CN101551973A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置,包括:以行和列布置的多个像素电路并且每一个包括:驱动晶体管,配置为产生驱动电流;电光元件,连接到驱动晶体管的输出端;存储电容器,配置为存储与图像信号的信号幅度对应的信息;以及以级联连接而连接的第一采样晶体管和第二采样晶体管,用于将与信号幅度对应的信息写入存储电容器;该显示装置还包括垂直扫描部分,配置为产生用于垂直扫描像素电路的垂直扫描脉冲;连接到垂直扫描部分的多个垂直扫描线;水平扫描部分,配置为与通过垂直扫描部分的垂直扫描同步地向像素电路提供图像信号;以及连接到水平扫描部分的多个水平扫描线。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种包括多个像素电路或像素的显示装置,每个像素电路或像素包括用作显示元件或发光元件的电光(electro-optical)元件,更具体地,本发明涉及这样一种包括多个像素电路的显示装置,每个像素电路包括由电流驱动型的电光元件(其响应于驱动信号的幅度而改变发光的亮度)形成的显示元件并且还包括用于以像素为单位执行显示驱动的有源元件。
背景技术
可得到一种显示装置,其包括作为像素的显示元件的电光元件,该电光元件响应于在其上施加的电压或者从中流过的电流而改变发光的亮度。响应于在其上施加的电压而改变发光的亮度的一种代表性的电光元件是液晶显示元件。同时,响应于从中流过的电流而改变发光的亮度的一种代表性的电光元件是诸如有机发光二极管(OLED)的有机电发光(以下简称为有机EL)元件。利用最近的有机EL元件的有机EL显示装置是自发光的显示装置,其利用作为自发光元件的电光元件来作为像素的显示元件。
有机EL元件包括下部(lower)电极、上部的(upper)电极,以及包括在下部电极和上面的电极之间布置的、并且由相互层叠(laminate)的有机孔(hole)传输层和有机发光层形成的有机薄膜或者有机层。有机EL元件利用了有机薄膜在被施加电场时发光的现象,并且通过控制流过有机EL元件的电流值来展示显色(color development)的灰度(gradation)。
在利用诸如有机EL元件的电流驱动型元件作为电光元件的有机EL显示装置中,通过驱动晶体管将与被取到存储电容器的输入图像信号对应的、以电压信号形式的驱动信号改变为电流信号,并且将该驱动电流提供给有机EL元件。
例如,为了使有机EL元件的发光亮度不变,固定与输入图像信号对应的驱动电流是很重要的。
然而,诸如用于驱动电光元件的驱动晶体管的有源元件的阈值电压或者迁移率取决于处理波动(fluctuation)而发散(disperse)。另外,诸如有机EL的元件电光元件的特性随时间流逝而波动。即使应用固定电流的驱动方法,这种用于驱动的有源元件的特性发散或者电光元件的特性波动对发光亮度还是有影响。
因此,研究了(examine)一种机制,其用于在每个像素电路中、补偿由于上述的驱动有源元件或者电光元件的这种特性波动而引起的亮度波动,以便控制在显示装置的整个屏幕图像上发光亮度的均匀性。
例如,在日本专利特许公开第2006-215213号(下文称作专利文件1)中描述了一种公开了并入了上述的这种机制的、用于有机EL元件的像素电路。该像素电路并入了用于在即使驱动晶体管的阈值电压遭受发散或者老化恶化也使该驱动晶体管的驱动电流保持固定的阈值校正功能。该像素电路还并入了用于在即使驱动晶体管的迁移率遭受发散或者老化恶化时也使驱动电流保持固定的迁移率校正功能。该电路还并入了用于在即使有机EL元件的电流-电压特性遭受老化恶化时也使该有机EL元件的驱动电流保持固定的自举功能。
另一方面,如果旨在减少成本,则减少从像素阵列部分的外设部分上提供的各种扫描电路中所引出的扫描线的数量同时不减少像素的数量,看起来是一种可能的措施。在这个实例中,将不同列中的多个像素分配给一个水平扫描线或者将不同行中的多个像素分配给一个垂直扫描线,使得由多个像素共用从扫描电路输出的扫描信号。
减少在像素阵列部分中要被连线的扫描线的数量可以减少这种成本,即对应于用于驱动被减少的扫描线的电路的成本的量。对于这样减少扫描线的数量,采用在液晶显示装置中使用的、用于减少要被引出的连接线的数量而不减少像素的数量的机制看起来是可能的想法。例如,如果关注于水平扫描侧,则采用通过多个像素共用信号线来实现减少成本的机制是可能的想法。例如,在日本专利特许公开第2006-215322号(下文称作专利文件2)中公开了该机制。
在专利文件2中公开的机制中,由彼此相邻的多个像素共用信号线并且将两个图像信号输入到一个像素以重写图像信号。
发明内容
然而,在专利文件2中公开的机制不能被并入在被提供电流的同时通过执行信号写入来执行迁移率校正的装置中。这是因为,如果两次或者多次将图像信号电压输入到驱动晶体管的栅极,则为被第一次输入到驱动晶体管的栅极的图像信号执行迁移率校正而不能为被第二次或者后来(later)输入到驱动晶体管的栅极的图像信号或信号执行正常(normal)的迁移率校正操作。
另一方面,专利文件1中公开的机制要求用于为校正提供电位(potential)的连接线、用于校正的开关(switching)晶体管以及用于驱动开关晶体管的开关脉冲。从而,该机制采用了包括驱动晶体管和采样晶体管在内的5个晶体管的5个晶体管驱动的配置。因此,使包括许多垂直扫描线的像素电路的配置复杂了并且包括了许多元件,这对增强显示装置的清晰度造成了障碍。结果,5个晶体管的配置使得难以将该显示电路应用于在诸如移动装置的小尺寸电子装置中使用的显示装置。
因此,要求提供一种显示装置,其中可以在多个像素或列之中共用图像信号线或者图像信号而不增加水平扫描系统中的控制线或者控制信号的数量。
还要求提供一种通过简化像素电路可以改善清晰度的显示装置。还进一步要求提供一种显示装置,其中可以简化像素电路同时抑制由于驱动晶体管或者电光元件的特性发散所造成的发光亮度的变化。
根据本发明的实施例,为了允许在多个像素(简而言之,多个列)之中共用作为扫描线之一的图像信号线,提供了一种显示装置,包括在其中以行和列布置多个像素电路的像素阵列部分。在像素电路中,电光元件基于在存储电容器中存储的信息通过驱动晶体管生成驱动电流,使其流过电光元件,由此发光。像素阵列部分包括:驱动晶体管,用于产生驱动电流;电光元件,与驱动晶体管的一输出端连接;存储电容器,用于存储与图像信号的信号幅度对应的信息;以及以级联(cascade)连接而连接的第一和第二采样晶体管,用于将对应于信号幅度的信息写入存储电容器。像素阵列部分还包括:垂直扫描部分,用于产生垂直地扫描像素电路的垂直扫描脉冲;多个垂直扫描线,连接到垂直扫描部分;水平扫描部分,用于与垂直扫描部分的垂直扫描同步地向像素电路(具体地,第一采样晶体管和第二采样晶体管)提供图像信号;以及连接到水平扫描部分的多个水平扫描线。垂直扫描部分包括写扫描部分,用于至少垂直地扫描像素电路以产生用于将与信号幅度对应的信息写入存储电容器的写驱动脉冲,并且垂直扫描线包括连接到写扫描部分的多个写扫描线。连线每个水平扫描线,使得将来自水平扫描部分的、用于信号写入的图像信号共同地提供给在多个列中包括的那些第一采样晶体管的输入端。将那些第二采样晶体管的控制输入端连接到垂直扫描线,使得从垂直扫描部分向第二采样晶体管的控制输入端提供除了第二采样晶体管所述的集合的其他集合中的、用于彼此不同的行的垂直扫描的垂直扫描脉冲,其中所述第二采样晶体管属于每个包含被共同地提供图像信号的多个列的各个集合。
简而言之,为了允许在多个列之中共用作为水平扫描系统的扫描线的图像信号线或者图像信号,以包括两级(stage)连接的晶体管的双栅极配置来形成采样晶体管。然后,将用于共用的对象(object)的多个列的图像信号线共同地连接到图像信号线侧的双栅极配置的采样晶体管的信号输入端。
另一方面,将第二采样晶体管连接到除了自身行所属的、用于共用的集合以外的不同的集合中不同行中的相同类型或者不同类型的垂直扫描线上,使得通过第一和第二采样晶体管的组合,与为每一行的普通的垂直扫描同步地将图像信号提供给驱动晶体管的控制输入端。顺便提及,术语“不同类型”不表明连接到集合中的第二采样晶体管的控制输入端的所有垂直扫描线是类型彼此不同的,而是表明将集合中的第二采样晶体管的控制输入端连接到至少两种类型的扫描线上。
在显示装置中,采样晶体管具有双栅极结构,并且将双栅极结构的采样晶体管的信号输入端共同地连接到共用的对象的图像信号线,使得由多个列中的像素电路共用一个图像信号线。同时,至于用于控制第二采样晶体管的垂直扫描线,分配除了自身行所属的被共用的集合之外的、不同集合中的不同行中的相同类型或者不同类型的现有的垂直扫描线。
因此,由于通过多个列中的像素电路共用通过图像信号线提供给像素电路的图像信号而不增加控制线或者控制信号的数量,可以预期成本的减少。
附图说明
图1是示出根据本实施例的、作为显示装置的形式的有源矩阵类型显示装置的总的配置的框图;
图2和图3分别是示出作为第一和第二比较例子的像素电路的框图;
图4A是图示有机EL元件和驱动晶体管的工作点的曲线图;
图4B到图4D是图示有机EL元件或驱动晶体管的特性发散对于驱动电流的影响的曲线图;
图5是示出作为第三比较例子的像素电路的框图;
图6是图示图5中所示的像素电路的驱动定时的一个基本例子的定时图;
图7A是示出关于图1的有源矩阵类型显示装置的像素电路的参考电路的电路图;
图7B是图示将图7A的参考电路应用到图5的第三比较例子的像素电路的驱动定时的定时图;
图8A是示出根据本发明的第一实施例的、有机EL显示装置的扫描线和像素电路的连接关系的总的配置的框图;
图8B是图示在图8A中所图示的像素电路和扫描线的连接关系的细节的视图;
图8C是图示图8A的有机EL显示装置的驱动定时的定时图;
图9A是示出根据本发明的第二实施例的、有机EL显示装置的扫描线和像素电路的连接关系的总的配置的框图;
图9B是图示在图9A的有机EL显示装置的驱动定时的定时图;
图10A是示出根据本发明的第三实施例的、有机EL显示装置的扫描线和像素电路的连接关系的总的配置的框图;
图10B是图示在图10A的有机EL显示装置的驱动定时的定时图;
图11A是示出根据本发明的第四实施例的、有机EL显示装置的扫描线和像素电路的连接关系的总的配置的框图;
图11B是图示在图11A中所图示的像素电路和扫描线的连接关系的细节的视图;
图11C是图示图11A的有机EL显示装置的驱动定时的定时图;
图12A是示出根据本发明的第五实施例的、有机EL显示装置的扫描线和像素电路的连接关系的总的配置的框图;
图12B是图示在图12A中所图示的像素电路和扫描线的连接关系的细节的视图;以及
图12C是图示图12A的有机EL显示装置的驱动定时的定时图;
具体实施方式
<显示装置总的配置>
图1是示出根据本实施例的、作为显示装置的形式的有源矩阵类型显示装置的总的配置的框图。在该形式中,将显示装置应用于下文中简称为“有机EL显示装置”的有源矩阵类型有机电发光(EL)显示装置。在该有机EL显示装置中,使用有机EL元件作为每个像素的显示元件、电光元件或者发光元件,并使用多晶硅薄膜晶体管(TFT)作为每个像素的有源元件。另外,在形成薄膜晶体管的半导体衬底上形成有机EL元件。在便携式音乐播放器或者一些其他利用诸如半导体存储器、小磁盘(MD)或者磁带之类的记录介质的电子装置中,利用刚刚描述的这种有机EL显示装置作为显示部分。
参照图1,示出的有机EL显示装置1包括了显示面板部分100,其中布置了多个像素电路(也称为像素)P以便形成具有显示高宽比X∶Y(诸如例如9∶16)的有效的图像区域,其中多个像素电路P的每一个包括未示出为显示元件的有机EL元件。有机EL显示装置1还包括作为面板控制部分的例子的驱动信号产生部分200,和生成用于控制和驱动显示面板部分100的各种脉冲信号的图像信号处理部分300。驱动信号产生部分200和图像信号处理部分300内置于单片(one-chip)IC(集成电路)中。
例如,其中将有机EL显示装置1形成为面板型的显示装置,通常将其一般地配置,使得其包括像素阵列部分102、控制部分109、以及驱动信号产生部分200和图像信号处理部分300。像素阵列部分102包括诸如TFT和电光元件、以行和列布置并形成像素电路P的多个元件。在像素阵列部分102的外围布置控制部分109并且包括作为其外围组件的扫描部分,扫描部分包括连接到用于驱动像素电路P的扫描线的水平驱动部分和垂直驱动部分。驱动信号产生部分200和图像信号处理部分300生成用于驱动和控制所述控制部分109进行操作的各种信号。
配置显示面板100使得以集成方式来形成:在其中以n行×m列的矩阵排列的像素电路P的像素阵列部分102、作为用于在垂直方向扫描像素电路P的垂直扫描部分的一个例子的垂直驱动部分103、作为用于在水平方向扫描像素电路P的水平扫描部分的一个例子的水平驱动部分106、用于外部连接的端子(terminal)部分或者衬垫(pad)部分108等等。水平驱动部分106也称为水平选择器或者数据线驱动部分。简而言之,在形成像素阵列部分102的衬底101上形成诸如垂直驱动部分103和水平驱动部分106之类的外围驱动电路。
垂直驱动部分103包括写扫描部分(写扫描器WS;写扫描)104和用作具有电源能力的电源扫描器的驱动扫描部分(驱动扫描器DS;驱动扫描)105。垂直驱动部分103和水平驱动部分106协同形成控制部分109,用于控制将信号电位写入存储电容器、阈值校正操作、迁移率校正操作以及自举操作。
从布置在有机EL显示装置1的外部的驱动信号产生部分200向端子部分108提供各种脉冲信号。类似的,从图像信号处理部分300向端子部分108提供图像信号Vsig。其中有机EL显示装置1为颜色显示做准备,在本例中,将不同颜色的图像信号,原色R(红)、G(绿)和B(蓝)的图像信号Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B提供给端子部分108。
作为一个例子,将作为垂直方向上的写启动(starting)脉冲的例子的、诸如移位启动脉冲SPDS和SPWS以及垂直扫描时钟CKDS和CKWS的必需的脉冲信号提供为用于垂直驱动的脉冲信号。同时,将作为水平方向上的写启动脉冲的例子的、诸如水平启动脉冲SPH和水平扫描时钟CKH的必需的脉冲信号提供为用于水平驱动的脉冲信号。
在像素阵列部分102中,形成垂直扫描侧的扫描线,即,包括写扫描线104WS和电源线105DSL的垂直扫描线,以及水平扫描侧的扫描线,即,包括图像信号线或者数据线106HS的水平扫描线。在用于垂直扫描的扫描线和水平扫描的扫描线之间的每个交叉点处形成有机EL元件(未示出)和用于驱动该有机EL元件的薄膜晶体管(TFT)。由有机EL元件和薄膜晶体管的组合形成像素电路P。
