CN101425257B - 驱动有机场致发光发射部分的方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了驱动有机场致发光发射部分的方法,该驱动方法包括如下步骤:在至少连续三个扫描时间间隔内执行从预处理步骤到写入步骤的步骤;在每个扫描时间间隔内,将第一节点初始化电压施加到相应一条数据线上,和供应视频信号取代第一节点初始化电压;通过保持在导通状态的写入晶体管将第一节点初始化电压从相应一条数据线施加到第一节点上,从而初始化第一节点上的电位;和通过保持在导通状态的写入晶体管将第一节点初始化电压从相应一条数据线施加到第一节点上,从而保持第一节点上的电位。
Description
交叉参考相关申请
本申请包含与2007年11月2日向日本专利局提出的日本专利申请JP2007-286063有关的主题,特此全文引用以供参考。
技术领域
本发明涉及驱动有机场致发光发射部分的方法。
背景技术
在将有机场致发光元件(下文在应用时为简略起见,简称为“有机EL元件”)用作场致发光元件的有机场致发光显示器件(下文在应用时为简略起见,简称为“有机EL显示器件”)中,依照使其流过有机EL元件的电流的值控制有机EL元件的亮度。此外,与液晶显示器件的情况类似,简单矩阵系统和有源矩阵系统也被公认为有机EL显示器件中的驱动方法。尽管有源矩阵系统存在结构比基于简单矩阵系统的结构复杂的缺点,但它也具有可以获得具有光亮度的图像等的各种各样优点。
来自已公开日本专利第2006-215213号的由五个晶体管和一个电容器组成的驱动电路(叫做5Tr/1C驱动电路)被公认为驱动构成有机EL元件的有机场致发光发射部分(下文在应用时简称为“场致发光部分”)的电路。如图16所示,5Tr/1C驱动电路由写入晶体管TRW、驱动晶体管TRD、第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3的五个晶体管和一个电容器部分C1组成。这里,驱动晶体管TRD一侧的源极/漏极区构成第二节点ND2,并且驱动晶体管TRD的栅极构成第一节点ND1。
例如,写入晶体管TRW、驱动晶体管TRD、第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3中的每一个由n沟道薄膜晶体管(TFT)组成,并且场致发光部分ELP配备在为了覆盖驱动电路而形成的层间绝缘膜等上。场致发光部分ELP的阳极与驱动晶体管TRD一侧的源极/漏极区连接。另一方面,将电压VCat(例如,0V)施加到场致发光部分ELP的阴极上。在图16中,标号CEL表示驱动晶体管TRD的电容。
如图17的概念图所示,有机EL显示器件包括:
(1)扫描电路101;
(2)信号输出电路102;
(3)每一个包括场致发光部分ELP和驱动场致发光部分ELP的驱动电路的(M×N)个有机EL元件;
(4)每一条与扫描电路101连接和沿着第一方向延伸的M条扫描线SCL;
(5)每一条与信号输出电路102连接和沿着与第一方向不同的第二方向(尤其,沿着与第一方向垂直相交的方向)延伸的N条数据线DTL;
(6)电源部分100;
(7)第一晶体管控制电路111;
(8)第二晶体管控制电路112;和
(9)第三晶体管控制电路113。
这里,沿着第一方向布置N个有机EL元件10,并且沿着第二方向布置M个有机EL元件,也就是说,在二维矩阵中布置(M×N)个有机EL元件。应该注意到,尽管为了简便起见,在图17中示出了(3×3)个有机EL元件10,但这仅仅是举例。
图18示意性地示出了有机EL元件10中驱动操作的时序图;此外,图19A到19I示意性地示出了写入晶体管TRW、驱动晶体管TRD、第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3的接通/关断状态等。如图18所示,在[时间间隔-TP(5)1]内进行进行阈电压消除处理的预处理。也就是说,依照第二晶体管控制电路112的第三晶体管控制电路112的操作,将第二晶体管控制线AZ2和第三晶体管控制线AZ3的每个电位设置在高电平上。其结果是,如图19B所示,接通第二晶体管TR2和第三晶体管TR3中的每一个,以便将第一节点ND1上的电位设置在V0fs上(例如,0V)。另一方面,将第二节点ND2上的电位设置在VSS上(例如,-10V)。其结果是,驱动晶体管TRD的栅极与场致发光部分ELP侧的源极/漏极区之间的电位差变成等于或高于驱动晶体管TRD的阈电压Vth(例如,3V)。此外,驱动晶体管TRD保持在接通状态。
接着,如图18所示,在[时间间隔-TP(5)2]内进行阈电压消除处理。在[时间间隔-TP(5)1]内和结束之前,将第二晶体管控制线AZ2的电位设置在低电平上,从而如图19C所示,关断第二晶体管TR2。在保持第三晶体管TR3的导通状态的同时,在[时间间隔-TP(5)2]开始时,依照第一晶体管控制电路111的操作将第一晶体管控制线CL1的电位设置在高电平上。其结果是,如图19D所示,导通第一晶体管TR1。其结果是,第二节点ND2上的电位朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向变化。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位升高了。此外,当驱动晶体管TRD的栅极与场致发光部分ELP侧的源极/漏极区之间的电位差达到驱动晶体管TRD的阈电压Vth时,关断驱动晶体管TRD。在这种状态下,第二节点ND2上的电位近似保持在(V0fs-Vth)上。此后,在[时间间隔-TP(5)3]内,在第三晶体管TR3保持在导通状态的同时,依照第一晶体管控制电路111的操作将第一晶体管控制线CL1的电位设置在低电平上。其结果是,如图19E所示,关断第一晶体管TR1。接着,在[时间间隔-TP(5)4]内,依照第三晶体管控制电路113的操作将第三晶体管控制线AZ3设置在低电平上,从而如图10F所示,关断第三晶体管TR3。
接着,如图18所示,在[时间间隔-TP(5)5]内进行将数据写入驱动晶体管TRD的处理。具体地说,如图19G所示,在第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3中的每一个保持在关断状态的同时,将相应一条数据线DTL的电位设置在与视频信号相对应的电压[用于控制场致发光部分ELP中的亮度的视频信号(驱动信号、亮度信号)的电压VSig]上。接着,将相应一条扫描线SCL的电位设置在高电平上,从而导通写入晶体管TRW。其结果是,第一节点ND1上的电位升高到VSig。将基于第一节点ND1上的电位的变化的电荷分配给电容器部分C1、场致发光部分ELP的电容CEL和驱动晶体管TRD的栅极与场致发光部分ELP侧的源极/漏极区之间的寄生电容。因此,第二节点ND2上的电位发生变化,以便跟随第一节点ND1上的电位变化。但是,第二节点ND2上的电位变化随场致发光部分ELP的电容CEL的电容值变大而变小。一般说来,场致发光部分ELP的电容CEL的电容值大于电容器部分C1和驱动晶体管TRD的寄生电容每一个的电容值。然后,当假设第二节点ND2上的电位几乎不变时,驱动晶体管TRD中的栅极与场致发光部分ELP侧的源极/漏极区之间的电位差Vgs通过表达式(1)表达:
Vgs≈VSig-(V0fs-Vth) ...(1)
此后,如图18所示,在[时间间隔-TP(5)6]内进行迁移率校正处理。在迁移率校正处理中,使驱动晶体管TRD的场致发光部分ELP侧的源极/漏极区上的电位(即第二节点ND2的电位)依照驱动晶体管TRD的特性(譬如,迁移率μ的幅度)升高。具体地说,如图19H所示,在写入晶体管TRW保持在导通状态的同时,依照第一晶体管控制线111的操作导通第一晶体管TR1。接着,在经过了预定时间(t0)之后,关断写入晶体管TRW。其结果是,当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值大时,在驱动晶体管TRD中的场致发光部分ELP侧的源极/漏极区上升高的电位量ΔV(电位校正值)变大。另一方面,当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值小时,在驱动晶体管TRD中的场致发光部分ELP侧的源极/漏极区上升高的电位量ΔV(电位校正值)变小。这里,驱动晶体管TRD中的栅极与场致发光部分ELP侧的源极/漏极区之间的电位差Vgs从表达式(1)转变成表达式(2):
Vgs≈VSig-(V0fs-Vth)-ΔV ...(2)
应该注意到,当设计有机EL显示器件时,必须事先计算进行迁移率校正处理所需的预定时间([时间间隔-TP(5)6]的总时间t0)作为设计值。
通过进行上面的操作,全面完成了阈电压消除处理、写入处理和迁移率校正处理。此外,在随后的[时间间隔-TP(5)7]内,写入晶体管TRW保持在关断状态,并且第一节点ND1,即,驱动晶体管TRD的栅极保持在浮置状态。另一方面,第一晶体管TR1保持在导通状态,因此,第一晶体管TR1的源极/漏极区之一保持在与电源部分(例如,电压VCC20V)连接以便控制场致发光部分ELP的场致发光的状态。因此,作为上文的结果,如图18所示,第二节点ND2上的电位升高,以便在驱动晶体管TRD的栅极中发生与所谓自举电路中相同的现象。因此,第一节点ND1上的电位也升高。其结果是,驱动晶体管TRD中的栅极与场致发光部分ELP侧的源极/漏极区之间的电位差Vgs保持表达式(2)中的值。另外,使其流过场致发光部分ELP的电流是使其从驱动晶体管TRD的漏极区流到源极区的漏极电流Ids。因此,当假设驱动晶体管TRD在饱和区中理想地工作时,漏极电流Ids可以通过表达式(3)给出:
Ids=k·μ·(Vgs-Vth)2
=k·μ·(Vgs-Vth-ΔV)2 ...(3)
如图19I所示,使漏极电流Ids流过场致发光部分ELP。此外,场致发光部分ELP发出亮度与漏极电流Ids的值相对应的光。
发明内容
在阈电压消除处理完成之前有必要对构成驱动电路的晶体管进行导通状态/关断状态的切换。但是,在扫描电路等中消耗的功率与切换晶体管的导通状态/关断状态的次数相对应地增加。另外,除了使场致发光部分ELP发光的驱动晶体管和视频信号写入晶体管之外,如图16所示的驱动电路进一步需要三个晶体管。因此,该驱动电路的配置是复杂的。从使有机EL显示器件易于制造和提高合格率的观点来看,有机EL元件的驱动电路的配置最好简单些。
因此,根据上文,大家的愿望是提供一种能够使驱动电路的配置简单些,并且减少切换构成驱动电路的晶体管的导通状态/关断状态的次数,而不会对阈电压消除处理造成问题的驱动有机场致发光发射部分的方法。
为了实现上述愿望,提供了一种按照本发明的实施例驱动有机场致发光发射部分的方法,其中,驱动有机场致发光发射部分的电路包括:
(A)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的驱动晶体管;
(B)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的写入晶体管;和
(C)包括一对电极的电容器部分;
在驱动晶体管中,
(A-1)将源极/漏极区之一与电源部分连接;
(A-2)将源极/漏极区的另一个与配备在有机场致发光发射部分中的阳极连接,并且与电容器部分的一对电极之一连接,从而形成第二节点;和
(A-3)将栅极与写入晶体管的源极/漏极区的另一个连接,并且与电容器部分的一对电极的另一个连接,从而形成第一节点;
在写入晶体管中,
(B-1)将源极/漏极区之一与相应一条数据线连接;和
(B-2)将栅极与相应一条扫描线连接;
通过使用驱动电路,执行如下步骤:
(a)进行预处理以初始化第一节点上的电位和第二节点上的电位,以便第一节点与第二节点之间的电位差超过驱动晶体管的阈电压,并且第二节点与配备在有机场致发光发射部分中的阴极之间的电位差不超过有机场致发光发射部分的阈电压;
(b)进行阈电压消除处理以在保持第一节点上的电位的状态下,将比从第一节点上的电位中减去驱动晶体管的阈电压获得的电压高的电压从电源部分施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上,从而至少一次地朝从第一节点上的电位中减去驱动晶体管的阈电压获得的电位的方向改变第二节点上的电位;
(c)进行写入处理以通过写入晶体管将视频信号从相应一条数据线供应给第一节点;和
(d)关断写入晶体管,将第一节点设置在浮置状态下,从而使与第一节点和第二节点之间的电位差的值相对应的电流通过驱动晶体管从电源部分流到有机场致发光发射部分;
该驱动方法包括如下步骤:
在至少连续三个扫描时间间隔内执行从步骤(a)到步骤(c)的步骤;
在每个扫描时间间隔内,将第一节点初始化电压施加到相应一条数据线上,并且供应视频信号取代第一节点初始化电压;
在步骤(a)中,通过保持在导通状态的写入晶体管将第一节点初始化电压从相应一条数据线施加到第一节点上,从而初始化第一节点上的电位;和
在步骤(b)中,保持通过保持在导通状态的写入晶体管将第一节点初始化电压从相应一条数据线施加到第一节点上的状态,从而保持第一节点上的电位。
此外,在按照本发明的实施例驱动有机场致发光发射部分的方法中,至少执行一次辅助自举处理以在从预处理完成到打算正好在执行写入处理之前执行使第二节点上的电位升高的阈电压消除处理开始的时间间隔内,将比在步骤(b)中从施加到第一节点上的第一节点初始化电压中减去驱动晶体管的阈电压获得的电压高的电压从电源部分施加到源极/漏极区之一上的状态下,在一个扫描时间间隔内关断写入晶体管,从而使保持在浮置状态的第一节点上的电位升高。
在本发明的驱动方法中,在从预处理完成到打算正好在执行写入处理之前执行的阈电压消除处理开始的时间间隔内至少执行一次辅助自举处理。在辅助自举处理中,写入晶体管在一个扫描时间间隔内保持在关断状态。因此,如后所述,与不包括辅助自举处理的驱动方法相比,可以减少切换构成驱动电路的晶体管的导通状态/关断状态的次数。另外,当在执行了辅助自举处理之后执行阈电压消除处理时,第二节点上的电位基本上朝目标电位(更具体地说,与在步骤(b)中从施加到第一节点上的第一节点初始化电压中减去驱动晶体管的阈电压获得的电压相对应的电位)的方向变化,以便跟随进行辅助自举处理升高的电位。因此,除非第二节点上的电位随辅助自举处理升得过高,不致于妨碍阈电压消除处理的操作。应该注意到,在辅助自举处理中,保持在浮置状态的第一节点上的电位也升高。但是,在阈电压消除处理中,将第一节点初始化电压从相应一条数据线施加到第一节点上。因此,即使第一节点上的电位在辅助自举处理中升高,阈电压消除处理的操作也不致于受到妨碍。
在阈电压消除处理中,将比从第一节点上的电位(换句话说,第一节点初始化电压)中减去驱动晶体管的阈电压获得的电压高的电压(例如,20V)从电源部分施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上。在辅助自举处理中,也将相同的电压从电源部分施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上。这里,将在将像第一节点初始化电压(例如,0V)那样的低压施加到第一节点上的状态下第二节点上的电位的上升速度与第一节点处在浮置状态时第二节点上的电位的上升速度相比,后者定量地高于前者。因此,进行辅助自举处理可以使第二节点上的电位更迅速升高。其结果是,还提供了可以在短时间间隔内进行阈电压消除处理的优点。
