CN101436381B - 显示装置及其驱动方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将迁移率校正动作加速化,使得在短时间内能够进行迁移率校正的显示装置、驱动方法及电子设备。采样晶体管(Tr1)根据提供给扫描线(WS)的控制信号而导通,从信号线(SL)采样视频信号而写入保持电容(Cs),并在直至根据控制信号而截止为止的规定的校正期间将从驱动晶体管(Trd)流过的电流负反馈到保持电容(Cs),从而将与驱动晶体管(Trd)的迁移率对应的校正量写入保持电容(Cs)。写扫描器(4)对扫描线(WS)提供至少包含双联脉冲的控制信号,从而设置第1校正期间和第2校正期间以及它们之间的校正中间期间。采样晶体管(Tr1)在第1校正期间进行校正量的写入,在校正中间期间加速校正量的写入,在第2校正期间确定校正量的写入。

Description

显示装置及其驱动方法和电子设备
技术领域
本发明涉及将对每个像素配置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。此外涉及利用了该显示装置的电子设备。更详细地说,涉及通过设置在各个像素电路内的绝缘栅极型场效应管从而控制对有机EL等的发光元件进行通电的电流量的、所谓的有源矩阵型的显示装置的驱动方法。
背景技术
在显示装置、例如液晶显示器等中,将多个液晶像素以矩阵状排列,根据应显示的图像信息对每个像素控制入射光的透过强度或反射强度,从而显示图像。这在将有机EL元件用于像素的有机EL显示器等中也同样,但与液晶像素不同,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,具有图像可见性高,无需背光灯,响应速度高等优点。而且,各个发光元件的亮度级(色阶)可通过各个发光元件的电流值而进行控制,是所谓的电流控制型,这一点与液晶显示器等的电压控制型大不相同。
在有机EL显示器中,与液晶显示器相同,作为其驱动方法具有单纯矩阵方式和有源矩阵方式。前者虽然结构简单,但存在难以实现大型且高精度的显示器的问题,因此现在盛行有源矩阵方式的开发。该方式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)控制流过各个像素电路内部的发光元件的电流,这记载在以下专利文献。
[专利文献1](日本)特开2003-255856
[专利文献2](日本)特开2003-271095
[专利文献3](日本)特开2004-133240
[专利文献4](日本)特开2004-029791
[专利文献5](日本)特开2004-093682
[专利文献6](日本)特开2006-215213
以往的像素电路配置在用于提供控制信号的行状的扫描线和用于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和保持电容和驱动晶体管以及发光元件。采样晶体管通过由扫描线提供的控制信号而导通从而对由信号线提供的视频信号进行采样。保持电容保持对应于被采样的视频信号的信号电位的输入电压。驱动晶体管根据保持在保持电容中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流子(carrier)迁移率以及阈值电压具有依赖性。发光元件根据由驱动晶体管提供的输出电流以与视频信号对应的亮度进行发光。
驱动晶体管的作为控制端的栅极接受保持在保持电容中的输入电压,在一对电流端的源极/漏极间流过输出电流,并使发光元件通电。一般,发光元件的发光亮度与通电量成比例。进而,驱动晶体管的输出电流供给量通过栅极电压即被写入保持电容中的输入电压而被控制。以往的像素电路通过使施加到驱动晶体管的栅极的输入电压根据输入视频信号而变化,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式1来表示。
Ids=(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2     式1
在该晶体管特性式1中,Ids表示流过源极/漏极间的漏极电流,在像素电路中是提供给发光元件的输出电流。Vgs表示将源极作为基准而被提供给栅极的栅极电压,在像素电路中为上述的输入电压。Vth是晶体管的阈值电压。另外μ表示构成晶体管的沟道的半导体薄膜的迁移率。此外,W表示沟道宽度,L表示沟道长度,Cox表示栅极电容。从该晶体管特性式1可知,薄膜晶体管在饱和区域动作时,若栅极电压Vgs超过阈值电压Vth而增大,则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,若栅极电压Vgs为一定则始终对发光元件提供相同量的漏极电流Ids。从而,若对构成画面的各个像素全部提供相同电平的视频信号,则所有像素以相同亮度进行发光,能够得到画面的一致性(uniformity)。
但是实际上,由多晶硅等半导体薄膜构成的薄膜晶体管(TFT)在各个器件特性上具有偏差。尤其是,阈值电压Vth不是固定的,对各个像素具有偏差。从所述的晶体管特性式1可知,若各个驱动晶体管的阈值电压Vth具有偏差,则即使栅极电压Vgs固定,在漏极电流Ids发生偏差,导致对于每个像素其亮度发生偏差,因此画面的一致性受到破坏。以往一直在开发安装了消除驱动晶体管的阈值电压的偏差的功能的像素电路,例如公开在所述的专利文献3中。
但是,对于发光元件的输出电流的偏差的主要原因不只是驱动晶体管的阈值电压Vth。从上述的晶体管特性式1可知,在驱动晶体管的迁移率μ发生偏差的情况下,输出电流Ids也变动。其结果,画面的一致性受到破坏。以往一直在开发安装了对驱动晶体管的迁移率的偏差进行校正的功能的像素电路,例如公开在所述的专利文献6中。
以往的包含迁移率校正功能的像素电路,在规定的校正期间中将根据信号电位而流过驱动晶体管的驱动电流负反馈至保持电容,从而调整保持在保持电容中的信号电位。如果驱动晶体管的迁移率较大则负反馈量相应地增大,信号电位的减少量增大,作为其结果能够抑制驱动电流。另一方面,由于驱动晶体管的迁移率较小时对于保持电容的负反馈量变小,因此被保持的信号电位的减少幅度较少。从而驱动电流不怎么减少。这样根据每个像素的驱动晶体管的迁移率的大小,向消除所述迁移率的方向调整信号电位。从而即使每个像素的驱动晶体管的迁移率发生偏差,每个像素对相同信号电位呈现同一级的发光亮度。
上述的迁移率校正动作在规定的迁移率校正期间进行。有源矩阵型的显示装置在每个水平扫描期间对像素的各行线依次地进行扫描。有源矩阵型的显示装置必须在1水平扫描期间内进行上述的阈值电压校正动作、信号写入动作、迁移率校正动作等。进行有源矩阵型的显示装置的像素的高密度化或高精度化时,对像素的各行分配的1水平扫描期间缩短。由此存在迁移率校正时间也被缩短的倾向。以往的显示装置具有不能应对迁移率校正期间的缩短,迁移率校正不充分的隐患,成为应该解决的课题。
上述的迁移率校正动作在规定的迁移率校正期间进行。为了提高画面的一致性,在最佳的条件下进行迁移率校正是重要的。但是最佳的迁移率校正时间并没有固定,实际上依赖于视频信号的电平。一般,在视频信号的信号电位较高的情况下(在进行发光亮度较高的白显示的情况下)具有最佳迁移率校正时间减小的倾向。相反在信号电位不高的情况下(进行灰色阶或者黑色阶的显示的情况下)具有最佳的迁移率校正时间变长的倾向。但是以往的显示装置不一定考虑最佳迁移率校正时间对于视频信号的信号电位的依赖性,成为在提高画面的一致性上应解决的课题。
发明内容
鉴于上述以往技术的课题,本发明的目的在于提供能够将迁移率校正动作加速化,使得在短时间内能够进行迁移率校正的显示装置。此外本发明的目的在于提供能够根据视频信号的色阶(信号电平)从而可调整迁移率校正时间的显示装置。为了达到该目的采用以下方法。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、以及配置在各个扫描线和各个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、以及发光元件,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,其一对电流端的其中一个连接在该发光元件上,另一个连接在电源,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个扫描线依次提供控制信号而进行线依次扫描的写扫描器、以及配合该线依次扫描而对各个信号线提供视频信号的信号选择器,所述采样晶体管根据提供给该扫描线的控制信号而导通,从该信号线对视频信号进行采样而写入该保持电容,并在根据控制信号而截止为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至该保持电容,从而将与该驱动晶体管的迁移率对应的校正量写入该保持电容,所述驱动晶体管对该发光元件提供与被写入该保持电容的视频信号以及校正量对应的电流,从而使其发光,所述显示装置的特征在于,所述写扫描器对该扫描线提供至少包含双联的脉冲的控制信号,从而设置第1校正期间和第2校正期间以及之间的校正中间期间,所述采样晶体管,在第1校正期间对该保持电容写入校正量,在校正中间期间加速对于该保持电容的校正量的写入,在第2校正期间确定对于保持电容的校正量的写入。
优选地,所述采样晶体管在校正中间期间,按照视频信号的电平自动调整对该保持电容写入校正量的加速程度,从而将与视频信号的电平对应的校正量写入该保持电容。
另外,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、以及配置在各个扫描线和各个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、以及发光元件,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,其一对电流端的其中一个连接在该发光元件上,另一个连接在电源,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个扫描线依次提供控制信号而进行线依次扫描的写扫描器、以及配合该线依次扫描而对各个信号线提供视频信号的信号选择器,所述采样晶体管根据提供给该扫描线的控制信号而导通,从该信号线对视频信号进行采样而写入该保持电容,并在根据控制信号而截止为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至该保持电容,从而将与该驱动晶体管的迁移率对应的校正量写入该保持电容,所述驱动晶体管对该发光元件提供与被写入该保持电容的视频信号以及校正量对应的电流,从而使其发光,所述显示装置的特征在于,所述写扫描器对该扫描线提供控制信号,所述控制信号包含峰值电平不同的至少双联的脉冲,所述采样晶体管根据对成为其栅极的控制端施加的双联的脉冲的峰值电平,按照对成为其源极侧的电流端施加的视频信号的电平进行导通截止动作,从而根据视频信号的电平而自动调整该校正时间。