具体地,对于以矩阵排列的像素电路P,为各个(individual)像素行连线用于n个行的写扫描线104WS_1到104WS_n和用于n个行的电源线105DSL_1到105DSL_n,其中通过写扫描部分104利用写驱动脉冲WS驱动n个行的写扫描线104WS_1到104WS_n,并且通过驱动扫描部分105利用电源驱动脉冲DSL驱动n个行的电源线105DSL_1到105DSL_n。
写扫描部分104和驱动扫描部分105基于从驱动信号产生部分200提供的垂直驱动系统的脉冲信号、通过写扫描线104WS和电源线105DSL来接连地(successively)选择像素电路P。水平驱动部分106基于从驱动信号产生部分200提供的水平驱动系统的脉冲信号,通过水平驱动信号线106HS对图像信号Vsig中的预定电位采样并且将采样的预定电位存储到所选择的像素电路P的存储电容器中。
可以通过线顺序(line-sequential)驱动、平面顺序(plane-sequential)驱动或者一些其他的驱动方法来驱动本形式中的有机EL显示装置1。具体地,例如,垂直驱动部分103的写扫描部分104和驱动扫描部分105以行为单位扫描像素阵列部分102,并且水平驱动部分106与该扫描同步地同时为一水平线将图像信号写入像素阵列部分102。
水平驱动部分106包括用于同时导通在所有列的图像信号线上提供的开关(未示出)的驱动电路。具体地,为了同时将从图像信号处理部分300输入的图像信号写入由垂直驱动部分103选择的行的一线(one line)的所有的像素电路P,水平驱动部分106同时导通在所有列的图像信号线106HS上提供的开关(未示出)使得通过驱动器电路将图像信号Vsig(水平扫描信号的一个例子)提供给水平扫描线(图像信号线106HS)。
垂直驱动部分103包括:由包括锁存器和驱动器电路的逻辑门的组合形成的多个级。垂直驱动部分103通过逻辑门以行为单位选择像素阵列部分102的像素电路P并且通过驱动器电路将垂直扫描信号提供给垂直扫描电路。要注意的是,尽管图1示出其中仅仅在像素阵列部分102的一侧布置垂直驱动部分103的配置,但可能采用另一配置,其中在跨越像素阵列部分102的相对的左侧和右侧布置垂直驱动部分103。类似的,尽管图1示出其中仅仅在像素阵列部分102的一侧布置水平驱动部分106的配置,但可能采用另一配置,其中在跨越像素阵列部分102的相对的上侧和下侧布置水平驱动部分106。
如从垂直驱动部分103(写扫描部分104和驱动扫描部分105)或者从水平驱动部分106以及垂直扫描线(写扫描线104WS和电源线105DSL)或者水平扫描线(图像信号线106HS)的连接方案(scheme)中可以看出,为了向像素阵列部分102的像素电路P提供扫描信号需要扫描线。在简单的机制中,当扫描电路P的数量增加时,扫描线的数量也以对应的关系增加,并且用于驱动扫描线的驱动器电路的数量也增加。尽管为了图示便利,以为各个行和各个列布置扫描线的形式来示出有机EL显示装置1,但是以下描述的本发明的实施例采用了一种在其中减少扫描线(具体的是图像信号线106HS)的数量同时保持像素的数量的机制。
<比较例子的像素电路:第一例子>
参照图2,示出了根据第一比较例子的像素电路P。像素电路P所示的是基本由p型薄膜场效应晶体管(TFT)形成的驱动晶体管。另外,像素电路P采用3晶体管驱动配置,其除了驱动晶体管之外还包括用于扫描的两个晶体管。
具体地,第一比较例子的像素电路P包括p型驱动晶体管121、被提供低有效(低)驱动脉冲的p型发光控制晶体管122、被提供高有效(高)驱动脉冲的n型采样晶体管125、作为当电流从中流过时发光的电光元件或发光元件的一个例子的有机EL元件127、以及存储电容器120。存储电容器120在下文中也称为像素电容器。要注意的是,作为最简单的电路配置,像素电路P可以采用被移除了发光控制晶体管122的2个晶体管的驱动配置。在这个实例中,有机EL显示装置1具有移除了驱动扫描部分105的配置。
驱动晶体管121响应于向作为其控制输入端的栅极端提供的电位,提供驱动电流给有机EL元件127。由于有机EL元件127通常具有整流属性,因此其用二极管的符号示出。要注意的是,有机EL元件127具有寄生电容Cel。在图2中,将该寄生电容示为与有机EL元件127并联。
采样晶体管125是在驱动晶体管121的栅极侧或者控制输入端侧提供的开关晶体管,并且发光控制晶体管122也是开关晶体管。要注意的是,通常可以用被提供低有效(active-L)的驱动脉冲的p型晶体管来替代采样晶体管125。还可以用被提供高有效(active-H)的驱动脉冲的n型晶体管来替代发光控制晶体管122。
在垂直扫描侧的扫描线104WS和105DS以及作为水平扫描侧的扫描线的图像信号线106HS之间的交叉点处布置像素电路P。将来自写扫描部分104的写扫描线104WS连接到采样晶体管125的栅极端,并且将来自驱动扫描部分105的驱动扫描线105DS连接到发光控制晶体管122的栅极端。
采样晶体管125在用作信号输入端的其源极端S处被连接到图像信号线106HS,并且在作为信号输入端的其漏极端D处被连接到驱动晶体管121的栅电极G。在采样晶体管125的漏极端D和驱动晶体管121的栅电极G之间的节点和第二电源电位Vc2之间提供存储电容器120,其中第二电源电位Vc2例如是正电源电压并且可以等于第一电源电位Vc1。如图2中的括号所指示的,可以以关于其源极端S和漏极端D的相反的连接关系来连接采样晶体管125,使得在作为信号输入端的其漏极端D处连接到图像信号线106HS并且在作为信号输出端的其源极端S处连接到驱动晶体管121的栅电极G。
在第一电源电位Vc1(诸如,例如正电源)和地电位(作为参考电位的一个例子)之间以这种顺序串联连接驱动晶体管121、发光控制晶体管122和有机EL元件127。具体地,驱动晶体管121被在其源极端S处连接到第一电源电位Vc1并且被在其漏极端D处连接到发光控制晶体管122的源极端S。发光控制晶体管122被在其漏极端D处连接到有机EL元件127的阳极端A,并且有机EL元件127被在其阴极端K处连接到对于像素共同的阴极公共连接线127K。阴极公共连接线127K可以是例如,地电位GND。在这个实例中,阴极公共连接线127K的阴极电位Vcath也是地电位GND。
由于有机EL元件127是电流发光元件,因此在图2中图示的3晶体管驱动系统和未示出的2晶体管驱动系统中,通过控制流过有机EL元件127的电流的量来获得显色的灰度。因此,改变施加到驱动晶体管121的栅极端的电压来改变要被存储到存储电容器120中的栅极-源极电压Vgs以由此控制流过有机EL元件127的电流的量。于是,将要被从图像信号线106HS提供的图像信号Vsig的电位(即,图像信号线电位)设置为信号电位。要注意的是,由ΔVin示出用于示出灰度的信号的幅度。
如果从写扫描部分104提供高有效的写驱动脉冲WS以将写扫描线104WS置于所选择的状态并且从水平驱动部分106向图像信号线106HS施加信号电位,则采样晶体管125导通并且信号电位成为驱动晶体管121的栅极端的电位。从而,将与信号幅度ΔVin对应的信息写入存储电容器。流过驱动晶体管121和有机EL元件127的电流具有与在存储电容器120中存储的驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs对应的值,并且有机EL元件127以该电流值确定的亮度持续发光。将选择写扫描线104WS、使得将被施加到图像信号线106HS上的图像信号Vsig传输到像素电路P的内部的操作被称为“写”或者“采样”。如果执行一次信号的写,则有机EL元件127以固定的亮度持续发光一段时间直到随后重写信号。
在第一比较例子的像素电路P中,响应于信号幅度ΔVin来改变要被施加到驱动晶体管121的栅极端的施加(application)电压以控制流过有机EL元件127的电流的值。此时,将p型驱动晶体管121的源极端连接到第一电源电位Vc1,并且从而,驱动晶体管121在饱和区正常工作。
<比较例子的像素电路:第二实例>
现在,描述图3中示出的第二比较例子的像素电路P。参照图3,第二比较例子的像素电路P是基本由n型薄膜场效应晶体管形成的驱动晶体管(类似地这也适用于下文描述的本发明的实施例)。如果可以形成不是p型薄膜场效应晶体管而是n型薄膜场效应晶体管,则可能在晶体管制造中使用现有的非晶硅(a-Si)处理。这可以实现减少晶体管衬底的成本,并且因此,期望如同刚刚描述的这种配置的像素电路P。
第二比较例子的像素电路P与下文描述的本发明的实施例的像素电路P的共同在于基本上由n型薄膜场效应晶体管来形成驱动晶体管。然而,第二比较例子的像素电路P不包括驱动信号固定(fixing)电路,其用于防止由发散或者老化恶化的有机EL元件127或者驱动晶体管121的特性波动对驱动电流Ids的影响。
具体地,在第二比较例子的像素电路P中,用n型驱动晶体管121替代了第一比较例子中的像素电路P的p型驱动晶体管121,并且在n型驱动晶体管121的源极端侧布置了发光控制晶体管122以及有机EL元件127。要注意的是,还用n型发光控制晶体管122替代了发光控制晶体管122。自然地,像素电路P还可以另外采用作为最简单的电路的、从中移除了发光控制晶体管122的2晶体管驱动配置。
在第二比较例子的像素P中,无论是否提供发光控制晶体管,当要驱动有机EL元件127时,将驱动晶体管121的漏极端侧连接到第一电源电位Vc1并且将驱动晶体管121的源极端侧连接到有机EL元件127的阳极端侧以一般地形成源跟随器电路。
<电光元件的Iel-Vel特性的关系>
通常,在驱动晶体管121的饱和区对其进行驱动,如图4A所见,在饱和区中驱动电流Ids被固定,与漏极-源极电压无关。因此,用Ids示出工作在饱和区中的晶体管的漏极端和源极端之间流过的电流,用μ示出迁移率,用W示出沟道宽度或栅极宽度,用L示出沟道长度或者栅极长度,用Cox示出栅极电容,即每单位面积的栅极氧化物薄膜电容,以及用Vth示出晶体管的阈值电压,驱动晶体管121作为具有以下给出的等式(1)所给出的电流值的恒流源。要注意的是,“^”代表平方。从等式(1)可以认识到,利用栅极-源极电压Vgs来控制处于其饱和区的晶体管的驱动电流Ids并且该晶体管作为恒流源工作。
Ids = 1 2 &mu; W L Cox ( Vgs - Vth ) ^ 2 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 1 )
然而,如图4B中可见,开始于有机EL元件的电流驱动型的发光元件的I-V特性通常随着时间的流逝而变化。在图4B中所图示,由有机EL元件示出的电流驱动型的发光元件的电流-电压(Iel-Vel)特性,实线曲线指示处于初始状态中的特性,虚线曲线指示老化恶化之后的特性。
例如,当发光电流Iel流过有机EL元件127(其作为发光元件的一个例子)时,唯一地确定第一电源电位Vel。然而,如从图4B中可见,在发光时段,由驱动晶体管121的驱动电流Ids确定的、等于驱动电流Ids的发光电流Iel,流到有机EL元件127的阳极端,并且有机EL元件127的阳极端的电位升高对应于有机EL元件127的阳极-阴极电压Vel的量。
而在图2所示的第一比较例子的像素电路P中,由于驱动晶体管121在其工作于饱和区中时被恒定的电流驱动来驱动,驱动电流Ids持续地流过有机EL元件127,所以由有机EL元件127的阳极-阴极电压Vel的升高的影响出现在驱动晶体管121的漏极端侧。从而,即使有机EL元件127的Iel-Vel特性变化,该有机EL元件127的发光亮度也不会遭受老化恶化。
参照图3,第二比较例子的像素电路P包括驱动晶体管121、发光控制晶体管122、存储电容器120以及采样晶体管125,并且这样配置使得具有图2中所示的连接方案的像素电路P的配置形成用于补偿有机EL元件127(电光元件的一个例子)的电流-电压特性的变化的驱动信号固定电路,以保持驱动电流固定。具体地,由于这样设计p型驱动晶体管,使得当用图像信号Vsig驱动像素电路P时,其源极端被连接到第一电源电位Vc1,使得驱动晶体管121总是工作在饱和区,其用作提供由以上给出的等式(1)确定的值的电流的恒流源。
另外,在第一比较例子的像素电路P中,驱动晶体管121的漏极端处的电压与有机EL元件127的Iel-Vel特性的老化恶化(图4B)一起变化。然而,由于通过存储电容器120的自举功能,栅极-源极电压Vgs原则上保持固定,所以驱动晶体管121作为恒流源工作。结果,固定量的电流流到有机EL元件127,并且有机EL元件127可以以固定的亮度发光。从而,有机EL元件127的发光的亮度不变化。
此外在第二比较例子的像素电路P中,驱动晶体管121的源极端的电位,(即源极电位Vs)取决于在驱动晶体管121和有机EL元件127之间的工作点,并且驱动晶体管121在饱和区工作。因此,利用与工作点的源极电压对应的栅极-源极电压Vgs使以上给出的等式(1)确定的电流值的驱动电流Ids流过。
然而,在该简单电路中用n型驱动晶体管121替换了在第一比较例子的像素电路P的p型驱动晶体管121,即,在第二比较例子的像素电路P中,将驱动晶体管121的源极端连接到有机EL元件127侧。结果,如图4B所图示的,由于与发光电流Iel有关的第一电源电位Vel根据遭受老化恶化的有机EL元件127的Iel-Vel特性,从值Vel1变化为另一值Vel2,改变了驱动晶体管121的工作点。结果,即使施加相同的栅极电压Vg,驱动晶体管121的源极电位Vs也改变了。作为结果,栅极-源极电压Vgs改变了。从特性等式(1)中可以明显看出,如果栅极-源极电压Vgs波动,则即使栅极电压Vg固定,驱动电流Ids也波动。由于此种原因,驱动电流Ids的波动表现为像素电路P之间的发光亮度的发散或者像素电路P的老化恶化。
相反,尽管下文描述了细节,其中还使用了n型驱动晶体管121,但是如果利用电路配置和驱动定时、自举功能将驱动晶体管121的栅极端的栅极电压Vg与驱动晶体管121的源极端的源极电位Vs的变化进行互锁,则即使由有机EL元件127的特性老化恶化引起有机EL元件127的阳极电位波动,即,即使驱动晶体管121的源极电位波动,也可以改变栅极电压Vg以便消除该波动。从而,可以确保屏幕图像的亮度的均匀性。从而,可以通过自举功能改善由有机EL元件示出的电流驱动型发光元件的老化恶化的校正能力。自然地,从开始发光的时间点处、发光电流Iel开始流过有机EL元件127之后直到阳极-阴极电压Vel升高到其稳定的这一处理中,在驱动晶体管121的源极电位Vs响应于阳极-阴极电压Vel的波动而变化时,自举功能工作。
<驱动晶体管的Vgs-Ids特性的关系>
另外,虽然在第一和第二比较例子中未将驱动晶体管121的特性认为是问题,但如果在不同像素之间驱动晶体管121的特性不同,则这对于流过驱动晶体管121的驱动电流Ids有影响。作为一个例子,可以从等式(1)中看出,其中迁移率μ或者阈值电压Vth在不同像素之间发散或者遭受老化恶化,即使栅极-源极电压Vgs相等,流过驱动晶体管121的驱动电流Ids也遭受发散或者老化恶化。因此,在不同像素之间有机EL元件127的发光亮度也变化。
