁移率校正时间变短的倾向。相反在信号电位不高时(在灰色灰度或者黑色灰度的显示时)，存在最佳的迁移率校正时间变长的倾向。但是，以往的显示装置未必考虑了最佳迁移率校正时间对于视频信号的信号电位的依赖性，其成为在提高画面的均匀性方面应解决的课题。

发明内容

鉴于上述的以往技术的课题，本发明的目的在于根据视频信号的灰度(信号电平)来进行适当的迁移率校正，以提高画面的均匀性。为了达成这样的目的而采用了以下方案。即，本发明的显示装置由像素阵列单元和驱动单元构成，所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、分布在各扫描线和各信号线交叉的部分的行列状的像素，各个像素至少包括采样晶体管、驱动晶体管、保持电容和发光元件，所述采样晶体管，其控制端连接在该扫描线，其一对电流端连接在该信号线和该驱动晶体管的控制端之间，所述驱动晶体管，其一对电流端的一端连接到该发光元件，另一端连接到电源，所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和电流端之间，所述驱动单元至少具有对各扫描线顺序提供控制信号而进行行顺序扫描的写入扫描器、和对各信号线提供视频信号的信号选择器，所述写入扫描器具有移位寄存器和输出缓冲器，所述移位寄存器与行顺序扫描同步而对移位寄存器的各个级顺序生成输入信号，所述输出缓冲器连接在该移位寄存器的各个级和各扫描线之间，根据该输入信号而将控制信号输出到该扫描线，该采样晶体管根据提供到该扫描线的控制信号而导通，从该信号线采样视频信号而写入到该保持电容，同时在直到根据控制信号而截止的规定的校正期间，将从该驱动晶体管流过的电流负反馈到该保持电容，从而对写入到该保持电容的视频信号附加对于该驱动晶体管的迁移率的校正，所述驱动晶体管将与写入到该保持电容的视频信号对应的电流提供给该发光元件而使其发光，所述显示装置的特征在于，所述移位寄存器改变该输入信号的电平，所述输出缓冲器根据该输入信号的电平变化至少两阶段地使规定该采样晶体管截止的定时的控制信号的下降沿波形改变，从而根据视频信号的信号电平对该校正期间进行可变控制。

优选所述输出缓冲器由反相器构成，该反相器由串联连接在电源线和接地线之间的P沟道晶体管和N沟道晶体管组成，所述移位寄存器至少两阶段地改变施加在该N沟道晶体管的控制端的输入信号的电平。此外，所述移位寄存器调整输入信号的电平，从而使控制信号的下降沿波形最佳化。

采样晶体管根据从写入扫描器提供给扫描线的控制信号而导通，从信号线采样视频信号而写入到保持电容，同时在直到根据控制信号的下降沿波形而截止的迁移率校正期间，将从驱动晶体管流过的电流负反馈到保持电容，从而对写入到该保持电容的视频信号附加对于驱动晶体管的迁移率的校正。根据本发明，写入扫描器的移位寄存器至少两阶段地使各级生成的输入信号的电平改变。连接在移位寄存器的各级的输出缓冲器根据输入信号的电平变化使规定采样晶体管截止的定时的控制信号的下降沿波形改变。由此，可根据视频信号的信号电平对迁移率校正期间进行可变控制。通过根据视频信号的信号电平对迁移率校正时间进行可变调整，从而可以改善画面的均匀性。

尤其在本发明中，在写入扫描器的输出缓冲器中附加了用于形成控制信号的下降沿波形的功能。写入扫描器包括输出缓冲器在内，可以在与像素阵列单元相同的面板中集成。因此，根据本发明，可以在面板的内部形成控制信号的下降沿波形，所以不需要在外部连接用于形成控制信号的模块。由于不需要外部模块，所以可相应地减少消耗功率，并且还能够缩小电路的安装面积。因此，本发明的显示装置特别适合作为移动设备的显示器。

附图说明

图1是表示本发明的显示装置的整体结构的方框图。

图2是表示图1所示的显示装置中包含的像素的结构的电路图。

图3是同样地表示像素的结构的电路图。

图4是在图1以及图2所示的显示装置的动作说明中提供的时序图。

图5是同样地供动作说明用的电路图。

图6是同样地供动作说明用的曲线图。

图7是表示写入扫描器的参考例的电路图。

图8是在图7所示的写入扫描器的动作说明中提供的波形图。

图9是在先行开发的显示装置的动作说明中提供的曲线图。

图10是同样地供动作说明用的波形图。

图11是同样地表示加入到先行开发的显示装置的写入扫描器的结构的电路图。

图12是在图11所示的写入扫描器的动作说明中提供的波形图。

图13是表示加入到本发明的显示装置的写入扫描器的第1实施方式的电路图。

图14是在第1实施方式的动作说明中提供的时序图。

图15是同样地供第1实施方式的动作说明用的电路图以及时序图。

图16是表示加入到本发明的显示装置的写入扫描器的第2实施方式的电路图以及波形图。

图17是表示本发明显示装置的第3实施方式的整体结构的方框图。

图18是表示被加入到图17的像素的结构的电路图。

图19是在本发明显示装置的第3实施方式的动作说明中提供的时序图。

图20是表示本发明显示装置的器件结构的截面图。

图21是表示本发明显示装置的模块结构的平面图。

图22是表示包括了本发明显示装置的电视机的斜视图。

图23是表示包括了本发明显示装置的数字照相机的斜视图。

图24是表示包括了本发明显示装置的笔记本电脑的斜视图。

图25是表示包括了本发明显示装置的移动终端装置的示意图。

图26是表示包括了本发明显示装置的摄像机的斜视图。

标号说明

0面板、1像素阵列单元，2像素电路，3水平选择器，4写入扫描器，4B输出缓冲器，5驱动扫描器，71第一校正用扫描器，72第二校正用扫描器，Tr1采样晶体管，Tr2第1开关晶体管，Tr3第2开关晶体管，Tr4第3开关晶体管，Trd驱动晶体管，Cs保持电容，EL发光元件，Vss1第1电源电位，Vss2第2电源电位，VDD第3电源电位，WS第1扫描线，DS第2扫描线，AZ1第3扫描线，AZ2第4扫描线

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的显示装置的整体结构的方框图。如图所示，本显示装置基本由像素阵列单元1、扫描单元和信号单元构成。由扫描单元和信号单元构成驱动单元。像素阵列单元1由行状分布的第1扫描线WS、第2扫描线DS、第3扫描线AZ1以及第4扫描线AZ2、列状分布的信号线SL、连接在这些扫描线WS、DS、AZ1、AZ2以及信号线SL的行列状的像素电路2、提供各个像素电路2的动作所需的第1电位Vss1、第2电位Vss2以及第3电位VDD的多个电源线构成。信号单元由水平选择器3组成，对信号线SL提供视频信号。扫描单元由写入扫描器4、驱动扫描器5、第一校正用扫描器71以及第二校正用扫描器72构成，分别对第1扫描线WS、第2扫描线DS、第3扫描线AZ1以及第4扫描线AZ2提供控制信号，从而顺序对每行扫描像素电路2。