在按照本发明实施例的驱动方法中,从步骤(a)到步骤(c)的步骤可以在连续三个扫描时间间隔内执行,或者可以在比连续三个扫描时间间隔长的时间间隔内执行。例如,在从预处理完成到打算正好在执行写入处理之前执行的阈电压消除处理开始的时间间隔内执行的辅助自举处理的次数可以依照应用按照本发明实施例的驱动方法的有机场致发光显示器件的设计适当地设置。另外,当多次进行辅助自举处理时,可以连续多次地进行辅助自举处理,或可以在辅助自举处理与下一次辅助自举处理之间进行另一种处理。例如,可以在初始化完成之后进行第一次辅助自举处理,接着,可以连续两次地进行辅助自举处理,此后,可以进行打算正好在写入处理之前执行的阈电压消除处理。或者,可以示范在初始化完成之后进行第一次阈电压消除处理的结构。接着,进行一次辅助自举处理,此后,进行第二次阈电压消除处理,接着,再进行一次辅助自举处理,然后进行打算在写入处理之前执行的阈电压消除处理。按什么次序多次进行辅助自举处理必须依照应用按照本发明实施例的驱动方法的有机场致发光显示器件的设计适当地设置。
例如,应用按照本发明实施例的驱动方法的有机场致发光显示器件包括:
(1)扫描电路;
(2)信号输出电路;
(3)布置在二维矩阵中的(N×M)个有机场致发光元件,沿着第一方向布置N个有机场致发光元件,沿着与第一方向不同的第二方向布置M个有机场致发光元件,(N×M)个有机场致发光元件中的每一个包括有机场致发光发射部分和驱动有机场致发光发射部分的驱动电路;
(4)每一条与扫描电路连接以便沿着第一方向延伸的M条扫描线;
(5)每一条与视频信号输出电路连接以便沿着第二方向延伸的N条数据线;和
(6)电源部分。
在按照本发明实施例的驱动方法中,在预定扫描时间间隔内,将第一节点初始化电压施加到相应一条数据线上,接着,将视频信号施加到相应一条数据线上,取代施加第一节点初始化电压。当执行步骤(a)时,可以在施加到相应一条数据线上的电压切换成第一节点初始化电压之后导通写入晶体管。或者,可以在执行步骤(a)的扫描时间间隔开始之前依照通过相应一条扫描线发送的信号导通写入晶体管,并且在这种状态下,可以执行步骤(a)。在后一种结构的情况下,第一节点初始化电压一施加到相应一条数据线上就初始化第一节点上的电位。在施加到相应一条数据线上的电压切换成第一节点初始化电压之后导通写入晶体管的前一种结构的情况下,必须将时间分配给预处理,包括等待切换所需的时间。另一方面,在后一种结构的情况下,因为不需要等待切换所需的时间,所以可以在较短时间间隔内进行预处理。其结果是,可以将较长的时间分配给为了跟随预处理而执行的阈电压消除处理等。
在按照本发明实施例的驱动方法中,当通过进行打算正好在写入处理之前执行的阈电压消除处理,使第二节点上的电位达到从第一节点上的电位中减去驱动晶体管的阈电压获得的电位时,关断驱动晶体管。另一方面,当第二节点上的电位未达到从第一节点上的电位中减去驱动晶体管的阈电压获得的电位时,第一节点与第二节点之间的电位差大于驱动晶体管的阈电压,因此不关断驱动晶体管。在按照本发明实施例的驱动方法中,作为进行打算正好在进行写入处理之前执行的阈电压消除处理的结果,未必要求关断驱动晶体管。应该注意到,一完成阈电压消除处理就可以进行写入处理,或者可以隔一段时间进行写入处理。
在按照本发明实施例的驱动方法中,在步骤(d)中,依照来自相应一条扫描线的信号关断写入晶体管。这个定时与将预定电压(下文在应用时简称为“驱动电压”)从电源部分施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上以便使电流流过有机场致发光发射部分的定时之间的前后关系没有特别限制。例如,在关断写入晶体管之后,可以马上或隔预定时间将驱动电压施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上。或者,可以在将驱动电压施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上的状态下关断写入晶体管。在后一种情况下,在将驱动电压施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上的状态下,存在将视频信号从相应一条数据线供应给第一节点的时间间隔。在这个时间间隔内,执行使第二节点上的电位与驱动晶体管的特性相对应地升高的迁移率校正处理的操作。
如上所述的驱动电压和在步骤(b)中施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上的电压可以相互不同。但是,从减少电源部分供应的电压种类的观点来看,电源部分最好在步骤(b)和步骤(d)中将相同驱动电压施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上。
另外,在按照本发明实施例的驱动方法中,可以在将驱动电压施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上的状态下执行步骤(c)。对于这种结构,与上述的迁移率校正处理一起进行写入处理。
尽管后面将描述驱动电路的细节,但有关驱动电路可以配置成驱动电路由两个晶体管和一个电容器部分(叫做2Tr/1C驱动电路),三个晶体管和一个电容器部分(叫做3Tr/1C驱动电路),或四个晶体管和一个电容器部分(叫做4Tr/1C驱动电路)组成的形式。在任何一种驱动电路中,与如图16所示的驱动电路相比,晶体管的数量都减少了,因此,简化了驱动电路的配置。
如上所述,应用本发明的驱动方法的有机场致发光显示器件可以包括:
(1)扫描电路;
(2)信号输出电路;
(3)布置在二维矩阵中的(N×M)个有机场致发光元件,沿着第一方向布置N个有机场致发光元件,沿着与第一方向不同的第二方向布置M个有机场致发光元件,(N×M)个有机场致发光元件中的每一个包括有机场致发光发射部分和驱动有机场致发光发射部分的驱动电路;
(4)每一条与扫描电路连接以便沿着第一方向延伸的M条扫描线;
(5)每一条与信号输出电路连接以便沿着第二方向延伸的N条数据线;和
(6)电源部分。
此外,每个有机场致发光元件(下文在应用时简称为“有机EL元件”)由包括驱动晶体管、写入晶体管和电容器部分的驱动电路和有机场致发光发射部分组成。
本发明的驱动方法中的有机场致发光显示器件(下文在应用时简称为“有机EL显示器件”)可以采用适用于所谓单色显示的配置,或一个像素由多个子像素组成的配置,具体来说,一个像素由红光发射子像素、绿光发射子像素和蓝光发射子像素的三个子像素组成的形式。此外,一个像素也可以由将一种或数种子像素加入这三种子像素中获得的一组子像素(例如,将发出白光以便提高亮度的子像素加入这三种子像素中获得的一组子像素、将发出补色光以便扩大颜色再现范围的子像素加入这三种子像素中获得的一组子像素、或将分别发出黄光和青色光的子像素加入这三种子像素中获得的一组子像素)组成。
在本发明的有机EL显示器件中,像扫描电路和信号输出电路那样各种类型的电路、像扫描线和数据线那样的连线、电源部分和有机场致发光发射部分(下文在应用时简称为“场致发光部分”)可以具有众所周知的配置和结构。具体地说,例如,场致发光部分可以由阳极、空穴输运层、场致发光层、电子输运层和阴极等组成。
可以给出n沟道薄膜晶体管(TFT)作为构成驱动电路的晶体管。驱动电路可以是增强型的或耗尽型的。在n沟道晶体管的情况下,可以在其中形成轻度掺杂漏极(LDD)结构。在一些情况下,可以非对称地形成LDD结构。例如,当有机EL元件发光时,使大电流流过驱动晶体管。因此,驱动晶体管可以采用以这样的方式非对称地形成LDD结构的结构,即只在源极/漏极区的一侧形成LDD结构,在场致发光阶段成为漏极区侧。应该注意到,视情况而定,例如,p沟道薄膜晶体管也可以用作写入晶体管等。
构成驱动电路的电容器部分可以由一个电极、相对电极和夹在它们之间的介电层(绝缘层)组成。例如,构成驱动电路的上述晶体管和电容器部分在某个平面内形成(例如,在支承体上形成),并且通过层间绝缘层在构成驱动电路的晶体管和电容器部分上形成场致发光部分。另外,例如,驱动晶体管的源极/漏极区的另一个通过接触孔与配备在场致发光部分中的阳极连接。应该注意到,也可以采用在半导体基底等上形成晶体管的结构。
在按照本发明实施例的驱动方法中,在从预处理完成到打算正好在写入处理之前执行的阈电压消除处理开始的时间间隔内至少执行一次辅助自举处理。在辅助自举处理中,写入晶体管在一个扫描时间间隔内保持在关断状态。因此,与不包括辅助自举处理的驱动方法的情况相比,可以减少切换构成驱动电路的晶体管的导通状态/关断状态的次数。另外,当在完成了辅助自举处理之后执行阈电压消除处理时,第二节点上的电位基本上朝目标电位的方向变化,以便跟随进行辅助自举处理升高的电位。因此,除非第二节点上的电位因进行辅助自举处理而升得过高,阈电压消除处理的操作不致于受到妨碍。应该注意到,在辅助自举处理中,保持在浮置状态的第一节点上的电位也升高。但是,在阈电压消除处理中,将第一节点初始化电位从相应一条数据线施加到第一节点上。因此,即使第一节点上的电位在辅助自举处理中升高,阈电压消除处理的操作也不致于受到妨碍。
在阈电压消除处理中,将比从第一节点上的电位(换句话说,第一节点初始化电压)中减去驱动晶体管的阈电压获得的电压高的电压(例如,20V)从电源部分施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上。在辅助自举处理中,也将相同的电压从电源部分施加到驱动晶体管的源极/漏极区之一上。这里,将在将像第一节点初始化电压(例如,0V)那样的低压施加到第一节点上的状态下第二节点上的电位的上升速度与第一节点保持在浮置状态时第二节点上的电位的上升速度相比,后者定量地高于前者。因此,进行辅助自举处理可以使第二节点上的电位更迅速升高。其结果是,还提供了可以在短时间间隔内进行阈电压消除处理的优点。
附图说明
图1是第1实施例中由2个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路的等效电路图;
图2是第1实施例中的有机EL显示器件的概念图;
图3是第1实施例中的有机EL元件的一部分的示意性局部截面图;
图4是示意性地说明第1实施例中的有机EL元件中的驱动操作的时序图;
图5A到图5M分别是示意性地示出构成第1实施例中的有机EL元件的驱动电路的晶体管的导通/关断状态等的电路图;
图6是示意性地说明比较例子的有机EL元件中的驱动操作的时序图;
图7A和图7B分别是示意性地示出构成比较例子的有机EL元件的驱动电路的晶体管的导通/关断状态等的电路图;
图8是第2实施例中由4个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路的等效电路图;
图9是第2实施例中的有机EL显示器件的概念图;
图10是示意性地说明第2实施例中的有机EL元件中的驱动操作的时序图;
图11A到图11N分别是示意性地示出构成第2实施例中的有机EL元件的驱动电路的晶体管的导通/关断状态等的电路图;
图12是第3实施例中由3个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路的等效电路图;
图13是第3实施例中的有机EL显示器件的概念图;
图14是示意性地说明第3实施例中的有机EL元件中的驱动操作的时序图;
图15A到图15O分别是示意性地示出构成第3实施例中的有机EL元件的驱动电路的晶体管的导通/关断状态等的电路图;
图16是现有技术中由5个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路的等效电路图;
图17是现有技术中的有机EL显示器件的概念图;
图18是示意性地说明现有技术中的有机EL元件中的驱动操作的时序图;和
图19A到图19I分别是示意性地示出构成现有技术中的有机EL元件的驱动电路的晶体管的导通/关断状态等的电路图。
具体实施方式
尽管在下文中将参照附图描述本发明的实施例,但在此之前将描述用在每个实施例中的有机EL显示器件的概况。
适合用在每个实施例中的有机EL显示器件是包括多个像素的有机EL显示器件。此外,一个像素由多个子像素(在每个实施例中,发出红光的子像素、发出绿光的子像素和发出蓝光的子像素作为三个子像素)组成。每个子像素由具有将驱动电路11和与驱动电路11连接的有机场致发光发射部分(场致发光部分ELP)叠在一起获得的结构的有机EL元件10组成。图1示出了第1实施例中的驱动电路的等效电路图,并且图2示出了有机EL显示器件的概念图。图8示出了第2实施例中的驱动电路的等效电路图,并且图9示出了有机EL显示器件的概念图。此外,图12示出了第3实施例中的驱动电路的等效电路图,并且图13示出了有机EL显示器件的概念图。注意,如图1所示的驱动电路是主要由2个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路,如图8所示的驱动电路是主要由4个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路,并且如图12所示的驱动电路是主要由3个晶体管/1个电容器部分组成的驱动电路。
这里,第1到第3实施例每一个中的有机EL显示器件包括:
(1)扫描电路101;
(2)信号输出电路102;
(3)(M×N)个有机EL元件10;
(4)每一条与扫描电路101连接和沿着第一方向(在每个实施例中,水平方向)延伸的M条扫描线SCL;
(5)每一条与信号输出电路102连接和沿着第二方向(尤其,在每个实施例中,沿着与第一方向垂直相交的方向,即,垂直方向)延伸的N条数据线DTL;和
(6)电源部分100。
在这种情况下,沿着第一方向布置N个有机EL元件10,并且沿着第二方向布置M个有机EL元件10,也就是说,在二维矩阵中布置(M×N)个有机EL元件10。应该注意到,尽管在图2、9和13中的每一个例示了(3×3)个有机EL元件10,但这仅仅是举例。
场致发光部分ELP具有含有阳极、空穴输运层、场致发光层、电子输运层和阴极等的众所周知结构。扫描电路101、信号输出电路102、扫描线SCL、数据线DTL和电源部分100可以具有众所周知的配置和结构。另外,如图9和13所示的第一晶体管控制电路111和第一晶体管控制线CL1和如图9所示的第二晶体管控制电路112和第二晶体管控制线AZ2也可以分别具有众所周知的配置和结构。
假定驱动电路含有最少组成元件,驱动电路至少包括(A)驱动晶体管TRD、(B)写入晶体管TRW和含有一对电极的电容器部分C1。驱动晶体管TRD由包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的n沟道TFT组成。另外,写入晶体管TRW也由包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的n沟道TFT组成。应该注意到,写入晶体管TRW也可以由p沟道TFT组成。
这里,在驱动晶体管TRD中,
(A-1)将源极/漏极区之一与电源部分100连接;
(A-2)将源极/漏极区的另一个与配备在场致发光部分ELP中的阳极连接,并且与电容器部分C1的一对电极之一连接,从而形成第二节点ND2;和
(A-3)将栅极与写入晶体管TRW的源极/漏极区的另一个连接,并且与电容器部分C1的一对电极的另一个连接,从而形成第一节点ND1;
另外,在写入晶体管TRW中,
(B-1)将源极/漏极区之一与相应一条数据线DTL连接;和
(B-2)将栅极与相应一条扫描线SCL连接。
图3示出了有机EL元件10的一部分的示意性局部截面图。在支承体20上形成构成有机EL元件10的驱动电路11的写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD和电容器部分C1。例如,通过层间绝缘层40在构成驱动电路11的写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD和电容器部分C1上形成场致发光部分ELP。另外,驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个通过接触孔与配备在场致发光部分ELP中的阳极连接。应该注意到,图3只例示了驱动晶体管TRD。因此,看不到其它晶体管。