例如,驱动晶体管121的制造处理的发散引起了在不同的像素电路P之间的阈值电压Vth和迁移率μ的特性的发散。并且在驱动晶体管121在其饱和区被驱动时,即使向驱动晶体管121施加相同的栅极电压,由于特性波动,驱动电流(即,驱动电流Ids)也在不同的像素电路P之间波动,导致表现为发光亮度的发散。
如以上描述的,由特性等式(1)来示出在驱动晶体管121工作在其饱和区时的驱动电流Ids。其中关注于驱动晶体管121的阈值电压的发散,如可以从特性等式(1)中明显看出的是,如果阈值电压Vth波动,则即使栅极-源极电压Vgs固定,驱动电流Ids也波动。另一方面,如果关注于驱动晶体管121的迁移率的发散时,则如可以从特性等式(1)中明显看出的是,如果迁移率μ波动,则即使栅极-源极电压Vgs固定,驱动电流Ids也波动。
以这种方式,如果由于阈值电压Vth或者迁移率μ中的不同引起在Vgs-Ids中出现更大的不同时,则即使施加相同的信号幅度ΔVin,驱动电流Ids也波动,导致发光亮度的不同。因此,不能获得发光亮度的均匀性。相反,当设置下文中详细描述的驱动定时使得实现阈值校正功能和迁移率校正功能时,可以抑制波动的影响并且可以确保发光亮度的均匀性。
在本发明的实施例中采用的阈值校正操作和迁移率校正操作中,如果假设写增益(gain)是1(理想值),则设置驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs以便不依赖于阈值电压Vth的发散或者波动以及以便不依赖于迁移率μ的发散或者波动。结果,即使由于制造处理或者老化恶化引起阈值电压Vth或者迁移率μ波动,驱动电流Ids也不波动并且有机EL元件127的发光亮度也不波动。在迁移率校正上,应用负反馈使得对于高的迁移率μ1迁移率校正参数ΔV1具有高的值而对于低的迁移率μ2迁移率校正参数ΔV2具有低的值。据此,这些迁移率校正参数ΔV也称为负反馈量ΔV。
<比较例子的像素电路:第三例子>
图5示出第三比较例子的像素电路P。第三比较例子的像素电路P并入了用于防止图3中所示的第二比较例子的像素电路P中、有机EL元件127的老化恶化引起的驱动电流波动的电路,即自举电路。另外,第三比较例子的像素电路P采用了用于防止由诸如驱动晶体管121的阈值电压发散或者迁移率发散的特性波动引起的驱动电流波动的驱动方法。根据下文中描述的本发明的实施例的像素电路P也是基于第三比较例子的像素电路P。
类似于第二比较例子的像素电路P,第三比较例子的像素电路P使用n型驱动晶体管121。另外,第三比较例子的像素电路P包括用于抑制由有机EL元件的老化恶化引起的、对有机EL元件的驱动电流Ids的波动的电路和用于补偿有机EL元件(其是电光元件的一个例子)的电流-电压特性的变化的驱动信号固定电路,以保持驱动信号Ids固定。第三比较例子的像素电路P具有即使在有机EL元件的电流-电压特性遭受老化恶化时也能固定驱动电流的功能。
具体地,第三比较例子的像素电路P还采用2个晶体管驱动配置,其除了驱动晶体管121之外还使用用于扫描的开关晶体管,即,扫描晶体管125。第三比较例子的像素电路P还通过设置用于控制开关晶体管的电源驱动脉冲DSL和写驱动脉冲WS的开通/关断定时或者开关定时来防止有机EL元件127的老化恶化或者驱动晶体管121的诸如阈值电压或者迁移率的发散或波动的特性的波动对驱动电流Ids的影响。由于第三比较例子的像素电路P具有2个晶体管驱动配置并且包括相当少数量的像素或者连线,可以预期增强清晰度。
第三比较例子的像素电路P的配置与图3的第二比较例子的像素电路P的配置的显著不同在于修改了存储电容器120的连接方案使得形成了作为用于防止由有机EL元件127的老化恶化引起的驱动电流的波动的电路的自举电路,其中所述自举电路是驱动信号固定电路的一个例子。作为抑制驱动晶体管121的诸如阈值电压或者迁移率的发散或者波动的特性波动对驱动电流Ids的影响的方法,设计了晶体管121和晶体管125的驱动定时。
具体地,第三比较例子的像素电路P包括存储电容器120、n型驱动晶体管121、被提供高有效的写驱动脉冲WS的n型采样晶体管125,以及有机EL元件127(其是当电流从中流过时的电光元件或发光元件的一个例子)。
在驱动晶体管121的栅极端或者节点ND122与驱动晶体管121的源极端之间连接存储电容器120,并且将驱动晶体管121的源极端直接连接到有机EL元件127的阳极端。存储电容器120作为自举电容器。如与第一或第二比较例子类似的,在有机EL元件127的阴极电极处将其连接到对所有像素公共的阴极公共连线127K,并且将例如地电位GND的阴极电位Vcath施加到有机EL元件127的阴极电极上。
驱动晶体管121在其漏极端被连接到来自用作电源扫描器的驱动扫描部分105的电源线105DSL。电源线105DSL自身向驱动晶体管121提供供电功能。
具体地,驱动扫描部分105包括电源电压转换电路,用于将要被提供给驱动晶体管121的漏极端的电位在各自对应于电源电压的、高电压侧的第一电位Vcc和低电压侧的第二电位Vss之间进行转换(change over)。
将第二电位Vss设置为足够地低于图像信号线106HS的图像信号Vsig的偏置电位Vofs的电位(也称为参考电位)。具体地,设置电源线105DSL的低电位侧的第二电位Vss,使得驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs,即,栅极电压Vg与源极电位Vs之间的差可以高于驱动晶体管121的阈值电压Vth。要注意的是,利用偏置电位Vofs用于在阈值校正操作之前的初始化操作并且用于预先对图像信号线106HS进行预充电。
采样晶体管125在其栅极端被连接到来自写扫描部分104的写扫描线104WS,在其漏极端被连接到图像信号线106HS并且在其源极端将其连接到驱动晶体管121的栅极端,即,节点ND122。从写扫描部分104向驱动晶体管121的栅极端提供高有效写驱动脉冲WS。
还可以以不同的连接方案来连接采样晶体管125,其中将其源极端和漏极端反转。另外,任何耗尽(depression)型晶体管和增强型晶体管可以用于采样晶体管125。
<像素电路的操作:第三比较例子>
图6图示了根据图5所示的第三比较例子的像素电路P的第三比较例子的驱动定时的一个基本的例子,具体地,在线顺序驱动的情况下。在图6中,在共同的时间轴上示出写扫描线104WS的电位变化,电源线105DSL的电位变化和图像信号线106HS的电位变化。另外,与电位变化平行,为一行(在所图示的例子中,为第一行)图示了驱动晶体管121的栅极电压Vg和源极电位Vs的变化。
图6中所图示的驱动定时是在线顺序驱动的情况下的驱动定时,并且写驱动脉冲WS、电源驱动脉冲DSL和图像信号Vsig的定时组成了用于一行的一组并且具体地是彼此独立地控制这些信号之间的相位关系。当行改变时,将这些信号移位1H,其中H是水平扫描时段(period)。
在下面,为了便于描述和理解,除非另外指定,假设写增益是1(其是理想值),使用这样简单的描述以便对信号幅度ΔVin的信息进行写、存储和采样到存储电容器120中。当写增益低于1,不是将信号幅度ΔVin的幅度(magnitude)的自身信息而是将信号幅度ΔVin乘以对应的增益的信息存储到存储电容器120。
顺带提及,写入到存储电容器120的信息的幅度与信号幅度ΔVin的比率称为写增益Ginput。在此,当将信号幅度ΔVin提供给电容串联电路时,写增益Ginput与分配给电容串联电路的总电容C1的电荷量有关,其中所述电容串联电路包括包含电子电路中与存储电容器120并联的寄生电容的总电容C1和在电子电路中与存储电容器120串联布置的总电容C2。如果用等式示出,则写增益Ginput=C2/(C1+C2)=1-C1/(C1+C2)=1-g,其中g=C1/(C1+C2)。在以下的描述中,包括“g”的任何描述考虑了写增益。
另外,为了便于描述和理解,除非另外指定,假设自举增益是理想值1以给出简化的描述。顺带提及,其中在驱动晶体管121的栅极和源极之间提供存储电容器120,栅极电压Vg的上升和源极电位Vs的上升的比率被称为自举增益Gbst(自举操作性能)。在此的自举增益Gbst具体地与存储电容器120的电容值Cs、在驱动晶体管121的栅极和源极之间形成的寄生电容C121gs的电容值Cgs、在驱动晶体管121的栅极和漏极之间形成的寄生电容C121gd的电容值Cgd以及在采样晶体管125的栅极和源极之间形成的寄生电容C125gs电容值Cws有关。如果用等式来示出,则自举增益Gbst=(Cs+Cgs)/(Cs+Cgs+Cgd+Cws)。
另外,在第三比较例子的驱动定时中,将图像信号Vsig在其中具有用于提供无效时段的偏置电位Vofs的时段称作一个水平时段的前一半,图像信号Vsig在其中具有用于提供有效时段的信号电位Vin(=Vofs+ΔVin)的时段称作一个水平时段的后一半。另外,对于包括图像信号Vsig的有效时段和无效时段的每一个水平时段,重复多次阈值校正操作(在图6的操作中,三次)。图像信号Vsig的有效时段和无效时段之间的转换定时(t13V和t15V)以及写驱动脉冲WS的有效和无效阶段(stage)之间的转换定时(t13W和t15W)通过利用附加到其上的参考字符而不用引用号“_”来为每个操作循环(cycle)指示该定时而将它们彼此区分。
首先,在有机EL元件127的发光时段B期间,电源线105DSL具有第一电位Vcc并且采样晶体管125处于关断状态。此时,由于设置驱动晶体管121以便其工作在饱和区,流过有机EL元件127的驱动电流Ids响应于驱动晶体管121的栅极-电压Vgs表现(assume)为由等式(1)指示的值。
然后,如果进入不发光时段,则在放电时段C期间,将电源线105DSL的电位改变到第二电位Vss。此时,当第二电位Vss低于有机EL元件127的阈值电压VthEL和阴极电位Vcath之和时,即,如果“Vss<VthEL+Vcath”,则有机EL元件127停止发光,并且电源线105DSL变成驱动晶体管121的源极侧。此时,有机EL元件的阳极被充电到第二电位Vss。
另外,在初始化时段D期间,当图像信号线106HS的电位变成偏置电位Vofs时,采样晶体管125导通以将驱动晶体管121的栅极电位设置在偏置电位Vofs。此时,驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs呈现“Vofs-Vss”的值。由于如果值“Vofs-Vss”不高于驱动晶体管121的阈值电压Vth则不能执行阈值校正操作,所以存在建立“Vofs-Vss>Vth”关系的必要性。
此后,当进入第一阈值校正时段E时,将电源线105DSL的电位转换回第一电位Vcc。当将电源线105DSL,即,到驱动晶体管121的电源电压设置为第一电位Vcc时,有机EL元件127的阳极作为驱动晶体管121的源极并且驱动电流Ids从驱动晶体管121流过。由于用二极管和电容器示出有机EL元件127的等效电路,其中用Vel示出有机EL元件127关于阴极电位Vcath的阳极的电压,只要满足“Vel<Vcath+VthEL”,则驱动晶体管121的驱动电流Ids用于对存储电容器120和有机EL元件127的寄生电容Cel进行充电。此时,有机EL元件127的第一电源电位Vel随时间流逝而上升。
在经过固定的时间段之后,关断采样晶体管125。此时,如果驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs高于阈值电压Vth,即,如果还没有完成阈值校正,则驱动晶体管121的驱动电流Ids持续流动以便对存储电容器120充电,并且驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs上升。此时,由于有机EL元件127处于被反向偏置(bias)的状态,有机EL元件127根本不发光。
另外,如果进入第二阈值校正时段G,则当图像信号线106HS的电位变为偏置电位Vofs时,采样晶体管125导通使得驱动晶体管121的栅极电位变为等于偏置电位Vofs以再次开始阈值校正操作。重复这样的操作直到驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs最后呈现阈值Vth。此时,满足了“Vel=Vofs-Vth≤Vcath+VthEL”的状态。
要注意的是,在现在的第三比较例子中的操作例子中,为了通过重复地执行阈值校正操作使对应于驱动晶体管121的阈值电压Vth的电压确实地被存储到存储电容器120中,将一个水平时段确定为用于多次重复阈值校正操作的处理循环。然而,不是必须要求这样的重复操作,而是可以仅仅执行一次阈值校正操作确定作为处理循环的一个水平时段。
在阈值校正操作结束之后,在图6图示的例子中,在第三阈值校正时段I之后,采样晶体管125被关断以进入写和迁移率校正准备时段J。当图像信号线106HS变为等于信号电位Vin(=Vofs+ΔVin)时,再次将采样晶体管125导通以进入采样时段和迁移率校正时段K。采样信号幅度ΔVin具有对应于灰度的值。由于采样晶体管125处于导通状态,采样晶体管125的栅极电位是信号幅度ΔVin(=Vofs+ΔVin)。然而,由于驱动晶体管121的漏极端具有第一电位Vcc并且驱动电流Ids流过,源极电位Vs随时间流逝而上升。在图6中,用ΔV示出上升量。
此时,如果源极电位Vs未超过有机EL元件127的阈值电压VthEL与阴极电位Vcath之和,或者换句话说,如果有机EL元件127的漏电流比流过驱动晶体管121的电流低得多,则驱动晶体管121的驱动电流Ids用于向存储电容器120和有机EL元件127的寄生电容充电。
在这个时间点上,由于已经完成驱动晶体管121的阈值校正操作,从驱动晶体管121提供的电流反映了迁移率。具体地,如果迁移率μ高,则此时的电流量大并且源极电压也很快上升。相反,如果迁移率μ低,则电流量小并且源极电位上升的慢。结果,驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs下降反映迁移率μ,并且在经过固定的时间段之后,栅极-源极电压Vgs变得完全(fully)等于用于校正迁移率μ的电压。
此后,进入了发光时段L,并且关断采样晶体管125以结束写并且驱动有机EL元件127发光。由于通过存储电容器120的自举效应固定了驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs,驱动晶体管121向有机EL元件127提供固定的电流,即,驱动电流Ids。结果,有机EL元件127的第一电源电位Vel上升到电压Vx,利用该电压,等于驱动电流Ids的电流流过有机EL元件127,并且有机EL元件127发光。
