CN101577089A - 显示设备和驱动该显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示设备，包括像素阵列和被配置为驱动像素阵列的驱动器，所述像素阵列具有作为行的扫描线、作为列的信号线、被置于所述扫描线和所述信号线的各个相交处的像素矩阵、以及沿所述像素的各行而布置的电源线，所述驱动器具有：主扫描器，用于向所述扫描线连续地提供控制信号，以对所述像素的行执行逐行扫描；电源扫描器，用于与逐行扫描同步地向所述电源线提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器，用于与逐行扫描同步地向作为列的所述信号线提供用作视频信号的信号电位、以及参考电位。

Description

显示设备和驱动该显示设备的方法
本申请是申请日为2007年5月22日、申请号为200710142109.9、发明名称为“显示设备和驱动该显示设备的方法”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本发明包含于2006年5月22日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-141836相关的主题，在此通过引用的方式将其完整地包含在本申请中。
技术领域
本发明涉及有源矩阵显示设备，其具有作为其像素的发光器件，并涉及驱动该有源矩阵显示设备的方法。
背景技术
近年来，更多的努力用于研发用有机EL器件作为发光器件的平板自发射显示设备。有机EL器件是一种利用有机薄膜在电场下发光的现象的设备。由于有机EL器件能在10V或者更低的低电压下激发，因此其需要较低的能量。由于有机EL器件是自己能够发光的自发射器件，其不需要照明元件，因此可以重量轻、外形小。由于有机EL器件具有非常高的大约几微秒的值的响应速度，所以，在其显示运动图像时不会产生成图像滞后。
在使用有机EL器件作为像素的平板自发射显示设备中，包括集成在各个像素中作为驱动元件的薄膜晶体管的有源矩阵显示设备发展尤其活跃。有源矩阵平板自发射显示设备在日本特许公开专利号2003-255856、2003-271095、2004-133240、2004-029791和2004-093682中公开。
发明内容
在现有的有源矩阵平板自发射显示设备中，驱动发光器件的晶体管具有多种阈值电压和由制造过程变化导致的迁移率。另外，有机EL器件具有趋向于随时间变化的特性。驱动晶体管的这种特性变化和有机EL器件的特性变化不利地影响发光亮度。为了一致地控制在显示设备的整个屏幕上的发光亮度，有必要在像素电路中校正驱动晶体管和有机EL器件的上述特性变化。迄今为止，已提出了在每个像素上都具有校正功能的显示设备。然而，由于现有的具有校正功能的像素电路要求用于提供校正电位、切换晶体管、以及切换脉冲的互连，所以，现有的具有校正功能的像素电路的结构非常复杂。由于每个像素电路具有很多部件，所以，它们已阻碍了实现高清晰度显示的努力。
期望提供用简化的像素电路来实现高清晰度显示的显示设备、以及驱动这样的显示设备的方法。
根据本发明的实施例，提供了一种显示设备，其包括像素阵列和被配置为驱动像素阵列的驱动器，该像素阵列具有作为行的扫描线、作为列的信号线、被置于扫描线和信号线的各个相交处的像素矩阵、以及沿像素的各行而布置的电源线，该驱动器具有：主扫描器，用于向扫描线连续地提供控制信号，以对像素的行执行逐行扫描(line-sequential scanning)；电源扫描器，用于与逐行扫描同步地向电源线提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器，用于与逐行扫描同步地向作为列的信号线提供用作视频信号的信号电位、以及参考电位，其中，每个像素包括发光器件、采样晶体管、驱动晶体管和保持电容器，采样晶体管具有栅极、源极和漏极，栅极连接到扫描线之一，源极和漏极中的任一个连接到信号线之一，而源极和漏极中的另一个连接到驱动晶体管的栅极，驱动晶体管具有源极和漏极，所述源极和漏极中的任一个连接到发光器件，而所述源极和漏极中的另一个连接到电源线之一，保持电容器连接在驱动晶体管的源极和栅极之间，其中，采样晶体管根据从扫描线提供的控制信号而呈现为导通，对从信号线提供的信号电位进行采样，并把采样的信号电位保持在保持电容器中，从在第一电位上的电源线向驱动晶体管提供电流，并且，根据保持在保持电容器中的信号电位而将驱动电流传递到发光器件，并且，当信号选择器在采样晶体管呈现为导通之后向信号线提供参考电位时，电源扫描器在第一电位和第二电位之间切换电源线，由此，在保持电容器中保持与驱动晶体管的阈值电压基本相对应的电压。