更具体地说,驱动晶体管TRD由栅极31、栅极绝缘层32、半导体层33、配备在半导体层33中的源极/漏极区35和源极/漏极区35之间的一部分半导体层33与相对应的沟道形成层34组成。另一方面,电容器部分C1由相对电极36、由栅极绝缘层32的延伸部分构成的介电层和一个电极37(与第二节点ND2相对应)组成。栅极31、一部分栅极绝缘层32和构成电容器部分C1的相对电极36都在支承体20上形成。驱动晶体管TRD的源极/漏极区35之一与连线38连接,并且驱动晶体管TRD的源极/漏极区35的另一个与一个电极37(与第二节点ND2相对应)连接。驱动晶体管TRD和电容器部分C1等被层间绝缘膜40覆盖。此外,在层间绝缘层40上形成由阳极51、空穴输运层、场致发光层、电子输运层和阴极53组成的场致发光部分ELP。应该注意到,在图3中,以一层52的形式例示了空穴输运层、场致发光层和电子输运层。在未配备场致发光部分ELP的一部分层间绝缘膜40上配备第二层间绝缘层54。此外,在第二层间绝缘层54和阴极53上布置透明基底21,以便从场致发光层发出的光穿过透明基底21发射到外部。应该注意到,一个电极37(第二节点ND2)和阳极51通过在层间绝缘膜40中形成的接触孔相互连接。另外,阴极53通过分别在第二层间绝缘层54和第一层间绝缘层40中形成的通孔56和55与配备在栅极绝缘层32的延伸部分上的连线39连接。
有机EL显示器件由布置在二维矩阵中的(N/3)×M个像素组成。一个像素由三个子像素(发出红光的子像素、发出绿光的子像素和发出蓝光的子像素)组成。假设依照行顺序制驱动构成各个像素的有机EL元件10,并且显示帧速率是FR(次每秒)。也就是说,同时驱动构成布置在第m行(m=1,2,3,...,M)中的(N/3)个像素(N个子像素)的有机EL元件10。换句话说,在构成一行的有机EL元件10中,以它们所属的行为单位控制它们的场致发光/非场致发光的定时。注意,将视频信号写入构成一行的像素中的处理可以是同时将视频信号写入所有像素中的处理(下文在应用时简称为“同时写入处理”)或每个像素顺序写入视频信号的处理(下文在应用时简称为“顺序写入处理”)。视驱动电路的配置而定,适当地进行同时写入处理与顺序写入处理之间的选择。
这里,尽管原则上描述位于第m行和第n列(n=1,2,3,...,N)的有机EL元件10的驱动和操作,但这样的有机EL元件10在下文中也被称为第(n,m)有机EL元件10或第(n,m)子像素。此外,在布置在第m行中的有机EL元件10的水平扫描时间间隔(更具体地说,当前显示帧中的第m水平扫描时间间隔(下文在应用时简称为“第m水平扫描时间间隔”))结束之前进行各种类型的处理(阈电压消除处理、写入处理和迁移率校正处理)。应该注意到,写入处理和迁移率校正处理需要基本上在第m水平扫描时间间隔内执行。另一方面,阈电压消除处理和跟随其后的预处理也可以在第m水平扫描时间间隔之前执行。
此外,在完成了上述所有各种类型处理之后,分别使构成布置在第m行中的各个有机EL元件10的场致发光部分发光。应该注意到,可以在完成了上述所述各种类型处理之后,马上分别使场致发光部分发光,或者,可以在经过了预定时间间隔(例如,多个预定行的预定时间间隔)之后分别使场致发光部分发光。视有机EL显示器件的规范和驱动电路的配置等而定,可以适当地设置预定时间间隔。应该注意到,在如下的描述中,为了便于描述起见,假设可以在完成了上述所述各种类型处理之后,马上分别使场致发光部分发光。此外,连续进行来自构成布置在第m行中的各个有机EL元件10的场致发光部分的发光,直到正好在布置在第(m+m′)行中的有机EL元件10的水平扫描时间间隔开始之前。这里,“m′”是根据有机EL显示器件的设计规范确定的。也就是说,连续进行某个显示帧的来自构成布置在第m行中的各个有机EL元件10的场致发光部分的发光,直到第(m+m′-1)水平扫描时间间隔结束。另一方面,在从第(m+m′)水平扫描时间间隔开始到第m水平扫描时间间隔的写入处理和迁移率校正处理完成的时间间隔内,通常,构成布置在第m行中的各个有机EL元件10的场致发光部分每一个都保持非场致发光状态。上述非场致发光状态的时间间隔(下文在应用时简称为“非场致发光时间间隔”)的设置导致有源矩阵驱动之后的残余图像模糊减轻,因此可以使运动图像的渐变更卓越。但是,每个子像素(有机EL元件10)的场致发光/非场致发光状态决不会局限于上述状态。另外,水平扫描时间间隔的时间长度是比(1/FR)×(1/M)秒短的时间长度。当(m+m′)的值超过M时,在下一个显示帧中进行(m+m′)值超出部分的水平扫描时间间隔操作。
一个晶体管的两个源极/漏极区中的“源极/漏极区之一”的术语在一些情况下用于指与电源侧连接那一侧的源极/漏极区。另外,措词“晶体管保持在导通状态”指的是在源极/漏极区之间形成沟道。在这种情况下,是否让电流从这样晶体管的源极/漏极区之一流到它的源极/漏极区的另一个不是目的。另一方面,措词“晶体管保持在关断状态”指的是在源极/漏极区之间未形成沟道。另外,措词“某个晶体管的源极/漏极区与另一个晶体管的源极/漏极区连接”内含地指某个晶体管的源极/漏极区和另一个晶体管的源极/漏极区占据相同区域的形式。此外,源极/漏极区可以由金属、合金或导电粒子形成,以及由像内含杂质的多晶硅或非晶硅那样的导电材料形成。或者,源极/漏极区可以以它的发光结构,即由有机材料(导电聚合物分子)形成的层的形式构成。另外,在用在如下描述中的每个时序图中,代表时间间隔的横坐标轴的长度(时间长度)是示意性长度,因此不代表时间间隔的时间长度的比例。
通过使用上述驱动电路,第1到第3实施例每一个中的驱动方法包含如下步骤:
(a)进行初始化第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位,以便第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差超过驱动晶体管TRD的阈电压(如后所述的Vth),并且第二节点ND2与有机场致发光发射部分ELP的阴极之间的电位差不超过有机场致发光发射部分ELP的阈电压(如后所述的Vth-EL)的预处理;接着
(b)进行在保持第一节点上的电位的状态下,将比从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上,从而至少一次地朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向改变第二节点ND2上的电位的阈电压消除处理;
(c)进行通过写入晶体管TRW将视频信号从相应一条数据线DTL供应给第一节点ND1的写入处理;和
(d)关断写入晶体管,将第一节点ND1设置在浮置状态下,从而使与第一节点ND1和第二节点ND2之间的电位差的值相对应的电流通过驱动晶体管TRD从电源部分100流到有机场致发光发射部分ELP.
此外,在至少连续三个扫描时间间隔内执行从步骤(a)到步骤(c)的步骤,在每个扫描时间间隔内,将第一节点初始化电压(如后所述的V0fs)施加到相应一条数据线DTL上,接着施加视频信号(如后所述的VSig)取代施加第一节点初始化电压V0fs。
在步骤(a)中,通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上,从而初始化第一节点ND1上的电位;和
在步骤(b)中,保持通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上的状态,从而保持第一节点ND1上的电位。
此外,在按照本发明的每个实施例驱动有机场致发光发射部分的方法中,至少执行一次在在从预处理完成到打算正好在执行写入处理之前执行使第二节点上的电位升高的阈电压消除处理开始的时间间隔内,将比在步骤(b)中从施加到第一节点上的第一节点初始化电压中减去驱动晶体管TRW的阈电压获得的电压高的电压从电源部分施加到源极/漏极区之一上的状态下,在一个扫描时间间隔内关断写入晶体管,从而使保持在浮置状态的第一节点上的电位升高的辅助自举处理。
应该注意到,尽管在第1到第3实施例中的每一个中,在正好在打算执行步骤(a)的扫描时间间隔之前的扫描时间间隔内导通写入晶体管TRW,并且在这种状态下,接着执行步骤(a),但本不发明决不会局限于此。
在下文中,将根据第1到第3实施例描述驱动场致发光部分ELP的方法。
第1实施例
第1实施例涉及本发明驱动有机场致发光发射部分的方法。在第1实施例中,驱动电路以2Tr/1C驱动电路的形式配置。在第1实施例和如后所述的其它实施例中,应该注意到,以在至少连续三个扫描时间间隔内执行从步骤(a)到步骤(c)的步骤为前提给出描述。
图1示出了2Tr/1C驱动电路的等效电路图,并且图2示出了有机EL显示器件的概念图。此外,图4示意性地示出了驱动操作的时序图,图5A到5M示意性地示出了晶体管的导通/关断状态等,图6示出了比较例子中的驱动操作的时序图,并且图7A和7B示意性地示出了比较例子中的每个晶体管的导通/关断状态等。
2Tr/1C驱动电路由写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD的两个晶体管和一个电容器部分C1组成。
[驱动晶体管TRD]
如上所述,驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一与电源部分100连接。另一方面,驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个与如下连接:
[1]场致发光部分ELP的阳极;和
[2]电容器部分C1的一对电极之一,
从而形成第二节点ND2。另一方面,驱动晶体管TRD的栅极与如下连接:
[1]写入晶体管TRW的源极/漏极区的另一个;和
[2]电容器部分C1的一对电极的另一个,
从而形成第一节点ND1。
[写入晶体管TRW]
如上所述,写入晶体管TRW的源极/漏极区的另一个与驱动晶体管TRD的栅极连接。另一方面,写入晶体管TRW的源极/漏极区之一与相应一条数据线DTL连接。此外,通过相应一条数据线DTL将用于控制场致发光部分ELP中的亮度的视频信号(驱动信号、亮度信号)VSig和第一节点初始化电压V0fs从信号输出电路102供应给写入晶体管TRW的源极/漏极区之一。应该注意到,可以将除了视频信号VSig和第一节点初始化电压V0fs之外的其它各种类型的信号和电压(像用于预充电驱动器的信号和各种类型的驱动电压那样)供应给写入晶体管TRW的源极/漏极区之一。另外,依照来自与写入晶体管TRW的栅极连接的相应一条扫描线SCL的信号控制导通/关断写入晶体管TRW的操作。
在有机EL元件10的场致发光状态下,依照表达式(4)驱动驱动晶体管TRD,以便使漏极电流Ids流过。在有机EL元件10的场致发光状态下,驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一用作漏极区,并且它的源极/漏极区的另一个用作源极区。为了便于描述起见,在如下描述中,在一些情况下,将驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一简称为漏极区,并且将它的源极/漏极区的另一个简称为源极区:
Ids=k·μ·(Vgs-Vth)2 ...(4)
其中,μ是有效迁移率,Vgs是栅极与源极区之间的电位差,Vth是阈电压,并且k≡(1/2)·(W/L)·C0x,其中,L是沟道长度,W是沟道宽度,并且C0x通过(栅极绝缘层的相对介电常数)×(真空介电常数)/(栅极绝缘层的厚度)表达。
使漏极电流Ids流过有机EL元件10的场致发光部分ELP导致有机EL元件10的场致发光部分ELP发光。此外,依照漏极电流Ids的值的幅度控制有机EL元件10的场致发光部分ELP中的场致发光状态(亮度)。
[场致发光部分ELP]
如上所述,场致发光部分ELP的阳极与驱动晶体管TRD的源极性连接。另一方面,将电压VCat施加到场致发光部分ELP的阴极上。场致发光部分ELP的电容用标号CEL表示。另外,使场致发光部分ELP发光所需的阈电压用标号Vth-EL表示。当将大于或等于阈电压Vth-EL的电压施加在场致发光部分ELP的阳极与阴极两端时,场致发光部分ELP发光。
尽管在第1到第3实施例中的每一个描述中按如下设置电压或电位的值,但它们仅仅是用于描述的值,本发明决不会局限于这些值。
VSig:用于控制场致发光部分ELP中的亮度的视频信号,
…从0到10V;
VCC-H:作为用于使电流流过场致发光部分ELP的驱动电压的第一电压,
…20V;
VCC-L:作为第二节点初始化电压的第二电压,
…-10V;
V0fs:用于初始化驱动晶体管TRD的栅极上的电位(第一节点ND1上的电位)的第一节点初始化电压,
…0V;
Vth:驱动晶体管TRD的阈电压,
…3V;
VCat:施加到场致发光部分ELP的阴极上的电压,
…0V;
Vth-EL:场致发光部分ELP的阈电压,
…3V。
在下文中,将针对利用2Tr/1C驱动电路驱动场致发光部分ELP的方法给出描述。应该注意到,尽管以如上所述,场致发光状态在完成了所有各种类型处理(阈电压消除处理、写入处理和迁移率校正处理)的执行之后马上开始为前提给出描述,但本发明决不会局限于此。这也适用于如后所述的其它第2和第3实施例的描述。
[时间间隔-TP(2)-1](参照图4和图5A)
例如,[时间间隔-TP(2)-1]是在完成了最后各种类型处理的执行之后,形成最后显示帧的操作和第(n,m)有机EL元件10保持在场致发光状态的操作时间间隔。也就是说,使基于如后所述的表达式(8)的漏极电流I′ds流过构成第(n,m)子像素的有机EL元件10中的场致发光部分ELP。在这种情况下,构成第(n,m)子像素的有机EL元件10的亮度具有与有关漏极电流I′ds相对应的值。这里,写入晶体管TRW保持在关断状态,而驱动晶体管TRD保持在导通状态。第(n,m)有机EL元件10的场致发光状态持续到正好在布置在第(m+m′)行中的有机EL元件10的水平扫描时间间隔开始之前。
应该注意到,在如图18所示和在“背景技术”的段落中提到的[时间间隔-TP(5)-1]内执行的操作基本上与在[时间间隔-TP(2)-1]内执行的操作相同。
从如图4所示的[时间间隔-TP(2)0]到[时间间隔-TP(2)8]的时间间隔是从完成了最后各种类型处理的执行之后的场致发光状态结束之后的时间点到正好在进行下一次处理之前的时间点的操作时间间隔。此外,在从[时间间隔-TP(2)0]到[时间间隔-TP(2)8]的时间间隔内,第(n,m)有机EL元件10通常保持在非场致发光状态。
在第1实施例中,在多个扫描时间间隔内,具体地说,从第(m-2)水平扫描时间间隔到第m水平扫描时间间隔执行从步骤(a)到步骤(c)的步骤。
应该注意到,为了便于说明,以[时间间隔-TP(2)2]的开始和[时间间隔-TP(2)4]的终止分别与第(m-2)水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。进一步,以[时间间隔-TP(2)5]的开始和[时间间隔-TP(2)6]的终止分别与第(m-1)水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。更进一步,以[时间间隔-TP(2)7]的开始和[时间间隔-TP(2)9]的终止分别与第m水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。
在下文中,将详细描述[时间间隔-TP(2)0]到[时间间隔-TP(2)9]的时间间隔。应该注意到,视有机EL显示器件的设计而定,必须适当地设置[时间间隔-TP(2)1]的开始和[时间间隔-TP(2)1]到[时间间隔-TP(2)9]的长度。
[时间间隔-TP(2)0](参照图4和图5B和5C)