图2是表示图1所示的图像显示装置中所加入的像素的结构的电路图。如图所示，像素电路2包括采样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd、第1开关晶体管Tr2、第2开关晶体管Tr3、第3开关晶体管Tr4、保持电容Cs和发光元件EL。采样晶体管Tr1根据在规定的采样期间从扫描线WS提供的控制信号而导通，从而将从信号线SL提供的视频信号的信号电位采样到保持电容Cs。保持电容Cs根据被采样的视频信号的信号电位，对驱动晶体管Trd的栅极G施加输入电压Vgs。驱动晶体管Trd将与输入电压Vgs对应的输出电流Ids提供给发光元件EL。发光元件EL通过在规定的发光期间中从驱动晶体管Trd提供的输出电流Ids，以与视频信号的信号电位对应的亮度发光。

第1开关晶体管Tr2在采样期间(视频信号写入期间)之前，根据从扫描线AZ1提供的控制信号而导通，将驱动晶体管Trd的控制端即栅极G设定为第1电位Vss1。第2开关晶体管Tr3在采样期间之前，根据从扫描线AZ2提供的控制信号而导通，将驱动晶体管Trd的一个电流端即源极S设定为第2电位Vss2。第3开关晶体管Tr4在采样期间之前，根据从扫描线DS提供的控制信号而导通，将驱动晶体管Trd的另一个电流端即漏极连接到第3电位VDD，从而使保持电容Cs保持相当于驱动晶体管Trd的阈电压Vth的电压，校正阈电压Vth的影响。并且，该第3开关晶体管Tr4在发光期间再次根据从扫描线DS提供的控制信号而导通，将驱动晶体管Trd连接到第3电位VDD，从而使输出电流Ids流过发光元件EL。

由以上的说明可知，本像素电路2由5个晶体管Tr1至Tr4以及Trd、1个保持电容Cs、1个发光元件EL构成。晶体管Tr1～Tr3和Trd是N沟道型的多晶硅TFT。只有晶体管Tr4是P沟道型的多晶硅TFT。但本发明不限于此，能够适当地混合N沟道型和P沟道型的TFT。发光元件EL例如是具有阳极和阴极的二极管型的有机EL器件。但本发明不限于此，发光元件包含一般以电流驱动而发光的所有器件。

图3是从图2所示的图像显示装置中仅取出了像素电路2的部分的模式图。为了容易理解，添写通过采样晶体管Tr1所采样的视频信号的信号电位Vsig、或者驱动晶体管Trd的输入电压Vgs和输出电流Ids、进而是发光元件EL具有的电容分量Coled等。以下基于图3说明本发明的像素电路2。

图4是图3所示的像素电路的时序图。该时序图表示作为本发明的基础的在先开发的驱动方式。为了弄清本发明的背景且便于理解，首先根据该在先开发的驱动方式，一边参照图4的时序图，一边作为本发明的一部分而具体说明。图4沿着时间轴T表示在各个扫描线WS、AZ1、AZ2以及DS上所施加的控制信号的波形。为了简化标记，控制信号也以与对应的扫描线的标号相同的标号来表示。晶体管Tr1、Tr2、Tr3是N沟道型，因此分别在扫描线WS、AZ1、AZ2为高电平时导通，低电平时截止。另一方面，晶体管Tr4是P沟道型，因此在扫描线DS为高电平时截止，低电平时导通。另外，该时序图除了各个控制信号WS、AZ1、AZ2、DS的波形，还表示了驱动晶体管Trd的栅极G的电位变化以及源极S的电位变化。

在图4的时序图中，将定时T1～T8设为1字段(1f)。像素阵列的各行在1字段间被顺序扫描一次。时序图表示在1行的量的像素上所施加的各个控制信号WS、AZ1、AZ2、DS的波形。

在该字段开始前的定时T0，所有的控制信号WS、AZ1、AZ2、DS处于低电平。因此，N沟道型的晶体管Tr1、Tr2、Tr3处于截止状态，另一方面，只有P沟道型的晶体管Tr4处于导通状态。因此，驱动晶体管Trd经由导通状态的晶体管Tr4而连接到电源VDD，所以根据规定的输入电压Vgs，将输出电流Ids提供给发光元件EL。从而发光元件EL在定时T0发光。这时驱动晶体管Trd上所施加的输入电压Vgs由栅极电位(G)和源极电位(S)的差表示。

在该字段开始的定时T1，控制信号DS从低电平切换为高电平。由此，开关晶体管Tr4截止，驱动晶体管Trd被从电源VDD切断，所以发光停止而进入非发光期间。因此，进入定时T1时，所有的晶体管Tr1～Tr4成为截止状态。

接着进至定时T2时，控制信号AZ1以及AZ2成为高电平，所以开关晶体管Tr2以及Tr3导通。结果，驱动晶体管Trd的栅极G连接到基准电位Vss1，源极S连接到基准电位Vss2。这里，满足Vss1-Vss2>Vth，通过设Vss1-Vss2＝Vgs>Vth，从而进行将在之后的定时T3进行的Vth校正的准备。换言之，期间T2-T3相当于驱动晶体管Trd的复位期间。此外，若将发光元件EL的阈电压作为VthEL，则被设定为VthEL>Vss2。由此，在发光元件EL上被施加负偏压，成为所谓的反偏压状态。该反偏压状态为了正常地进行之后进行的Vth校正动作以及迁移率校正动作是必要的。

在定时T3，将控制信号AZ2设为低电平，并且紧接着将控制信号DS也设为低电平。由此，晶体管Tr3截止，另一方面晶体管Tr4导通。结果，漏极电流Ids流入保持电容Cs，开始Vth校正动作。这时驱动晶体管Trd的栅极G被保持为Vss1，直到驱动晶体管Trd切断(cut-off)为止，流过电流Ids。切断时驱动晶体管Trd的源极电位(S)成为Vss1-Vth。漏极电流在切断后的定时T4，将控制信号DS再次返回到高电平，使开关晶体管Tr4截止。进而，控制信号AZ1也返回到低电平，开关晶体管Tr2也截止。结果，保持电容Cs中Vth被保持固定。这样，定时T3-T4为检测驱动晶体管Trd的阈电压Vth的期间。这里，将该检测期间T3-T4称为Vth校正期间。

这样，在进行了Vth校正之后的定时T5，将控制信号WS切换成高电平，导通采样晶体管Tr1，从而将视频信号Vsig写入保持电容Cs。与发光元件EL的等效电容Coled相比，保持电容Cs充分小。结果，视频信号Vsig的几乎大部分被写入到保持电容Cs。正确地说是Vsig对于Vss1的差分Vsig-Vss1被写入到保持电容Cs。从而，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs成为相加了之前被检测保持的Vth和本次被采样的Vsig-Vss1的电平(Vsig-Vss1+Vth)。以后，为了简化说明而设Vss1＝0V，则栅极/源极间电压Vgs如图4的时序图那样成为Vsig+Vth。有关视频信号Vsig的采样进行至控制信号WS返回到低电平的定时T7。即，定时T5-T7相当于采样期间(视频信号写入期间)。