优选地,所述写扫描器对该扫描线提供包含双联脉冲的控制信号,所述双联脉冲的第1脉冲的峰值电平高于第2脉冲的峰值电平,在视频信号的电平较高时,所述采样晶体管响应于第1脉冲而导通,且仅在此期间将校正量写入该保持电容,在视频信号的电平较低时,响应于第1脉冲和第2脉冲而分别导通,并在这些期间将校正量写入该保持电容。另外在所述采样晶体管在响应于第1和第2脉冲而分别导通的期间截止的校正中间期间,根据视频信号的电平自动调整对该保持电容写入校正量的加速程度,从而对该保持电容写入于视频信号的电平对应的校正量。根据情况所述写扫描器将该控制信号包含的各个脉冲的脉冲宽度缩短为比脉冲波形的转移时间短,从而设定各个脉冲的峰值电平。
根据本发明的第1面,写扫描器对扫描线提供包含双联脉冲的控制信号,从而设定第1校正期间和第2校正期间以及它们之间的校正中间期间。采样晶体管在第1校正期间进行对于保持电容的校正量的写入,在校正中间期间将对保持电容的校正量的写入加速化,在第2校正期间驱动对保持电容的校正量的写入。这样校正期间至少分为前后,在其之间的校正中间期间将校正量的写入加速化。由此,能够缩短整个校正时间,且能够应对显示装置的高精度化和高密度化。
根据本发明的第2面,写扫描器对扫描线提供包含峰值电平不同的至少双联脉冲的控制信号。采样晶体管根据对其栅极施加的双联脉冲的峰值电平,按照对其源极施加的视频信号的电平进行导通截止动作,从而根据视频信号的电平自动地调整迁移率校正时间。由此能够按照视频信号的电平将迁移率校正时间自动调整为最佳,且能够在视频信号的整个色阶实现较高的一致性的图像显示。
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是用于说明图2所示的像素的动作说明的电路图。
图4是用于说明图1和图2所示的显示装置的动作的参考定时图。
图5是同样用于说明图1和图2所示的显示装置的动作的电路图。
图6是同样用于说明动作的曲线图。
图7是同样用于说明动作的曲线图。
图8是同样用于说明动作的波形图。
图9是表示在先开发例的写扫描器的电路图。
图10是用于说明图9所示的写扫描器的动作的定时图。
图11是同样用于说明图9所示的写扫描器的动作的波形图。
图12是表示安装在本发明的显示装置的写扫描器的结构的电路图。
图13是表示本发明的第1实施方式的定时图。
图14是用于说明第1实施方式的动作的波形图。
图15是用于说明第1实施方式的动作的电路图。
图16是表示第1实施方式的变形例的波形图。
图17是表示本发明的显示装置的第2实施方式的定时图。
图18是用于说明第2实施方式的动作的波形图。
图19(A)和图19(B)是表示第2实施方式的变形例的波形图。
图20(A)和图20(B)是表示第2实施方式的写扫描器的示意图。
图21(A)和图21(B)是表示第2实施方式的写扫描器的其他的例子的示意图。
图22是表示第2实施方式的其他的变形例的波形图。
图23是表示第2实施方式的另一个其他的变形例的波形图。
图24是表示本发明的显示装置的其他的结构例的整体方框图。
图25是表示图24所示的显示装置的像素结构的电路图。
图26是表示显示装置的先行开发例的定时图。
图27是表示本发明的显示装置的第3实施方式的定时图。
图28是表示本发明的显示装置的第4实施方式的定时图。
图29是表示本发明的显示装置的设备结构的截面图。
图30是表示本发明的显示装置的模块结构的平面图。
图31是表示包括了本发明的显示装置的电视机的斜视图。
图32是表示包括了本发明的显示装置的数字静物(still)照相机的斜视图。
图33是表示包括了本发明的显示装置的笔记本型个人计算机的斜视图。
图34是表示包括了本发明的显示装置的移动终端装置的示意图。
图35是表示包括了本发明的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,本显示装置基本上由像素阵列单元1和扫描器单元以及信号单元构成。由扫描器单元和信号单元构成驱动单元。像素阵列单元1包括行状配置的第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、列状配置的信号线SL、连接在这些扫描线WS、DS、AZ1、AZ2以及信号线SL上的行列状的像素电路2、提供对各个像素电路2的动作所需的第1电位Vss、第2电位Vss2以及第3电位VDD的多个电源线。信号单元由水平选择器3构成,对信号线SL提供视频信号。扫描器单元包括写扫描器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,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提供控制信号从而依次每行对像素电路2进行扫描。
图2是表示安装在图1所示的像素显示装置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、以及发光元件EL。采样晶体管Tr1在规定的采样期间根据从扫描线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按照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在规定的发光期间根据由驱动晶体管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进行发光。
第1开关晶体管Tr2根据在采样期间(视频信号写入期间)之前从扫描线AZ1提供的控制信号而导通,从而将作为驱动晶体管Trd的控制端的栅极G设定为第1电位Vss1。第2开关晶体管Tr3根据在采样期间之间从扫描线AZ2提供的控制信号而导通,从而将驱动晶体管Trd的一个电流端的源极S设定为第2电位Vss2。第3开关晶体管Tr4通过在采样期间之前从扫描线DS提供的控制信号而导通,从而将驱动晶体管Trd的另一个电流端的漏极连接到第3电位VDD,从而使与驱动晶体管Trd的阈值电压Vth相当的电压保持在保持电容Cs,从而对阈值电压Vth的影响进行校正。而且该第3开关晶体管Tr4根据在发光期间重新根据从扫描线DS提供的控制信号而导通,从而将驱动晶体管Trd连接到第3电位VDD从而使输出电流Ids流过发光元件EL。
从以上说明可知,本像素电路2由5个晶体管Tr1至Tr4以及Trd和一个保持电容Cs以及一个发光元件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。但是本发明并不限于此,能够适当地混合N沟道型和P沟道型的TFT。发光元件EL是例如包括阳极和阴极的二极管型的有机EL元件。但是本发明并不限于此,发光元件一般包括以电流驱动发光的所有元件。
图3是从图2所示的像素显示装置中仅提出像素电路2的部分的示意图。为了便于理解,加注了由采样晶体管Tr1采样的视频信号的信号电位Vsig、驱动晶体管Trd的输入电压Vgs和输出电流Ids、以及发光元件EL所具有的电容分量Coled等。以下基于图3说明本发明的像素电路2的动作。
图4是图3所示的像素电路的定时图。该定时图表示成为本发明的基础的先行开发的驱动方式。为了明确本发明的背景且便于理解,首先对该先行开发的驱动方式,参照图4的定时图,作为本发明的一部分而详细地说明。图4是沿着时间轴T表示施加到各个扫描线WS、AZ1、AZ2以及DS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表示。晶体管Tr1、Tr2、Tr3是N沟道型,因此在扫描线WS、AZ1、AZ2分别为高电平时导通,在低电平时截止。另一方面,由于晶体管Tr4是P沟道型,因此在扫描线DS为高电平时截止,在低电平时导通。另外,该定时图与各个控制信号WS、AZ1、AZ2、DS的波形一同,还表示驱动晶体管Trd的栅极G的电位变化以及源极S的电位变化。
在图4的定时图中,设定时T1~T8为1场(1f)。在1场期间像素阵列的各行线依次扫描一次。定时图表示施加到1行的像素的各个控制信号WS、AZ1、AZ2、DS的波形。
在该场开始之前的定时T0,所有的控制信号WS、AZ1、AZ2、DS为低电平。从而N沟道型的晶体管Tr1、Tr2、Tr3为截止状态,相反只有P沟道型的晶体管Tr4为导通状态。从而驱动晶体管Trd经由导通状态的晶体管Tr4连接到电源VDD上,因此按照规定的输入电压Vgs对发光元件EL提供输出电流Ids。从而发光元件EL在定时T0发光。此时施加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs由栅极电位(G)和源极电位(S)的差来表示。
在该场开始的定时T1,控制信号DS从低电平切换为高电平。这样开关晶体管Tr4截止,驱动晶体管Trd从电压VDD断开,所以发光停止进入非发光期间。从而进入定时T1时,所有的晶体管Tr1~Tr4成为截止状态。
接着,进入定时T2时,由于控制信号AZ1和AZ2成为高电平,因此开关晶体管Tr2和Tr3导通。其结果,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。这里设满足Vss1-Vss2>Vth,且Vss1-Vss2=Vgs>Vth,从而进行此后在定时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的重置期间。此外,设发光元件EL的阈值电压为VthEL时,被设定为VthEL>Vss2。由此,发光元件EL被施加反偏置,成为所谓的反偏置状态。该反偏置状态,对正常进行后面进行的Vth校正动作和迁移率校正动作是必需的。