例如,[时间间隔-TP(2)0]是从最后帧到当前显示帧的操作时间间隔。也就是说,[时间间隔-TP(2)0]是从最后显示帧中的第(m+m′)水平扫描时间间隔到当前显示帧中的第(m-3)水平扫描时间间隔的中间的时间间隔。此外,在[时间间隔-TP(2)0]内,第(n,m)有机EL元件10通常保持在非场致发光状态。电源部分100供应的电压在时间间隔从[时间间隔-TP(2)-1]转到[时间间隔-TP(2)0]的时间点上从第一电压VCC-H转换到第二电压VCC-L。其结果是,第二节点ND2(驱动晶体管TRD的源极区或场致发光部分ELP的阳极)上的电位下降到第二电压VCC-L,致使场致发光部分ELP保持在非场致发光状态。另外,保持在浮置状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极)上的电位也下降,以便跟随第二节点ND2上的电位的下降。
如后所述,在每个水平扫描时间间隔内,信号输出电路102将第一节点初始化电压V0fs施加到相应一条数据线DTL上,接着将视频信号Vsig施加到相应一条数据线DTL上,取代施加第一节点初始化电压V0fs。更具体地说,与当前显示帧中的第(m-3)水平扫描时间间隔相对应地将第一节点初始化电压V0fs施加到相应一条数据线DTL上。接着,将与第(n,m-3)子像素相对应的视频信号(为了方便起见,用标号VSig_m-3表示。这也适用于任何其它视频信号)施加到相应一条数据线DTL上,取代施加第一节点初始化电压V0fs。因此,如图5B所示,在[时间间隔-TP(2)0]内的第(m-3)水平扫描时间间隔内将第一节点初始化电压V0fs施加到相应一条数据线DTL上。接着,如图5C所示,将视频信号VSig_m-3施加到相应一条数据线DTL上。由于写入晶体管TRW保持在关断状态,即使相应一条数据线DTL的电位(电压)发生变化,第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位也都不会发生变化(尽管实际上,可能发生由基于寄生电容等的静电耦合引起的电位变化,但通常可以忽略这种变化)。尽管在图4中省略了例示,但即使在当前显示帧中的第(m-3)水平扫描时间间隔之前的每个水平扫描时间间隔内,也可以将第一节点初始化电压V0fs和视频信号VSig中的每一个施加到相应一条数据线DTL上。
应该注意到,如图18所示和在“背景技术”的段落中提到的[时间间隔-TP(5)0]是与上述的[时间间隔-TP(2)0]相对应的时间间隔。在图18中,在时间间隔从[时间间隔-TP(5)-1]转到[时间间隔-TP(5)0]的时间点关断第一晶体管TR1。其结果是,第二节点ND2(驱动晶体管TRD的源极区或场致发光部分ELP的阳极)上的电位下降到(Vth-EL+VCat),致使场致发光部分ELP保持在非场致发光状态。另外,保持在浮置状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极)上的电位也下降,以便跟随第二节点ND2上的电位的下降。
[时间间隔-TP(2)1]到[时间间隔-TP(2)2](参照图4和图5D和5E)
如后所述,在[时间间隔-TP(2)2]内执行上述的步骤(a),即,上述的预处理。在执行步骤(a)的扫描时间间隔(即,第(m-2)水平扫描时间间隔)开始之前,依照来自相应一条扫描线SCL的信号导通写入晶体管TRW。在这种状态下,接着执行步骤(a)。更具体地说,在正好在第(m-2)水平扫描时间间隔之前的扫描时间间隔(即,第(m-3)水平扫描时间间隔)内,导通写入晶体管TRW,并且在这种状态下,执行步骤(a)。在下文中,将详细描述这种操作。
[时间间隔-TP(2)2](参照图4和图5D)
在第(m-3)水平扫描时间间隔终止时和之前,依照扫描电路101的操作将相应一条扫描线SCL的电位设置在高电平上。其结果是,通过事先依照来自相应一条数据线DTL的信号导通的写入晶体管TRW,将电压从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。在第1实施例中,以在将视频信号VSig_m-3施加到相应一条数据线DTL的时间间隔内导通写入晶体管TRW为前提给出描述。
其结果是,第一节点ND1上的电位被设置在VSig_m-3上。但是,第二节点ND2上的电位被设置在VCC-L上(-10V)。因此,第二节点ND2与配备在场致发光部分ELP中的阴极之间的电位差是-10V。这个电压未超过场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL。其结果是,场致发光部分ELP不发光。
当前显示帧中的第(m-2)水平扫描时间间隔从[时间间隔-TP(2)2]开始。在从[时间间隔-TP(2)2]开始到如后所述的[时间间隔-TP(2)3]终止的时间间隔内,依照信号输出电路102的操作将第一节点初始化电压V0fs施加到相应一条数据线DTL上。
[时间间隔-TP(2)2](参照图4和图5E)
如上所述,在[时间间隔-TP(2)2]内执行上述的步骤(a),即,上述的预处理。在保持将第二电压VCC-L从电源部分100施加到源极/漏极区之一上的状态下,在[时间间隔-TP(2)2]开始时将施加到相应一条数据线DTL上的电压从VSig_m-3切换到第一节点初始化电压V0fs,并且依照来自相应一条扫描线SCL的信号保持写入晶体管TRW的导通状态。写入晶体管TRW是在相应一条数据线DTL的电压变化之前导通的。因此,第一节点初始化电压V0fs一施加到相应一条数据线DTL上就初始化第一节点ND1上的电位。其结果是,第一节点ND1上的电位被设置在V0fs(0V)上。另一方面,第二节点ND2上的电位被设置在VCC-L(-10V)上。因为第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差是10V,并且驱动晶体管TRD的阈电压Vth是3V,所以驱动晶体管TRD保持在导通状态。应该注意到,第二节点ND2与配备在场致发光部分ELP中的阴极之间的电位差是-10V,因此未超过场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL。其结果是,完成了初始化第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位中的每一个的预处理。
[时间间隔-TP(2)3](参照图4和图5F)
在[时间间隔-TP(2)3]内执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。也就是说,在依照来自相应一条扫描线SCL的信号,通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压V0fs从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上的状态下,将电源部分100供应的电压从第二电压VCC-L切换到第一电压VCC-H。其结果是,在保持第一节点ND1上的电位的状态下,将第一电压VCC-H作为比从第一节点ND1上的电位V0fs中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。其结果是,尽管第一节点ND1上的电位没有变化(保持V0fs=0V),但第二节点ND2上的电位朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向变化。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位升高了。
如果[时间间隔-TP(2)3]充分长,驱动晶体管TRD的栅极与源极/漏极区的另一个之间的电位差达到驱动晶体管TRD的阈电压Vth,致使驱动晶体管TRD关断。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位接近(V0fs-Vth=-3V),最后变成(V0fs-Vth)。但是,第1实施例中的[时间间隔-TP(2)3]的长度不足以充分改变第二节点ND2上的电位。因此,在[时间间隔-TP(2)3]终止时,第二节点ND2上的电位达到满足关系VCC-L<VA<(V0fs-Vth)的某个电位VA。
[时间间隔-TP(2)4](参照图4和图5G)
在[时间间隔-TP(2)4]开始时,将相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m-2。为了避免将视频信号VSig_m-2施加到第一节点ND1上,在[时间间隔-TP(2)4]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号关断写入晶体管TRW。其结果是,驱动晶体管TRD的栅极(即,第一节点ND1)变成浮置状态。
因为将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上,所以第二节点ND2上的电位从电位VA升高到某个电压VB。另一方面,因为驱动晶体管TRD的栅极保持在浮置状态,并且因此存在电容器部分C1,所以在驱动晶体管TRD的栅极中发生自举操作。因此,第一节点ND1上的电位升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。
应该注意到,如图4所示,依照在如后所述的[时间间隔-TP(2)5]和[时间间隔-TP(2)6]内执行的自举操作,在[时间间隔-TP(2)6]终止时,第二节点ND2上的电位达到某个电位VD。基本上,第二节点ND2上的电位随执行自举操作的时间间隔变长而升高。但是,作为在如后所述的[时间间隔-TP(2)7]中执行的操作的前提,要求在[时间间隔-TP(2)6]终止时,第二节点ND2上的电位低于(V0fs-L-Vth)。在设计有机EL显示器件期间,必须事先确定从[时间间隔-TP(2)4]开始到[时间间隔-TP(2)6]终止的时间间隔的长度作为设计值,以便满足VD<V0fs-L-Vth的条件。
如下所述的[时间间隔-TP(2)4]内的自举操作、[时间间隔-TP(2)5]和[时间间隔-TP(2)6]内的自举操作和[时间间隔-TP(2)10]内的自举操作基本上彼此相同。因此,这些时间间隔内第一节点ND1等上的电位的瞬时变化基本上彼此相同。但是,为了便于例示起见,图4示出了在未考虑从[时间间隔-TP(2)4]到[时间间隔-TP(2)6]的时间间隔内第一节点ND1等上的电位的瞬时变化与[时间间隔-TP(2)10]内第一节点ND1等上的电位的瞬时变化之间的一致性的情况下,有机EL元件中的驱动操作。这也适用于如后所述的图8、图12和图18的情况。
[时间间隔-TP(2)5]和[时间间隔-TP(2)6](参照图4和图5H和图5I)
如后所述,在这些时间间隔内,将比在步骤(b)中从施加到第一节点ND1上的第一节点初始化电压V0fs中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。在这种状态下,写入晶体管TRW在一个水平扫描时间间隔内保持在关断状态,使第二节点ND2上的电位升高,从而使保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位升高。这样,就执行了辅助自举处理。在下文中,将详细描述辅助自举处理。
[时间间隔-TP(2)5](参照图4和图5H)
依照扫描电路101的操作使相应一条扫描线SCL上的电压保持在低电平上,从而保持写入晶体管TRW的关断状态。尽管在[时间间隔-TP(2)5]开始时,相应一条数据线DTL上的电压从视频信号的电压VSig_m-2切换到第一节点初始化电压V0fs,但因为写入晶体管TRW保持在关断状态,所以驱动晶体管TRD的栅极(即,第一节点ND1)保持在浮置状态。将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。因此,在驱动晶体管TRD的栅极中继续发生自举操作,以便跟随在[时间间隔-TP(2)4]内执行的自举操作。其结果是,第二节点ND2上的电位从电位VB升高到某个电压VC,并且保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位也升高。
[时间间隔-TP(2)6](参照图4和图5I)
依照扫描电路101的操作使相应一条扫描线SCL上的电压保持在低电平上,从而保持写入晶体管TRW的关断状态。尽管在[时间间隔-TP(2)6]开始时,相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m-1,但因为写入晶体管TRW保持在关断状态,所以驱动晶体管TRD的栅极(即,第一节点ND1)保持在浮置状态。将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。因此,在驱动晶体管TRD的栅极中继续发生自举操作,以便跟随在[时间间隔-TP(2)5]内执行的自举操作。其结果是,第二节点ND2上的电位从电位VC升高到某个电位VD,并且保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位也升高。
正如到目前为止已经描述过的那样,在构成第(m-1)水平扫描时间间隔的[时间间隔-TP(2)5]和[时间间隔-TP(2)6]内写入晶体管TRW保持在关断状态。此外,在第(m-1)水平扫描时间间隔内,在驱动晶体管TRD中继续发生自举操作,从而进行辅助自举处理。
[时间间隔-TP(2)7](参照图4和图5J)
在[时间间隔-TP(2)7]内也执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。在[时间间隔-TP(2)7]内执行的阈电压消除处理对应于打算正好在执行写入处理之前执行的阈电压消除处理。
在[时间间隔-TP(2)7]内执行的操作基本上与针对[时间间隔-TP(2)3]描述的操作相同。在[时间间隔-TP(2)7]开始时,将相应一条数据线DTL上的电压从视频信号的电压VSig_m-1切换到第一节点初始化电压V0fs。此外,在[时间间隔-TP(2)7]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号导通写入晶体管TRW。
这导致通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压V0fs从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。另外,将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。因此,与针对[时间间隔-TP(2)3]所述的情况类似,第二节点ND2上的电位朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向变化,以便跟随依照在[时间间隔-TP(2)6]内执行的自举操作升高的电位。此外,当驱动晶体管TRD的栅极与它的源极/漏极区的另一个之间的电位差达到驱动晶体管TRD的阈电压Vth时,关断驱动晶体管TRD。具体地说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位接近(V0fs-Vth=-3V),最后变成(V0fs-Vth)。这里,只要表达式(5)得到保证,换句话说,只要将电位选择和确定成满足表达式(5),场致发光部分ELP就不发光。
(V0fs-Vth)<(V0fs-EL+VCat) ...(5)
第二节点ND2上的电位在[时间间隔-TP(2)7]内最后变成(V0fs-Vth)。也就是说,只视驱动晶体管TRD的阈电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极上的电位的第一节点初始化电压V0fs而定,确定第二节点ND2上的电位。此外,第二节点ND2上的电位与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL无关。