优选地，在采样晶体管呈现为导通之后的第一定时，信号选择器将信号线从参考电位切换到信号电位，主扫描器在第一定时后的第二定时停止向扫描线施加控制信号，由此，使采样晶体管呈现为非导通，并且，适当地设置第一定时和第二定时之间的周期，以针对驱动晶体管的迁移率，而在信号电位被保持在保持电容器中时校正信号电位。驱动器调整在从信号选择器提供的视频信号和从主扫描器提供的控制信号之间的相对相位差，以优化第一定时和第二定时之间的周期。信号选择器向从参考电位切换到信号电位的视频信号的上升沿施加梯度，以由此允许第一定时和第二定时之间的周期自动地跟随信号电位。当信号电位被保持电容器保持时，主扫描器停止向扫描线施加控制信号，因此，使采样晶体管呈现为非导通，以断开驱动晶体管的栅极与信号线的电连接，使得驱动晶体管的栅极电位与驱动晶体管的源极电位的变化相关联，以保持驱动晶体管的栅极和源极之间的电压恒定。
根据本发明的实施例，还提供了一种显示设备，其包括像素阵列和被配置为驱动像素阵列的驱动器，该像素阵列具有作为行的扫描线、作为列的信号线、被置于扫描线和信号线的各个相交处的像素矩阵、以及沿像素的各行而布置的电源线，该驱动器具有：主扫描器，用于向扫描线连续地提供控制信号，以对像素的行执行逐行扫描；电源扫描器，用于与逐行扫描同步地向电源线提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器，用于与逐行扫描同步地向作为列的信号线提供用作视频信号的信号电位、以及参考电位，其中，每个像素包括发光器件、采样晶体管、驱动晶体管和保持电容器，采样晶体管具有栅极、源极和漏极，栅极连接到扫描线之一，所述源极和漏极中的任一个连接到信号线之一，而所述源极和漏极中的另一个连接到驱动晶体管的栅极，驱动晶体管具有源极和漏极，所述源极和漏极中的任一个连接到发光器件，而所述源极和漏极中的另一个连接到电源线之一，保持电容器连接在驱动晶体管的源极和栅极之间，其中，采样晶体管根据从扫描线提供的控制信号而呈现为导通，对从信号线提供的信号电位进行采样，并把采样的信号电位保持在保持电容器中，从在第一电位上的电源线向驱动晶体管提供电流，并且，根据保持在保持电容器中的信号电位而将驱动电流传递到发光器件，在采样晶体管呈现为导通之后的第一定时，信号选择器将信号线从参考电位切换到信号电位，主扫描器在第一定时后的第二定时停止向扫描线施加控制信号，由此，使采样晶体管呈现为非导通，并且，适当地设置第一定时和第二定时之间的周期，以针对驱动晶体管的迁移率，而在信号电位被保持在保持电容器中时校正信号电位。
优选地，驱动器调整在从信号选择器提供的视频信号和从主扫描器提供的控制信号之间的相对相位差，以优化第一定时和第二定时之间的周期。信号选择器向在第一定时从参考电位切换到信号电位的视频信号的上升沿施加梯度，以由此允许第一定时和第二定时之间的周期自动地跟随信号电位。在信号电位被保持电容器保持的第二定时，主扫描器停止向扫描线施加控制信号，因此，使采样晶体管呈现为非导通，以断开驱动晶体管的栅极与信号线的电连接，使得驱动晶体管的栅极电位与驱动晶体管的源极电位的变化相关联，以保持驱动晶体管的栅极和源极之间的电压恒定。当信号选择器在采样晶体管呈现为导通之后向信号线提供参考电位时，电源扫描器在第一电位和第二电位之间切换电源线，由此，在保持电容器中保持与驱动晶体管的阈值电压相对应的电压。
根据本发明的实施例的显示设备在每个像素中具有阈值电压校正功能、迁移率校正功能、以及自举功能。阈值电压校正功能校正驱动晶体管的阈值电压的变化。迁移率校正功能校正驱动晶体管的迁移率的变化。不论用作发光器件的有机EL器件的特性变化如何，在发光器件发光时保持电容器的自举操作在所有时间内都有效地将发光亮度保持为恒定的级别。具体地，即使有机EL器件的电流对电压特性随时间而变化，但由于驱动晶体管的栅极到源极电位通过被自举的保持电容器而保持恒定，所以，发光亮度仍然保持在恒定的级别。