在定时T3将控制信号AZ2设为低电平且控制信号DS也马上设为低电平。由此,晶体管Tr3截止另一方面晶体管Tr4导通。其结果,漏极电流Ids流入保持电容Cs,开始Vth校正动作。此时驱动晶体管Trd的栅极G保持在Vss1,直至驱动晶体管Trd截止为止流过电流Ids。若截止则驱动晶体管Trd的源极电位(S)成为Vss1-Vth。在漏极电流截止后的定时T4重新将控制信号DS返回到高电平,截止开关晶体管Tr4。而且控制信号AZ1也返回到低电平,开关晶体管Tr2也截止。其结果,保持电容Cs中保持固定Vth。这样定时T3~T4是检测驱动晶体管Trd的阈值电压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Vth校正之后在定时T5将控制信号WS切换为高电平,将采样晶体管Tr1导通从而将视频信号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。其结果,视频信号Vsig的绝大部分被写入保持电容Cs。正确地说,Vsig对于Vss1的差Vsig-Vss1被写入保持电容Cs。从而驱动晶体管Trd的栅极G和源极S间的电压Vgs成为将在先检测保持的Vth和此次采样的Vsig-Vss1相加的电平(Vsig-Vss1+Vth)。以下为了简化说明,设为Vss1=0V,则栅极/源极电压Vgs如图4的定时图所示成为Vsig+Vth。该视频信号Vsig的采样进行至控制信号WS返回到低电平的定时T7为止。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成为低电平且开关晶体管Tr4导通。由此驱动晶体管Trd连接到VDD,因此像素电路从非发光期间进入发光期间,这样在采样晶体管Tr1还在导通状态下且开关晶体管Tr4进入导通状态的期间T6~T7,进行驱动晶体管Trd的迁移率校正。在本先行开发例中,在采样期间的最后部分和发光期间的开头部分重合的期间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实际上处于反偏置状态,因此不会发光。在该期间T6~T7,在驱动晶体管Trd的栅极G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。通过设定为Vss1-Vth<VthEL从而发光元件EL处于反偏置状态,因此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被写入结合了保持电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled两者的电容C=Cs+Coled。由此驱动晶体管Trd的源极电位(S)上升。在图4的定时图中以ΔV表示该上升量。该上升量ΔV由于最终从保持电容Cs中保持的栅极/源极间电压Vgs被减去,因此成为负反馈。这样同样将驱动晶体管Trd的输出电流Ids负反馈至驱动晶体管Trd的输入电压Vgs,从而能够校正迁移率μ。另外负反馈量ΔV能够通过调整迁移率校正时间T6-T7的时间宽度t而使其最佳化。
在定时T7控制信号WS成为低电平,采样晶体管Tr1截止。其结果驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL断开。视频信号Vsig的施加被解除,因此驱动晶体管Trd的栅极电位(G)能够上升,与源极电位(S)一同上升。其间保持电容Cs中保持的栅极/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的反偏置状态被解除,因此通过输出电流Ids的流入而发光元件EL实际上开始发光。此时的漏极电流Ids对栅极电位Vgs的关系,通过对之前的晶体管特性式1的Vgs中代入Vsig-ΔV+Vth,从而由以下式2提供。
Ids=kμ(Vgs-Vth)2=kμ(Vsig-ΔV)2...式2
在上述式2中,k=(1/2)(W/L)Cox。从该特性式2可知Vth项被消除,且提供给发光元件EL的输出电流Ids不依赖于驱动晶体管Trd的阈值电压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对应的亮度进行发光。此时Vsig由负反馈量ΔV而被校正。该校正量ΔV正好起作用,以抵消位于特性式2的系数部分的迁移率μ的效果。从而,漏极电流Ids实质上仅依赖于视频信号Vsig。
最后,到达定时T8时控制信号DS成为高电平从而开关晶体管Tr4截止,发光结束同时该场结束。此后转移到下一个场再一次重复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中,采样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4导通,另一方面其余的开关晶体管Tr2和Tr3截止。在该状态下驱动晶体管Tr4的源极电位(S)为Vss1-Vth。该源极电位(S)同时又是发光元件EL的阳极电位。如前所述,通过设Vss1-Vth<VthEL,从而发光元件EL处于反偏置状态,表示单纯的电容特性,而不是二极管特性。由此流过驱动晶体管Trd的电流Ids流入保持电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled的合成电容C=Cs+Coled。换言之,漏极电流Ids的一部分负反馈至保持电容Cs,进行迁移率校正。
图6是将上述的晶体管特性式2曲线化的曲线图,纵轴取Ids,横轴取Vsig。在该曲线的下方还一起表示特性式2。图6的曲线在比较像素1和像素2的状态下描绘特性曲线。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。这样在由多晶硅薄膜晶体管等构成驱动晶体管的情况下,不能避免在像素间迁移率μ产生偏差。例如在对两个像素1、2写入相同电平的视频信号的信号电位Vsig的情况下,若不进行任何迁移率的校正,则流过迁移率μ较大的像素1的输出电流Ids1’比流过迁移率较小的像素2的输出电流Ids2’产生较大的差异。这样起因于迁移率μ的偏差而在输出电流Ids之间产生较大的差异,所以发生带状不均匀且画面的一致性受到破坏。
因此在本先行开发例中通过将输出电流负反馈到输入电压侧,从而消除迁移率的偏差。从之前的晶体管特性式1可知,迁移率越大漏极电流Ids越大。从而迁移率越大,负反馈量ΔV越大。如图6的曲线图所示,迁移率μ较大的像素1的负反馈量ΔV1比迁移率较小的像素2的负反馈量ΔV2大。从而,迁移率μ越大,负反馈越大,从而可抑制偏差。如图所示,对迁移率μ较大的像素1进行ΔV1的校正,则输出电流从Ids1’大幅下降到Ids1为止。另一方面由于迁移率μ较小的像素2的校正量ΔV2较小,因此输出电流Ids2’下降至Ida2,并不下降很大程度。其结果,Ids1和Ids2大致相同,迁移率的偏差被消除。由于该迁移率的偏差的消除从黑电平至白电平在Vsig的整个范围内进行,因此画面的一致性极高。总结以上内容,在存在迁移率不同的像素1和像素2的情况下,迁移率较大的像素1的校正量ΔV1比迁移率较小的像素2的校正量ΔV2小。即迁移率越大,ΔV越大Ids的减少值越大。由此迁移率不同的像素电流值被均匀化,能够校正迁移率的偏差。
为了以下进行参考,进行上述的迁移率校正的数值分析。如图5所示,在晶体管Tr1和Tr4导通的状态下,驱动晶体管Trd的源极电位取变量V而进行分析。设驱动晶体管Trd的源极电位(S)为V时,流过驱动晶体管Trd的漏极电流Ids如以下的式3所示。
Ids=kμ(Vgs-Vth)2=kμ(Vsig-V-Vth)2     式3
此外,根据漏极电流Ids和电容C(C=Cs+Coled)的关系,如下式4那样,成立Ids=dQ/dt=CdV/dt。
Figure G200810173469XD00131
  式4
&DoubleLeftRightArrow; &Integral; 0 t 1 C dt = &Integral; - Vth V 1 k&mu; ( V sig - V th - V ) 2 dV
&DoubleLeftRightArrow; k&mu; C t = [ 1 V sig - V th - V ] - Vth V = 1 V sig - V th - V - 1 V sig
&DoubleLeftRightArrow; V sig - V th - V = 1 1 V sig + k&mu; C t = V sig 1 + V sig k&mu; C t
对式4代入式3后两边积分。这里,设源极电压V初始状态为—Vth,迁移率偏差校正时间(T6-T7)为t。解该微分方程式,则对于迁移率校正时间t的像素电流由以下式5提供。
I ds = k&mu; ( V sig 1 + V sig k&mu; C t ) 2   式5
关于迁移率校正,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)变化。图7是表示该最佳迁移率校正时间和信号电压的关系的曲线图。从图中可知,信号电压为白电平而较高时,最佳迁移率校正时间比较短。信号电压在灰电平时最佳迁移率校正时间也变长,进而存在在黑电平时最佳迁移率校正时间进一步延长的倾向。如前所述,在迁移率校正期间,负反馈至保持电容的校正量ΔV与信号电压Vsig成比例。信号电压越高相应地负反馈量也越大,因此存在最佳迁移率校正时间缩短的倾向。相反若信号电压下降,则驱动晶体管的电流供给能力下降,因此存在充分的校正所需的最佳迁移率校正时间延长的倾向。
因此,先行开发以下方式:自动地对采样晶体管Tr1的截止定时进行调整,使得在提供给信号线SL的视频信号的信号电压Vsig较高时校正时间t缩短,另一方面,在提供给信号线SL的视频信号的信号电位Vsig较低时校正时间t变长,其原理如图8所示。
图8的波形图表示判断用于规定迁移率校正期间t的开关晶体管Tr4的导通定时和采样晶体管Tr1的截止定时的、控制信号DS的下降波形和控制信号WS的下降波形。在施加到开关晶体管Tr4的栅极的控制信号DS下降到VDD-|Vtp|的时刻,开关晶体管Tr4导通,且开始迁移率校正时间。这里,VDD是施加到开关晶体管Tr4的源极的电压,Vtp是开关晶体管Tr4的阈值电压。