还是在第三比较例子的像素电路P中,当有机EL元件127的发光时间变长时,有机EL元件127的I-V特性变化。因此,驱动晶体管121的电位(即,驱动晶体管121的源极电位Vs)也变化。然而,由于通过存储电容器120的自举效应将驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs保持在固定值,流过有机EL元件127的电流不变化。因此,即使有机EL元件127的I-V特性恶化,固定的电流(即,驱动电流Ids)持续流过有机EL元件127,并且有机EL元件127的亮度不变化。
在此,可以用等式(2-1)来表示驱动电流Ids和栅极-源极电压Vgs之间的关系,其用“ΔVin-ΔV+Vth”取代了表示晶体管特性的、以上等式(1)中给出的Vgs。顺带提及,当考虑写增益时,可以由用“(1-g)ΔVin-ΔV+Vth”替换等式(1)中的Vgs的等式(2-2)来表示该关系。在等式(2-1)和(2-2)中(共同地称为等式(2),k=(1/2)(W/L)Cox)。
Ids = k&mu; ( Vgs - Vth ) ^ 2 = k&mu; ( &Delta;Vin - &Delta;V ) ^ 2 . . . ( 2 - 1 ) Ids = k&mu; ( Vgs - Vth ) ^ 2 = k&mu; ( ( 1 - g ) &Delta;Vin - &Delta;V ) ^ 2 . . . ( 2 - 2 ) . . . ( 2 )
从等式(2)中,可以看出消除了阈值电压Vth项并且向有机EL元件127提供的驱动电流Ids不依赖于驱动晶体管121的阈值电压Vth。基本上,驱动电流Ids依赖于与信号幅度ΔVin对应的、在存储电容器120中存储的信号幅度ΔVin=Vgs。换句话说,有机EL元件127发光的亮度对应于信号幅度ΔVin。
于是,被存储到存储电容器120中的信息是处于被源极电位Vs的上升量ΔV校正的状态。该上升量ΔV起作用以便消除位于等式(2)的系数部分处的迁移率μ的效应。同时将用于驱动晶体管121的迁移率μ的校正量ΔV添加到要被写入存储电容器120中的信号,实际添加的方向是负方向。在这个意义上,上升量ΔV也称为迁移率校正参数ΔV或者负反馈量ΔV。
因为消除了驱动晶体管121的阈值电压Vth或者迁移率μ的波动,因此流过有机EL元件127的驱动电流Ids实际上仅仅依赖于信号幅度ΔVin。由于驱动电流Ids不依赖于阈值电压Vth或者迁移率μ,即使由于制造处理或者遭受老化恶化导致阈值电压Vth或者迁移率μ发散,在驱动晶体管121的漏极和源极之间的驱动电流Ids不波动并且有机EL元件127的发光亮度也不波动。
另外,在驱动晶体管121的栅极和源极之间连接存储电容器120以获得(其中驱动晶体管121也是n类型)电路配置和驱动定时,该电路配置和驱动定时实现使得驱动晶体管121的栅极端的栅极电压Vg以与驱动晶体管121的源极端的源极电位Vs的波动进行互锁关系的变化的自举功能。由此,即使有机EL元件127的阳极电位由于有机EL元件127的特性的老化恶化而波动,即,即使驱动晶体管121的源极电位波动,栅极电压Vg可以波动以便消除波动。
结果,缓和(moderate)了有机EL元件127的特性的老化恶化的影响,并且可以确保发光亮度的均匀性。通过在驱动晶体管121的栅极和源极之间的存储电容器120的自举功能,可以改善由有机EL元件示出的电流驱动型的发光元件的老化恶化校正功能。自然地,当在开始发光的时间点上发光电流Iel开始流过有机EL元件127时并且有机EL元件127的阳极-阴极电压Vel上升直到其稳定的处理中,由于有机EL元件127的阳极-阴极电压Vel的波动,驱动晶体管121的源极电位Vs波动时,自举功能也工作。
以这种方式,根据第三比较例子的像素电路P(并且也根据本发明的实施例的像素电路P)和用于驱动像素电路P的控制部分109的驱动定时,即使当驱动晶体管121或者有机EL元件127遭受特性波动(诸如特性发散或者老化恶化),也对波动量进行补偿。结果,波动的影响未出现在显示屏幕图像上,并且可以显示没有亮度变化的高质量的图像。
顺带提及,为了允许阈值校正功能、信号写入功能、迁移率校正功能以及自举功能工作,必须对不同晶体管的信号执行开关控制。例如,为了控制图5中所示的第三比较例子的像素电路P以诸如图6中图示的驱动定时工作,必须执行采样晶体管125的开/关控制,将到驱动晶体管121的电源在第一电位Vcc和第二电位Vss之间进行开关控制并且将图像信号Vsig在偏置电位Vofs和信号电位Vin(=Vofs+ΔVin)之间进行开关控制。为了向像素阵列部分102的像素电路P提供这样的信号,需要扫描线,并且随着像素电路P的数量的增加也相应地增加扫描线的数量。根据这一观点,需要一种减少扫描线的数量同时保留像素的数量的机制。
如果旨在减少上述的基于第三比较例子的像素电路P的成本,看来可能的想法首先是减少从像素阵列部分102周围提供的、控制部分109(写扫描部分104、驱动扫描部分105以及水平驱动部分106)中引出的扫描线的数量而不减少像素的数量。如果减少了扫描线的数量,则可以通过用于驱动这些扫描线的电路的成本来减少成本。
<比较例子:第四实例>
图7A示出用于形成图1中所示的有机EL显示装置1的像素电路P的参考电路。同时,图7B图示将该参考电路应用到第三比较例子的像素电路P的机制的驱动定时(下文称为第四比较例子)。要注意的是,在图7A中,示出了处于一行和三列的三个像素的排列。第四比较例子是考虑了减少成本所配置的一种形式。顺带提及,图7A和图7B的部分摘自专利文件2的图3和图5,并且如它们一样应用其参考字符。
如果试图减少扫描线的数量以实现成本的减少,则关注于水平驱动部分106侧,看来可能的想法是多个像素共用图像信号线106HS。在这个实例中,液晶显示装置可以采用一种用于通过在多个像素之间共用信号线来实现成本减少的机制。例如,可以采用在专利文件2中公开的机制。
然而,由于在专利文件2中公开的机制被配置为使得相邻(adjacent)像素共用信号线以使向一个像素输入两个图像信号以重写图像信号,这是用于在提供电流的同时不执行信号写入的系统的有效的对策。然而,在第三比较例子中不能简单地采用该机制,其中当驱动电流驱动类型的电光元件时,在提供电流的同时执行信号写入以执行迁移率校正。
这是因为,如果如图7B中所示,向驱动晶体管121的栅极两次或多次输入信号Vsig,则为第一图像信号Vsig执行迁移率校正并且不能为第二次等次被输入驱动晶体管121的图像信号Vsig正常执行迁移率校正操作。因此,难以共用视频信号106HS,这是关于减少成本的问题。
因此,本发明的实施例采用了一种机制,该机制在多个像素共用图像信号线106HS时,在电流驱动型的电光元件的应用中关注于水平驱动部分106侧,在提供电流的同时执行信号写入以执行迁移率校正。下面,描述该机制。
<改进的技术:第一实施例>
图8A到8C示出一种根据本发明的第一实施例的有机EL显示装置,其采用了一种系统,该系统在提供电流给有机EL元件127(其是电流驱动型的电光元件的一个例子)的同时执行信号写入以执行迁移率校正并且在其中由多个像素共用水平扫描系统的图像信号线106HS。具体地,图8A图示了有机EL显示装置1的、用于16个像素(4行和4列)的多个像素电路P和扫描部分(写扫描部分104、驱动扫描部分105以及水平驱动部分106)之间的扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL以及图像信号线106HS)的连接关系的概况。
图8B图示了在用于3个像素(在一行和三列中)的像素电路P和扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL以及图像信号线106HS)之间的连接关系的细节。图8C图示了图8A的有机EL显示装置1的驱动定时,其中应用了线顺序驱动方法。要注意的是,其中在以下的描述中给出的行的数量或者诸如颜色类型或者奇/偶数的列的属性的描述,对行的数量或者列的属性的参考字符附加了“_”。这也适用于在以下给出的本发明的其他的实施例的描述。
不仅在本实施例中而且在下文描述的其他实施例中,为了多个像素共用图像信号线106HS(其是水平扫描系统的扫描线或者图像信号Vsig),首先将采样晶体管改变为包括采样晶体管(第一采样晶体管125)和另一采样晶体管(第二采样晶体管625)的两级级联连接配置。简而言之,配置采样晶体管以便具有双栅极结构。
当级联连接的两个采样晶体管125和625均导通时,将来自图像信号线106HS的图像信号Vsig(其可以是偏置电位Vofs或者信号电位Vin)提供给驱动晶体管121的栅极。因此,采样晶体管125和625协作地具有“与”功能。结果,可以配置采样晶体管125和625的合成(synthesize)的输出使得当其是阈值校正准备脉冲或者阈值校正脉冲时,在一个集合中的R、G和B像素的所有的采样晶体管125和625都导通,而在采样晶体管125和625的合成的输出是信号写入脉冲或者迁移率校正脉冲时,用于共用的R、G和B的列中的第二采样晶体管625根据用于不同颜色的信号电位Vin-R、Vin-G和Vin-B顺序导通。
另外,在连接每一列中的第一采样晶体管125的控制输入端或者栅极时使得其以普通的方式被写驱动脉冲WS控制,对于第二采样晶体管625,为其中要共用图像信号线106HS的第二采样晶体管625的每一个集合,将第二采样晶体管625的控制输入端或者栅极连接到不同集合(不同行)的不同行中的相同或者不同种类的垂直扫描线上,使得将例如用于不同行的写驱动脉冲WS或者用于不同行的电源驱动脉冲DSL用作采样控制信号SC以执行控制。由于利用写扫描部分104和驱动扫描部分105用于第二采样晶体管625的控制,存在一个优点,即在于无需准备与写扫描部分104和驱动扫描部分105分离的、用于控制第二采样晶体管625的扫描部分。
在此,在所有采样时段与迁移率校正时段Q_all期间内,当为了显示处理导通一个第二采样晶体管625,在本实例中,为了信号写入或者迁移率校正,由于共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的其他颜色的采样晶体管125也处于导通状态,所以设置用于不同的行的写驱动脉冲WS或者用于不同的行的电源驱动脉冲DSL使得可以关断其他颜色的第二采样晶体管625以便禁止显示处理操作,在本例中,为其他多个颜色的信号写入或者迁移率校正。
另外,设置也被用于控制第二采样晶体管625的、用于不同行的写驱动脉冲WS或者用于不同行的电源驱动脉冲DSL,以便在不同的行之间尽可能地(to the utmost)展示类似的改变状态,或者换句话说,设置基于用于不同行的写驱动脉冲WS或者用于不同行的电源驱动脉冲DSL的晶体管的基本的开/关操作状态以便尽可能同时建立。这是因为,由于利用写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL用于控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC,旨在防止在不同行之间出现操作的不平衡。结果,可以通过应用一种通常的系统来产生用于控制不同行的垂直扫描线的扫描脉冲,该系统产生参考脉冲并且使用移位寄存器1H接1H地接连地(successively)将该参考脉冲移位。
具体地,本实施例与下文中描述的其他实施例的不同在于,对于其中共用图像信号线106HS的每一个集合,将第二采样晶体管625的栅极连接到用于各个不同行的电源线105DSL,使得使用用于不同行的电源驱动脉冲DSL来控制第二采样晶体管625。简而言之,本实施例是仅仅利用用于不同行的电源驱动脉冲DSL来控制第二采样晶体管625的控制输入端或者栅极,而不考虑其中共用图像信号线106HS,即,图像信号Vsig的对象列的数量。结果,对于其中共用图像信号线106HS每一个集合,使用彼此不同、并且不同于该集合自身所属的行的不同行的电源驱动脉冲DSL来控制其他采样晶体管,即,其他第二采样晶体管625,以减少从水平驱动部分106中引出的扫描线,即图像信号线106HS的数量。
为了便于理解,图8A、8B和8C图示了三列共用图像信号线106HS的一个例子。作为其中共用图像信号线106HS的三列的典型的例子,用于颜色显示的颜色,即,对应作为典型例子的R(红)、G(绿)和B(蓝)的子像素。图8A和8B图示了作为典型例子的、用于颜色显示的子像素R、G和B的三列之间共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的情形。
为了在水平方向上彼此相邻的三个像素之间共用图像信号Vsig,即在用于三列的p像素中,采样晶体管的每一个是由包括第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的两级级联连接配置中形成的,使之具有双栅极结构。
然后,如从图8A中看出,以普通的方式将用于对应行的写扫描线104WS连接到每个第一采样晶体管125使得利用来自写扫描部分104的写驱动脉冲WS来控制第一采样晶体管125。同时,将R、G和B像素中的第二采样晶体管625连接到彼此不同的行的电源线105DSL。具体地,将R像素,即像素电路P_R连接到用于第N-3行的电源线105DSL_N-3;将G像素,即像素电路P_G连接到用于第N-2行的电源线105DSL_N-2;以及将B像素,即像素电路P_B连接到用于第N-1行的电源线105DSL_N-1。
从图8A和图8B中可以看出,由于将在其中共用图像信号Vsig的、用于R、G和B的列的第二采样晶体管625的栅极连接到处于不同集合或者行中的电源线105DSL的不同的电源线,所以在垂直扫描中的像素阵列部分102的端部不存在用于控制第二采样晶体管625的电源线105DSL,在图8A所图示的例子中,在像素阵列部分102的最上面的端部。从而,应该提供用于电源线105DSL的空(dummy)行。
图8C图示了第一实施例的有机EL显示装置1的驱动定时。不仅在本实施例中而且在下文描述的其他实施例中,使用线顺序驱动,并且为其中共用图像信号Vsig和图像信号线106HS的三列的每一个集合定义电源驱动脉冲DSL、写驱动脉冲WS,以及图像信号Vsig的定时,具体地是相位关系。以下将关于R、G和B的3个列着重给出描述。
首先,由于第一采样晶体管125和第二采样晶体管625协作地展示“与”功能,给出了由在第N行的用于R的列的采样晶体管125和625合成的控制信号作为写控制脉冲WS_N和电源驱动脉冲DSL_N-3的逻辑“与”的值。同时,给出了由在第N行的用于G的列的采样晶体管125和625合成的控制信号作为写控制脉冲WS_N和另一电源驱动脉冲DSL_N-2的“与”的值,并且给出了由在第N行的用于B的列的采样晶体管125和625合成的控制信号作为写控制脉冲WS_N和电源驱动脉冲DSL_N-1的“与”的值。