为了把阈值电压校正功能、迁移率校正功能和自举功能合并到每一个像素中，作为切换脉冲而施加向每个像素提供的电源电压。通过作为切换脉冲施加的电源电压，不再要求用于校正阈值电压的开关晶体管、以及用于控制开关晶体管的栅极的扫描线。因此，像素内的部件数目和互连就大大减少，使减少像素面积以提供高清晰度显示成为可能。可以基于视频信号和采样脉冲的相位差，通过与视频信号电位的采样同时校正迁移率，来调整迁移率校正周期。此外，可以控制迁移率校正周期，以自动地跟随视频信号的电平。由于像素的部件数目比较小，所以，加到驱动晶体管的栅极上的任何寄生电容也比较小，使得可以可靠地自举保持电容器，由此改善校正有机EL器件的依赖于时间的变化。
根据本发明的实施例，在使用如有机EL器件的发光器件作为像素的有源矩阵显示设备中，每个像素都具有为驱动晶体管的阈值电压校正功能、迁移率校正功能、以及用来校正有机EL器件的依赖于时间的变化的功能(自举功能)，从而允许显示设备可以显示高清晰度图像。由于迁移率校正周期可以根据视频信号电位而被自动设置，所以，不管显示图像的亮度和图案如何，都可以校正迁移率。现有的具有这些校正功能的像素电路由很多部件构成，具有较大的布局面积，并因此不适合于提供高清晰度显示。然而，根据本发明的一个实施例，由于作为切换脉冲而施加电源电压，所以，大大减少了像素的部件数目及其互连，使得减少像素布局面积成为可能。因此，根据本发明的实施例的显示设备可被提供为高质量、高清晰度平板显示单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种驱动具有像素阵列和被配置为驱动像素阵列的驱动器的显示设备的方法，所述像素阵列具有作为行的扫描线、作为列的信号线、被置于所述扫描线和所述信号线的各个相交处的像素矩阵、以及沿所述像素的各行而布置的电源线，所述驱动器具有：主扫描器，用于向所述扫描线连续地提供控制信号，以对所述像素的行执行逐行扫描；电源扫描器，用于与逐行扫描同步地向所述电源线提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器，用于与逐行扫描同步地向作为列的所述信号线提供用作视频信号的信号电位、以及参考电位，每个所述像素包括发光器件、采样晶体管、驱动晶体管和保持电容器，所述采样晶体管具有栅极、源极和漏极，所述栅极连接到所述扫描线之一，所述源极和所述漏极中的任一个连接到所述信号线之一，而所述源极和所述漏极中的另一个连接到所述驱动晶体管的栅极，所述驱动晶体管具有源极和漏极，所述源极和所述漏极中的任一个连接到所述发光器件，而所述源极和所述漏极中的另一个连接到所述电源线之一，所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间，所述方法包括以下步骤：根据从所述扫描线提供的控制信号而使所述采样晶体管呈现为导通，以对从所述信号线提供的信号电位进行采样，并把采样的信号电位保持在所述保持电容器中；从在所述第一电位上的电源线向所述驱动晶体管提供电流，并且，根据保持在所述保持电容器中的信号电位而将驱动电流传递到所述发光器件；在所述采样晶体管呈现为导通之后的第一定时，控制所述信号选择器将所述信号线从参考电位切换到信号电位；在所述第一定时后的第二定时，控制所述主扫描器停止向所述扫描线施加控制信号，由此，使所述采样晶体管呈现为非导通；以及适当地设置第一定时和第二定时之间的周期，以针对所述驱动晶体管的迁移率，而在信号电位被保持在所述保持电容器中时校正信号电位。
附图说明
图1为一般像素结构的电路图；
图2为图1所示的像素电路的操作序列的时序图；
图3A为根据本发明一个实施例的显示设备的总体布置的框图；
图3B为根据本发明一个实施例的显示设备的像素电路的电路图；
图4A为图3B所示的像素电路的操作序列的时序图；