另一方面,采样晶体管Tr1的栅极被施加控制信号WS。如图所示,该下降波形开始从电源电压Vcc急剧下降,此后向接地电位Vss缓慢降低。这里,施加到采样晶体管Tr1的源极的信号电位Vsig1为白电平较高时,采样晶体管Tr1的栅极电位急速下降到动作点Vsig1+Vtn为止,因此最佳迁移率校正时间t1变短。这里,Vsig1是1施加到采样晶体管Tr1的源极的电压,Vtn是采样晶体管Tr1的阈值电压。信号电位成为灰电平的Vsig2时,在栅极电位从Vcc下降到Vsig2+Vtn为止的时刻,采样晶体管Tr1截止。其结果与灰电平的Vsig2对应的最佳校正时间t2比t1长。进而在信号电位接近黑电平的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。
为了对每个色阶自动设定最佳的迁移率校正时间,需要将施加到扫描线WS的控制信号脉冲的下降波形整形为图示那样的最佳的形状。因此在先行开发例中,采用提取从外部的模块(脉冲发生器)提供的电源脉冲的方式的写扫描器,参照图9对此进行说明。图9示意性地表示写扫描器4的输出单元3级(N-1级、N级、N+1级)、和与其相连的像素阵列单元1的3行(3线)。
写扫描器4由移位寄存器S/R构成,按照从外部输入的时钟信号动作,通过将同样从外部输入的开始信号依次转走,从而对每个级输出依次信号。在移位寄存器S/R的各级上连接NAND元件,对从相邻级的S/R输出的依次信号进行NAND处理,从而生成矩形波形的输入信号IN。该矩形波形经由反相器输入到输出缓冲器4B中。该输出缓冲器4B根据从移位寄存器4B侧提供的输入信号IN而工作,将最终的控制信号WS提供给对应的像素阵列单元1的扫描线WS作为输出信号OUT。
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构成。在本实施方式中该输出缓冲器4B成为反相器结构,一个开关元件为P沟道型晶体管TrP(典型的为PMOS晶体管),另一个开关晶体管为N沟道型晶体管TrN(典型的是NMOS晶体管)。另外,连接在各个输出缓冲器4B的像素阵列单元1侧的各个线等效电路地由电阻分量R和电容分量C表示。
本例成为输出缓冲器4B提取从外部的脉冲模块4P对电源线提供的电源脉冲从而生成控制信号WS的决定波形的结构。如前所述,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P沟道型晶体管TrP和N沟道型晶体管TrN。在根据来自移位寄存器S/R侧的输入信号IN而输出缓冲器的P沟道晶体管TrP导通时,提取提供给电源线的电源脉冲的下降波形,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。这样与输出缓冲器4B不同,由外部模块4P生成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,从而可生成所期望的决定波形的控制信号WS。此时,在成为优势开关元件侧的P沟道晶体管TrP导通且成为劣势开关元件侧的N沟道晶体管TrN截止时,输出缓冲器4B提取从外部提供的电源脉冲的下降波形,并作为控制信号WS的决定波形OUT而输出。
图10是用于说明图9所示的写扫描器的动作的定时图。如图所示,在1H周期内变动的电源脉冲的列从外部的模块输入到写扫描器的输出缓冲器的电源线。与此配合,构成输出缓冲器的反相器被施加输入脉冲1N。定时图表示提供给第N-1级和第N级的反相器的输入脉冲IN。将其与时间序列配合,表示从第N-1级和第N级提供的输出脉冲OUT。该输出脉冲OUT是施加到对应的线的扫描线WS的控制信号。
从定时图可知,写扫描器的各级的输出缓冲器根据输入脉冲IN而提取电源脉冲,作为输出脉冲OUT而原样提供给对应的扫描线WS。电源脉冲由外部的模块提供,其下降波形可预先设定为最佳。写扫描器将该下降波形原样提取,从而作为控制信号。
图11是表示由图9所示的写扫描器生成的控制信号WS的波形图。还一并表示从驱动扫描器输出的控制信号DS。如图所示,控制信号DS下降而P沟道型的开关晶体管Tr4导通后开始迁移率校正时间,并在控制信号WS下降且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的阈值电压。另一方面,采样晶体管Tr1截止的定时是控制信号WS下降而低于Vsig+Vtn的时刻。这里Vtn表示N沟道型的采样晶体管Tr1的阈值电压。从信号线对采样晶体管Tr1的源极施加信号电位Vsig,从扫描线WS对栅极施加控制信号WS。栅极电位下降至对于源极电位高Vtn时,采样晶体管Tr1截止。
但是图9所示的先行开发的写扫描器的输出缓冲器4B在输入信号IN为低电平时经由P沟道晶体管TrP提取电源脉冲。这里随着被提取的电源脉冲的电平减小而输出缓冲器4B的P沟道晶体管TrP的动作Vgs减小。随着动作Vgs减小,被提取的控制信号WS的脉冲瞬态(transient)容易受到P沟道晶体管TrP的特性偏差的影响。尤其是受到P沟道晶体管TrP的阈值电压的偏差的影响,在控制信号WS的瞬态τ发生偏差。图11的波形图表示控制信号WS的下降波形A为标准相位、下降波形B为τ大幅变化的最差情况。从图可知,与控制信号WS的下降波形为标准相位时相比,在最坏情况下迁移率校正时间较长。这样提取电源脉冲而生成控制信号WS的方式的写扫描器,由于受到制造工艺的影响而控制信号WS的瞬态对每个扫描线偏差,因此迁移率校正时间也对每个扫描线产生偏差。这在画面上表现为水平方向的亮度不匀(条),破坏画面的一致性。
此外,如图8的波形图所示,先行开发中的写扫描器对控制信号WS的下降波形积极带来斜坡,从而实现基于视频信号的亮度电平的迁移率校正时间的最佳化。如图8所示,在视频信号处于较高的电平Vsig1时,最佳迁移率校正时间t1变短,相反在视频信号为比较低的电平Vsig3时最佳迁移率校正时间t3变长。随着视频信号的电平下降,最佳迁移率校正时间t延长,因此存在不能应对显示面板的动作的高速化的情况。随着面板的高精度化和高密度化,其动作高速化时,水平扫描期间也缩短。必须在被缩短的水平扫描期间内完成迁移率校正动作,在先行开发方式中低亮度且最佳迁移率校正时间t延长时,难以应对,成为应解决的课题。
此外,图9所示的先行开发中的写扫描器中,模块必须在1水平扫描周期(1H)内生成电源脉冲,此外对像素阵列单元侧提供电源脉冲的布线也都连接所有级的负载,布线容量非常重。由此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态,但这需要提高脉冲模块的能力。其结果引起模块面积的增加。在移动设备的显示器应用中,尤其是被要求显示装置的低耗功率,难以应对利用图9所示的外部模块的扫描器结构。
图12是表示应对上述的先行开发中的写扫描器的问题点的写扫描器的示意性的电路图。图12所示的写扫描器安装在图1和图2所示的本发明的显示装置的驱动单元。如图所示,写扫描器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,并对同样从外部输入的开始信号进行依次传送从而对各级输出依次信号。在移位寄存器S/R的各级上连接NAND元件,对从相邻级的S/R输出的依次信号进行NAND处理,从而成为控制信号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按照从移位寄存器S/R侧提供的输入信号进行动作,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。另外在图中由R表示各个扫描线WS的布线电阻,由C表示连接在各个扫描线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构成。在本例中该输出缓冲器4B成为反相器结构,一个开关元件由P沟道晶体管TrP构成,另一个开关元件由N沟道晶体管TrN。反相器将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相,并作为控制信号而输出到对应的扫描线WS。本发明的写扫描器不使用任何的外部的脉冲电源。将从移位寄存器S/R提供的输入信号通过输出缓冲器4B进行反转放大,并作为控制信号而提供给对应的扫描线WS。写扫描器将从外部输入的开始信号依次传送,从而生成成为控制信号的基础的输入信号。基本上控制信号的波形与开始信号相同。本写扫描器与通常的扫描器同样依次传送开始脉冲,从而得到控制信号,而不使用外部的脉冲电源,能够较低地抑制消耗功率。
作为本发明的第1特征事项,图12所示的写扫描器4对扫描线WS提供至少包含双联的脉冲的控制信号,从而设置第1校正期间和第2校正期间以及它们之间的校正中间期间。由此各个像素的采样晶体管能够在第1校正期间对保持电容进行校正量的写入,在校正中间期间加速对保持电容的校正量的写入,在第2校正期间确定对于保持电容的校正量的写入。通过对迁移率校正量的写入进行加速,从而能够缩短迁移率校正时间,能够应对脉冲的高速驱动。另外在校正中间期间,采样晶体管按照视频信号的电平自动地调整对保持电容写入校正量的加速程度,由此能够对保持电容写入与视频信号的电平对应的校正量。具体来说,与写入白电平的视频信号的情况下的加速程度相比,写入黑电平的视频信号的情况下的加速程度较高,由此与先行开发例不同,即使是黑电平的视频信号也能够在短时间内完成迁移率校正动作。
作为本发明的第2特征,写扫描器4对扫描线WS提供包含峰值电平不同的至少双联的脉冲的控制信号。由此各个像素的采样晶体管根据施加到其栅极的双联的脉冲的峰值电平,按照施加到其源极的视频信号的电平进行导通截止动作,从而能够按照视频信号的电平自动地调整校正时间。具体来说,写扫描器4对扫描线WS提供包含双联的脉冲的控制信号WS,所述双联的脉冲其第1脉冲的峰值电平比第2脉冲的峰值电平高。由此采样晶体管在视频信号的电平较高时(白亮度)根据第1脉冲导通,仅在此期间对保持电容写入校正量。相反在视频信号的电平较低时(黑亮度),响应于第1脉冲和第2脉冲而分别导通,在此期间对保持电容写入校正量。这样,根据视频信号的亮度电平,能够自动地切换控制迁移率校正时间。写扫描器4根据情况,将控制信号WS中包含的各脉冲的脉冲宽度缩小为比脉冲波形的转移时间短,从而设定各个脉冲的峰值电平。
由以上说明可知,在本发明中将迁移率校正动作分割为多次。在分割后的校正时间的期间也流过电流,且进行加速后的迁移率的校正。将在各动作点的校正时间的合成作为各个色阶的迁移率校正时间。写扫描器并不是提取电源脉冲的结构,通过对包含原先双联的脉冲的开始脉冲依次进行传送,从而对各扫描线提供包含双联的脉冲的控制信号,并分割地进行所期望的迁移率校正动作。