在采样期间结束的定时T7之前的定时T6，控制信号DS成为低电平，开关晶体管Tr4导通。由此，驱动晶体管Trd被连接到电源VDD，所以像素电路从非发光期间进至发光期间。这样，在采样晶体管Tr1仍为导通状态且开关晶体管Tr4进入了导通状态的期间T6-T7，进行驱动晶体管Trd的迁移率校正。即，在本在先开发例中，在采样期间的后部分和发光期间的开头部分重叠的期间T6-T7进行迁移率校正。另外，在进行该迁移率校正的发光期间的开头，由于发光元件EL实际处于反偏压状态，所以不会发光。在该迁移率校正期间T6-T7，在驱动晶体管Trd的栅极G被固定为视频信号Vsig的电平的状态下，驱动晶体管Trd中流过漏极电流Ids。这里，通过事先设定为Vss1-Vth<VthEL，从而发光元件EL成为反偏压状态，所以表示单纯的电容特性而不是二极管特性。从而，流过驱动晶体管Trd的电流Ids被写入到将保持电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled的两者结合后的电容C＝Cs+Coled。由此，驱动晶体管Trd的源极电位(S)将上升。在图4的时序图中，以ΔV表示该上升量。该上升量ΔV最终会从保持电容Cs所保持的栅极/源极间电压Vgs中被扣除，因此形成负反馈。这样，将驱动晶体管Trd的输出电流Ids同样地负反馈到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs，从而可以校正迁移率μ。另外，负反馈量ΔV可以通过调整迁移率校正期间T6-T7的时间长短t而最佳化。

在定时T7，控制信号WS成为低电平，采样晶体管Tr1截止。结果，驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL被切断。由于视频信号Vsig的施加被解除，所以驱动晶体管Trd的栅极电位(G)可能上升，源极电位(S)也会一同上升。这期间，保持电容Cs所保持的栅极/源极间电压Vgs维持(Vsig-ΔV+Vth)的值。随着源极电位(S)的上升，发光元件EL的反偏压状态被解除，因此发光元件EL通过输出电流Ids的流入而实际开始发光。这时的漏极电流Ids与栅极电压Vgs的关系，通过在先前的晶体管特性式1的Vgs中代入Vsig-ΔV+Vth，从而成为以下的算式2。

Ids＝kμ(Vgs-Vth)²＝kμ(Vsig-ΔV)²        ...式2

在上述算式2中，k＝(1/2)(W/L)Cox。由该特性式2可知，Vth的项被消除，提供给发光元件EL的输出电流Ids不依赖于驱动晶体管Trd的阈电压Vth。基本上，漏极电流Ids由视频信号的信号电压Vsig决定。换言之，发光元件EL以与视频信号Vsig对应的亮度发光。这时，Vsig通过负反馈量ΔV而被校正。该校正量ΔV起到用于否定位于迁移率特性式2的系数部分的迁移率μ的效果的作用。从而，漏极电流Ids实际上仅依赖于视频信号Vsig。

最后到定时T8时，控制信号DS成为高电平而开关晶体管Tr4截止，发光结束的同时该字段结束。之后移动到下一字段，再次重复Vth校正动作、迁移率校正动作以及发光动作。

图5是表示在迁移率校正期间T6-T7中的像素电路2的状态的电路图。如图所示，在迁移率校正期间T6-T7，采样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4导通，而剩余的开关晶体管Tr2和Tr3截止。该状态下，驱动晶体管Trd的源极电位(S)为Vss1-Vth。该源极电位(S)也是发光元件EL的阳极电位。如前所述，通过事先设定为Vss1-Vth<VthEL，从而发光元件EL成为反偏压状态，所以表示单纯的电容特性而不是二极管特性。从而，流过驱动晶体管Trd的电流Ids中被流入将保持电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled的两者结合后的合成电容C＝Cs+Coled。换言之，漏极电流Ids的一部分被负反馈到保持电容Cs中，进行迁移率的校正。

图6是将上述的晶体管特性式2曲线化后的图，其纵轴取Ids，横轴取Vsig。在该曲线的下方还一并表示了特性式2。图6的曲线描绘了在对像素1和像素2进行了比较的状态下的特性曲线。像素1的驱动晶体管的迁移率μ相对较大。相反，像素2中包含的驱动晶体管的迁移率μ相对较小。这样，在用多晶硅薄膜晶体管等构成了驱动晶体管时，无法避免在像素之间迁移率μ偏移。例如，对两个像素1、2写入了相同电平的视频信号的信号电位Vsig时，如果不进行任何迁移率的校正，则流过迁移率μ大的像素1的输出电流Ids1′与流过迁移率μ小的像素2的输出电流Ids2′相比，会产生较大的差。这样，因迁移率μ的偏差而导致在输出电流Ids之间产生较大的差，因此会出现线条不均，破坏画面的均匀性。

因此，在本在先开发例中，通过使输出电流负反馈到输入电压侧，从而消除迁移率的偏差。由先前的晶体管特性式1可知，迁移率大时，漏极电流Ids变大。因此，迁移率越大，则负反馈量ΔV也就越大。如图6的曲线所示，迁移率μ大的像素1的负反馈量ΔV1大于迁移率小的像素2的负反馈量ΔV2。因此，迁移率μ越大，则施加的负反馈越大，从而可抑制偏差。如图所示，在迁移率μ大的像素1中进行ΔV1的校正时，输出电流从Ids1′大幅下降至Ids1。另一方面，由于迁移率μ小的像素2的校正量ΔV2较小，所以输出电流Ids2′不会下降太多而下降至Ids2。结果，Ids1和Ids2变得大致相等，迁移率的偏差被消除。该迁移率的偏差的消除从黑电平到白电平，在Vsig的整个范围进行，因此画面的均匀性显著提高。总结以上内容，当存在迁移率不同的像素1和2时，迁移率大的像素1的校正量ΔV1相对迁移率小的像素2的校正量ΔV2小。即，迁移率越大，ΔV就越大，Ids的减少值变大。由此，迁移率不同的像素电流值被均一化，可以校正迁移率的偏差。

以下为了作为参考，对上述的迁移率校正进行数值解析。如图5所示，在晶体管Tr1以及Tr4导通了的状态下，将驱动晶体管Trd的源极电位取作变量V进行解析。将驱动晶体管Trd的源极电位(S)设为V时，流过驱动晶体管Trd的漏极电流Ids如以下的算式3所示。

[数1]

I_ds＝kμ(V_gs-V_th)²＝kμ(V_sig-V-V_th)²    式3

此外，通过漏极电流Ids和电容C(＝Cs+Coled)的关系，如以下的算式4所示，Ids＝dQ/dt＝CdV/dt成立。

[数2]

由 $\mathrm{Ids}=\frac{\mathrm{dQ}}{\mathrm{dt}}=C\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}$  到  $\&Integral;\frac{1}{C}\mathrm{dt}=\&Integral;\frac{1}{\mathrm{Ids}}\mathrm{dV}$      式4

$\&DoubleLeftRightArrow;{\&Integral;}_0^t\frac{1}{C}\mathrm{dt}={\&Integral;}_{-\mathrm{Vth}}^V\frac{1}{\mathrm{k\&mu;}{(V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V)}^2}\mathrm{dV}$

$\&DoubleLeftRightArrow;\frac{\mathrm{k\&mu;}}{C}t={\left[\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V}\right]}_{-\mathrm{Vth}}^V=\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V}-\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}}$

$\&DoubleLeftRightArrow;V_{\mathrm{sig}}-V_{\mathrm{th}}-V=\frac{1}{\frac{1}{V_{\mathrm{sig}}}+\frac{\mathrm{k\&mu;}}{C}t}=\frac{V_{\mathrm{sig}}}{1+V_{\mathrm{sig}}\frac{\mathrm{k\&mu;}}{C}t}$