图4B为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图4C为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图4D为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图4E为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图4F为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图4G为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图5为示出驱动晶体管的电流对电压特性的图；
图6A为示出不同的驱动晶体管的电流对电压特性的图；
图6B为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图6C为说明图3B所示的像素电路的操作方式的波形图；
图6D为示出用于说明图3B所示的像素电路的操作方式的电流对电压特性的图；
图7A为示出发光器件的电流对电压特性的图；
图7B为示出驱动晶体管的自举(bootstrap)操作的波形图；
图7C为说明图3B所示的像素电路的操作方式的电路图；
图8为根据本发明的一个实施例的显示设备的像素电路的电路图；
图9A到9G为示出电子单元显示设备的具体示例的图；和
图10为模块的平面图。
具体实施方式
为了更容易地理解本发明和清楚其背景，下面开始结合图1而描述显示设备的一般结构。图1为示出一般的显示设备的像素的电路图。如图1所示，该像素电路具有设置在互相垂直延伸的扫描线1E和信号线1F相交处的采样晶体管1A。采样晶体管1A为N型晶体管，其具有连接到扫描线1E的栅极和连接到信号线1F的漏极。采样晶体管1A具有连接到保持电容器器1C的电极和驱动晶体管1B的栅极的源极。驱动晶体管1B为N型晶体管，其具有与电源线1G连接的漏极、以及与发光器件1D的阳极连接的源极。保持电容器1C的另一电极和发光器件1D的阴极与地线1H连接。
图2为说明图1所示的像素电路的操作序列的时序图。该时序图示出了用于对从信号线1F提供的视频信号的电位(视频信号线电位)进行采样、并使可为有机EL器件的发光器件1D进入发光状态的操作序列。当扫描线1E的电位(扫描线电位)升高时，采样晶体管1A导通，用视频信号线电位向保持电容器1C充电。驱动晶体管1B的栅极电位Vg开始升高，并且，驱动晶体管1B开始通过漏极电流。因此，发光器件D的阳极电位增加，导致发光器件D开始发光。当扫描线电位变低时，保持电容器1C保持视频信号线电位，从而保持驱动晶体管1B的栅极电位恒定。发光器件D的发光亮度一直保持恒定，直到下一帧为止。
由于像素电路的驱动晶体管1B的制造过程变化，显示设备的像素经受阈值电压和迁移率变化。由于那些特性变化，即使将相同的栅极电位施加到像素电路的驱动晶体管1B，像素还是具有它们自己的漏极电流(驱动电流)变化，其将作为发光亮度变化而出现。而且，可为有机EL器件的发光器件1D具有随时间变化的特性，从而导致发光器件1D的阳极电位的变化。发光器件1D的阳极电位的变化导致驱动晶体管1B的栅极到源极电位的变化，从而带来了漏极电流(驱动电流)的变化。多种原因造成的驱动电流的变化导致像素的发光亮度变化，这趋向于降低显示图像质量。
图3A以框图形式示出了根据本发明的实施例的显示设备的总体布置。如图3A所示，通常用标记100表示的显示设备包括像素阵列102和驱动器103、104、105。像素阵列102具有作为行的多个扫描线WSL101到WSL10m、作为列的多个信号线DTL101到DTL10n，像素矩阵(PXLC)101被设置在扫描线WSL101到WS10n与信号线DTL101到DTL10n的各个相交的位置，并且，多个电源线DSL101到DSL10m沿像素101的各行而被设置。驱动器包括：主扫描器(写入扫描器WSCN)104，用于向扫描线WSL101到WSL10m连续地提供控制信号，以在像素101的行上执行逐行扫描(line-sequential scan)；电源扫描器(DSCN)105，用于与逐行扫描同步地向电源线DSL101到DSL10m提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器(水平选择器(HSEL))103，用于与逐行扫描同步地向作为列的信号线DTL101到DTL10n提供作为视频信号的信号电位、以及参考电位。