图13是表示本发明的显示装置的第1实施方式的示意性的定时图。为了便于理解,采用与图4所示的参考例的定时图相同的标号。另外该第1实施方式与本发明的第1侧面相对应。
在该场开始之前的定时T0,所有的控制信号WS、AZ1、AZ2、DS处于低电平。从而N沟道型的晶体管Tr1、Tr2、Tr3处于截止状态,另一方面仅P沟道型的晶体管Tr4为导通状态。从而驱动晶体管Trd经由导通状态的晶体管Tr4连接到电源VDD,所以按照规定的输入电压Vgs对发光元件EL提供输出电流Ids。从而在定时T0发光元件EL进行发光。此时被施加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs由栅极电位(G)和源极电位(S)的差来表示。
在开始该场的定时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从电源VDD断开,所以发光停止并进入非发光期间。从而进入定时T1时,所有的晶体管Tr1~Tr4成为截止状态。
接着进入定时T2时,由于控制信号AZ1和AZ2成为高电平,所以开关晶体管Tr2和Tr3导通。其结果,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。这里设满足Vss1-Vss2>Vth,且Vss1-Vss2=Vgs>Vth,从而进行在此后定时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的重置期间。此外,若设发光元件EL的阈值电压为VthEL,则被设定为VthEL>Vss2。由此,对发光元件EL施加反偏置,成为所谓的反偏置状态。该反偏置状态对于正常进行之后进行的Vth校正动作和迁移率校正动作来说是所必需的。
在定时T3将控制信号AZ2设为低电平且将之后的控制信号DS也设为低电平。由此晶体管Tr3截止相反晶体管Tr4导通。其结果漏极电流Ids流入保持电容Cs,且开始Vth校正动作。此时驱动晶体管Trd的栅极G保持在Vss1,流过电流Ids直至驱动晶体管Trd截止为止。截止时驱动晶体管Trd的源极电位(S)成为Vss1-Vth。在漏极电流截止后的定时T4,将控制信号DS重新返回到高电平,且将开关晶体管Tr4截止。而且控制信号AZ1也返回低电平,开关晶体管Tr2也截止。其结果,保持电容Cs中保持固定Vth。这样定时T3-T4为检测驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的期间。这里,将该检测期间T3-T4称为Vth校正期间。
这样进行了Vth校正后在定时T5将控制信号WS切换为高电平,将采样晶体管Tr1导通从而对保持电容Cs写入视频信号Vsig。与发光元件EL的等效电容Coled相比保持电容Cs充分小。其结果视频信号Vsig的大部分被写入保持电容Cs。正确地说Vsig对于Vss1的差Vsig-Vss1被写入保持电容Cs。从而驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs成为将之前检测保持的Vth和本次采样的Vsig-Vss1相加的电平(Vsig-Vss1+Vth)。下面将为了便于说明设Vss1=0V,则如图4的定时图所示,栅极/源极间电压Vgs成为Vsig+Vth。该视频信号Vsig的采样进行至控制信号WS返回到低电平的定时T7为止。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成为低电平且开关晶体管Tr4导通。由此驱动晶体管Trd的漏极连接到电源VDD,所以对像素提供电流。这样在采样晶体管Tr1还处于导通状态下且开关晶体管Tr4进入导通状态的期间T6-T7,进行驱动晶体管Trd的第1次的迁移率校正。在该第一迁移率校正期间T6-T7,以驱动晶体管Trd的栅极G被固定在视频信号Vsig的电平的状态下,驱动晶体管Trd中流过漏极电流Ids。这里设Vss1-Vth<Vthel,从而发光元件EL处于反偏置状态,因此表示单纯的电容特性而不是二极管特性。由此流过驱动晶体管Trd的电流Ids被写入将保持电容Cs和发光元件EL的等效电容Coled两者结合的电容C=Cs+Coled。由此,驱动晶体管Trd的源极电位(S)上升。由于该上升量归根到底从保持电容Cs中保持的栅极/源极间电压Vgs被减去,因此等效于施加了负反馈。同样将驱动晶体管Trd的输出电流Ids负反馈到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs,从而可对迁移率μ进行校正。
在定时T7控制信号WS成为低电平且采样晶体管Tr1暂时截止。直至在此后的定时T8控制信号WS重新成为高电平为止,成为校正中间期间。在该校正中间期间T7-T8中,驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL切断。由于解除视频信号Vsig对栅极的施加,因此驱动晶体管Trd的栅极电位(G)可上升,与源极电位(S)一同上升。通过在校正中间期间T7-T8中发生的该自举动作,从而能够进行被加速的迁移率校正动作。即在该校正中间期间T7-T8,与第一迁移率校正期间同样,驱动晶体管Trd的源极电位(S)上升,且其上升程度被加速为栅极电位未被抑制的程度。
成为定时T8时扫描线WS上被施加第2个控制信号脉冲,采样晶体管Tr1重新导通。直至在定时T9第2个脉冲被解除为止的期间,成为第二迁移率校正期间T8-T9。进入该第二迁移率校正期间时,采样晶体管Tr1重新导通,驱动晶体管Trd的栅极G被抑制为视频信号Vsig的电平。另一方面驱动晶体管Trd的源极S继续由于迁移率校正动作而流过电流,因此源极电位(S)继续上升。但由于栅极电位(G)被抑制为Vsig,因此源极电位(S)的上升速度不会像校正中间期间T7-T8那样被加速。
这样若经过第一迁移率校正期间T6-T7、校正中间期间T7-T8以及第二迁移率校正期间T8-T9,则驱动晶体管Trd的源极电位(S)上升ΔV,其成为被合成的迁移率校正量。
在定时T9控制信号WS成为低电平且采样晶体管Tr1截止。其结果驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL断开。由于解除视频信号Vsig的施加,因此驱动晶体管Trd的栅极电位(G)可上升,且与源极电位(S)一同上升。此期间在保持电容Cs中保持的栅极/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的反偏置状态被解除,因此根据输出电流Ids的流入而发光元件EL实际开始发光。
最后达到定时T10时,控制信号DS成为高电平且开关晶体管Tr4截止,若像素从电源电位VDD切断并结束发光则同时该场也结束。此后转移到下一个场再一次重复Vth校正动作、分割的迁移率校正动作以及发光动作。
图14是控制信号WS和DS的波形图,尤其是表示定时T6~定时T9为止的波形变化。如前所述控制信号WS被施加到采样晶体管的栅极。将该采样晶体管的动作点分为白色阶和黑色阶来表示。控制信号WS穿过该动作点,从而采样样晶体管其状态切换导通状态和截止状态。同样控制信号DS被施加到开关晶体管Tr4的栅极。还表示该开关晶体管Tr4的动作点。控制信号DS穿过该动作点时,开关晶体管Tr4切换导通状态和截止状态。在本例中控制信号WS接近于矩形波,下降和上升都较陡峭,因此在白色阶和黑色阶动作点的差异不产生较大的影响。
首先在定时T6采样晶体管Tr1处于导通状态时开关晶体管Tr4导通从而进入迁移率校正期间1。接着在定时T7采样晶体管暂时截止,迁移率校正期间1结束。该迁移率校正期间1与图4所示的参考例相比设定地较短。
在迁移率校正期间1结束后的定时T7以后,开关晶体管Tr4处于导通状态。从而即使在校正中间期间从电源电位VDD对驱动晶体管流过电流,驱动晶体管的源极电位上升。此时驱动晶体管的栅极电位处于高阻抗,因此栅极电位同样上升。驱动晶体管提供的输出电流Ids与迁移率μ成比例,因此这些电位上升与迁移率成比例。换言之进行在校正中间期间被加速的迁移率校正。
在定时T8采样晶体管重新导通,进入迁移率校正期间2。此时信号电位与迁移率校正期间1同样处于Vsig,因此驱动晶体管的栅极电位与迁移率校正期间1同样返回Vsig。另一方面在校正中间期间如前所述栅极电位和源极电位由于自举效果而共同上升。在定时T8仅栅极电位返回到Vsig,相反源极电位不返回而继续上升。由此在定时T8驱动晶体管的栅极电位返回Vsig的时刻,在校正中间期间被加速的迁移率校正动作结束。在该校正中间期间从驱动晶体管提供的输出电流Ids还没有结束迁移率校正,与完全校正后的电流相比较大,但其比率与高色阶时相比低色阶时相对较大。因此越是低色阶在校正中间期间进行的迁移率校正的加速程度越大。
最后在定时T9采样晶体管截止从而结束迁移率校正期间2。如上所述各个色阶的迁移率校正量由第1校正期间的正常校正量+第2校正期间的正常校正量+校正中间期间的加速校正量决定。如上所述越是低色阶其在校正中间期间的校正加速度越大,因此即使进行相同的时间设定,能够等效地得到与各个色阶对应的最佳校正时间。即代替按照色阶调整迁移率校正时间,按照色阶自动调整迁移率校正的加速度,从而等效地进行与色阶对应的迁移率校正期间的适当控制。在本发明中无需使用外部的脉冲电源,仅使用扫描器的输出脉冲就能够进行与色阶对应的迁移率的适当校正。由此不发生提取电源脉冲时的校正时间偏差等,就能够以低耗功率得到更高的一致性的画面质量。
图15是表示像素的分割性迁移率校正动作的示意图。首先在第一迁移率校正期间(T6-T7),各个像素2的采样晶体管Tr1和开关晶体管Tr4一同处于导通状态。由此在驱动晶体管Trd的栅极被施加Vsig,在漏极被施加电源电压VDD。由此在驱动晶体管Trd流过与Vsig对应的漏极电流Ids。但是由于发光元件处于反偏置状态,因此Ids专门用于保持电容Cs和发光元件电容Coled的充电。在该第1校正期间(T6-T7)驱动晶体管Trd的源极中流入漏极电流Ids,从而源极电位上升至Va。