到目前为止已经描述了直到打算正好在执行写入处理之前执行的阈电压消除处理的步骤。这里,与上述的第1实施例中的操作对照,描述如图6所示的第1比较例子中的操作。第1比较例子与第1实施例的不同之处在于,还在第(m-1)水平扫描时间间隔内进行阈电压消除处理。具体地说,除了在从如图6所示的[时间间隔-TP(2)′5]到[时间间隔-TP(2)′6]的时间间隔内执行的操作之外,第1比较例子中的操作与第1实施例中的操作相同。从如图6所示的[时间间隔-TP(2)′5]到[时间间隔-TP(2)′6]的时间间隔分别对应于从如图4所示的[时间间隔-TP(2)5]到[时间间隔-TP(2)6]的时间间隔。
在第1比较例子中,在[时间间隔-TP(2)′5]开始时,依照扫描电路101的操作将相应一条扫描线SCL上的电压从低电平切换到高电平。此外,将写入晶体管TRW的操作状态从关断状态切换到导通状态(参照图6和图7A)。也就是说,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号,通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压V0fs从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。在这种状态下,在[时间间隔-TP(2)4]内依照自举操作升高的第一节点ND1上的电位下降到第一节点初始化电压V0fs(=0V)。
写入晶体管TRW在[时间间隔-TP(2)′5]内保持在导通状态。另外,电源部分100施加的电压是第一电压VCC-H。因此,与前面针对[时间间隔-TP(2)3]所述的情况类似,在保持第一节点ND1上的电位的同时,将第一电压VCC-H作为比从第一节点ND1上的电位V0fs中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。其结果是,尽管第一节点ND1上的电位没有变化(保持V0fs=0V),但第二节点ND2上的电位从第一节点ND1上的电位开始朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向变化。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位升高了。
在[时间间隔-TP(2)′6]开始时,依照扫描电路101的操作将相应一条扫描线SCL上的电压从高电平切换到低电平。此外,将写入晶体管TRW的操作状态从导通状态切换到关断状态(参照图6和图7B)。因为写入晶体管TRW保持在关断状态,所以驱动晶体管TRD的栅极(即,第一节点ND1)变成浮置状态。将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。其结果是,在驱动晶体管TRD的栅极中发生自举操作,使第二节点ND2上的电位升高,从而使保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位从第一节点初始化电压V0fs开始升高。
在也在上述第1比较例子中的操作中,在[时间间隔-TP(2)7]中和之后的时间间隔中执行的操作基本上不会受到妨碍。但是,在第(m-1)水平扫描时间间隔内有必要进行写入晶体管TRW的导通状态/关断状态的切换。其结果是,在扫描电路中消耗的功率与上述第1实施例中的操作相比增大了。
[时间间隔-TP(2)8](参照图4和图5K)
接着,现在继续描述第1实施例。在[时间间隔-TP(2)8]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号关断写入晶体管TRW。另外,将施加到相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m。如果驱动晶体管TRD在阈电压消除处理中到达关断状态,第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位基本上都不会发生变化。在驱动晶体管TRD在阈电压消除处理中未到达关断状态的情况下,在[时间间隔-TP(2)8]内也发生自举操作,第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的每个电位有点升高。在图4中以未发生自举操作为前提说明有机EL元件中的驱动操作。
[时间间隔-TP(2)9](参照图4和图5L)
在这个时间间隔内,执行上述的步骤(c),即,上述的写入处理。在施加到相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m之后,依照来自相应一条扫描线SCL的信号导通写入晶体管TRW。此外,通过写入晶体管TRW将视频信号VSig_m从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。其结果是,第一节点ND1上的电位升高到VSig_m。驱动晶体管TRD保持在导通状态。应该注意到,视情况而定,写入晶体管TRW在[时间间隔-TP(2)8]内可以保持在导通状态。对于这种结构,在[时间间隔-TP(2)8]内,施加到相应一条数据线DTL上的电压一从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m就开始执行写入处理。
这里,电容器部分C1具有电容值c1,并且场致发光部分ELP的电容CEL具有电容值cEL。此外,驱动晶体管TRD的栅极与源极/漏极区的另一个之间的寄生电容用标号cgs表示。当驱动晶体管TRD的栅极上的电位从第一节点初始化电压V0fs变化到视频信号的电压VSig_m(>V0fs)时,电容器部分C1的相对端上的电位(第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位)通常也发生变化。也就是说,将基于驱动晶体管TRD的栅极上的电位(=第一节点ND1上的电位)的变化(VSig_m-V0fs)的电荷分配给电容器部分C1、场致发光部分ELP的电容CEL和驱动晶体管TRD的栅极与源极/漏极区的另一个之间的寄生电容。但是,当数值cEL比数值c1和数值cgs中的每一个大得多时,基于驱动晶体管TRD的栅极上的电位的变化(VSig_m-V0fs)的驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个(第二节点ND2)上的电位的变化不大。此外,一般说来,场致发光部分ELP的电容CEL的电容值cEL大于电容器部分C1的电容值c1和驱动晶体管TRD的寄生电容的电容值cgs中的每一个。于是,在上面说明的描述中,未考虑第一节点ND1上的电位的变化引起的第二节点ND2上的电位的变化地给出描述。此外,除了特别必要的情况之外,未考虑第一节点ND1上的电位的变化引起的第二节点ND2上的电位的变化地给出描述。这也适用于任何其它第2和第3实施例。应该注意到,除了如后所述的图14之外,都未考虑第一节点ND1上的电位的变化引起的第二节点ND2上的电位的变化地示出驱动操作的流程图。
对于第1实施例中的驱动方法,在将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上的状态下,将视频信号VSig_m施加到驱动晶体管TRD的栅极上。由于这个原因,如图4所示,第二节点ND2上的电位在[时间间隔-TP(2)9]内升高。后面将描述升高的电位量(如图4所示的ΔV)。当驱动晶体管TRD的栅极(第一节点ND1)上的电位是Vg,并且驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个(第二节点ND2)上的电位是Vs时,如果不考虑第二节点ND2上的电位的上述升高,按如下表达Vg的值和Vs的值。第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差,即,驱动晶体管TRD的栅极与源极/漏极区的另一个之间的电位差Vgs可以通过表达式(6)表达:
Vg=VSig_m
Vs≈V0fs-Vth
Vgs≈VSig_m-(V0fs-Vth) ...(6)
在为驱动晶体管TRD执行的写入处理中获得的电位差Vgs只取决于用于控制场致发光部分ELP中的亮度的视频信号VSig_m、驱动晶体管TRD的阈电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极上的电位的第一节点初始化电压V0fs。另外,电位差Vgs与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL无关。
接着,将针对上述在[时间间隔-TP(2)9]内第二节点ND2上的电位的升高给出描述。对于第1实施例中的驱动方法,与使源极/漏极区的另一个上的电位(即,第二节点ND2上的电位)与驱动晶体管TRD的特性(例如,迁移率μ的幅度等)相对应地升高的迁移率校正处理一起执行写入处理。
当以多晶硅薄膜晶体管等的形式制造驱动晶体管TRD时,在多晶硅薄膜晶体管之间难以避免出现迁移率μ的偏差。因此,即使将具有相同值的视频信号VSig施加到具有不同迁移率μ的多个驱动晶体管TRD的栅极上,在使其流过具有大迁移率μ的驱动晶体管TRD的漏极电流Ids与使其流过具有小迁移率μ的驱动晶体管TRD的漏极电流Ids之间也会出现差异。此外,出现这样的差异会危害有机EL显示器件的画面的均匀性。
正如上面所述的那样,对于第1实施例中的驱动方法,在将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上的状态下,将视频信号VSig_m施加到驱动晶体管TRD的栅极上。由于这个原因,如图4所示,第二节点ND2上的电位在[时间间隔-TP(2)9]升高。当驱动晶体管TRD具有大迁移率μ时,驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个上升高的电位(即,第二节点ND2上的电位)的增量ΔV(电位校正值)增大。相反,当驱动晶体管TRD具有小迁移率μ时,驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个上升高的电位(即,第二节点ND2上的电位)的增量ΔV(电位校正值)减小。这里,驱动晶体管TRD的栅极与用作源极区的它的源极/漏极区的另一个之间的电位差Vgs从表达式(6)转变成表达式(7):
Vgs≈VSig_m-(V0fs-Vth)-ΔV ...(7)
应该注意到,在设计有机EL显示器件期间,必须事先确定进行写入处理所需的预定时间([时间间隔-TP(2)9]的总时间t0)作为设计值。另外,将[时间间隔-TP(2)9]的总时间t0确定成此时驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个上的电位(V0fs-Vth+ΔV)满足表达式(8)。其结果是,场致发光部分ELP在[时间间隔-TP(2)9]内不发光。此外,通过进行迁移率校正处理同时校正系数k(≡(1/2)·(W/L)·C0x)的偏差。
(V0fs-Vth+ΔV)<(Vth-EL+VCat) ...(8)
[时间间隔-TP(2)10](参照图4和图5M)
通过进行上述操作,完成了阈电压消除处理、写入处理和迁移率校正处理的执行。此后,在这个时间间隔内按如下执行上述的步骤(d)。也就是说,在保持将第一电压VCC-H从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上的状态下,依照扫描电路101的操作将相应一条扫描线SCL的电位设置在低电平上,以关断写入晶体管TRW。其结果是,第一节点ND1,即,驱动晶体管TRD的栅极保持在浮置状态。因此,作为上文的结果,第二节点ND2上的电位升高。
这里,如上所述,驱动晶体管TRD的栅极保持在浮置状态,除此之外,在驱动电路11中存在电容器部分C1。其结果是,在驱动晶体管TRD的栅极中发生与所谓自举电路中相同的现象,并且第一节点ND1上的电位也升高。其结果是,驱动晶体管TRD的栅极与它用作源极区的源极/漏极区的另一个之间的电位差Vgs保持根据表达式(7)给出的值。
另外,因为第二节点ND2上的电位升高到超过(Vth-EL+VCat),所以场致发光部分ELP开始发光。此时,使其流过场致发光部分ELP的电流可以通过表达式(4)表达,因为它是使其从驱动晶体管TRD的漏极区流到源极区的漏极电流Ids。这里,表达式(4)可以转变成基于表达式(4)和表达式(7)的表达式(9):
Ids=k·μ·(VSig_m-V0fs-ΔV)2 ...(9)
因此,例如,当将第一节点初始化电压V0fs设置在0V上时,使其流过场致发光部分ELP的电流Ids与从用于控制场致发光部分ELP中的亮度的视频信号VSig_m的值中减去由驱动晶体管TRD的迁移率μ引起的第二节点ND2(驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个)中的电位校正值ΔV获得的值的平方成正比。换句话说,使其流过场致发光部分ELP的电流Ids与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL和驱动晶体管TRD的阈电压Vth无关。也就是说,场致发光部分ELP的发光量不受场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL影响,并且不受驱动晶体管TRD的阈电压Vth影响。此外,第(n,m)有机EL元件10的亮度具有与有关电流Ids相对应的值。
此外,因为电位校正值ΔV随驱动晶体管TRD的迁移率μ变大而变大,所述表达式(7)中左侧项中的电位差Vgs的值变小。因此,即使在表达式(9)中给出变大的迁移率μ的值时,(VSig_m-V0fs-ΔV)2的值也变小。其结果是,可以校正漏极电流Ids。也就是说,即使在具有不同迁移率μ的驱动晶体管TRD中,只要视频信号VSig_m的值彼此相同,漏极电流Ids也变成彼此近似相等。其结果是,分别使其流过场致发光部分ELP控制场致发光部分ELP中的亮度的电流Ids是一致的。也就是说,可以校正由迁移率μ的偏差(此外,k的偏差)引起的场致发光部分ELP中的亮度的偏差。
此外,继续保持场致发光部分ELP的场致发光状态,直到第(m+m′-1)水平扫描时间间隔。这个时间点对应于[时间间隔-TP(2)-1]的结束。
根据上文,完成了使构成第(n,m)子像素的有机EL元件10场致发光的操作。
第2实施例
第2实施例也涉及本发明驱动有机场致发光(EL)部分的方法。在第2实施例中,驱动电路以4Tr/1C驱动电路的形式配置。
图8示出了4Tr/1C驱动电路的等效电路图,并且图9示出了有机EL显示器件的概念图。此外,图10示意性地示出了驱动操作的时序图,并且图11A到11N示意性地示出了四个晶体管的导通状态/关断状态等。
与上述2Tr/1C驱动电路的情况类似,4Tr/1C驱动电路也包括写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD的两个晶体管和一个电容器部分C1。此外,4Tr/1C驱动电路进一步包括第一晶体管TR1和第二晶体管TR2。
第一晶体管TR1由包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的n沟道TFT组成。另外,第二晶体管TR2也由包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的n沟道TFT组成。应该注意到,第一晶体管TR1和第二晶体管TR2中的每一个可以以p沟道TFT的形式配置。
[第一晶体管TR1]
在第一晶体管TR1中,源极/漏极区之一与电源部分100连接,并且它的另一个与驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一连接。栅极与第一晶体管控制线CL1连接。
依照来自第一晶体管控制线CL1的信号控制第一晶体管TR1的导通/关断状态。更具体地说,第一晶体管控制线CL1与第一晶体管控制电路111连接。此外,依照第一晶体管控制电路111的操作将第一晶体管控制线CL1的电位设置在低电平或高电平上,从而导通或关断第一晶体管TR1。