改变用于R、G和B的列的图像信号Vsig,使得将其中图像信号Vsig无效并且具有偏置电位Vofs的时段确定为一个水平时段的前一半并且将其中图像信号Vsig有效并且具有信号电位Vin(=Vofs+Vin)的另一时段确定为一个水平时段的后一半,用与R、G和B的灰度对应的信号电位Vin-R、Vin-G和Vin-B来改变信号电位Vin的时段。根据该改变,改变写驱动脉冲WS,使得其响应于信号电位Vin-R、Vin-G和Vin-B展示高有效的电平。要注意的是,由于通过第二采样晶体管625起作用来控制开/关,所以写驱动脉冲WS可以在所有采样时段和迁移率校正时段Q_all期间具有高有效的电平。这也类似地适用于其他实施例。
顺带提及,由于在信号电位Vin的时段内,以例如R→G→B的顺序执行信号写入,所以为了执行图像信号Vsig被合成的三个列的信号写入,必须在用于R像素的信号电位Vsig_R、用于G像素的信号电位Vsig_G,以及用于B像素的信号电位Vsig_B之间改变图像信号Vsig,更具体地,改变信号电位Vin=Vofs+Vin以执行信号写入。为此,在用于R像素的信号电位Vsig_R、用于G像素的信号电位Vsig_G,以及用于B像素的信号电位Vsig_B之间改变信号电位Vin=Vofs+Vin。因此,为了实现这样的改变,例如,在水平驱动部分106中提供存储部分(诸如,例如线存储器)以便允许在信号电位Vsig_R、Vsig_G以及Vsig_B之间快速执行改变。
可以设置用于偏置电位Vofs的时段与用于信号电位Vin的时段的比率,例如,如类似于第三比较例子的定时图的情形中的实质上50%。或者,考虑到分别在对应于R、G和B的灰度的信号电位Vsig_R、Vsig_G以及Vsig_B之间改变信号电位Vin,可以将用于信号电位Vin的时段设置得比用于偏置电位Vofs的时段长。同样多地减少偏置电位Vofs的时段并同样多地减少每个1H中的阈值校正时段,并且考虑到这样的减少可以增加阈值校正的次数。上述的这种替换仅仅是例子,并且可以应用其他的定时。
另外,在所有采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内的、用于R像素的采样时段和迁移率校正时段Q_R期间,也考虑禁止其他像素的采样和迁移率校正以分别将用于第N-2和第N-1行的电源驱动脉冲DSL_N-2和DSL_N-1(其也被用作控制G像素和B像素的第二采样晶体管625的采样控制信号SC_G和SC_B)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-2和DSL_N-1在必要时返回第一电位Vcc。类似的,在用于G像素的采样时段和迁移率校正时段Q_G期间,分别将用于第N-3和第N-1行的电源驱动脉冲DSL_N-3和DSL_N-1,其也被用于控制R像素和B像素的第二采样晶体管625的采样控制信号SC_R和SC_B)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-3和DSL_N-1在必要时返回第一电位Vcc。另外,用于B像素的采样时段和迁移率校正时段Q_B期间,分别将用于第N-3和第N-2行的电源驱动脉冲DSL_N-3和DSL_N-2,其也被用于控制R像素和G像素的第二采样晶体管625的采样控制信号SC_R和SC_G)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-3和DSL_N-2在必要时返回第一电位Vcc。由此,在通过用于自身行的写驱动脉冲WS和用于不同行的电源驱动脉冲DSL的逻辑“与”给出的有效时段内对各个颜色定义了采样时段和迁移率校正时段Q_R、Q_G和Q_B。
另外,设置用于不同行的电源驱动脉冲DSL也用于控制第二采样晶体管625使得改变状态可以在行之间尽可能的相同。换句话说,设置电源驱动脉冲DSL使得基于用于不同行的电源驱动脉冲DSL的、用于驱动晶体管121的电源线的基本开/关操作的状态可以变得尽可能相同。这是因为,其旨在防止由利用用于不同行的电源驱动脉冲DSL作为控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC而造成的、在行之间的操作中的不平衡。由此,可以通过应用一种通常的系统来产生用于控制各个行中的电源线105DSL的电源驱动脉冲DSL,该系统产生参考脉冲并且使用移位寄存器接连地将该参考脉冲1H接1H移位。
在此,从图8C图示的定时图中可以看出,在第一实施例中,在其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的R、G以及B列中的像素之间,阈值校正的次数是相等的。顺带提及,虽然在其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的R、G以及B列中的像素之间,阈值校正时段的准备时段变得不同,但因为阈值校正准备是将驱动晶体管121的源极电压设置在第二电位Vss的操作,因此这无关紧要。
另外,由于,在第一实施例的系统中,用于不同行的电源驱动脉冲DSL,在图示的例子中,将关于第N行的、用于第N-3、第N-2以及第N-1行的电源驱动脉冲DSL设置在第二电位Vss以确定执行信号电位的采样和迁移率校正所在的定时,并且用于自身行的电源驱动脉冲DSL在采样时段和迁移率校正时段之后具有其中展示了第二电位Vss的时段。然而,即使用于自身行的电源线105DSL的电位在信号写入结束之后变成第二电位Vss,即,即使在信号写入结束之后关断电源,由于在驱动晶体管121的栅极和源极之间连接了存储电容器120以及自举功能起作用以保持驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs固定,所以当电源线105DSL的电位返回第一电位Vcc时,即,当电源导通时,有机EL元件127可以再次正常发光并且有机EL元件127的发光的亮度不变。
顺带提及,有机EL元件127的发光时段基本上由以下定时确定,即,在采样时段和迁移率校正时段Q之后写驱动脉冲WS呈现(render)无效(inactive)的定时处,即,第一采样晶体管125的关断定时处),以及电源线作为电源线的105DSL改变到第二电位Vss的定时处(即电源被关断的定时处)。在本例中,在采样时段和迁移率校正时段Q之后写驱动脉冲WS呈现无效之后,在电源线105DSL的电位改变到第二电位Vss之前以便进入阈值校正准备时段,电源驱动脉冲DSL_N-3、DSL_N-2和DSL_N-1改变到第二电位Vss一次以便使得可以在所有采样时段和迁移率校正时段Q_all期间按顺序对R、G和B的像素接连地执行信号写入和迁移率校正。因此,在用于每一行的采样时段和迁移率校正时段Q_R之后关断第一采样晶体管125所在的时间点变为开始发光的定时。其后,电源驱动脉冲DSL改变到第二电位Vss以便在进入随后(succeding)的阈值校正操作之前执行初始化的定时处成为了发光结束的定时。然后,除了其中电源驱动脉冲DSL具有第二电位Vss的时段之外的时间段成为了总的发光时段。
在图8C所示的定时图中、在采样时段和迁移率较正时段Q期间由两个采样晶体管125和625合成的控制信号的关系中可以看出的是,用于R、G和B的像素的发光开始定时展示了在1H时段的后一半期间内的连续的移位。然而,由于该差别仅仅在1H时段内并且很小,因此可以认为用于各个颜色的发光时段之间的差别无关紧要。如果这种位移(displacement)要紧,则例如,可以校正用于各个颜色的信号电位Vin-R、Vin-G和Vin-B以应对该位移。
由于,根据第一实施例的系统,将第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同行的电源线105DSL以便利用用于不同行的电源驱动脉冲DSL来控制,所以存在一个优点,即无需准备与写扫描部分104和驱动扫描部分105分离的、用于控制第二采样晶体管625的扫描部分并且可以实现成本的减少。可以减少作为扫描线用于向第一采样晶体管125(实际上也向第二采样晶体管625)提供图像信号Vsig的扫描线的图像信号线106HS的数量,而不需要外部具有多余(surplus)的控制电路或者控制线(在这个例子中,到1/3),从而不需要增加从垂直驱动部分103或者从扫描器或驱动器输出的控制信号的数量。结果,可以预期成本的减少。
同时,要注意的是在前面的例子中,将第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同颜色的、前面(preceding)3到1行电源线105DSL,这仅仅是个例子。可以将第二采样晶体管625的栅极连接到任何行的电源线105DSL,只要这些电源线105DSL是用于那些不同于被应用了共用的行的其他行的电源线即可。然而,当随着与共用的部分的距离的增加,连线长度增加,导致增加了这些连线与写扫描线104WS的交叉(intersection)的数量这一缺点。例如,由于增加连线电阻引起的定时的差别可能导致由交叉增加的跨越短路(cross short)。并且,可能造成在垂直扫描中的像素阵列部分102的端部提供的空行的数量的增加这样的问题。因此,优选地是将第二采样晶体管625的栅极连接到靠近共用部分的电源线105DSL。
另外,同时,在前面的例子中,在用于颜色显示的R、G和B像素的三列之间共用图像信号线106HS,这仅仅是个例子,并且只要必需在多个列而不是在三个相邻列之间共用作为共用的对象的图像信号Vsig。
另外,同时,在前面的例子中,在用于颜色显示的R、G和B子像素的三列之间共用图像信号线106HS,这仅仅是个例子,并且用于共用的对象数量是用k示出的任意数。具体地,可以以双栅极结构形成采样晶体管使得在k列之间共用图像信号Vsig或图像信号线106HS。在这个实例中,可以将第二采样晶体管625连接到不同于共用的对象的行的那些不同行的电源线105DSL,使得将用于不同行的电源驱动脉冲DSL用作对象行的采样控制信号SC。然而,这产生了一个缺点,即随着与共用的部分的距离的增加,除了增加了空行的数量之外,还增加了连线的长度并且增加了与写扫描线104WS的交叉的数量。
<改进的技术:第二实施例>
图9A和9B示出根据本发明的第二实施例的有机EL显示装置,其采用了一种系统,该系统提供电流以由此执行信号写来执行迁移率校正,并且其中由多个像素共用水平扫描系统的图像信号线106HS。具体地,图9A图示了第二实施例的有机EL显示装置1的用于三个像素(位于一行和三列中)的像素电路P和扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL和图像信号线106HS)的连接关系的细节。图9B图示了在线顺序驱动的情形中第二实施例的有机EL显示装置1的驱动定时。图9A和9B图示了与第一实施例类似的用于颜色显示的子像素R、G和B的三列之间共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的情形。
在第二实施例中,具体地像素电路P具有双栅极结构,其中与第一实施例类似,由第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的级联连接形成了采样晶体管。第二实施例的有机EL显示装置1与第一实施例的有机EL显示装置的不同在于第二采样晶体管625的控制输入端或栅极不仅受控于用于不同行的电源驱动脉冲DSL而且受控于用于不同行的写驱动脉冲WS与用于另一不同行的电源驱动脉冲DSL的组合。
具体地,第二实施例的有机EL显示装置1是将用于共用的列中的一个采样晶体管625的栅极连接到用于除了共用部分之外的不同行的写扫描线104WS,使得将用于不同行的写驱动脉冲WS用作控制采样晶体管625的采样控制信号SC并且将另一采样晶体管625的栅极连接到用于除了共用部分之外的另一不同行的电源线105DSL,使得将用于另一不同行的电源脉冲DSL用作采样晶体管625的采样控制信号SC。简而言之,将除了共用部分之外的(在共用部分中行是不同的)用于不同行的写驱动脉冲WS和用于另一不同行的电源驱动脉冲DSL用于控制第二采样晶体管625。由此,减少了从水平扫描部分106中引出的扫描线的数量,即,图像信号线106HS的数量以在多个像素间使用图像信号Vsig。
为了在水平方向上彼此相邻的三个像素之间,即,在用于R、G和B的不同列的三个像素电路P之间共用施加到图像信号线106HS的图像信号Vsig,首先将采样晶体管改变为包括第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的两级级联连接配置,类似于参照图8A到图8C上述的第一实施例。然后将用于R、G和B的三列的不同列中的三个像素电路P的第一采样晶体管125连接到相同的图像信号线106HS使得来自水平驱动部分106的图像信号Vsig共同地提供给三列中的像素电路P。另外,将用于R、G和B的行中的采样晶体管125的控制输入端或栅极连接到用于自身行的写扫描线104WS使得以普通的方式利用写控制脉冲WS_N来控制采样晶体管125。
将共用部分中的一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于与自身行不同的行的写扫描线104WS使得第二采样晶体管625受控于来自用于不同行的写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,并且将共用部分中另一第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同于自身行的另一行的电源线105DSL使得该另一第二采样晶体管625受控于来自用于另一不同行的驱动扫描部分105的电源驱动脉冲DSL。此时,共用部分中用于R、G和B的行中的第二采样晶体管625使用不同行中的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL作为采样控制信号SC。
例如,具体地,连接第N行中的R、G和B像素中的第二采样晶体管625,使得将R像素中的第二采样晶体管625连接到用于第N+1线的写扫描线104WS_N+1,并且将G像素中的第二采样晶体管625连接到用于第N-3行的电源线105DSL_N-3,同时将B像素中的第二采样晶体管625连接到用于第N+2线的写扫描线104WS_N+2。
如可从图9A中认识到的,由于将一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同行的写扫描线104WS或者电源线105DSL,所以需要为与用于不同行的写扫描线104WS或者电源线105DSL处于交叉关系的连接布设(lay)连线。要注意的是,在垂直扫描中的像素阵列部分102的端部不存在用于控制采样晶体管625的写扫描线104WS或者电源线105DSL,在图8A图示的例子中,在像素阵列部分102的最上部或者最下部。从而,应该提供用于写扫描线104WS或者电源线105DSL的空行。