接着进入校正中间期间(T7-T8)时,采样晶体管Tr1截止,驱动晶体管Trd的栅极从信号线SL切断,成为浮动(floating)状态。另一方面开关晶体管Tr4继续处于导通状态,漏极电流Ids流过驱动晶体管Trd,因此源极电位从Va上升ΔV1。由于自举动作栅极电位也从Vsig上升ΔV1。该上升量ΔV1由Ids·t/C表示。t表示校正中间期间,C是Cs和Coled的合成电容。如在所述特性式1表示那样Ids与迁移率μ成比例。因此,校正中间期间的校正量ΔV1与迁移率μ成比例,且进行迁移率校正。且在该校正中间期间由于栅极电位没有被抑制,因此源极电位的上升加快,进行被加速后的迁移率校正。
在成为第二迁移率校正期间(T8-T9)时,采样晶体管Tr1重新导通,驱动晶体管Trd的栅极电位返回Vsig。与此相反源极电位从Va+ΔV1再上升ΔV2。该校正量ΔV2是在第二迁移率校正期间(T8-T9)被追加的量。ΔV2由所述迁移率校正的式5决定。
图16是表示第1实施方式的变形例的波形图。采用与图14所示的第1实施方式的波形图相同的标记,便于理解。图14的第1实施方式将迁移率校正期间分割为2个从而进行分割性迁移率校正。由此相比本变形例将迁移率校正期间分割为3个从从进行分割性迁移率校正。T6-T7为迁移率校正期间1,T7-T8为校正中间期间1,T8-T9为迁移率校正期间2,T9-T10成为校正中间期间2,T10-T11成为迁移率校正期间3。这样在本发明的第1侧面,在对驱动晶体管的漏极提供了电源电压VDD的状态下,将迁移率校正动作分割为多个。由此在校正期间的中间,能够进行被加速的迁移率校正动作,无需利用外部的电源脉冲而能够得到对各个色阶最佳的校正时间,能够在所有色阶得到较高一致性,也能够降低面板模块的消耗功率。
图17是表示本发明的显示装置的第2实施方式的定时图。该第2实施方式对应于本发明的第2侧面。为了便于理解,采用与图13所示的第1实施方式的定时图相同的标记。本实施方式也与第1实施方式相同,将迁移率校正期间分割为2个。即在第一迁移率校正期间T6-T7和第二迁移率校正期间T8-T9两者之间存在校正中间期间T7-T8。控制信号WS由双联的脉冲构成,分别规定第一迁移率校正期间和第二迁移率校正期间。与第1实施方式的不同点在于,双联的脉冲的峰值电平不同。采样晶体管根据被施加到其栅极的双联的脉冲的峰值电平,按照被施加到其源极侧的视频信号的电平进行导通截止动作,从而根据视频信号的电平自动调整校正时间。具体来说,写扫描器对扫描线提供包含双联的脉冲的控制信号WS,所述双联的脉冲其第一脉冲的峰值电平高于第2脉冲的峰值电平。由此采样晶体管在视频信号的电平较高时(白亮度时)根据第1脉冲导通,在第一迁移率校正时间T6-T7期间对保持电容写入迁移率校正量。另一方面在视频信号的电平较低时(灰亮度和黑亮度时)采样晶体管对第1脉冲和第2脉冲进行响应而分别导通,在第一迁移率校正期间T6-T7和第二迁移率校正期间T8-T9对保持电容写入迁移率校正量。
图18是第2实施方式的控制信号WS和DS的波形图。尤其是表示定时T6~T9之间的波形变化。另外为了便于理解采样与图14所示的第1实施方式的波形图同样的标记。不同点在于在包含于控制信号WS的双联的脉冲内,第2脉冲的峰值电平低于第1脉冲的峰值电平。第2脉冲的峰值电平正好位于白色阶动作点和黑色阶动作点的中间,另一方面第1脉冲的峰值电平位于高于白色阶动作点的位置。
首先在视频信号处于白色阶电平时,在定时T6开关晶体管Tr4导通,进入迁移率校正期间1。该迁移率校正期间1持续至在定时T7采样晶体管Tr1截止为止。此后在定时T8控制信号WS上升,但其峰值电平达不到白色阶动作点。从而采样晶体管不导通而直接转移到发光期间。这样在视频信号为白色阶时,迁移率校正动作仅在最初的迁移率校正期间(T6-T7)进行。如前所述白色阶情况下的最佳迁移率校正时间较短,因此1次迁移率校正动作就能够充分校正迁移率的偏差。
另一方面在视频信号为灰色阶或者黑色阶时,根据控制信号所包含的第1脉冲成为导通状态,在定时T6~定时T7为止的期间的迁移率校正期间1进行最初的迁移率校正动作,接着根据控制信号WS中包含的第2脉冲而采样晶体管重新导通,在定时T8~定时T9为止的期间的迁移率校正期间2进行第2次的迁移率校正动作。由于第2脉冲的峰值电平虽然设定为低于白色阶动作点但高于黑色阶动作点,因此在视频信号为灰色阶或者黑色阶时采样晶体管成为导通状态。此外在位于第1次的迁移率校正期间T6-T7和第2次的迁移率校正期间T8-T9之间的校正中间期间T7-T8,与第1实施方式同样进行被加速的迁移率校正动作,但在本实施方式中与第1实施方式不同,仅在视频信号为灰色阶和黑色阶时,将迁移率校正期间分割为2个且在校正中间期间进行加速校正动作。
从以上说明可知,在本第2实施方式中,视频信号为白色阶时仅成为第一迁移率校正期间,进行以往那样的迁移率校正动作。采样晶体管在第1脉冲和第2脉冲都进行导通动作的灰色阶和黑色阶,第一迁移率校正期间的正常校正量+校正中间期间的加速校正量+第二迁移率校正期间的正常校正量成为总的迁移率校正量ΔV。根据该结构,能够由内部脉冲自动地适当控制较短校正时间的白色阶和较长校正时间的灰至黑色阶的校正动作。
图19是表示图18所示的第2实施方式的变形例的波形图。(A)所示的第1变形例中控制信号WS包含三联的脉冲,将迁移率校正时间分割为3个而进行校正动作。第2脉冲和第3脉冲的峰值电平设定为低于第1脉冲的峰值电平,位于白色阶动作点和黑色阶动作点之间。在本变形例的情况下,白色阶时迁移率校正动作仅进行1次,灰色阶和黑色阶时迁移率校正动作进行3次。
(B)表示第2变形例。与(A)所示的第1变形例的不同点在于,第2脉冲和第3脉冲的峰值电平不同。此时,视频信号为白色阶时迁移率校正动作仅进行1次,在灰电平时迁移率校正动作响应于第1脉冲和第2脉冲而进行2次,在黑电平时迁移率校正动作响应于第1~第3脉冲而进行3次。这样增加脉冲数且变化电平,从而能够更精确地进行与色阶对应的迁移率校正动作。
图20是表示本发明的第2实施方式的写扫描器的结构例的示意图。(A)特别表示写扫描器的输出缓冲器4B。如图所示,输出缓冲器4B由1个P沟道晶体管TrP和2个N沟道晶体管TrN、TrNb构成。一对晶体管TrP和TrN串联连接在电源电位Vcc和接地电位Vssa之间,构成反相器。从移位寄存器对P沟道晶体管TrP的栅极提供输入脉冲1。此外,从同一移位寄存器对N沟道晶体管TrN的栅极提供输入脉冲2。晶体管TrP和TrN的连接节点成为输出端子。在输出端子和接地电位Vssb之间连接N沟道晶体管TrNb。从移位寄存器对N沟道晶体管TrNb的栅极提供脉冲3。
(B)是用于说明(A)所示的输出缓冲器4B的动作的定时图,以同一时间轴表示从移位寄存器侧提供的输入脉冲1、2、3、和作为控制信号被提供到扫描线的输出脉冲。如定时图所示,在输入脉冲1和输入脉冲2同时为低电平时,提供峰值电平为Vcc的输出脉冲。接着在输入脉冲2为低电平输入脉冲3为高电平时输出输出电平为Vssb的第2发脉冲。这样输出缓冲器4B将包含双联的脉冲的控制信号提供给对应的扫描线。双联的脉冲中最初的脉冲其峰值电平为Vcc,下一个脉冲其峰值电平成为Vssb。这样Vssb被设定为比Vcc低。这样本实施方式的写扫描器能够在内部生成双联的脉冲,而不特别需要从外部的脉冲电源提供电源脉冲。
图21是表示第2实施方式的写扫描器的其他的例的示意图。为了便于理解,采用与图20所示的写扫描器相同的标记。如(A)所示,该写扫描器的输出缓冲器4B成为通常的反相器结构,由P沟道晶体管TrP和N沟道晶体管TrN串联连接而成。一对晶体管TrP、TrN的栅极共同连接,且从移位寄存器提供输入脉冲。晶体管TrP和TrN的连接节点成为输出端子,连接在对应的扫描线WS。不同点在于,从外部脉冲电源对反相器的接地线提供电源脉冲。该电源脉冲在低电平Vssa和高电平Vssb之间切换。
(B)是用于说明(A)所示的写扫描器的输出缓冲器4B的动作的定时图。表示第N-1级和第N级的输入脉冲和第N-1级和第N级的输出脉冲。此外,还将这些脉冲和相位相结合而表示电源脉冲的波形。如图所示,电源脉冲包含1H周期的脉冲,其峰值电平为Vssb。例如关注第N级时,在输入脉冲为低电平时,输出缓冲器4B的反相器将其反转而输出峰值电平为Vcc的第1输出脉冲。此后输入脉冲返回高电平且N沟道晶体管TrN成为导通状态,从而提取一个电源脉冲,并原样提供给输出端子作为峰值电平为Vssb的第2脉冲。这里Vssb被设定为低于Vcc。本例与图20所示的先前的例子不同,由于形成峰值电平不同的双联的控制信号脉冲,因此从外部接受电源脉冲的提供。
图22是表示本发明的显示装置的第2实施方式和第3实施方式的波形图。为了便于理解,采用与图18所示的第2实施方式的波形图相同的标记。在本变形例中,迁移率校正时间被分为第一迁移率校正期间T6-T7、第二迁移率校正期间T8-T9、以及两者之间的校正中间期间T7-T8。此外,用于规定第一迁移率校正期间T6-T7的控制信号WS的第1峰值、和同样用于规定第2校正期间T8-T9的第2峰值被设定为不同的电平。作为本变形例的特征事项,第2脉冲的峰值电平设定其脉冲宽度(即第二迁移率校正期间T8-T9)作为参数。具体地说,设定各个脉冲的峰值电平,使脉冲宽度小于脉冲波形的转移时间τ。如图所示,由于控制信号WS的脉冲波形中上升和下降都存在瞬态,因此产生钝化。脉冲上升后在完全达到Vcc之前下降,从而能够自由可变调整脉冲的峰值电平。脉冲宽度取得越长,峰值电平越移位到上方,若超过瞬态时间则峰值电平达到Vcc。通过调整第2脉冲宽度,从而能够将峰值电平设定为白色阶动作点和黑色阶动作点之间的规定的电平。
图23是表示第2实施方式的第4变形例的波形图。为了便于理解采用与图22所示的第3变形例相同的标记。不同点在于,本变形例将包含三联的脉冲的控制信号WS提供给扫描线WS。第2发脉冲和第3发脉冲的峰值电平,通过调整各个脉冲宽度而设定为规定的振幅。在本变形例中,第2脉冲的脉冲宽度(T8-T9)比第3脉冲的宽度(T10-T11)长。与此相对应,第2脉冲的峰值电平高于第3脉冲的峰值电平。