[第二晶体管TR2]
在第二晶体管TR2中,源极/漏极区之一与第二节点初始化电压供应线PSND2连接,并且它的另一个与第二晶体管控制线AZ2连接。通过保持在导通状态的第二晶体管TR2,将用于初始化第二节点ND2上的电位的电压VSS从第二节点初始化电压供应线PSND2施加到第二节点ND2上。电压VSS将在后面描述。
依照来自第二晶体管控制线AZ2的信号控制第二晶体管TR2的导通/关断状态。更具体地说,第二晶体管控制线AZ2与第二晶体管控制电路112连接。此外,依照第二晶体管控制电路112的操作将第二晶体管控制线AZ2的电位设置在低电平或高电平上,从而导通或关断第二晶体管TR2。
在第1实施例中,将第二电压VCC-L从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上,从而初始化第二节点ND2上的电位。另一方面,在第2实施例中,如后所述,通过使用第二晶体管TR2初始化第二节点ND2上的电位。因此,在第2实施例中,就初始化第二节点ND2上的电位来说,没有必要从电源部分100施加第二电压VCC-L。另外,在第2实施例中,电源部分100和驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一通过第一晶体管TR1相互连接。因此,利用第一晶体管TR1控制场致发光部分ELP的场致发光/非场致发光。由于这个原因,在第2实施例中,电源部分100施加预定电压VCC。
尽管在如下描述中,按如下设置电压VCC的值和电压VSS的值,但这些值仅仅是用于描述的值,因此,本发明决不会局限于此。
VCC:用于使电流流过控制场致发光部分ELP的驱动电压,
…20V;
VSS:用于初始化第二节点ND2上的电位的第二节点初始化电压,
…-10V;
[驱动晶体管TRD]
由于该驱动晶体管TRD的配置与在2Tr/1C驱动电路中描述的驱动晶体管TRD的配置相同,为了简单起见,这里省略对它的详细描述。
[写入晶体管TRW]
由于该写入晶体管TRW的配置与在2Tr/1C驱动电路中描述的写入晶体管TRW的配置相同,为了简单起见,这里省略对它的详细描述。
[场致发光部分ELP]
由于该场致发光部分ELP的配置与在2Tr/1C驱动电路中描述的场致发光部分ELP的配置相同,为了简单起见,这里省略对它的详细描述。
在下文中,将描述利用4Tr/1C驱动电路驱动场致发光部分ELP的方法。
[时间间隔-TP(4)-1](参照图10和图11A)
例如,[时间间隔-TP(4)-1]是最后显示帧内的操作时间间隔,因此,基本上是与前面在第1实施例中所述的[时间间隔-TP(2)-1]的操作时间间隔相同的操作时间间隔。
从如图10所示的[时间间隔-TP(4)0]到[时间间隔-TP(4)9]的时间间隔是与从如图4所示的[时间间隔-TP(2)0]到[时间间隔-TP(2)8]的时间间隔相对应的时间间隔。因此,这个时间间隔是从完成了最后各种类型处理之后的场致发光状态结束之后的时间点到正好在进行下一次写入处理之前的时间点的操作时间间隔。此外,在从[时间间隔-TP(4)0]到[时间间隔-TP(4)9]的时间间隔内,第(n,m)有机EL元件10保持在非场致发光状态。应该注意到,以[时间间隔-TP(4)3]的开始和[时间间隔-TP(2)5]的终止分别与第(m-2)水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。进一步,以[时间间隔-TP(4)6]的开始和[时间间隔-TP(4)7]的终止分别与第(m-1)水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。更进一步,以[时间间隔-TP(4)8]的开始和[时间间隔-TP(4)10]的终止分别与第m水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。
在下文中,将描述[时间间隔-TP(4)0]到[时间间隔-TP(4)10]的时间间隔。应该注意到,视有机EL显示器件的设计而定,必须适当地设置[时间间隔-TP(4)1]的开始和[时间间隔-TP(4)1]到[时间间隔-TP(4)10]的长度。
[时间间隔-TP(4)0](参照图10和图11B)
如上所述,第(n,m)有机EL元件10在[时间间隔-TP(4)0]内保持在非场致发光状态。写入晶体管TRW和第二晶体管TR2中的每一个保持在关断状态。另外,在时间间隔从[时间间隔-TP(4)-1]转到[时间间隔-TP(4)0]的时间点关断第一晶体管TR1。因此,第二节点ND2上的电位下降到(Vth-EL+VCat),致使场致发光部分ELP保持在非场致发光状态。另外,保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位也下降,以便跟随第二节点ND2上的电位的下降。应该注意到,[时间间隔-TP(4)0]内第一节点ND1上的电位取决于[时间间隔-TP(4)-1]内第一节点ND1上的电位(视最后帧中视频信号VSig的值而定),因此不呈现给定值。
[时间间隔-TP(4)1]到[时间间隔-TP(4)3](参照图10和图11C、11D、11E和11F)
如后所述,在[时间间隔-TP(4)3]内执行上述的步骤(a),即,上述的预处理。在打算执行上述的步骤(a)的时间间隔(即,第(m-2)水平扫描时间间隔)开始之前,依照来自相应一条扫描线SCL的信号导通写入晶体管TRW。在这种状态下,执行上述的步骤(a)。在第2实施例中,与在第1实施例中所述的情况类似,在正好在第(m-2)水平扫描时间间隔之前的时间间隔(即,第(m-3)水平扫描时间间隔)内,导通写入晶体管TRW。在这种状态下,执行步骤(a)。在下文中,将给出对它的详细描述。
[时间间隔-TP(4)1](参照图10和图11C和11D)
在保持写入晶体管TRW和第一晶体管TR1每一个的关断状态的同时,在第(m-3)水平扫描时间间隔内,依照第二晶体管控制电路112的操作将第二晶体管控制线AZ2的电位设置在高电平上。其结果是,导通第二晶体管TR2。在第2实施例中,以在将第一节点初始化电压V0fs施加到相应一条数据线DTL,此后,将相应一条数据线DTL的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号VSig_m-3的时间间隔内,将第二晶体管TR2从关断状态切换到导通状态为前提给出描述。第二节点ND2上的电位被设置在VSS(-10V)上。另外,保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位也下降,以便跟随第二节点ND2上的电位的下降。应该注意到,[时间间隔-TP(4)1A]内第一节点ND1上的电位取决于[时间间隔-TP(4)1]内第一节点ND1上的电位,因此不呈现给定值。
[时间间隔-TP(4)2](参照图10和图11E)
在保持第一晶体管TR1的导通状态的同时,在第(m-3)水平扫描时间间隔终止时和之后,依照扫描电路101的操作,将相应一条扫描线SCL的电位设置在高电平上。其结果是,通过依照来自相应一条扫描线SCL的信号导通的写入晶体管TRW,将电压从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。在第2实施例中,与在第1实施例中描述的情况类似,以在将视频信号VSig_m-3施加到相应一条数据线DTL上的时间间隔内导通写入晶体管TRW为前提给出描述。
其结果是,尽管第一节点ND1上的电位被设置在VSig_m-3上,但第二节点ND2上的电位被设置在VSS(-10V)上。因此,第二节点ND2与配备在场致发光部分ELP中的阴极之间的电位差被设置在-10V上,因此,不超过场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL。因此,场致发光部分ELP不发光。
[时间间隔-TP(4)3](参照图10和图11F)
在[时间间隔-TP(4)3]内执行上述的步骤(a),即,上述的预处理。在第2实施例中,在根据第一晶体管控制电路111的操作,依照来自第一晶体管控制线CL1的信号保持第一晶体管TR1的关断状态的状态下,根据第二晶体管控制电路112的操作,通过依照来自第二晶体管控制线AZ2的信号导通的第二晶体管TR2,将第二节点初始化电压VSS从第二节点初始化电压供应线PSND2施加到第二节点ND2上。接着,在[时间间隔-TP(4)3]终止时,依照第二晶体管控制线AZ2的信号关断第二晶体管TR2,从而初始化第二节点ND2上的电位。
另一方面,与在1实施例中所述的情况类似,在依照来自相应一条扫描线SCL的信号保持写入晶体管TRW的导通状态的状态下,在[时间间隔-TP(4)3]开始时将相应一条数据线DTL的电压从视频信号的电压VSig_m-3切换到第一节点初始化电压V0fs。写入晶体管TRW在相应一条数据线DTL的电压变化之前保持在导通状态。因此,第一节点初始化电压V0fs一施加到相应一条数据线DTL上就初始化第一节点ND1上的电位。其结果是,第一节点ND1上的电位被设置在V0fs(0V)上。另一方面,第二节点ND2上的电位被设置在VSS(-10V)上。因为第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差是10V,并且驱动晶体管TRD的阈电压Vth是3V,所以驱动晶体管TRD保持在导通状态。应该注意到,第二节点ND2与配备在场致发光部分ELP中的阴极之间的电位差是-10V,因此未超过场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL。其结果是,完成了初始化第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位的预处理。
与在第1实施例中所述的情况类似,写入晶体管TRW在相应一条数据线DTL的电压变化之前保持在导通状态。因此,第一节点初始化电压V0fs一施加到相应一条数据线DTL上就初始化第一节点ND1上的电位。其结果是,由于可以在较短时间内进行预处理,可以将较长的时间分配给为了跟随预处理而执行的阈电压消除处理。
[时间间隔-TP(4)4](参照图10和图11G)
在[时间间隔-TP(4)4]内执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。也就是说,在依照来自相应一条扫描线SCL的信号,通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压V0fs从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上的状态下,根据第一晶体管控制电路111的操作,通过依照来自第一晶体管控制线CL1的信号导通的第一晶体管TR1,使驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一与电源部分100通电。此外,将电压VCC作为比从第一节点ND1上的电位V0fs中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。应该注意到,电压VCC连续地施加在上面,直到第(m-m′-1)水平扫描时间间隔终止。其结果是,尽管第一节点ND1上的电位没有变化(保持V0fs=0V),但第二节点ND2上的电位从第一节点ND1上的电位开始朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向变化。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位升高了。
与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)3]所述的情况类似,如果[时间间隔-TP(4)4]充分长,驱动晶体管TRD的栅极与它的源极/漏极区的另一个之间的电位差达到阈电压Vth,因此使驱动晶体管TRD关断。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位接近(V0fs-Vth=-3V),最后变成(V0fs-Vth)。但是,第2实施例中的[时间间隔-TP(4)4]的长度不足以充分改变第二节点ND2上的电位。其结果是,在[时间间隔-TP(4)4]终止时,第二节点ND2上的电位达到满足关系VSS<VA<(V0fs-Vth)的某个电位VA。
在[时间间隔-TP(4)5]中和之后的时间间隔内执行的操作基本上与在针对从[时间间隔-TP(2)4]到[时间间隔-TP(2)10]的时间间隔给出的描述中用电压VCC取代电压VCC-H的操作相同。在下文中,将描述这些时间间隔。
[时间间隔-TP(4)5](参照图10和图11H)
在[时间间隔-TP(4)5]开始时,将相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m-2。为了避免将视频信号VSig_m-2施加到第一节点ND1上,在[时间间隔-TP(4)5]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号关断写入晶体管TRW。在[时间间隔-TP(4)5]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)4]所述的操作相同。因此,第二节点ND2上的电位从电位VA升高到某个电位VB。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。
[时间间隔-TP(4)6]和[时间间隔-TP(4)7](参照图10和图11I和11J)
在[时间间隔-TP(4)6]和[时间间隔-TP(4)7]内,将比从第一节点初始化电压V0fs中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。在这种状态下,写入晶体管TRW在一个水平扫描时间间隔内保持在关断状态,使第二节点ND2上的电位升高,从而使保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位升高。这样,就执行了辅助自举处理。
在[时间间隔-TP(4)6]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)5]所述的操作相同。因此,第二节点ND2上的电位从电位VB升高到某个电位VC。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。在[时间间隔-TP(4)7]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)6]所述的操作相同。因此,第二节点ND2上的电位从电位VC升高到某个电位VD。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。
[时间间隔-TP(4)8](参照图10和图11K)
在[时间间隔-TP(4)8]内,也执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。在[时间间隔-TP(4)8]内执行的阈电压消除处理对应于打算正好在执行写入处理之前执行的阈电压消除处理。在[时间间隔-TP(4)8]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)7]所述的操作相同。因此,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位接近(V0fs-Vth=-3V),最后变成(V0fs-Vth)。这里,只要表达式(5)得到保证,换句话说,只要将电位选择和确定成满足表达式(5),场致发光部分ELP就不发光。