从图9B中看出,在对应于R、G和B的灰度的信号电位Vin_R、Vin_G和Vin_B之间改变信号电位Vin的时段,并且在所有的采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内,按顺序导通用于不同颜色的信号电位Vin_R、Vin_G和Vin_B共用的、不同列中的采样晶体管625。
另外,在所有的采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内的、用于R像素的采样时段和迁移率校正时段Q_R期间,也考虑禁止其他像素的采样和迁移率校正以将用于第N-3行的电源驱动脉冲DSL_N-3(其也被用作控制G像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_G)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-3在必要时返回第一电位Vcc。另外,将用于第N+2行的写驱动脉冲WS_N+2(其也被用作控制B像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_B)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+2设置为有效的高电平。
类似的,在用于G像素的采样时段和迁移率校正时段Q_G期间,分别将用于第N+1行和第N+2行的写驱动脉冲WS_N+1和WS_N+2(其也被用作控制R像素和B像素的第二采样晶体管625的采样控制信号SC_R和SC_B)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+1和WS_N+2设置为有效的高电平。
另外,在用于B像素的采样时段和迁移率校正时段Q_B期间,将用于第N+1行的写驱动脉冲WS_N+1(其也被用作控制R像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_R)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+1设置为有效的高电平。另外,将用于第N-3行的电源驱动脉冲DSL_N-3(其也被用作控制G像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_G)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-3在必要时返回第一电位Vcc。从而,在通过用于自身行的写驱动脉冲WS和用于不同行的写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL的逻辑“与”给出的有效时段内为各个颜色的定义采样时段和迁移率校正时段Q_R、Q_G和Q_B。
另外,设置也用于控制采样晶体管625的用于不同行的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL,使得在行之间的改变状态可以尽可能的相同。换句话说,设置写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL,使得基于用于不同行的写驱动脉冲WS的采样晶体管125的基本的开/关操作与基于用于不同行的电源驱动脉冲DSL的驱动晶体管121的电源线的基本的开/关操作的状态可以变得尽可能相同。这是因为,其旨在防止由利用用于不同行的写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL作为用于控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC而造成的在行之间操作的不平衡。由此,可以通过应用一种通常的系统来产生用于控制每一行的写扫描线104WS的写驱动脉冲WS或者用于控制每一行的电源线105DSL的电源驱动脉冲DSL,该系统产生参考脉冲并且使用移位寄存器将该参考脉冲1H接1H接连地移位。
以这种方式,虽然,在第二实施例的系统中,由于改变用于不同行的写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL以确定要执行信号电位采样或者迁移率校正的定时,以及用于自身行的电源驱动脉冲DSL具有在采样时段和迁移率校正时段之后的、其中其具有第二电位Vss的时段,对于控制第二采样晶体管625的控制信号的处理不同于第一实施例的系统中的处理。然而,从第一实施例的描述中可以看出的是,在驱动晶体管121的栅极和源极之间连接的电容器120以及自举功能起作用使得源极-栅极电压Vgs固定。因此,当电源线105DSL的电位变为第一电位Vcc时,即,当电源导通时,有机EL元件127可以再次正常发光。
另外,将一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同行的写扫描线104WS以便利用用于不同行的写驱动脉冲WS来控制该第二采样晶体管625,并且将另一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于另一不同行的电源线105DSL以便利用用于该不同行的电源驱动脉冲DSL来控制该第二采样晶体管625。因此,类似于第一实施例,可以减少作为用于向采样晶体管125(实际上也向第二采样晶体管625)提供图像信号Vsig的扫描线图像信号线106HS的数量而不需要外部具有多余的控制电路或者控制线(在这个例子中,到1/3),从而不需要增加从垂直驱动部分103或者从扫描器或驱动器输出的控制信号的数量。
另外,还是在现在的第二实施例中,在共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的、R、G和B行中的像素之间,阈值校正的次数是相等的。顺带提及,虽然在共用图像信号Vsig或图像信号线106HS的不同像素之间阈值校正准备操作变得不同,但如从第一实施例的描述中认识到的是,因为阈值校正准备是将驱动晶体管121的源极电位设置在第二电位Vss的操作,因此这不存在问题。
另外,还是在现在的第二实施例中,由于将用于不同行的电源驱动脉冲DSL设置在第二电位Vss,或者换句话说,关断了到驱动晶体管121的电源,以确定用于不同像素的信号电位的采样或者信号电位的迁移率校正所在的定时,即,具体地,由于关于R像素和B像素的信号写入所利用的第N行将用于第N-3行的电源驱动脉冲DSL设置在第二电位Vss以确定执行R像素和B像素的信号电位的采样或者迁移率校正的定时,同样用于自身行的电源驱动脉冲DSL具有在采样时段和迁移率校正时段之后的、其中其具有第二电位Vss的时段。然而,如可以从以上给出的第一实施例的描述中认识到,即使用于自身行的电源线105DSL的电位在信号写入结束之后变成第二电位Vss,即,即使在信号写入结束之后关断电源,由于在驱动晶体管121的栅极和源极之间连接了存储电容器120以及自举功能起作用以保持驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs固定,当电源线105DSL的电位返回第一电位Vcc时,即,当电源导通时,有机EL元件127可以再次正常发光并且有机EL元件127的发光的亮度不变。
<改进的方法:第三实施例>
图10A和10B示出了根据本发明的第三实施例的有机EL显示装置,其采用了一种机制,该机制提供电流以由此执行信号写来执行迁移率校正,并且其中由多个像素共用水平扫描系统的图像信号线106HS。具体地,图10A图示了第三实施例的有机EL显示装置1的用于三个像素(位于一行和三列中)的像素电路P和扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL和图像信号线106HS)的连接关系的细节。图10B图示了在线顺序驱动的情形中第三实施例的有机EL显示装置1的驱动定时。图10A和10B图示了与第一和第二实施例类似的、用于颜色显示的子像素R、G和B的三列之间共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的情形。
类似于第二实施例,第三实施例的有机EL显示装置1是第二采样晶体管625的控制输入端或栅极不仅受控于用于不同行的电源驱动脉冲DSL而且受控于用于不同行的写驱动脉冲WS与用于另一不同行的电源驱动脉冲DSL的组合。实际上认为第三实施例与第二实施例相同,不同只是在于用于采样控制信号SC的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DS的组合和行。
例如,具体地,连接第N行中的R、G和B像素中的第二采样晶体管625使得将R像素中的第二采样晶体管625连接到用于第N-3线的电源线105DSL_N-3并且将G像素中的第二采样晶体管625连接到用于第N-2行的电源线105DSL_N-2同时将B像素中的第二采样晶体管625连接到用于第N+1行的写扫描线104WS_N+1。
如可以从图10A中看出的是,由于将一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同行的写扫描线104WS或者电源线105DSL,所以必需为与用于不同行的写扫描线104WS或者电源线105DSL的交叉关系中的连接布设连线。要注意的是,在垂直扫描中的像素阵列部分102的端部不存在用于控制采样晶体管625的写扫描线104WS或者电源线105DSL,在图10A图示的例子中,在像素阵列部分102的最上部或者最下部。从而,应该提供用于写扫描线104WS或者电源线105DSL的空行。
要注意的是,同样在第二和第三实施例中,被共用的那些写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS的数量不限于两个,并且用于控制第二采样晶体管625的栅极的写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL的行的设置不限于上述的例子中的行的设置,只要该行不同于共用的写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS所属的行即可。然而,要注意的是,这产生了一个缺点,类似于在三列中的共用,随着与共用的部分的距离的增加,除了增加了空行的数量之外,还增加了连线的长度并且增加了与写扫描线104WS的交叉的数量。
从图10B中看出,在对应于R、G和B的灰度的信号电位Vin_R、Vin_G和Vin_B之间改变信号电位Vin的时段,并且在采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内,按顺序导通用于不同颜色的信号电位Vin_R、Vin_G和Vin_B共用的、不同列中的采样晶体管625。
另外,在所有的采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内的、用于R像素的采样时段和迁移率校正时段Q_R期间,也考虑禁止其他像素的采样和迁移率校正以将用于第N-2行的电源驱动脉冲DSL_N-2(其也被用作控制G像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_G)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-2在必要时返回第一电位Vcc。另外,将用于第N+1行的写驱动脉冲WS_N+1(其也被用作控制B像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_B)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+1设置为有效的高电平。
类似的,在用于G像素的采样时段和迁移率校正时段Q_G期间,将用于第N-3行的电源驱动脉冲DSL_N-3(其也被用作控制R像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_R)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-3在必要时返回第一电位Vcc。另外,将用于第N+1行的写驱动脉冲WS_N+1(其也被用作控制B像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_B)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+1设置为有效的高电平。
另外,在用于B像素的采样时段和迁移率校正时段Q_B期间,将用于第N-3行和第N-2行的电源驱动脉冲DSL_N-3和DSL_N-2(其也被用作控制R像素和G像素的第二采样晶体管625的采样控制信号SC_R和SC_G)设置为第二电位Vss,随后电源驱动脉冲DSL_N-3和DSL_N-2在必要时返回第一电位Vcc。从而,在通过用于自身行的写驱动脉冲WS和用于不同行的写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL的逻辑“与”给出的有效时段内为各个颜色的定义采样时段和迁移率校正时段Q_R、Q_G和Q_B。
另外,类似于第二实施例中,1H接1H的移位也用于控制第二采样晶体管625的、用于不同行的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL使得在行之间的改变状态可以尽可能的相同。
以这种方式,虽然,在第三实施例的机制中,对用于控制第二采样晶体管625的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL的行的处理不同于第二实施例的机制中的处理,但基本构思是类似与第一实施例的,并且第三实施例可以实现第二实施例的那些类似的优点。
顺带提及,当第一实施例和第二和第三实施例进行相互比较时,关注于对用于控制具有双栅极结构的第二采样晶体管625的采样控制信号SC的处理,在第一实施例中,同样类型的控制信号,即,用于不同行的电源驱动脉冲DSL被用作采样控制信号SC,而在第二和第三实施例中,不同类型的控制信号,即,用于不同行的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL被用作采样控制信号SC。