图24是表示本发明的显示装置的其他的实施方式的整体结构图。如图所示,本显示装置由像素阵列单元1和驱动像素阵列单元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、配置在两者交叉部分的行列状的像素2、以及与各个像素2的各行对应而配置的供电线(电源line)VL。另外本例中对各个像素2分割RGB三原色中的任意一个,可彩色显示。但是并不限于此,也包含单色显示的设备。驱动单元包括:对各个扫描线WS提供依次控制信号而以行为单位对像素2进行线依次扫描的写扫描器4、配合该线依次扫描而对各个供电线VL提供在第1电位和第2电位之间切换的电源电压的电源扫描器6、以及配合该线依次扫描而为列状的信号线SL提供成为驱动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25是表示图24所示的显示装置中包含的像素2的具体结构以及连线关系的电路图。如图所示,该像素2包括由有机EL设备为代表的发光元件EL、采样晶体管Tr1、驱动晶体管Trd、以及保持电容Cs。采样晶体管Tr1其控制端(栅极)连接在对应的扫描线WS,一对电流端(源极以及漏极)的其中一个连接在对应的信号线SL,另一个连接在驱动晶体管Trd的控制端(栅极G)。驱动晶体管Trd,其一对电流端(源极S和漏极)中的一端连接在发光元件EL,另一端连接在对应的供电线VL。在本例中,驱动晶体管Trd为N沟道型,其漏极连接在供电线VL,另一方面,源极S作为输出节点而连接在发光元件EL的阳极。发光元件EL的阴极连接在规定的阴极电位Vcath。保持电容Cs连接在驱动晶体管Trd的一个电流端的源极S和作为控制端的栅极G之间。
在本结构中,采样晶体管Tr1通过从扫描线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。驱动晶体管Trd从位于第1电位(高电位Vcc)的供电线VL接受电流提供并根据保持电容Cs中保持的信号电位使驱动电流流过发光元件EL。写扫描器4为了在信号线SL处于信号电压的时间带使采样晶体管Tr1处于导通状态,将规定的脉冲宽度的控制信号对控制线WS输出,由此将信号电位保持在保持电容Cs,同时对信号电压施加对于驱动晶体管Trd的迁移率μ的校正。此后驱动晶体管Trd对发光元件EL提供与保持电容Cs中写入的信号电位Vsig对应的驱动电流,开始发光动作。
本像素电路2除了上述的迁移率校正功能之外还具有阈值电压校正功能。即在采样晶体管Tr1对信号电位Vsig进行采样之前,电源扫描器6在第1定时将供电线VL从第1电位(高电位Vcc)切换为第2电位(低电位Vss2)。此外同样在采样晶体管Tr1对信号电位Vsig进行采样之前,写扫描器4在第2定时使采样晶体管Tr1导通而从信号线SL将基准电压Vss1施加到驱动晶体管Trd的栅极G,并将驱动晶体管Trd的源极S固定在第2电位(Vss2)。在第2定时之后的第3定时,电源扫描器6将供电线VL从第2电位Vss2切换为第1电位Vcc。从而将相当于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压保持到保持电容Cs。根据该阈值电压校正功能,本显示装置能够消除在每个像素产生偏差的驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的影响。
本像素电路2还包括自举功能。即写扫描器4在保持电容Cs保持了信号电位Vsig的阶段解除对扫描线WS施加控制信号,并将采样晶体管Tr1设为非导通状态而将驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL电切断,由此驱动晶体管Trd的栅极G的电位联动于源极S的电位变动,并能够固定维持栅极G和源极S之间的电压Vgs。
图26是用于说明图25所示的像素电路2的动作的定时图。不是表示实施方式而是表示其基础的先行开发例。共用时间轴而表示扫描线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同步地,表示驱动晶体管的栅极G和源极S的电位变化。
在扫描线WS上施加用于导通采样晶体管Tr1的控制信号脉冲。该控制信号脉冲配合像素阵列单元的线依次扫描而在1场(1f)周期内施加到扫描线WS。该控制信号脉冲在一水平扫描周期(1H)期间包含两发脉冲。有时将最初的脉冲称为第一脉冲P1,之后的脉冲称为第二脉冲P2。供电线VL同样在1场周期(1f)在高电位Vcc和低电位Vss2之间切换。在信号线SL上提供在一水平扫描期间(1H)内切换信号电位Vsig和基准电位Vss1的驱动信号。
如图26的定时图所示,像素从前一场的发光期间进入当前场的非发光期间,并在此后成为当前场的发光期间。在该非发光期间进行准备动作、阈值电压校正动作、信号写入动作、迁移率校正动作等。
在前一场的发光期间,供电线VL处于高电位Vcc,驱动晶体管Trd对发光元件EL提供驱动电流Ids。驱动电流Ids从处于高电位Vcc的供电线VL经由驱动晶体管Trd通过发光元件EL,并流入阴极线。
接着若进入当前场的非发光期间,则首先在定时T1将供电线VL从高电位Vcc切换为低电位Vss2。由此供电线VL放电至Vss2,而且驱动晶体管Trd的源极S的电位下降至Vss2。由此发光元件EL的阳极电位(即驱动晶体管Trd的源极电位)成为反偏置状态,因此不流过驱动电流而熄灭。此外,联动于驱动晶体管的源极S的电位下降而栅极G的电位也下降。
接着成为定时T2时,通过将扫描线WS从低电平切换为高电平,从而采样晶体管Tr1成为导通状态。此时信号线SL处于基准电位Vss1。由此驱动晶体管Trd的栅极G的电位通过导通了的采样晶体管Tr1而成为信号线SL的基准电位Vss1。此时驱动晶体管Trd的源极S的电位处于比Vss1低得多的电位Vss2。这样被初始化为驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压Vgs比驱动晶体管Trd的阈值电压Vth大。从定时T1至定时T3为止的期间T1-T3为预先将驱动晶体管Trd的栅极G/源极S之间电压Vgs设定为Vth以上的准备期间。
此后成为定时T3时,供电线VL从低电位Vss2转移到高电平Vcc,驱动晶体管Trd的源极S的电位开始上升。在驱动晶体管Trd的栅极G/源极S之间电压Vgs成为阈值电压Vth时电流立即截止。这样相当于驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的电压写入保持电容Cs。这就是阈值电压校正动作。此时为了电流主要流过保持电容Cs侧,不流过发光元件EL,设定阴极电位Vcath使得发光元件EL截止。
在定时T4扫描线WS从高电平返回低电平。换言之,解除对扫描线WS施加的第一脉冲P1,采样晶体管成为截止状态。从以上说明可知,为了进行阈值电压校正动作,第一脉冲P1施加到采样晶体管Tr1的栅极。
此后信号线SL从基准电位Vss1切换到信号电位Vsig。接着在定时T5扫描线WS重新从低电位上升到高电位。换言之第二脉冲P2被施加到采样晶体管Tr1的栅极。由此采样晶体管Tr1再一次导通,从信号线SL采样信号电位Vsig。由此驱动晶体管Trd的栅极G的电位成为信号电位Vsig。这里由于发光元件EL开始处于截止状态(高阻抗状态),因此流过驱动晶体管Trd的漏极和源极间的电流主要流入保持电容Cs和发光元件EL的等效电容并开始充电。此后直至采样晶体管Tr1截止的定时T6为止,驱动晶体管Trd的源极S的电位上升ΔV。这样以视频信号的信号电位Vsig加到Vth的形态被写入保持电容Cs,且迁移率校正用的电压ΔV被从保持电容Cs中保持的电压减去。由此从定时T5到定时T6为止的期间T5-T6成为信号写入期间&迁移率校正期间。换言之,若扫描线WS被施加第二脉冲P2,则进行信号写入动作和迁移率校正动作。信号写入期间&迁移率校正期间T5-T6等于第二脉冲P2的脉冲宽度。即第二脉冲P2的脉冲宽度确定迁移率校正期间。
这样在信号写入期间T5-T6同时进行信号电压Vsig的写入校正量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设为固定的情况下,驱动晶体管Trd的迁移率μ越大ΔV的绝对值也越大。换言之迁移率μ越大对于保持电容Cs的负反馈量ΔV越大,因此能够消除每个像素的迁移率μ的偏差。
最后成为定时T6时,所述那样扫描线WS转移到低电平侧,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断开。此时漏极电流Ids开始流过发光元件EL。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、即是驱动晶体管Trd的源极S的电位上升。若驱动晶体管Trd的源极S的电位上升,则根据保持电容Cs的自举动作而驱动晶体管Trd的栅极G的电位也连动地上升。栅极电位的上升量等于源极电位的上升量。因此发光期间中驱动晶体管Trd的栅极G/源极S之间的输入电压Vgs被保持为固定。该栅极电压Vgs的值成为对信号电位Vsig施加阈值电压Vth以及迁移率校正量μ的校正后的电位。驱动晶体管Trd在饱和区域动作。即驱动晶体管Trd输出与栅极G/源极S间的输入电压Vgs对应的驱动电流Ids。该栅极电压Vgs的值成为对信号电位Vsig施加阈值电压Vth以及迁移率校正量μ的校正后的电位。
图27是表示本发明的显示装置的第3实施方式的定时图。本实施方式为图26所示的先行开发例的改良版。为了便于说明,采用与图26所示的先行开发例同样的标记。不同点在于,在图26所示的先行开发例中,控制信号WS包括2发的脉冲P1、P2,于此相反本第3实施方式中控制信号WS包含3发的控制信号脉冲P1、P2、P3。最初的脉冲P1规定阈值电压校正期间,第2以及第3控制脉冲P2、P3分别规定迁移率校正期间。即本实施方式以双联的脉冲P2、P3将迁移率校正期间分割为2,在两者之间设置校正中间期间,从而进行加速的迁移率校正动作。如图所示在双联脉冲内最初的脉冲P2对应第一迁移率校正期间T5-T6,第2脉冲P3对应第二迁移率校正期间T7-T8。在两个校正期间之间插入校正中间期间T6-T7。
图28是表示本发明的显示装置的第4实施方式的定时图。为了便于理解,采用与图27所示的第3实施方式同样的标记。与图27的第3实施方式的不同点在于,与第2脉冲P2的峰值电平相比,将第3脉冲P3的峰值电平设置地较低。在本实施方式中,也以对驱动晶体管Trd的漏极侧提供电源电压Vdd的状态,将迁移率校正动作分割为多个。由此在校正期间的中间时间,能够进行被加速的迁移率校正动作。尤其是在本实施方式中,设分割的控制脉冲P2、P3的各自的导通电压(峰值电平)可变,且对每个动作点设定最佳的迁移率校正时间。由此能够根据每个色阶的动作点产生校正时间的差异。
本发明的显示装置具有图29所示的薄膜器件结构。该图表示在绝缘性基板上形成的像素的示意性的截面结构。如图所示,像素包括:具有多个薄膜晶体管的晶体管单元(在图中例示了一个TFT)、保持电容等电容单元、以及有机EL元件等发光单元。在基板上以TFT工艺形成驱动晶体管单元和电容单元,在其上面层积了有机EL元件等发光单元。在此上面经由粘结剂粘贴透明的对置基板而设为平面板。