将算式3代入算式4后对两边进行积分。这里，源极电压V初始状态为-Vth，迁移率偏差校正时间(T6-T7)设为t。解该微分方程式，则对于迁移率校正时间t的像素电流为如以下的算式5所示。

[数3]

$I_{\mathrm{ds}}=\mathrm{k\&mu;}{\left(\frac{V_{\mathrm{sig}}}{1+V_{\mathrm{sig}}\frac{\mathrm{k\&mu;}}{C}t}\right)}^2$      式5

由以上的说明可知，迁移率校正时间t为控制信号DS下降而开关晶体管Tr4导通后，控制信号WS下降而采样晶体管Tr1截止为止的期间。迁移率校正时间通过控制信号DS以及WS而被规定。控制信号WS如前所述那样，通过写入扫描器而被输出到各扫描线WS。图7是表示写入扫描器4的一般结构的参考图。写入扫描器4由移位寄存器S/R构成，根据从外部输入的时钟信号动作，通过对同样地从外部输入的开始信号进行顺序传送，从而对各级输出顺序信号。在移位寄存器S/R的各级上连接了NAND元件，对从相邻级的S/R输出的顺序信号进行NAND处理，从而生成作为控制信号WS的基础的输入信号。该输入信号被提供给输出缓冲器4B。该输出缓冲器4B根据从移位寄存器S/R侧提供的输入信号而动作，并将最终的控制信号WS提供给对应的像素阵列单元的扫描线WS。另外在图中，用R表示各扫描线WS的布线电阻，用C表示连接在各扫描线WS上的像素的电容。

输出缓冲器4B由串联连接在电源电位Vcc和接地电位Vss之间的一对开关元件组成。本参考例中，该输出缓冲器4B为反相器结构，一个开关元件由P沟道晶体管TrP组成，另一个由N沟道晶体管TrN组成。反相器对从对应的移位寄存器S/R的级经由NAND元件而提供的输入信号进行反转，从而作为控制信号输出到对应的扫描线WS。

图8是表示由图7所示的写入扫描器生成的控制信号WS的波形图。从驱动扫描器输出的控制信号DS也一并表示。另外，驱动扫描器DS也与写入扫描器WS同样地，由移位寄存器和输出缓冲器构成。

如图所示，控制信号DS下降而P沟道型的开关晶体管Tr4导通后迁移率校正时间开始，在控制信号WS下降而N沟道型的采样晶体管Tr1截止的时刻，迁移率校正时间结束。开关晶体管Tr4导通的定时是控制信号DS的下降沿波形低于VDD-|Vtp|的时刻。另外，Vtp表示P沟道型的开关晶体管Tr4的阈电压。另一方面，采样晶体管Tr1截止的时刻是控制信号WS的下降沿低于Vsig+Vtn的时刻。这里，Vtn表示N沟道型的采样晶体管Tr1的阈电压。在采样晶体管Tr1的源极上，从信号线被施加信号电位Vsig，栅极上从控制线WS被施加控制信号WS。当栅极电位相对于源极电位在Vtn以下时，采样晶体管Tr1截止。

可是，控制信号WS的下降沿波形因受到制造工序的影响而在各扫描线上相位存在偏差。图中，下降沿波形A为标准相位，下降沿波形B表示相位沿后方移位的最坏情况(worst case)。同样地，控制信号DS的下降沿波形中A为标准，而B表示相位沿前方移位的最坏情况。由图可知，控制信号WS以及DS的下降沿波形，与标准相位时相比，在最坏情况下迁移率补正时间变长。这样，在将写入扫描器或驱动扫描器装载到面板的结构中，控制信号WS、DS的相位因受到制造工序的影响而在每个扫描线上存在偏差，因此迁移率校正时间也对每个扫描线产生偏差。这将在画面上以水平方向的亮度不均(banding：条带)而出现，破坏画面的均匀性。

关于迁移率校正，除了上述的每个扫描线(line)的校正时间的偏差之外，还存在其它问题。即，最佳的迁移率校正时间不一定固定，最佳迁移率校正时间根据视频信号的信号电平(信号电压)而变化。图9是表示该最佳迁移率校正时间和信号电压的关系的曲线。由图可知，信号电压为白电平且高时，最佳迁移率校正时间比较短。信号电压在灰电平下，最佳迁移率校正时间也会变长，进而在黑电平下，最佳迁移率校正时间有进一步延长的倾向。如前所述，迁移率校正期间中，负反馈到保持电容的校正量ΔV与信号电压Vsig成比例。信号电压高时，负反馈量也会相应地变大，所以最佳迁移率校正时间也处于变短的倾向。相反，信号电压下降时，驱动晶体管的电流供应能力下降，所以充分的校正所需的最佳迁移率校正时间处于延长的倾向。

因此，通过自动地调整采样晶体管Tr1的截止定时，使得当提供给信号线SL的视频信号的信号电位Vsig高时校正时间t变短，另一方面当提供给信号线SL的视频信号的信号电位Vsig低时校正时间t变长的方式被在先开发，图10表示该原理。

图10的波形图表示用于衡量规定迁移率校正时间t的开关晶体管Tr4的导通定时以及采样晶体管Tr1的截止定时的、控制信号DS的下降沿波形以及控制信号WS的下降沿波形。如前所述，在开关晶体管Tr4的栅极上施加的控制信号DS低于VDD-|Vtp|的时刻，开关晶体管Tr4导通，迁移率校正时间开始。

另一方面，采样晶体管Tr1的栅极上被施加了控制信号WS。其下降沿波形如图示那样，开始从电源电位Vcc急剧下降，之后向着接地电位Vss缓慢降低。这里，采样晶体管Tr1的栅极上所施加的信号电位Vsig1为白电平且高时，采样晶体管Tr1的栅极电位快速下降至Vsig1+Vtn，所以最佳迁移率校正时间t1变短。信号电位成为灰电平的Vsig2时，在栅极电位从Vcc下降到Vsig2+Vtn的时刻，采样晶体管Tr1截止。结果，与灰电平的Vsig2对应的最佳校正时间t2相对t1变长。并且，当信号电位成为接近黑电平的Vsig3时，最佳迁移率校正时间t3与灰电平时的最佳迁移率校正时间t2相比进一步变长。

为了对每一灰度自动设定最佳的迁移率校正时间，需要将扫描线WS上所施加的控制信号脉冲的下降沿波形整形为最佳形状。为此，在在先开发例子中，采用抽出从外部的模块(脉冲发生器)提供的电源脉冲的方式的写入扫描器，参照图11对此进行说明。另外，由于外部的电源脉冲模块可以提供稳定的脉冲波形，所以还能够同时解决前述的控制信号的下降沿波形的相位偏差的问题。图11示意性地表示了写入扫描器4的3级输出部分(N-1级、N及、N+1级)和连接到其中的像素阵列单元1的3行(3line)。另外，为了容易理解，对与图7所示的参考例中的写入扫描器对应的部分附加对应的参照标号。