第二节点ND2上的电位在[时间间隔-TP(4)8]内最后变成(V0fs-Vth)。也就是说,只视驱动晶体管TRD的阈电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极上的电位的第一节点初始化电压V0fs而定,确定第二节点ND2上的电位。此外,第二节点ND2上的电位与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL无关。
[时间间隔-TP(4)9](参照图10和图11L)
在[时间间隔-TP(4)9]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号关断写入晶体管TRW。此外,将施加到相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m。如果驱动晶体管TRD在阈电压消除处理中到达关断状态,第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位基本上都不会发生变化。在驱动晶体管TRD在阈电压消除处理中未到达关断状态的情况下,在[时间间隔-TP(4)9]内也发生自举操作,第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位有点升高。在图10中以未发生自举操作为前提说明有机EL元件中的驱动操作。
[时间间隔-TP(4)10](参照图10和图11M)
在[时间间隔-TP(4)10]内,执行上述的步骤(c),即,上述的写入处理。由于在[时间间隔-TP(4)10]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)9]所述的操作相同,为了简单起见,这里省略对它的描述。与在第1实施例中所述的情况类似,在第2实施例的驱动方法中,也与使源极/漏极区的另一个上的电位(即,第二节点ND2上的电位)与驱动晶体管TRD的特性(例如,迁移率μ的幅度等)相对应地升高的迁移率校正处理一起执行写入处理。
应该注意到,与在第1实施例中所述的情况类似,视情况而定,写入晶体管TRW在[时间间隔-TP(4)9]内可以保持在导通状态。对于这种结构,在[时间间隔-TP(4)9]内,施加到相应一条数据线DTL上的电压一从第一节点初始化电压V0fs切换到视频信号的电压VSig_m就开始执行写入处理。
[时间间隔-TP(4)11](参照图10和图11N)
通过进行上述操作,完成了阈电压消除处理、写入处理和迁移率校正处理的执行。此后,在这个时间间隔内执行上述的步骤(d)。也就是说,写入晶体管TRW保持在关断状态,并且第一节点ND1,即,驱动晶体管TRD的栅极保持在浮置状态。保持第一晶体管TR1的导通状态,并且保持将电压VCC从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上的状态。因此,作为上文的结果,由于第二节点ND2上的电位升高到超过(Vth-EL+VCat),场致发光部分ELP开始发光。此时,因为可以根据表达式(9)获得,所以使流过场致发光部分ELP的电流Ids与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL和驱动晶体管TRD的阈电压Vth无关。
此外,继续保持场致发光部分ELP的场致发光状态,直到第(m+m′-1)水平扫描时间间隔。这个时间点对应于[时间间隔-TP(4)-1]的结束。
根据上文,完成了使构成第(n,m)子像素的有机EL元件10场致发光的操作。
第3实施例
第3实施例也涉及本发明驱动有机场致发光部分的方法。驱动电路以3Tr/1C驱动电路的形式配置。
图12示出了3Tr/1C驱动电路的等效电路图,并且图13示出了有机EL显示器件的概念图。另外,图14示意性地示出了驱动操作的时序图。此外,图15A到15O示意性地示出了三个晶体管的导通状态/关断状态等。
与上述2Tr/1C驱动电路的情况类似,3Tr/1C驱动电路也包括写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD的两个晶体管和一个电容器部分C1。此外,3Tr/1C驱动电路进一步包括第一晶体管TR1。
[写入晶体管TRW]
由于该写入晶体管TRW的结构与前面在第1实施例中所述的写入晶体管TRW的结构相同,为了简单起见,这里省略对它的详细描述。但是,尽管写入晶体管TRW的源极/漏极区之一与相应一条数据线DTL连接,但不仅将用于控制场致发光部分ELP中的亮度的视频信号VSig,而且将两种类型的电压(更具体地说,如后所述的电压V0fs-H和电压V0fs-L)作为第一节点初始化电压供应给写入晶体管TRW,以便初始化第一节点ND1上的电位。第3实施例中的写入晶体管TRW的操作在这一点上与在第1和第2实施例中的每一个中所述的写入晶体管TRW的操作不同。例如,可以将V0fs-H=大约30V和V0fs-L=大约0V示范成电压V0fs-H和电压V0fs-L的值。但是,本发明决不会局限于此。应该注意到,如后所述,施加电压V0fs-H只是为了初始化第二节点ND2上的电位。在将电压V0fs-L施加到相应一条数据线DTL上同时,执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。
[CEL值与C1值之间的关系]
如后所述,在第3实施例中,与第一节点ND1上的电位的变化相对应地改变第二节点ND2上的电位,从而初始化第二节点ND2上的电位。在上述第1和第2实施例中的每一个中,以场致发光部分ELP中的电容CEL的电容值cEL比电容器部分C1的电容值c1和驱动晶体管TRD的栅极与源极区之间的寄生电容的电容值cgs中的每一个大得多为前提给出了描述。因此,所做描述也未考虑基于驱动晶体管TRD的栅极(第一节点ND1)上的电位的变化的驱动晶体管TRD的源极区(第二节点ND2)上的电位的变化。另一方面,在第3实施例中,就设计而言,将电容值c1设置成大于每个其它驱动电路中的电容值(例如,将电容值c1设置在电容CEL的大约1/4到大约1/3)。因此,第一节点ND1上的电位的变化引起的第二节点ND2上的电位的变化程度较大。由于这个原因,在第3实施例中,所做描述考虑第一节点ND1上的电位的变化引起的第二节点ND2上的电位的变化。应该注意到,也考虑第一节点ND1上的电位的变化引起的第二节点ND2上的电位的变化地示出图14的驱动操作的时序图。
[第一晶体管TR1]
该第一晶体管TR1的结构与前面在第2实施例中所述的第一晶体管TR1的结构相同。也就是说,在第一晶体管TR1中,源极/漏极区之一与电源部分100连接,并且它的另一个与驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一连接。它的栅极与第一晶体管控制线CL1连接。
依照来自第一晶体管控制线CL1的信号控制第一晶体管TR1的导通/关断状态。更具体地说,第一晶体管控制线CL1与第一晶体管控制电路111连接。此外,依照第一晶体管控制电路111的操作将第一晶体管控制线CL1的电位设置在低电平或高电平上,从而导通或关断第一晶体管TR1。
[驱动晶体管TRD]
由于该驱动晶体管TRD的结构与前面在第1实施例中所述的驱动晶体管TRD的结构相同,为了简单起见,这里省略对它的详细描述。应该注意到,与第2实施例的情况类似,电源部分100和驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一通过第一晶体管TR1相互连接,并且利用第一晶体管TR1控制场致发光部分ELP的场致发光/非场致发光。与第2实施例的情况类似,电源部分100施加给定电压VCC。
[场致发光部分ELP]
由于该场致发光部分ELP的结构与前面在第1实施例中所述的场致发光部分ELP的结构相同,为了简单起见,这里省略对它的详细描述。
这里,将针对利用3Tr/1C驱动电路驱动场致发光部分ELP的方法给出描述。
[时间间隔-TP(3)-1](参照图14和图15A)
例如,[时间间隔-TP(3)-1]是最后显示帧中的操作时间间隔,因此,基本上是与前面在第1实施例中所述的[时间间隔-TP(2)-1]的操作时间间隔相同的操作时间间隔。
从如图14所示的[时间间隔-TP(3)0]到[时间间隔-TP(3)10]的时间间隔是与从如图4所示的[时间间隔-TP(2)0]到[时间间隔-TP(2)8]的时间间隔相对应的时间间隔。因此,这个时间间隔是正好在进行下一次写入处理执行之前的操作时间间隔。此外,在从[时间间隔-TP(3)0]到[时间间隔-TP(3)10]的时间间隔内,第(n,m)有机EL元件10通常保持在非场致发光状态。应该注意到,现在以[时间间隔-TP(3)2]的开始和[时间间隔-TP(3)4]的终止分别与第(m-2)水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。进一步,以[时间间隔-TP(3)6]的开始和[时间间隔-TP(3)7]的终止分别与第(m-1)水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。更进一步,以[时间间隔-TP(3)8]的开始和[时间间隔-TP(3)11]的终止分别与第m水平扫描时间间隔的开始和终止一致为前提给出描述。
在下文中,将描述[时间间隔-TP(3)0]到[时间间隔-TP(3)11]的时间间隔。应该注意到,视有机EL显示器件的设计而定,必须适当地设置[时间间隔-TP(3)1]的开始和[时间间隔-TP(3)1]到[时间间隔-TP(3)11]的长度。
[时间间隔-TP(3)0](参照图14和图15B)
例如,[时间间隔-TP(3)0]是从最后显示帧到当前显示帧的操作时间间隔,因此,基本上是与前面在第2实施例中所述的[时间间隔-TP(4)0]的操作时间间隔相同的操作时间间隔。
[时间间隔-TP(3)1]到[时间间隔-TP(3)3](参照图14和图15C到15E)
如后所述,在[时间间隔-TP(3)3]内执行上述的步骤(a),即,上述的预处理。在打算执行步骤(a)的扫描时间间隔(即,第(m-2)水平扫描时间间隔)开始之前,依照来自相应一条扫描线SCL的信号导通写入晶体管TRW。在这种导通状态下,接着执行步骤(a)。在第3实施例中,与前面在第1实施例中所述的情况类似,在正好在第(m-2)水平扫描时间间隔之前的扫描时间间隔(即,第(m-3)水平扫描时间间隔)内,导通写入晶体管TRW。在这种导通状态下,接着执行步骤(a)。在下文中,将给出对它的详细描述。
[时间间隔-TP(3)1](参照图14和图15C)
在保持第一晶体管TR1的关断状态的同时,在第(m-3)水平扫描时间间隔终止时和之前,依照扫描电路101的操作将相应一条扫描线SCL的电位设置在高电平上。其结果是,通过依照来自相应一条扫描线SCL的信号导通的写入晶体管TRW将电压从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。在第3实施例中,与第1实施例的情况类似,现在以写入晶体管TRW在将视频信号VSig_m-3施加到相应一条数据线DTL上的时间间隔内保持在导通状态为前提给出描述。因此,第一节点ND1上的电位被设置在VSig_m-3上。
[时间间隔-TP(3)2](参照图14和图15D)
当前显示帧中的第(m-2)水平扫描时间间隔从[时间间隔-TP(3)2]开始。在根据第一晶体管控制电路111的操作,依照来自第一晶体管控制线CL1的信号保持第一晶体管TR1的关断状态的同时,在[时间间隔-TP(3)2]开始时,依照信号输出电路102的操作将相应一条数据线DTL的电压从视频信号的电压VSig_m-3切换到作为第一节点初始化电压的V0fs-H(30V)。其结果是,第一节点ND1上的电位被设置在V0fs-H上。如上所述,由于就设计而言,使电容器部分C1的电容值c1大于每个其它驱动电路中的电容值,源极区上的电位(第二节点ND2上的电位)升高。应该注意到,尽管当场致发光部分ELP的相对端上的电位差超过场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL时,场致发光部分ELP保持在导电状态,但驱动晶体管TRD的源极区上的电位再次下降到(Vth-EL+VCat)。尽管场致发光部分ELP在这个过程中可以发光,但因为场致发光一闪而过,所以实际上不成问题。另一方面,在驱动晶体管TRD的栅极中保持电压V0fs-H。
[时间间隔-TP(3)3](参照图14和图15E)
在[时间间隔-TP(3)3]内,执行上述的步骤(a),即,上述的预处理。在根据第一晶体管控制电路111的操作,依照来自第一晶体管控制线CL1的信号保持第一晶体管TR1的关断状态的同时,将施加到第一节点ND1上的第一节点初始化电压的值从V0fs-H切换到V0fs-L。其结果是,依照第一节点ND1上的电位的变化改变第二节点ND2上的电位,从而初始化第二节点ND2上的电位。具体地说,将相应一条数据线DTL的电位从电压V0fs-H切换到电压V0fs-L,以便第一节点ND1上的电位从电压V0fs-H(30V)切换到电压V0fs-L(0V)。此外,第二节点ND2上的电位也下降,以便跟随第一节点ND1上的电位的下降。也就是说,将基于驱动晶体管TRD的栅极上的电位的变化(V0fs-L-V0fs-H)的电荷分配给电容器部分C1、场致发光部分ELP的电容CEL和驱动晶体管TRD的栅极与源极/漏极区的另一个之间的寄生电容。应该注意到,作为在如后所述的[时间间隔-TP(3)4]内的操作的前提,要求第二节点ND2上的电位低于[时间间隔-TP(3)3]终止时的电位差(V0fs-L-Vth)。将V0fs-H等的值设置成满足这个条件。也就是说,通过进行上述处理,驱动晶体管TRD的栅极与源极区之间的电位差变成大于或等于驱动晶体管TRD的阈电压Vth,因此导通驱动晶体管TRD。
[时间间隔-TP(3)4](参照图14和图15F)
在[时间间隔-TP(3)4]内执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。也就是说,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号,通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将第一节点初始化电压V0fs-L从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上。在这种状态下,依照第一晶体管控制电路111的操作,通过依照通过相应一条第一晶体管控制线CL1发送的信号导通的第一晶体管TR1,使驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一与电源部分100通电。此外,将电压VCC作为比从第一节点ND1上的电位V0fs-L中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。应该注意到,连续地施加电压VCC,直到第(m-m′-1)水平扫描时间间隔终止。其结果是,尽管第一节点ND1上的电位没有变化(保持V0fs-L=0V),但第二节点ND2上的电位从第一节点ND1上的电位开始朝从第一节点ND1上的电位中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电位的方向变化。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位升高了。