根据操作的对称性的观点,或者根据用于控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC的定时的观点,使用相同类型的类似的垂直扫描脉冲,即,电源驱动脉冲DSL的第一实施例是优越(superior)的。这是因为,由于彼此在负载上写扫描线104WS和电源线105DSL不同,如果使用不同类型的垂直扫描脉冲来控制第二采样晶体管625以便在多个列之间共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS,则存在它们之间的不同可能出现在显示图像上的可能性。
<改进的方法:第四实施例>
图11A到11C示出一种根据本发明的第四实施例的有机EL显示装置,其采用了一种机制,该机制在给作为电流驱动型的电光元件的一个例子的有机EL元件127提供电流的同时执行信号写入、被驱动执行迁移率校正并且在其中由多个像素共用水平扫描系统的图像信号线106HS。具体地,图11A图示了第四实施例的有机EL显示装置1的、用于16个像素(4行和4列)的多个像素电路P和扫描部分(写扫描部分104、驱动扫描部分105以及水平驱动部分106)之间的扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL以及图像信号线106HS)的连接关系的概况。图11B图示了在图11A中所示的用于4个像素(在一行和四列中)的像素电路P和扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL以及图像信号线106HS)之间的连接关系的细节。图11C图示了其中应用了线顺序驱动方法的、图11A的有机EL显示装置1的驱动定时。
在第四实施例中,具体地,与第一到第三实施例类似,像素电路P具有双栅极结构,其中由第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的级联连接形成采样晶体管。第四实施例与第一到第三实施例的不同在于无论共用图像信号线106HS或者图像信号Vsig的对象列的数量,每个第二采样晶体管625的控制输入端或栅极不仅受控于用于不同行的电源驱动脉冲DSL而且受控于用于不同行的写驱动脉冲WS。结果,对于在其中共用图像信号线106HS的每个集合,通过使用用于不同于与该集合所属的行的其他不同行的写驱动脉冲WS来控制其他的采样晶体管,即,其他的第二采样晶体管625以减少要从水平驱动部分106引出的扫描线的数量,即,图像信号线的数量)。
图11A到11C图示了在两个相邻列之间,即,在奇数列和偶数列之间)共用图像信号线106HS或者图像信号Vsig的例子。在此,将共用部分中的一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于与自身行不同的行的写扫描线104WS使得该第二采样晶体管625受控于来自用于不同行的写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,并且还将共用部分中的另一个采样晶体管625的栅极连接到用于与自身行不同的另一行的另一写扫描线104WS使得该另一第二采样晶体管625受控于来自用于另一不同行的写扫描线104WS的写驱动脉冲WS。此时,在共用部分中的两行中的第二采样晶体管625使用用于不同行的写驱动脉冲WS作为采样控制信号SC。
例如,具体地,连接第N行中的像素电路P_o和P_e中的第二采样晶体管625使得将奇数列中的像素电路P_o中的第二采样晶体管625连接到用于第N+1行的写扫描线104WS_N+1并且将偶数列中的像素电路P_e中的第二采样晶体管625连接到用于第N+2行的写扫描线104WS_N+2。
可以从图11A中看出的是,由于将一个第二采样晶体管625的栅极连接到用于不同行的写扫描线104WS,必须为与用于不同行的写扫描线104WS的交叉关系中的连接布设连线。要注意的是,在垂直扫描中的像素阵列部分102的端部不存在用于控制采样晶体管625的写扫描线104WS,在图11A图示的例子中,在像素阵列部分102的最上部或者最下部。从而,应该提供用于写扫描线104WS的空行。
要注意的是,同样在第四实施例中,如连同第一到第三实施例的以上描述,被共用的写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS的数量不限于两个。通过本发明的第五实施例给出了一个例子。另外,用于控制第二采样晶体管625的栅极的写驱动脉冲WS的行的设置不限于上述的例子,只要该行不同于共用写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS的集合的行即可。例如,对于控制第二采样晶体管625的写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS只需要为不同于用于相关行的任何行,即,对共用的第N行,如关于第N行的第N+2行或者第N+3行,并且可以使用跟随在第N+1行之后的任意行的写驱动脉冲。然而,这产生了一个缺点,类似于在三列中的共用的情形,即随着与共用的部分的距离的增加,除了增加了空行的数量之外,还增加了连线的长度并且增加了与写扫描线104WS的交叉的数量。
从图示有机EL显示装置1的驱动定时的图11C中看出,在利用对应于像素电路P_o和P_e的灰度的信号电位Vin_o、Vin_e来改变信号电位Vin的时段。在所有的采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内,响应于用于像素电路P的信号电位Vin_o、Vin_e来接连导通被共用的列中的第二采样晶体管625。
另外,在所有的采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内的、用于像素电路P_o的采样时段和迁移率校正时段Q_o期间,也考虑禁止其他像素的采样和迁移率校正以将用于第N+2行的写驱动脉冲WS_N+2(其也被用作控制偶数行的像素电路P_e的采样晶体管625的采样控制信号SC_2)设置为无效的低电平,随后写驱动脉冲WS_N+2在必要时返回有效的高电平。类似的,在用于奇数行的像素电路P_e的采样时段和迁移率校正时段Q_e期间,将用于第N+1行的写驱动脉冲WS_N+1(其也被用作控制奇数行的像素电路P_o的采样晶体管625的采样控制信号SC_1)设置为无效的低电平,随后写驱动脉冲WS_N+1在必要时返回有效的高电平。由此,在通过用于自身行的写驱动脉冲WS和用于不同行的写驱动脉冲WS的逻辑“与”的有效时段内为不同像素P定义了每个采样时段和迁移率校正时段Q_o和Q_e。
类似于第一到第三实施例,用于控制采样晶体管625的、用于不同行的写驱动脉冲WS处于相互地移位1H的状态使得在行之间的改变状态可以尽可能的相同。
以这种方式,虽然,在第四实施例的机制中,对用于控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC的处理不同于第一到第三实施例的机制中的处理在于只有用于除了其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的集合所属的行之外的、其他行的写驱动脉冲WS被用作采样控制信号SC,但基本构思是类似与第一到第三实施例的,并且第四实施例可以实现第二实施例的那些类似的优点。
例如,可以减少其是用于向采样晶体管125(实际上也向采样晶体管625)提供图像信号Vsig的扫描线的图像信号线106HS的数量而不需要外部具有多余的控制电路或者控制线(在这个例子中,到1/2),从而不需要增加从垂直驱动部分103或者从扫描器或驱动器输出的控制信号的数量。结果,可以预期成本的减少。
另外,第四实施例可以实现仅仅利用用于不同行的电源驱动脉冲DSL的第一实施例的类似的效果,在于第四实施例仅仅使用用于不同行的写驱动脉冲WS作为控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC而不管共用图像信号线106HS或者图像信号Vsig所在的对象列的数量。考虑这一点,第四实施例优于第二和第三实施例。
另外,在现在的第四实施例和下文中描述的第五实施例中,由于,在图像信号线106HS或者图像信号Vsig的数量的减少中,只是使用写驱动脉冲WS作为用于控制第二采样晶体管625的栅极的采样控制信号SC而没有使用电源驱动脉冲DSL,这存在一个优点,即可以减少图像信号线106HS或者图像信号Vsig而不受电源线105DSL的连线方案的影响。例如,可以将其应用到电源驱动脉冲DSL对面板(panel)不是公共(common)的情形,并且还可以进一步减少成本。
要注意的是,在第四实施例中,在其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的奇数列和偶数列中的像素之间,阈值校正的次数是相等的。顺带提及,虽然用于在其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的奇数列和偶数列中的像素的阈值校正时段的准备时段Q_o和Q_e变得彼此不同,但如同根据第一到第三实施例的描述可以看出的是,因为阈值校正准备是将驱动晶体管121的源极电压设置在第二电位Vss的操作,因此这无关紧要。
<改进的方法:第五实施例>
图12A到12C示出一种根据本发明的第五实施例的有机EL显示装置,其采用了一种机制,该机制在提供电流的同时执行信号写入以执行迁移率校正并且在其中由多个像素共用水平扫描系统的图像信号线106HS。具体地,图12A图示了第五实施例的有机EL显示装置1的、用于16个像素(4行和4列)的多个像素电路P和扫描部分(写扫描部分104、驱动扫描部分105以及水平驱动部分106)之间的扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL以及图像信号线106HS)的连接关系的概况。图12B图示了在图12A中所示的用于3个像素(在一行和三列中)的像素电路P和扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL以及图像信号线106HS)之间的连接关系的细节。图12C图示了图12A的有机EL显示装置1的驱动定时,其中应用了线顺序驱动方法。图12A到12C图示了与第一到第三实施例类似的、用于颜色显示的子像素R、G和B的三列之间共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的例子。
在第五实施例中,具体地,与第一到第四实施例类似,像素电路P具有双栅极结构,其中由第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的级联连接形成采样晶体管。类似于第四实施例,配置第五实施例使得无论共用图像信号线106HS或者图像信号Vsig的对象列的数量,每个第二采样晶体管625的控制输入端或栅极不仅受控于用于不同行的电源驱动脉冲DSL的控制而且受控于用于不同行的写驱动脉冲WS。结果,减少了要从水平驱动部分106引出的扫描线的数量,即,图像信号线106HS的数量)。第五实施例与第四实施例的不同仅仅在于共用的列的数量。
为了在水平方向上三个彼此相邻的像素之间,即,用于R、G和B的不同列的三个像素电路P之间共用施加到图像信号线106HS的图像信号Vsig,首先将采样晶体管改变为类似于参照图8A到8C以上描述的第一实施例的、包括第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的两级级联连接配置。然后,将用于R、G和B的三列的不同列中的三个像素电路P的第一采样晶体管125连接到相同的图像信号线106HS使得将来自水平扫描部分106的图像信号Vsig共同地提供给三列中的像素电路P。另外,将用于R、G和B的行中的第一采样晶体管125的控制输入端或者栅极连接到用于自身行的写扫描驱动线104WS使得以普通的方式利用写控制脉冲WS_N来控制采样晶体管125。
类似于第四实施例,将第二采样晶体管625连接到彼此不同的行中的写扫描线104WS使得利用作为采样控制信号SC的、用于不同行的写驱动脉冲WS来控制它们。例如,连接第N行中的R、G和B像素中的第二采样晶体管625使得将R像素中的第二采样晶体管625连接到第N+1行的写扫描线104WS_N+1;将G像素中的第二采样晶体管625连接到第N+2行的写扫描线104WS_N+2;以及将B像素中的第二采样晶体管625连接到第N+3行的写扫描线104WS_N+3。
要注意的是,同样在第五实施例中,如连同第一到第四实施例的以上描述,用于控制第二采样晶体管625的栅极的写驱动脉冲WS的行的设置不限于上述的例子中的行的设置,只要这些行不同于共用写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS所属的行并且彼此不同即可。例如,用于控制第二采样晶体管625的写驱动脉冲WS或者写扫描线104WS只是必须用于不同于相关行的任何行(即,对共用的第N行,如关于第N行的第N+2行、第N+3行和第N+4行),并且可以使用跟随在第N+1行之后的任意行的写驱动脉冲。然而,这产生了一个缺点,类似于在三列中的共用的情形,即随着与共用的部分的距离的增加,除了增加了空行的数量之外,还增加了连线的长度并且增加了与写扫描线104WS的交叉的数量。
从图示有机EL显示装置1的驱动定时的图12C中看出,在利用对应于用于R、G和B的灰度的信号电位Vin_R、Vin_G和Vin_B来改变信号电位Vin的时段。在所有采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内,响应于用于各个颜色的信号电位Vin_R、Vin_G和Vin_B来接连导通用于共用的列中的采样晶体管625。
另外,在所有的采样时段和迁移率校正时段Q_all期间内的、用于R像素的采样时段和迁移率校正时段Q_R期间,也考虑禁止其他像素的采样和迁移率校正以将用于第N+2和第N+3行的写驱动脉冲WS_N+2和WS_N+3(其也被用作控制G像素和B像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_G和SC_B)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+2和WS_N+3设置为有效的高电平。类似的,用于G像素的采样时段和迁移率校正时段Q_G期间,将用于第N+1行和第N+3行的写驱动脉冲WS_N+1和WS_N+3(其也被用作控制R像素和B像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_R和SC_B)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+1和WS_N+3设置为有效的高电平。用于B像素的采样时段和迁移率校正时段Q_B期间,将用于第N+1行和第N+2行的写驱动脉冲WS_N+1和WS_N+2(其也被用作控制R像素和G像素的采样晶体管625的采样控制信号SC_R和SC_G)设置为无效的低电平,随后在必要时将写驱动脉冲WS_N+1和WS_N+2设置为有效的高电平。由此,在通过用于自身行的写驱动脉冲WS和用于不同行的写驱动脉冲WS的逻辑“与”的有效时段定义用于不同颜色的采样时段和迁移率校正时段Q_R、Q_G和Q_B。