写入扫描器4由移位寄存器S/R构成，根据从外部输入的时钟信号而动作，通过顺序传送同样从外部输入的开始信号，对各级输出顺序信号。移位寄存器S/R的各级上连接有NAND元件，对从相邻级的S/R输出的顺序信号进行NAND处理，从而生成作为控制信号WS的基础的矩形波形的输入信号IN。该矩形波形经由反相器而被输入到输出缓冲器4B。该输出缓冲器4B根据从移位寄存器S/R侧提供的输入信号IN而动作，并最终将控制信号WS作为输出信号OUT提供给对应的像素阵列单元1的扫描线WS。

输出缓冲器4B由串联连接在电源电位Vcc和接地电位Vss之间的一对开关元件组成。本实施方式中，该输出缓冲器4B为反相器结构，一个开关元件由P沟道型晶体管TrP(典型的是PMOS晶体管)组成，另一个由N沟道型晶体管TrN(典型的是NMOS晶体管)组成。另外，连接到各个输出缓冲器4B的像素阵列单元1侧的各个线(line)在等价电路中用电阻分量R和电容分量C表示。

本例中，输出缓冲器4B为抽出从外部的脉冲模块4P提供给电源线的电源脉冲而生成控制信号WS的决定波形的结构。如前述那样，该输出缓冲器4B为反相器结构，在电源线和接地电位Vss之间串联连接了P沟道晶体管TrP和N沟道晶体管TrN。在输出缓冲器的P沟道晶体管TrP根据来自移位寄存器S/R侧的输入信号IN而导通时，抽出提供给电源线上的电源脉冲的下降沿波形，并将其作为控制信号WS的决定波形，提供给像素阵列单元1侧。这样，由外部模块4P生成独立于输出缓冲器4B而包含决定波形的脉冲，并将其提供给输出缓冲器4B的电源线，从而可以生成期望的决定波形的控制信号WS。这时，输出缓冲器4B在优势开关元件侧的P沟道晶体管TrP导通而劣势开关元件侧的N沟道晶体管TrN截止时，抽出从外部提供的电源脉冲的下降沿波形，并作为控制信号WS的决定波形OUT输出。

图12是在图11所示的写入扫描器的动作说明中提供的时序图。如图所示，以1H周期而变动的电源脉冲的列从外部模块输入到写入扫描器的输出缓冲器的电源线上。与此相匹配，在构成输出缓冲器的反相器上被施加输入脉冲IN。时序图表示提供给第n-1级以及第n级的反相器的输入脉冲IN。将此与时间序列相匹配地，表示从第n-1级以及第n级所提供的输出脉冲OUT。该输出脉冲OUT是被施加在对应的行的扫描线WS上的控制信号。

由时序图可知，写入扫描器的各级的输出缓冲器根据输入脉冲IN而抽出电源脉冲，并将其原样作为输出脉冲OUT提供给对应的扫描线WS。电源脉冲是从外部的模块提供的，其下降沿波形可以预先最适当地设定。写入扫描器将该下降沿波形原样抽出而作为控制信号脉冲。

但是，图11所示的在先开发的写入扫描器中，模块必须以1H周期来生成电源脉冲，并且在将电源脉冲提供给像素阵列单元侧的布线也连接了所有级的负载，布线电容非常重。从而，提供电源脉冲的外部模块，其消耗功率变大。此外，为了控制迁移率校正时间，需要确保稳定的脉冲瞬变(transient)，有必要提高脉冲模块的能力。结果引起模块面积的增加。在移动设备的显示器应用中，尤其要求显示装置的低消耗功率化，在图11所示的利用外部模块的扫描器结构中难以实现对应。

图13是表示作为本发明的显示装置的主要部分的写入扫描器的第1实施方式的电路图。为了容易理解，对与图11所示的在先开发的写入扫描器对应的部分附加对应的参照标号。本实施方式的写入扫描器4在其输出缓冲器的部分形成控制信号WS的下降沿波形。该写入扫描器4基本上由薄膜晶体管集成，可安装在与像素阵列单元相同的面板上。从而，与图11所示的在先开发例的写入扫描器不同，本实施方式的写入扫描器不需要外接的用于提供电源脉冲的模块，可相应地实现低消耗功率化以及低成本化和小型化。

如图所示，写入扫描器4具有移位寄存器S/R和输出缓冲器4B。移位寄存器S/R与行顺序扫描同步而对移位寄存器S/R的各级顺序生成输入信号IN、AZX。输出缓冲器4B连接在移位寄存器S/R的各级和各扫描线WS之间，根据输入信号IN以及AZX，生成作为控制信号WS的输出信号OUT。另外，输出缓冲器4B经由NAND元件而连接到移位寄存器S/R的对应的级。NAND元件对从相邻级的移位寄存器S/R提供的S/R输出进行NAND处理，从而生成输入信号IN，并提供给输出缓冲器4B侧。这时，NAND元件根据从外部提供的使能信号INENB而形成输入信号IN。从NAND元件输出的输入信号IN被分为两条路经而提供给对应的输出缓冲器4B。一个路径将输入信号IN原样传递给输出缓冲器4B，而另一个路径经由两个反相器，作为输入信号AZX提供给输出缓冲器4B。两个反相器中的第一个连接在电源电压Vcc和接地电压Vss之间。第2个反相器连接在从外部提供的电源脉冲的线和接地电压Vss之间。

在这样的结构中，移位寄存器S/R经由NAND元件以及一对反相器，至少两阶段地改变输入信号AZX的电平。输出缓冲器4B根据输入信号AZX的电平变化，将输出信号OUT提供给扫描线WS。该输出信号OUT是被施加在采样晶体管Tr1的控制端(栅极)的控制信号WS，规定采样晶体管Tr1截止的定时的下降沿波形根据输入信号AZX的电平变化而变化，从而可以根据视频信号Vsig的信号电平对迁移率校正期间t进行可变控制。

输出缓冲器4B由反相器构成，该反相器由串联连接在电源线Vcc和接地线Vss之间的P沟道晶体管TrP和N沟道晶体管TrN组成。移位寄存器S/R经由NAND元件对构成输出缓冲器4B的一个P沟道晶体管TrP的栅极施加输入信号IN，另一方面，对N沟道晶体管TrN的栅极施加对输入信号IN进行了处理之后的输入信号AZX。本实施方式中，通过至少两阶段地改变施加在该N沟道晶体管TrN的控制端(栅极)的输入信号AZX的电平，从而使输出信号OUT的下降沿波形实现期望的变化。优选的是，移位寄存器S/R调整输入信号AZX的电平，从而可以使输出信号OUT(即，控制信号WS)的下降沿波形最佳化。

图14是在图13所示的写入扫描器的动作说明中提供的时序图。在写入扫描器4中从外部被提供时钟信号CK，这成为动作基准。即，写入扫描器4根据该时钟信号CK而动作，在每1H将控制信号WS输出到各扫描线WS。该时钟信号CK是2H周期的脉冲信号。与该时钟信号CK同步地，1H周期的使能信号INENB被提供给NAND元件的输入端子。进而，从外部的脉冲电源提供电源脉冲至介于NAND元件和输出缓冲器4B之间的第2个反相器的电源线上。该电源脉冲的电位以1H周期在Vcc和Vcc2之间切换。另外，与图11所示的在先开发的写入扫描器4不同，该电源脉冲不是抽出后直接作为控制信号，而只是在内部被提供给反相器的电源线上，不需要大的驱动能力，电路的负荷较少。