与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)3]所述的情况类似,如果[时间间隔-TP(3)4]的长度充分长,驱动晶体管TRD的栅极与它的源极/漏极区的另一个之间的电位差达到阈电压Vth,因此使驱动晶体管TRD关断。也就是说,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位接近(V0fs-Vth=-3V),最后变成(V0fs-Vth)。但是,第3实施例中的[时间间隔-TP(3)4]的长度不足以充分改变第二节点ND2上的电位。其结果是,在[时间间隔-TP(3)4]终止时,第二节点ND2上的电位达到满足关系VA<(V0fs-L-Vth)的某个电位VA。
在[时间间隔-TP(3)5]中和之后的时间间隔内的操作基本上与在第1实施例中针对从[时间间隔-TP(2)4]到[时间间隔-TP(2)11]的时间间隔给出的描述中用电压VCC取代电压VCC-H和基本上用V0fs-H/V0fs-L取代电压V0fs的操作相同,但第3实施例与第1实施例的不同之处在于,在如后所述的[时间间隔-TP(3)8]内,写入晶体管TRW保持在关断状态。在下文中,将描述这些时间间隔。
[时间间隔-TP(3)5](参照图14和图15G)
在[时间间隔-TP(3)5]开始时,将相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs-L切换到视频信号的电压VSig_m-2。为了避免将视频信号VSig_m-2施加到第一节点ND1上,在[时间间隔-TP(3)5]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号关断写入晶体管TRW。在[时间间隔-TP(3)5]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)4]所述的操作相同。因此,第二节点ND2上的电位从电位VA升高到某个电位VB。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。
[时间间隔-TP(3)6]和[时间间隔-TP(3)7](参照图14和图15H到15J)
在[时间间隔-TP(3)6]内,将比在上述步骤(b)中从施加到第一节点ND1上的第一节点初始化电压V0fs-L中减去驱动晶体管TRD的阈电压Vth获得的电压高的电压从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上。在这种状态下,写入晶体管TRW在一个水平扫描时间间隔内保持在关断状态,使第二节点ND2上的电位升高,从而使保持在浮置状态的第一节点ND1上的电位升高。这样,就执行了辅助自举处理。
在[时间间隔-TP(3)6]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)5]所述的操作相同。因此,第二节点ND2上的电位从电位VA升高到某个电位VC。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。在[时间间隔-TP(3)7]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)6]所述的操作相同。因此,第二节点ND2上的电位从电位VC升高到某个电位VD。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。
[时间间隔-TP(3)8](参照图14和图15K)
在[时间间隔-TP(3)8]开始时,将相应一条数据线DTL上的电压从视频信号的电压VSig_m-1切换到作为第一节点初始化电压的电压V0fs-H。如前所述,电压V0fs-H是用于在上述步骤(a)中,即,在上述的预处理中初始化第二节点ND2上的电位的电压。在执行了预处理之后,没有必要将电压V0fs-H施加到第一节点ND1上。因此,为了避免将电压V0fs-H施加到第一节点ND1上,依照扫描电路101使相应一条扫描线SCL上的电位保持在低电平上。此外,使写入晶体管TRW保持在关断状态。因此,在[时间间隔-TP(3)8]内,也保持自举操作,因此,第二节点ND2上的电位从电位VD升高到某个电位VE。另外,第一节点ND1上的电位也升高,以便跟随第二节点ND2上的电位的变化。
应该注意到,作为[时间间隔-TP(3)9]内的操作的前提,要求第二节点ND2上的电位低于(V0fs-Vth)。基本上,只要在[时间间隔-TP(3)8]终止时第二节点ND2上的电位VE低于(V0fs-Vth),就不会妨碍在[时间间隔-TP(3)9]内执行的操作。与在第1实施例中所述的情况类似,在设计有机EL显示器件期间,必须事先设置从[时间间隔-TP(3)5]开始到[时间间隔-TP(3)8]终止的长度作为设计值,以便满足条件VE<V0fs-L-Vth。
[时间间隔-TP(3)9](参照图14和图15L)
在[时间间隔-TP(3)9]内,也执行上述的步骤(b),即,上述的阈电压消除处理。在[时间间隔-TP(3)9]内执行的阈电压消除处理对应于打算正好在执行写入处理之前执行的阈电压消除处理。在[时间间隔-TP(3)9]内执行的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)7]所述的操作相同。因此,保持在浮置状态的第二节点ND2上的电位接近(V0fs-L-Vth=-3V),最后变成(V0fs-L-Vth)。这里,只要通过在表达式(5)中用V0fs-L取代V0fs获得的表达式得到保证,换句话说,只要将电位选择和确定成满足通过在表达式(5)中用V0fs-L取代V0fs获得的表达式,场致发光部分ELP就不发光。
第二节点ND2上的电位在[时间间隔-TP(3)9]内最后变成(V0fs-L-Vth)。也就是说,只视驱动晶体管TRD的阈电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极上的电位的第一节点初始化电压V0fs-L而定,确定第二节点ND2上的电位。此外,第二节点ND2上的电位与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL无关。
[时间间隔-TP(3)10](参照图14和图15M)
在[时间间隔-TP(3)10]开始时,依照通过相应一条扫描线SCL发送的信号关断写入晶体管TRW。此外,将施加到相应一条数据线DTL上的电压从第一节点初始化电压V0fs-L切换到视频信号的电压VSig_m。如果驱动晶体管TRD在阈电压消除处理中到达关断状态,第一节点上ND1的电位和第二节点ND2上的电位基本上都不会发生变化。在驱动晶体管TRD在阈电压消除处理中未到达关断状态的情况下,在[时间间隔-TP(3)10]内也发生自举操作,并且第一节点ND1上的电位和第二节点ND2上的电位有点升高。在图14中以未发生自举操作为前提说明有机EL元件中的驱动操作。
[时间间隔-TP(3)11](参照图14和图15N)
在[时间间隔-TP(3)11]内,执行上述的步骤(c),即,上述的写入处理。由于[时间间隔-TP(3)11]内的操作与在第1实施例中针对[时间间隔-TP(2)9]所述的操作相同,为了简单起见,这里省略对它的描述。与在第1实施例中所述的情况类似,在第3实施例的驱动方法中,也与使驱动晶体管TRD的源极/漏极区的另一个上的电位(即,第二节点ND2上的电位)与驱动晶体管TRD的特性(例如,迁移率μ的幅度等)相对应地升高的迁移率校正处理一起执行写入处理。
应该注意到,与在第1实施例中所述的情况类似,视情况而定,写入晶体管TRW在[时间间隔-TP(3)10]内可以保持在导通状态。对于这种结构,在[时间间隔-TP(3)10]内,相应一条数据线DTL上的电压一从第一节点初始化电压V0fs-L切换到视频信号的电压VSig_m就开始执行写入处理。
[时间间隔-TP(3)12](参照图14和图15O)
通过进行上述操作,完成了阈电压消除处理、写入处理和迁移率校正处理的执行。此后,在[时间间隔-TP(3)12]内执行上述的步骤(d)。也就是说,写入晶体管TRW保持在关断状态,因此,第一节点ND1,即,驱动晶体管TRD的栅极保持在浮置状态。保持第一晶体管TR1的导通状态,并且保持将电压VCC从电源部分100施加到驱动晶体管TRD的源极/漏极区之一上的状态。因此,作为上文的结果,因为第二节点ND2上的电位升高到超过(Vth-EL-VCat),所以场致发光部分ELP开始发光。此时,因为可以根据V0fs-L取代V0fs的表达式(8)获得,所以使其流过场致发光部分ELP的电流Ids与场致发光部分ELP的阈电压Vth-EL和驱动晶体管TRD的阈电压Vth无关。
此外,继续保持场致发光部分ELP的场致发光状态,直到第(m+m′-1)水平扫描时间间隔。这个时间点对应于[时间间隔-TP(3)-1]的结束。
根据上文,完成了使构成第(n,m)子像素的有机EL元件10场致发光的操作。
尽管到此为止已经根据优选实施例描述了本发明,但本发明决不会局限于此。在第1到第3实施例中所述的构成有机EL显示器件、有机EL元件和驱动电路的各种类型组成元件的配置和结构和驱动场致发光部分的方法中的进程仅仅是举例,因此可以适当地改变。
尽管在第1实施例中,在[时间间隔-TP(2)2]内执行了预处理之后,在[时间间隔-TP(2)3]内执行阈电压消除处理,但本发明决不会局限于此。视情况而定,写入晶体管TRW在[时间间隔-TP(2)3]内可以保持在关断状态。对于这种结构,正好在执行写入处理之前一次性地执行阈电压消除处理。这也适应于第2实施例和第3实施例中的每一个。
另外,尽管在第2实施例和第3实施例中的每一个中,与第1实施例的情况类似,与迁移率校正处理一起执行写入处理,但本发明决不会局限于此。可以相互分开地执行写入处理和迁移率校正处理。具体地说,以第一晶体管TR1保持在关断状态,并且通过保持在导通状态的写入晶体管TRW将视频信号的电压VSig_m从相应一条数据线DTL施加到第一节点ND1上的方式执行写入处理。接着,以第一晶体管TR1保持在导通状态,并且在预定时间间隔内保持将视频信号VSig_m施加到第一节点ND1上的状态的方式执行迁移率校正处理。
本领域的普通技术人员应该明白,视设计要求和其它因素而定,可以作出各种各样的修改、组合、子组合和变更,它们都在所附权利要求书或它的等效物的范围之内。
Claims (4)
1.一种驱动有机场致发光发射元件的方法,其中,驱动有机场致发光发射元件的驱动电路包括:
(A)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的驱动晶体管;
(B)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的写入晶体管;和
(C)包括一对电极的电容器部分;
在所述驱动晶体管中,
(A-1)将所述源极/漏极区之一与电源部分连接;
(A-2)将所述源极/漏极区的另一个与配备在所述有机场致发光发射元件中的阳极连接,并且与所述电容器部分的所述一对电极之一连接,从而形成第二节点;和
(A-3)将所述栅极与所述写入晶体管的所述源极/漏极区的另一个连接,并且与所述电容器部分的所述一对电极的另一个连接,从而形成第一节点;
在所述写入晶体管中,
(B-1)将所述源极/漏极区之一与相应一条数据线连接;和
(B-2)将所述栅极与相应一条扫描线连接;
通过使用所述驱动电路,执行如下步骤:
(a)进行预处理以初始化所述第一节点上的电位和所述第二节点上的电位,以便所述第一节点与所述第二节点之间的电位差超过所述驱动晶体管的阈电压,并且所述第二节点与配备在所述有机场致发光发射元件中的阴极之间的电位差不超过所述有机场致发光发射元件的阈电压;
(b)进行阈电压消除处理以在保持所述第一节点上的电位的状态下,将比从所述第一节点上的电位中减去所述驱动晶体管的阈电压获得的电压高的电压从所述电源部分施加到所述驱动晶体管的所述源极/漏极区之一上,从而至少一次地朝从所述第一节点上的电位中减去所述驱动晶体管的阈电压获得的电位的方向改变所述第二节点上的电位;
(c)进行写入处理以通过所述写入晶体管将视频信号从所述相应一条数据线供应给所述第一节点;和
(d)关断所述写入晶体管,将所述第一节点设置在浮置状态下,从而使与所述第一节点和所述第二节点之间的电位差的值相对应的电流通过所述驱动晶体管从所述电源部分流到所述有机场致发光发射元件;
所述驱动方法包括如下步骤:
在至少连续三个扫描时间间隔内执行从所述步骤(a)到所述步骤(c)的步骤;
在每个扫描时间间隔内,将第一节点初始化电压施加到所述相应一条数据线上,并且供应视频信号取代第一节点初始化电压;
在所述步骤(a)中,通过保持在接通状态的所述写入晶体管将第一节点初始化电压从所述相应一条数据线施加到所述第一节点上,从而初始化所述第一节点上的电位;和
在所述步骤(b)中,通过保持在接通状态的所述写入晶体管将第一节点初始化电压从所述相应一条数据线施加到所述第一节点上,从而保持所述第一节点上的电位;
其中,至少执行一次辅助自举处理以在从完成预处理的执行到开始执行打算正好在写入处理之前执行使所述第二节点上的电位升高的阈电压消除处理的时间间隔内,将比在所述步骤(b)中从施加到所述第一节点上的第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈电压获得的电压高的电压从所述电源部分施加到所述源极/漏极区之一上的状态下,在一个扫描时间间隔内使所述写入晶体管保持在关断状态,从而使保持在浮置状态的所述第一节点上的电位升高。
2.根据权利要求1所述的驱动有机场致发光发射元件的方法,其中,在所述步骤(a)中,为了初始化所述第二节点上的电位,通过所述驱动晶体管将第二节点初始化电压从所述电源部分施加到所述第二节点上。
3.根据权利要求1所述的驱动有机场致发光发射元件的方法,其中,所述驱动电路进一步包含:
(D)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的第一晶体管;和
(E)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的第二晶体管;
在所述第一晶体管中,
(D-1)将所述源极/漏极区之一与所述电源部分连接;
(D-2)将所述源极/漏极区的另一个与所述驱动晶体管的所述源极/漏极区之一连接;和
(D-3)将所述栅极与第一晶体管控制线连接;
在所述第二晶体管中,
(E-1)将所述源极/漏极区之一与第二节点初始化电压供应线连接;
(E-2)将所述源极/漏极区的另一个与所述第二节点连接;和
(E-3)将所述栅极与第二晶体管控制线连接;
在所述步骤(a)中,为了初始化所述第二节点上的电位,在依照来自所述第一晶体管控制线的信号保持所述第一晶体管的关断状态,并且依照来自所述第二晶体管控制线的信号关断所述第二晶体管的状态下,通过依照来自所述第二晶体管控制线的信号接通的所述第二晶体管,将第二节点初始化电压从所述第二节点初始化电压供应线施加到所述第二节点上;和
在所述步骤(b)中,通过依照来自所述第一晶体管控制线的信号接通的所述第一晶体管,使所述驱动晶体管的所述源极/漏极区之一与所述电源部分通电。
4.根据权利要求1所述的驱动有机场致发光发射元件的方法,其中,所述驱动电路进一步包含:
(D)包括源极/漏极区、沟道形成区和栅极的第一晶体管;
在所述第一晶体管中,
(D-1)将所述源极/漏极区之一与所述电源部分连接;
(D-2)将所述源极/漏极区的另一个与所述驱动晶体管的所述源极/漏极区之一连接;和
(D-3)将所述栅极与第一晶体管控制线连接;
在所述步骤(a)中,为了初始化所述第二节点上的电位,在依照来自所述第一晶体管控制线的信号保持所述第一晶体管的关断状态的状态下,改变施加到所述第一节点上的第一节点初始化电压的值,以便依照所述第一节点上的电位的变化改变所述第二节点上的电位;和
在所述步骤(b)中,通过依照来自所述第一晶体管控制线的信号接通的所述第一晶体管,使所述驱动晶体管的所述源极/漏极区之一与所述电源部分通电。
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