另外,设置也用于控制第二采样晶体管625的、用于不同行的写驱动脉冲WS使得在不同行之间展示尽可能地类似的改变状态,或者换句话说,设置基于用于不同行的写驱动脉冲WS的采样晶体管的基本开/关操作的状态以便其尽可能地被同时建立。这是因为,由于利用用于不同行的写驱动脉冲WS来作为控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC,旨在防止在不同行之间出现操作的不平衡。结果,可以通过应用一种通常的机制来产生用于控制不同行的写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,该机制产生参考脉冲并且使用移位寄存器接连地将该参考脉冲1H接1H移位。
以这种方式,虽然,在第五实施例的机制中,对用于控制第二采样晶体管625的控制信号的处理类似于第四实施例的机制中的处理,在于对于所有的控制信号,使用用于其他行的写驱动脉冲WS并且改变用于不同行的写驱动脉冲WS以确定要执行信号电位的采样或者迁移率校正所在的定时。因此第五实施例可以实现与第二实施例的那些类似的优点。
例如,可以减少其是用于向采样晶体管125(实际上也向采样晶体管625)提供图像信号Vsig的扫描线的图像信号线106HS的数量(在这个例子中,到1/3)而不用外部具有多余的控制电路或者控制线不增加从垂直驱动部分103或者从扫描器或驱动器输出的控制信号的数量。结果,可以预期成本的减少。
要注意的是,在现在的第五实施例中,在其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的R、G以及B列中的像素之间,阈值校正的次数是相等的。顺带提及,虽然在其中共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的R、G以及B列中的像素的阈值校正时段的准备时段变得彼此不同,但如同可以从第一到第四实施例的描述中认识到的,因为阈值校正准备是将驱动晶体管121的源极电压设置在第二电位Vss的操作,因此这无关紧要。
要注意的是,第一到第五实施例中的前面的描述是专注于应用于一个系统中在多个列之间共用图像信号Vsig或者图像信号线106HS的机制,该机制在驱动作为电流驱动型的电光元件的一个例子的有机EL元件127时通过从驱动晶体管121提供电流以执行信号写入,即,通过采样与信号电位Vin对应的信息到存储电容器120来执行迁移率校正。然而,该应用还可以适用于对其执行信号写入而不提供电流的像素电路。换句话说,该应用还可以适用于其中在完全结束了将信号写入存储电容器120之后执行迁移率校正的系统,即,适用于其中在彼此不同的定时处执行信号写入和迁移率校正的系统,其中所述存储电容器120处于不向驱动晶体管121提供电流的状态。该应用还可以适用于另一系统,其中在几乎结束了将信号写入存储电容器120之后,向驱动晶体管121提供电流以随后进入迁移率校正,其中所述存储电容器120处于不向驱动晶体管121提供电流的状态。
例如,该应用可以适用于专利文件1公开的5晶体管配置。在这个实例中,可以将上述的第一到第五实施例中电源线105DSL和电源驱动脉冲DSL替换与专利文件1中的晶体管Tr4的栅极连接的扫描线DS或者控制信号DS同时将写扫描线104WS或写驱动脉冲WS替换与专利文件1中的晶体管Tr1的栅极连接的扫描线WS或控制信号WS。
另外,上述的第一到第五实施例可以适用于在两个阶段(stage)执行信号写入同时(while)执行迁移率校正的系统。
虽然参照附图以上描述了本发明的优选的实施例,自然地本发明不限于这些实施例。很明显的是,本领域的技术人员可以进行各种更改或修改而不脱离如权利要求书所限定的本发明的精神和范围,并且还要理解的是,这种更改和修改自然地落入本发明的技术范围。
另外,如权利要求书所限定的,上述的实施例不是限制本发明。另外,上述实施例中的所描述的特征的所有组合不是用于解决本发明的手段(means)所必须要求的.上述的实施例包括各个阶段的发明,并且可以通过在实施例中指示的多个特征的适当的组合来提取各种发明。甚至从实施例中指示的所有特征中删除一些特征,可能提取在这种删除之后的剩余的特征可以作为发明。
<修改的像素电路>
例如,根据像素电路P的一个方面可以修改第一到第五实施例。例如,由于电路理论中应用的“对偶性原理”,可以根据这种观点修改像素电路P。在这个实例中,尽管未示出,使用p型驱动晶体管121来形成像素电路P而在上述的实施例中是使用n型驱动晶体管121来形成像素电路P。与此相应,根据对偶性原理修改像素电路P使得反转信号幅度ΔVin关于图像信号Vsig的偏置电位Vofs的极性和电源电压的幅度中的关系。
例如,在根据“对偶性原理”形成的修改的像素电路P中,在p型的驱动晶体管(下文称作p型驱动晶体管121p)的栅极端和源极端之间连接存储电容器120,并且将p型驱动晶体管121p的源极端直接连接到有机EL元件127的阴极端。将有机EL元件127在其阳极端连接到作为参考电位的阳极电位Vanode。将阳极电位Vanode连接到对所有像素公共的高电位侧的参考电源(其提供参考电位)。将p型驱动晶体管121p在其漏极端连接到低电位侧的第二电位Vss并且向有机EL元件127提供驱动电流Ids以便从有机EL元件127中发光。
还是在应用对偶性原理的、使用p型晶体管作为驱动晶体管121形成的、修改的有机EL显示装置,类似于其中使用n型晶体管作为驱动晶体管121的有机EL显示装置,可以执行阈值校正操作、迁移率校正操作以及自举操作。
当驱动上述的这种像素电路P时,类似于上述的第一到第五实施例,如果以双栅极结构形成采样晶体管并且利用普通的写驱动脉冲WS来扫描来自采样晶体管之间的采样晶体管125,同时利用用于不同于其中共用图像信号线106HS或者图像信号Vsig的自身行的、行的写驱动脉冲WS或者电源驱动脉冲DSL作为采样控制信号SC来控制第二采样晶体管625,则可以减少图像信号线106HS(其是用于向采样晶体管125(实际上也向采样晶体管625)提供图像信号Vsig的扫描线)的数量而不用外部具有多余的控制电路或者控制线不增加从垂直驱动部分103或者从扫描器或驱动器输出的控制信号的数量。结果,可以预期成本的减少。
要注意的是,虽然通过根据“对偶性原理”修改第一到第五实施例中的配置来获得上述的像素电路P的修改的形式,但用于修改该电路的技术不限于此。具体地,无论像素电路P是否具有双晶体管配置这无关紧要,只要配置像素电路P使得当其执行阈值校正操作时,在与通过写扫描部分104的扫描同步的每个水平时段内、图像信号Vsig在偏置电位Vofs与信号电位Vin(=Vofs+ΔVin)之间改变以及在第一电位和第二电位之间执行驱动晶体管121的漏极侧,即,电流供应侧的开关驱动来执行用于阈值校正的初始化操作,并且晶体管的数量可以是三个或者更多。应用上述的实施例的改进的方法的实施例的其中以双栅极结构形成采样晶体管以减少图像信号线106HS或者图像信号Vsig的数量以实现成本的减少的概念可以应用于如上述的所有的这种像素电路。
另外,用于在阈值校正操作的执行时向驱动晶体管121的栅极提供偏置电位Vofs和信号电位Vin的机制不限于通过上述实施例的两个晶体管配置的这种方式来使用图像信号Vsig的机制,而可以是,例如,通过专利文件1公开的不同晶体管来提供诸如上述的这种电位的这样的机制。还是诸如上述的实施例的构思的这种修改使得可以应用实施例的改进的技术,其中可以应用以双栅极结构形成的采样晶体管来减少图像信号线106HS或者图像信号Vsig的数量以实现成本的减少。
本申请包含2008年3月31日向日本专利局提交的、日本优先权专利申请JP 2008-089981所公开的涉及的主题,在此通过引用并入其全部内容。
本领域的技术人员要理解的是,取决于设计需求和范围内的其他因素可以出现各种修改、组合、子组合以及改变只要它们在所附的权利要求或者其等效物的范围内。

Claims (14)

1.一种显示装置,包含:
多个像素电路,以行和列布置并且每一个包括:驱动晶体管,配置为产生驱动电流;电光元件,连接到所述驱动晶体管的输出端;存储电容器,配置为存储与图像信号的信号幅度对应的信息;以及用于将与信号幅度对应的信息写入所述存储电容器,以级联连接来连接的第一采样晶体管和第二采样晶体管;
垂直扫描部分,配置为产生用于垂直扫描所述像素电路的垂直扫描脉冲;
多个垂直扫描线,连接到所述垂直扫描部分;
水平扫描部分,配置为与通过所述垂直扫描部分的垂直扫描同步地向所述像素电路提供图像信号;以及
多个水平扫描线,连接到所述水平扫描部分;
所述垂直扫描部分包括写扫描部分,配置为至少垂直扫描所述像素电路以产生用于将与信号幅度对应的信息写入所述存储电容器的写扫描脉冲,
所述垂直扫描线包括连接到所述写扫描部分的多个写扫描线,
连线所述水平扫描线中的每一个,使得将来自所述水平扫描部分的、用于信号写入的图像信号共同地提供给在多个列中包括的那些所述第一采样晶体管的输入端,
将属于包括被共同提供所述图像信号的所述多个列的每个集合的将那些所述第二采样晶体管的控制输入端连接到所述垂直扫描线,使得从所述垂直扫描部分向第二采样晶体管的控制输入端提供用于与第二采样晶体管所属的集合不同的其他集合的彼此不同的行的垂直扫描脉冲。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中将第二采样晶体管在其控制输入端连接到相同类型的那些所述垂直扫描线,使得从所述垂直扫描部分向其提供用于不同集合的不同行中相同类型的垂直扫描的垂直扫描脉冲。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中相同类型的垂直扫描线是所述写扫描线。
4.根据权利要求2所述的显示装置,其中所述垂直扫描部分包括驱动扫描部分,配置为向所述驱动晶体管的电源端可切换地提供用于向所述电光元件提供驱动电流的第一电位和不同于第一电位的第二电位;
所述垂直扫描线包括多个电源线,其在所述驱动扫描部分与各个行中的驱动晶体管的电源端之间延伸,
相同的类型的垂直扫描线是所述电源线。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其中将第二采样晶体管在其控制输入端连接到不同类型的那些所述垂直扫描线,使得从所述垂直扫描部分向第二采样晶体管的控制输入端提供其他集合中的、用于不同行中的不同类型的、用于垂直扫描的垂直扫描脉冲。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其中
所述水平扫描部分以与所述垂直扫描部分的垂直扫描同步地顺序改变用于各个列的图像信号,以对于被共同提供图像信号的多个列的集合的每一个,将图像信号提供给像素电路;以及
所述垂直扫描部分通过写驱动脉冲垂直地扫描第一采样晶体管并且为垂直扫描设置相同或者不同类型的垂直扫描脉冲,使得在全显示处理时段中,与第一采样晶体管的导通同步地使第二采样晶体管接连并且选择性地导通,使得按顺序执行显示处理,其中,所述全显示处理时段在进入对于其中图像信号被在每个集合中共同使用的那些列的一个的显示处理之后直到对于其中图像信号被共同使用的全部列的显示处理的时间段,并且其中在所述每个集合中,图像信号被共同地提供。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中所述垂直扫描部分设置用于垂直扫描的相同或者不同类型的垂直扫描脉冲,使得在全显示处理时段内,关断除了当前被控制为导通状态的那一个之外的、多个列中的所有的第二采样晶体管。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其中所述垂直扫描部分设置垂直扫描脉冲,使得在第二采样晶体管不需要按顺序呈现导通的垂直扫描时段内,第一和第二采样晶体管均呈现导通使得执行普通的显示处理。
9.根据权利要求6所述的显示装置,其中所述垂直扫描部分设置垂直扫描脉冲,使得在不同行之中垂直扫描脉冲的变化状态可以统一。
10.根据权利要求6所述的显示装置,还包括配置为保持驱动电流固定的驱动信号固定电路。
11.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述驱动信号固定电路实现阈值校正功能,该功能在其中将与用于向所述电光元件提供驱动电流的第一电位对应的电压提供给所述驱动晶体管的电源端并且图像信号是参考电位的时间区段内,使所述第一和第二采样晶体管导通以将与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压存储到所述存储电容器中。
12.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述垂直扫描部分包括写扫描部分,配置为垂直地扫描所述像素电路以向第一采样晶体管的控制输入端提供用于将与信号幅度对应的信息写入存储电容器的写扫描脉冲,以及驱动扫描部分,配置为向所述驱动晶体管的电源端可切换地提供用于向所述电光元件提供驱动电流的第一电位和不同于第一电位的第二电位;
所述水平扫描部分向所述采样晶体管提供在参考电位与信号电位之间改变的图像信号,
所述驱动信号固定电路实现阈值校正功能,在所述写扫描部分、水平驱动部分和驱动扫描部分的控制下,该功能在其中将与第一电位对应的电压提供给所述驱动晶体管的电源端并且图像信号是参考电位的时间区段内,使所述第一和第二采样晶体管呈现导通以将与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压存储到所述存储电容器中。
13.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述驱动信号固定电路实现迁移率校正功能,用于抑制驱动电流对于所述驱动晶体管的迁移率的依赖性。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其中所述驱动信号固定电路在其中图像信号具有用于将与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压存储到所述存储电容器的阈值校正功能的操作之后的信号电位的时间区段内,使所述第一和第二采样晶体管均导通,以在将对应于信号电位的信息写入所述存储电容器时实现迁移率校正功能。
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