从移位寄存器S/R的各级(n-1级、n级、n+1级)可得到相位顺序移位了1H的输出。这些S/R输出通过NAND元件而被处理，生成输入信号IN。在图14的时序图中表示了第n级以及第n+1级的输入信号IN。进而，该输入信号IN通过串联连接的两级的反相器而被处理，作为输入信号AZX被施加到输出缓冲器4B的N沟道晶体管TrN的栅极。由时序图可知，该输入信号AZX的电位在高电位Vcc、中间电位Vcc2、低电位Vss之间变化。

图15是在图13所示的写入扫描器内、特别是1级的输出缓冲器的动作说明中提供的电路图以及时序图。如电路图所示，从移位寄存器输出的输入信号IN被分为两条路经而被提供给最后级的输出缓冲器。一个路径中输入信号IN被原样施加到输出缓冲器的P沟道晶体管TrP的栅极。另一个路径由两级地串联连接的反相器组成，对输入信号IN进行变换，从而作为输入信号AZX施加到输出缓冲器的N沟道晶体管TrN的控制端。两级地连接的反相器的第2个反相器连接在电源脉冲线和接地线Vss之间。另外，在本说明书中，该两级地串联连接的反相器构成移位寄存器的输出部分，结构上作为移位寄存器的一部分而处理。因此，移位寄存器的各级生成与输入信号IN不同的输入信号AZX，并将其施加到输出缓冲器。

时序图中，对照时钟信号CK以及使能信号ENBIN，表示了电源脉冲、输入信号IN、输入信号AZX以及输出信号OUT的波形。为了将输入信号IN进行变换而作为AZX，提供给反相器的电源脉冲在高电位Vcc和低电位Vcc2之间变化。Vcc2被设定得高于输出缓冲器的N沟道晶体管TrN的切断(cut-off)电压。串联连接的两级的反相器中的第2个反相器通过抽出该电源脉冲，从而生成具有Vcc、Vcc2、Vss的三个值的输入信号AZX。另外，该电源脉冲并不是原样作为控制信号而被输出到扫描线WS，而只是被施加到构成输出缓冲器的晶体管的栅极上。因此，提供该电源脉冲的模块不会被要求大的驱动能力，此外尺寸也可以比较小。

将时序图划分为从期间A到期间D，从而详细说明输出缓冲器的动作。在期间A，输入信号IN为高电平，其他的输入信号AZX为Vcc或者Vcc2的电平。从而，输出缓冲器的N沟道晶体管TrN导通，P沟道晶体管TrP截止。因此，输出信号OUT处于Vss的电平。

接着在期间B，输入信号IN以及AZX一同成为低电平的Vss，所以N沟道晶体管TrN截止，另一方面P沟道晶体管TrP导通。由此，输出OUT切换为Vcc。

接着进入期间C时，输入信号IN以及AZX一同成为高电平的Vcc。由此，N沟道晶体管TrN导通，P沟道晶体管TrP截止。结果，输出信号OUT被Vss吸引而下降。假设AZX原样地继续维持Vcc的电平，则输出缓冲器的输出OUT将急剧下降。这样就无法将控制信号WS的下降沿与视频信号的信号电平相匹配地设为适合的形状。

因此，在本实施方式中的下一个期间D，将电源脉冲降低至Vcc2，将输入信号AZX设为Vcc2。由此，在N沟道晶体管TrN的栅极上所施加的栅极电压下降，如前述的晶体管特性式1所示，输出电流量下降。由此，输出OUT的下降沿波形变得缓慢，可得到最佳的下降沿波形。由于N沟道晶体管TrN的输出电流Ids如前述的晶体管特性式1所示那样被决定，所以通过在期间D将输入信号AZX的电平设为Vcc2那样小，从而输出缓冲器的N沟道晶体管TrN的Vgs变窄，流过的电流Ids变小。结果，能够使输出缓冲器的输出信号OUT的下降沿波形适当地缓慢。这时，通过适当地设定Vcc2的电平，能够最佳地调整输出信号OUT的脉冲瞬变的值。除此之外通过调整期间C，能够适当地控制输出信号OUT的下降沿处于急速的状态的期间。

通过以上内容，本实施方式不仅可以通过组装到面板上的写入扫描器的最后级输出缓冲器部分对控制信号WS的波形进行整形，其形状也能够自由地设定，在视频信号的每个灰度能够得到最佳的迁移率校正时间，可得到高均匀性的画面。另外，本实施方式中需要从外部对构成写入扫描器的移位寄存器的输出部分提供电源脉冲，但连接布线的负荷相对于图11所示的在先开发中的电源脉冲线，已大幅减少。因此，用于提供电源脉冲的模块也可以组装到面板内部，可以拆除面板外部的电源发生电路模块，能够实现低消耗功率化。

图16是表示组装到本发明的显示装置中的写入扫描器的第2实施方式的电路图以及时序图。为了容易理解，对与图15所示的第1实施方式对应的部分附加对应的参照标号。不同点在于，通过将电源脉冲的电平以高电位Vcc、中电位Vcc2、低电位Vcc3的3个电平进行切换，能够更加精细地设定输出信号OUT的下降沿形状。在该实施方式中，也可以通过对从移位寄存器提供的输入信号IN调整电源脉冲相位，从而自由地控制输出信号OUT的急速的下降期间。通过以Vcc、Vcc2、Vcc3的3个电平来切换电源脉冲，输入信号AZX阶段性地从Vcc经过Vcc2而变化到Vcc3。与此相匹配地，输出缓冲器的N沟道晶体管TrN能够将具有理想的下降沿波形的形状的输出信号OUT提供给扫描线WS。

图17是表示本发明的显示装置的第3实施方式的整体结构的方框图。如图所示，本显示装置由像素阵列单元1和用于驱动该像素阵列单元1的驱动单元构成。像素阵列单元1包括：行状的扫描线WS、列状的信号线(信号line)SL、分布在两者交叉的部分的行列状的像素2、在各个像素2的各行中对应分布的供电线(电源线)VL。另外，本例的各个像素2中被分配了RGB三原色的其中一个，可进行彩色显示。但不限于此，也包含单色显示的器件。驱动单元包括：对各扫描线WS顺序提供控制信号，从而以行为单位行顺序扫描像素2的写入扫描器4；与该行顺序扫描相匹配地对各供电线VL提供以第1电位和第2电位进行切换的电源电压的电源扫描器6；与该行顺序扫描相匹配地对列状的信号线SL提供成为视频信号的信号电位和基准电位的信号选择器(水平选择器)3。

图18是表示图17所示的显示装置所包含的像素2的具体结构以及接线关系的电路图。如图所示，该像素2包括：以由有机EL器件等为代表的发光元件EL、采样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd、保持电容Cs。采样晶体管Tr1，其控制端(栅极)连接到对应的扫描线WS，一对电流端(源极以及漏极)的一端连接到信号线SL，另一端连接到驱动晶体管Trd的控制端(栅极G)。驱动晶体管Trd，其一对电流端(源极S以及漏极)的一端连接到发光元件EL，另一端连接到对应的供电线VL。在本例中，驱动晶体管Trd为N沟道型，其漏极连接到供电线VL，另一方面源极S作为输出节点而连接到发光元件EL的阳极。发光元件EL的阴极连接到规定的阴极电位Vcath。保持电容Cs连接在驱动晶体管Trd的源极S和栅极G之间。