如图30所示,本发明的显示装置包括平面型的模块形状。例如在绝缘性的基板上设置像素阵列单元,并配置粘结剂使其围绕该像素阵列单元(像素矩阵单元),并粘贴玻璃等对置基板从而设为显示模块,所述像素阵列单元将由有机EL元件、薄膜晶体管、薄膜电容等构成的像素以矩阵状集成形成而成。在该透明的对置基板上也可以根据需要而设置彩色滤波器、保护膜、遮光膜等。显示模块上设置例如FPC(柔性印刷电路:flexible print circuit)而作为用于从外部对像素阵列单元输入输出信号等的连接器(connector)。
以上说明的本发明的显示装置具有平面板形状,可适用于各种各样的电子设备的显示装置,例如将被输入到数字照相机、笔记本型个人计算机、移动电话等的移动终端装置、摄像机等电子设备的视频信号或者在电子设备内生成的视频信号作为图像或视频来显示的所有领域的电子设备的显示装置。
图31是应用了本发明的电视机,包括由前面板12、过滤玻璃13等构成的视频显示画面11,通过将本发明的显示装置用于视频显示画面11而制造。
图32是应用了本发明的数字照相机,上面为正面图,下面为背面图。该数字照相机包括拍摄镜头、闪光用的发光单元15、显示单元16、控制开关、菜单开关、以及快门19等,通过将本发明的显示装置用于该显示单元16而制造。
图33是应用了本发明的笔记本型个人计算机,本体20包括在输入文字等时操作的键盘21,本体盖上包含用于显示图像的显示单元22,通过将本发明的显示装置用于该显示单元22而制造。
图34是应用了本发明的移动终端装置,左侧图表示打开的状态,右侧图表示关闭的状态。该移动终端装置包括:上侧壳体23、下侧壳体24、连接部分(这里为铰链部分)25、显示器26、子显示器27、图像灯(picture light)28、以及照相机29等,通过将本发明的显示装置用于该显示器26或副显示器27而制造。
图35是应用了本发明的摄像机,包括本体部分30、向着前方的侧面的被摄体摄影用的镜头34、摄像时的开始/停止开关35、以及监视器36等,通过将本发明的显示装置用于该监视器36而制造。

Claims (10)

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、以及配置在各个扫描线和各个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、以及发光元件,
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,其一对电流端的其中一个连接在该发光元件上,另一个连接在电源,
所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和该驱动晶体管的连接到该发光元件上的电流端之间,
所述驱动单元至少具有对各个扫描线依次提供控制信号而进行线依次扫描的写扫描器、以及配合该线依次扫描而对各个信号线提供视频信号的信号选择器,
所述采样晶体管根据提供给该扫描线的控制信号而导通,从该信号线对视频信号进行采样而写入该保持电容,并在根据控制信号而截止为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至该保持电容,从而将与该驱动晶体管的迁移率对应的校正量写入该保持电容,
所述驱动晶体管对该发光元件提供与被写入该保持电容的视频信号以及校正量对应的电流,从而使其发光,所述显示装置的特征在于,
所述写扫描器对该扫描线提供至少包含双联的脉冲的控制信号,从而设置第1校正期间和第2校正期间以及它们之间的校正中间期间,
所述采样晶体管,在第1校正期间对该保持电容写入校正量,在校正中间期间加速对于该保持电容的校正量的写入,在第2校正期间确定对于保持电容的校正量的写入。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述采样晶体管在校正中间期间,按照视频信号的电平自动调整对该保持电容写入校正量的加速程度,从而对该保持电容写入与视频信号的电平对应的校正量。
3.一种显示装置,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、以及配置在各个扫描线和各个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、以及发光元件,
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,其一对电流端的其中一个连接在该发光元件上,另一个连接在电源,
所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和该驱动晶体管的连接到该发光元件上的电流端之间,
所述驱动单元至少具有对各个扫描线依次提供控制信号而进行线依次扫描的写扫描器、以及配合该线依次扫描而对各个信号线提供视频信号的信号选择器,
所述采样晶体管根据提供给该扫描线的控制信号而导通,从该信号线对视频信号进行采样而写入该保持电容,并在根据控制信号而截止为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至该保持电容,从而将与该驱动晶体管的迁移率对应的校正量写入该保持电容,
所述驱动晶体管对该发光元件提供与被写入该保持电容的视频信号以及校正量对应的电流,从而使其发光,所述显示装置的特征在于,
所述写扫描器对该扫描线提供控制信号,所述控制信号包含峰值电平不同的至少双联的脉冲,
所述采样晶体管根据对成为其栅极的控制端施加的双联的脉冲的峰值电平,按照对成为其源极侧的电流端施加的视频信号的电平进行导通截止动作,从而根据视频信号的电平而自动调整该校正时间。
4.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,
所述写扫描器对该扫描线提供包含双联脉冲的控制信号,所述双联脉冲的第1脉冲的峰值电平高于第2脉冲的峰值电平,
在视频信号的电平较高时,所述采样晶体管响应于第1脉冲而导通,且仅在此期间将校正量写入该保持电容,在视频信号的电平较低时,响应于第1脉冲和第2脉冲而分别导通,并在这些期间将校正量写入该保持电容。
5.如权利要求4所述的显示装置,其特征在于,
在所述采样晶体管在响应于第1和第2脉冲而分别导通的期间之间截止的校正中间期间,根据视频信号的电平自动调整对该保持电容写入校正量的加速程度,从而对该保持电容写入与视频信号的电平对应的校正量。
6.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,
所述写扫描器将该控制信号包含的各个脉冲的脉冲宽度缩短为比脉冲波形的转移时间短,从而设定各个脉冲的峰值电平。
7.一种显示装置的驱动方法,所述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、以及配置在各个扫描线和各个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、以及发光元件,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,其一对电流端的其中一个连接在该发光元件上,另一个连接在电源,所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和该驱动晶体管的连接到该发光元件上的电流端之间,所述驱动单元至少具有对各个扫描线依次提供控制信号而进行线依次扫描的写扫描器、以及配合该线依次扫描而对各个信号线提供视频信号的信号选择器,
所述显示装置的驱动方法的特征在于,
根据提供给该扫描线的控制信号所述采样晶体管导通,且从该信号线采样视频信号而写入该保持电容中,且根据控制信号而截止为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,从而将与该驱动晶体管的迁移率对应的校正量写入该保持电容,
所述驱动晶体管将与被写入该保持电容中的视频信号以及校正量对应的电流提供给该发光元件,从而使其发光,
所述写扫描器对该扫描线提供包含至少双联的脉冲的控制信号,从而设定第1校正期间和第2校正期间以及之间的校正中间期间,
所述采样晶体管在第1校正期间进行对该保持电容的校正量的写入,在校正中间期间将对该保持电容的校正量的写入加速,在第2校正期间确定对该保持电容的校正量的写入。
8.一种显示装置的驱动方法,所述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、以及配置在各个扫描线和各个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、以及发光元件,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,其一对电流端的其中一个连接在该发光元件上,另一个连接在电源,所述保持电容连接在该驱动晶体管的控制端和该驱动晶体管的连接到该发光元件上的电流端之间,所述驱动单元至少具有对各个扫描线依次提供控制信号而进行线依次扫描的写扫描器、以及配合该线依次扫描而对各个信号线提供视频信号的信号选择器,
所述显示装置的驱动方法的特征在于,
根据提供给该扫描线的控制信号所述采样晶体管导通,且从该信号线采样视频信号而写入该保持电容中,且根据控制信号而截止为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,从而将与该驱动晶体管的迁移率对应的校正量写入该保持电容,
所述驱动晶体管将与被写入该保持电容中的视频信号以及校正量对应的电流提供给该发光元件,从而使其发光,
所述写扫描器对该扫描线提供包含峰值电平不同的至少双联的脉冲的控制信号,
所述采样晶体管,根据对成为其栅极的控制端施加的双联的脉冲的峰值电平,按照对成为其源极侧的电流端施加的视频信号的电平,进行导通截止动作,从而根据视频信号的电平而自动地调整该校正时间。
9.一种电子设备,其包含权利要求1所述的显示装置。
10.一种电子设备,其包含权利要求3所述的显示装置。
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