在这样的结构中，采样晶体管Tr1根据从扫描线WS提供的控制信号而导通，对从信号线SL提供的信号电位进行采样而保持在保持电容Cs中。驱动晶体管Trd从位于第1电位(高电位Vdd)的供电线VL接受电流供给，并根据保持电容Cs所保持的信号电位而将驱动电流流入发光元件EL。写入扫描器4在信号线SL处于信号电位的时间带，将采样晶体管Tr1设为导通状态，所以将规定脉宽的控制信号输出到控制线WS，从而在保持电容Cs中保持信号电位，同时将对于驱动晶体管Trd的迁移率μ的校正添加到信号电位。之后，驱动晶体管Trd将与保持电容Cs中所写入的信号电位Vsig对应的驱动电流提供给发光元件EL，进入发光动作。

本像素电路2除了上述的迁移率校正功能之外还包括阈值电压校正功能。即，电源扫描器6在采样晶体管Tr1对信号电位Vsig进行采样之前，在第1定时将供电线VL从第1电位(高电位Vdd)切换到第2电位(低电位Vss)。此外，写入扫描器4同样地在采样晶体管Tr1对信号电位Vsig进行采样之前，在第2定时使采样晶体管Tr1导通，从而将基准电位Vref从信号线SL施加到驱动晶体管Trd的栅极G，同时将驱动晶体管Trd的源极S置于第2电位(Vss)。电源扫描器6在第2定时后的第3定时，将供电线VL从第2电位Vss切换到第1电位Vdd，从而将相当于驱动晶体管Trd的阈电压Vth的电压保持在保持电容Cs中。通过这样的阈电压校正功能，本显示装置能够消除每个像素存在偏差的驱动晶体管Trd的阈电压Vth的影响。

本像素电路2还具备自举(bootstrap)功能。即，写入扫描器4以保持电容Cs中信号电位Vsig被保持的程度来解除对于扫描线WS的控制信号的施加，将采样晶体管Tr1设为非导通状态，从而将驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL电切断，使栅极G的电位连动于驱动晶体管Trd的源极S的电位变动，能够将栅极G和源极S之间的电压Vgs维持为一定。

图19是在图18所示的像素电路2的动作说明中提供的时序图。共用时间轴，表示扫描线WS的电位变化、供电线VL的电位变化以及信号线SL的电位变化。此外，与这些电位变化并行地，还表示了驱动晶体管的栅极G以及源极S的电位变化。

如前所述地，扫描线WS上被施加了用于导通采样晶体管Tr1的控制信号脉冲。该控制信号脉冲与像素阵列单元的行顺序扫描相匹配地，以1字段(1f)为周期施加到扫描线WS。电源线VL同样以1字段为周期在高电位Vdd和低电位Vss之间切换。信号线SL上1水平周期(1H)内提供了信号电位Vsig和基准电位Vref切换的视频信号。

如图19的时序图所示，像素从前一字段的发光期间开始进入该字段的非发光期间，之后成为该字段的发光期间。在该非发光期间进行准备动作、阈电压校正动作、信号写入动作、迁移率校正动作等。

在前一字段的发光期间，供电线VL成为高电位Vdd，驱动晶体管Trd将驱动电流Ids提供给发光元件EL。驱动电流Ids从处于高电位Vdd的供电线VL经由驱动晶体管Trd而通过发光元件EL，并流入阴极线。

接着进入该字段的非发光期间时，首先在定时T1，将供电线VL从高电位Vdd切换到低电位Vss。由此，供电线VL被放电至Vss，并且驱动晶体管Trd的源极S的电位下降至Vss。由此，发光元件EL的阳极电位(即，驱动晶体管Trd的源极电位)成为反偏压状态，所以不会流过驱动电流而熄灭。此外，连动于驱动晶体管的源极S的电位下降，栅极G的电位也下降。

接着在定时T2，将扫描线WS从低电平切换到高电平，从而采样晶体管Tr1成为导通状态。这时，信号线SL处于基准电位Vref。从而，驱动晶体管Trd的栅极G的电位通过导通的采样晶体管Tr1而成为信号线SL的基准电位Vref。这时，驱动晶体管Trd的源极S的电位处于比Vref足够低的电位Vss。这样，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs被初始化，以使其大于驱动晶体管Trd的阈电压Vth。从定时T1到定时T3的期间T1-T3是将驱动晶体管Trd的栅极G/源极S间电压Vgs预先设定为Vth以上的准备期间。

之后在定时T3，供电线VL从低电位Vss转移到高电位Vdd，驱动晶体管Trd的源极S的电位开始上升。不久驱动晶体管Trd的栅极G/源极S间电压Vgs成为了阈电压Vth后，电流切断。这样，相当于驱动晶体管Trd的阈电压Vth的电压被写入保持电容Cs。这就是阈电压校正动作。这时，为了使电流只流入保持电容Cs侧，而不流过发光元件EL，预先设定阴极电位Vcath以使发光元件EL切断。该阈电压校正动作在定时T4，信号线SL的电位从Vref切换到Vsig的期间完成。从定时T3到定时T4的期间T3-T4成为阈电压校正期间。

在定时T4，信号线SL从基准电位Vref切换到信号电位Vsig。这时，采样晶体管Tr1处于连续导通状态。因而，驱动晶体管Trd的栅极G的电位成为信号电位Vsig。这里，发光元件EL开始处于切断状态(高阻抗状态)，所以流过驱动晶体管Trd的栅极和源极之间的电流专门流入保持电容Cs和发光元件EL的等效电容，开始充电。之后，直到采样晶体管Tr1截止的定时T5为止，驱动晶体管Trd的源极S的电位上升ΔV左右。这样，视频信号的信号电位Vsig以被填补到Vth的形式写入保持电容Cs，同时迁移率校正用的电压ΔV从保持电容Cs所保持的电压中被扣除。因而，从定时T4到定时T5的期间T4-T5成为信号写入期间/迁移率校正期间。这样，在信号写入期间T4-T5同时进行信号电位Vsig的写入和校正量ΔV的调整。Vsig越高，驱动晶体管Trd提供的电流Ids越大，ΔV的绝对值也就越大。从而，进行与发光亮度电平对应的迁移率校正。在将Vsig设为一定时，驱动晶体管Trd的迁移率μ越大，ΔV的绝对值也就越大。换言之，迁移率μ越大，对于保持电容Cs的负反馈量ΔV就越大，所以可以消除每个像素的迁移率μ的偏差。

最后在定时T5，如前所述那样扫描线WS转移到低电平，采样晶体管Tr1成为截止状态。由此，驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL被切断。同时，发光元件EL中开始流过漏极电流Ids。由此，发光元件EL的阳极电位根据驱动电流Ids而上升。发光元件EL的阳极电位的上升、即只能是驱动晶体管Trd的源极S的电位上升。驱动晶体管Trd的源极S的电位上升时，通过保持电容Cs的自举动作，驱动晶体管Trd的栅极G的电位也因连动而上升。栅极电位的上升量与源极电位的上升量相等。因此，发光期间中驱动晶体管Trd的栅极G/源极S间电压Vgs被保持为一定。该Vgs的值成为对信号电位Vsig进行了阈电压Vth以及迁移率μ的校正的值。

在本实施方式中，迁移率校正期间也由信号线SL的电位从Vref切换到Vsig的定时T4开始，控制信号WS下降而采样晶体管Tr1截止的定时T5规定。这里，为了根据提供给信号线SL的信号电压Vsig来控制采样晶体管Tr1的截止定时T5，需要使控制信号WS的下降沿波形倾斜。因此，在本实施方式中，在图17所示的写入扫描器4中也可以采用图13所示的结构。如前述那样，图13所示的写入扫描器4中，移位寄存器至少两阶段地改变对于输出缓冲器的输入信号的电平，输出缓冲器改变用于根据输入信号的电平变化而规定采样晶体管Tr1截止的定时的控制信号WS的下降沿波形，从而可以根据视频信号的信号电平Vsig，对迁移率校正期间t进行可变控制。

本发明的显示装置具有图20所示那样的薄膜器件结构。本图表示了在绝缘性基板上形成的像素的示意性的断面结构。如图所示，像素包括具有多个薄膜晶体管的晶体管部分(在图中例示了1个TFT)、保持电容等电容部分以及有机EL元件等的发光部分。基板上以TFT工序形成了晶体管部分或电容部分，在其上方层压了有机EL元件等的发光部分。在其上方通过粘结剂粘贴透明的对置基板，从而作为平面板。

本发明的显示装置包括图21所示那样平面型模块形状的平面板。例如在绝缘性的基板上，设置将由有机EL元件、薄膜晶体管、薄膜电容等组成的像素矩阵状地集成的像素阵列单元，并分布粘结剂以围绕该像素阵列单元(像素矩阵单元)，粘贴玻璃等的对置基板而作为显示模块。在透明的对置基板上，根据需要也可以设置滤色器、保护膜、遮光膜等。显示模块上，作为用于输入输出从外部对像素阵列单元的信号等的连接器，例如可以设置FPC(flexibleprinted circuit)。

以上说明的本发明的显示装置具有平板形状，其可以应用在各种各样的电子设备、例如数字照相机、笔记本型个人计算机、移动电话、摄影机等，将输入到电子设备的、或者在电子设备内形成的驱动信号作为图像或者视频显示的所有领域的电子设备的显示器中。以下表示应用了这样的显示装置的电子设备的例子。

图22是应用了本发明的电视机，包含由面板(front panel)12、滤色玻璃(filter glass)13等构成的视频显示画面11，通过将本发明的显示装置使用在该视频显示画面11中而制造。

图23是应用了本发明的数字照相机，上面是正面图，下面是背面图。该数字照相机包含摄像镜头、用于闪光灯的发光部分15、显示部分16、控制开关、菜单开关、快门19等，通过将本发明的显示装置使用在该显示部分16中而制造。

图24是应用了本发明的笔记本型个人计算机，在主体20中包含输入字符等时所操作的键盘21，在主体外壳中包含显示图像的显示部分22，通过将本发明的显示装置使用在该显示部分22中而制造。

图25是应用了本发明的移动终端装置，左边表示打开的状态，右边表示关闭的状态。该移动终端装置包括上侧壳体23、下侧壳体24、连接部分(这里为枢纽部分)25、显示器26、副显示器27、摄影灯28、照相机29等，通过将本发明的显示装置使用在该显示器26和副显示器27中而制造。

图26是应用了本发明的摄影机，包括主体部分30、在朝向前方的侧面用于被摄体摄像的镜头34、摄像时的开始/停止开关35、监视器36等，通过将本发明的显示装置使用在该监视器36中而制造。

Claims (5)

1、一种显示装置，由像素阵列单元和驱动单元构成，

所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、分布在各扫描线和各信号线交叉的部分的行列状的像素，

各个像素至少包括采样晶体管、驱动晶体管、保持电容和发光元件，

所述采样晶体管，其控制端连接在该扫描线，其一对电流端连接在该信号线和该驱动晶体管的控制端之间，

所述驱动晶体管，其一对电流端的一端连接到该发光元件，另一端连接到电源，

所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和电流端之间，

所述驱动单元至少具有对各扫描线顺序提供控制信号而进行行顺序扫描的写入扫描器、和对各信号线提供视频信号的信号选择器，

所述写入扫描器具有移位寄存器和输出缓冲器，

所述移位寄存器与行顺序扫描同步而对移位寄存器的各个级顺序生成输入信号，

所述输出缓冲器连接在该移位寄存器的各级和各扫描线之间，根据该输入信号而将控制信号输出到该扫描线，

所述采样晶体管根据提供到该扫描线的控制信号而导通，从该信号线采样视频信号而写入到该保持电容，同时在直到根据控制信号而截止的规定的校正期间，将从该驱动晶体管流过的电流负反馈到该保持电容，从而对写入到该保持电容的视频信号附加对于该驱动晶体管的迁移率的校正，

所述驱动晶体管将与写入到该保持电容的视频信号对应的电流提供给该发光元件而使其发光，

所述显示装置的特征在于，

所述移位寄存器至少两阶段地改变该输入信号的电平，

所述输出缓冲器根据该输入信号的电平变化而使规定该采样晶体管截止的定时的控制信号的下降沿波形改变，从而根据视频信号的信号电平对该校正期间进行可变控制。

2、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述输出缓冲器由反相器构成，该反相器由串联连接在电源线和接地线之间的P沟道晶体管和N沟道晶体管组成，

所述移位寄存器至少两阶段地改变施加在该N沟道晶体管的控制端的输入信号的电平。

3、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述移位寄存器调整输入信号的电平，从而使控制信号的下降沿波形最佳化。

4、一种显示装置的驱动方法，该显示装置由像素阵列单元和驱动单元构成，

所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、分布在各扫描线和各信号线交叉的部分的行列状的像素，

各个像素至少包括采样晶体管、驱动晶体管、保持电容和发光元件，

所述采样晶体管，其控制端连接在该扫描线，其一对电流端连接在该信号线和该驱动晶体管的控制端之间，

所述驱动晶体管，其一对电流端的一端连接到该发光元件，另一端连接到电源，

所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和电流端之间，

所述驱动单元至少具有对各扫描线顺序提供控制信号而进行行顺序扫描的写入扫描器、和对各信号线提供视频信号的信号选择器，

所述写入扫描器具有移位寄存器和输出缓冲器，

所述移位寄存器与行顺序扫描同步而对移位寄存器的各个级顺序生成输入信号，

所述输出缓冲器连接在该移位寄存器的各级和各扫描线之间，根据该输入信号而将控制信号输出到该扫描线，

所述采样晶体管根据提供到该扫描线的控制信号而导通，从该信号线采样视频信号而写入到该保持电容，同时在直到根据控制信号而截止的规定的校正期间，将从该驱动晶体管流过的电流负反馈到该保持电容，从而对写入到该保持电容的视频信号附加对于该驱动晶体管的迁移率的校正，

所述驱动晶体管将与写入到该保持电容的视频信号对应的电流提供给该发光元件而使其发光，

所述显示装置的驱动方法的特征在于，

改变从所述移位寄存器提供的该输入信号的电平，

所述输出缓冲器根据该输入信号的电平变化至少两阶段地使规定该采样晶体管截止的定时的控制信号的下降沿波形改变，从而根据视频信号的信号电平对该校正期间进行可变控制。

5、一种电子设备，包括权利要求1所述的显示装置。

Images