图3B为示出图3A所示的显示设备100的每个像素101的详细结构和互连的电路图。如图3B所示，像素101包括发光器件3D(典型地，为有机EL器件)、采样晶体管3A、驱动晶体管3B、以及保持电容器3C。采样晶体管3A具有与相应扫描线WSL101连接的栅极。采样晶体管3A的源极和漏极中的任一个与相应的信号线DTL101连接，而其源极和漏极中的另外一个与驱动晶体管3B的栅极g连接。驱动晶体管3B具有源极s和漏极d，源极s和漏极d中的任一个与发光器件3D连接，源极s和漏极d中的另一个与相应的电源线DSL101连接。在本实施例中，驱动晶体管3B的漏极d与电源线DSL101连接，并且，驱动晶体管3B的源极s与发光器件3D的阳极连接。发光器件3D的阴极与地线3H连接，所有像素101共同连接到地线3H。保持电容器3C连接在驱动晶体管3B的源极s和栅极g之间。
采样晶体管3A通过从扫描线WSL101提供的控制信号而呈现为导通，对从信号线DTL101提供的信号电位采样，并把采样的信号电位保持在保持电容器3C中。从第一电位上的电源线DSL101向驱动晶体管3B提供电流，并且，根据保持在保持电容器3C中的信号电位而向发光器件3D传递驱动电流。在采样晶体管3A呈现为导通之后，当信号选择器(HSEL)103正在向信号线DTL101提供参考电位时，电源扫描器(DSCN)105把电源线DSL101从第一电位切换到第二电位，从而在保持电容器3C中保持与驱动晶体管3B的阈值电压Vth基本相对应的电压。这样的阈值电压校正功能允许显示设备100消除逐像素而变化的驱动晶体管3B的阈值电压的影响。
除了上述的阈值电压校正功能之外，如图3B所示的像素101还具有迁移率校正功能。具体地，在采样晶体管3A呈现为导通之后，信号选择器(HSEL)103在第一定时把信号线DTL101从参考电位切换到信号电位，并且，主扫描器(WSCN)104在第一定时后的第二定时停止向扫描线WSL101施加控制信号，因此，使采样晶体管3A呈现为非导通。适当地设置第一定时和第二定时之间的周期，以针对驱动晶体管3B的迁移率μ，而在信号电位被保持在保持电容器3C中时校正信号电位。驱动器103、104、105可以在视频选择器103所提供的视频信号和主扫描器104所提供的控制信号之间调整相关相位差，由此优化第一定时和第二定时之间的周期(迁移率校正周期)。信号选择器103还可以向从参考电位切换到信号电位的视频信号的上升沿施加梯度，由此允许第一定时和第二定时之间的迁移率校正周期自动跟随信号电位。
如图3B所示的像素101还具有自举功能。具体地，在保持电容器3C中保持信号电位时，主扫描器(WSCN)104停止向扫描线WSL101施加控制信号，由此使采样晶体管3A呈现为非导通，以断开驱动晶体管3B的栅极g与信号线DTL101的电连接。因此，栅极电位Vg与驱动晶体管3B的源极电位Vs的变化相关联，以保持栅极g和源极s之间的电压Vgs恒定。
图4A为说明图3B所示的像素101的操作序列的时序图。图4A示出了沿公共时间轴的扫描线WSL101的电位变化、电源线DSL101的电位变化、和信号线DTL101的电位变化。除了上述电位变化以外，图4A还示出了驱动晶体管3B的栅极电位Vg和源极电位Vs的变化。
图4A所示的时序图被分成了像素101的不同操作周期(B)到(G)。具体地，在发光周期(B)中，发光器件3D为发光状态。其后，逐行扫描的新的扫描场开始，驱动晶体管3B的栅极电位Vg在第一周期(C)中被初始化。接着，在下一周期(D)中，驱动晶体管的源极电位Vs被初始化。驱动晶体管3B的栅极电位Vg和源极电位Vs被初始化后，像素101为阈值电压校正操作做好了充分的准备。在阈值电压校正周期(E)中，实际执行阈值电压校正操作，以在驱动晶体管3B的栅极g和源极s之间保持与阈值电压Vth基本上相对应的电压。实际上，与Vth相对应的电压被写入连接在驱动晶体管3B的栅极g和源极s之间的保持电容器3C中。接着，在采样周期/迁移率校正周期(F)中，除了阈值电压Vth以外，还将视频信号的信号电压Vin重新写入保持电容器3C中，并且，从保持电容器3C中保持的电压减去用来校正迁移率的电压ΔV。此后，在发光周期(G)中，发光器件3D根据信号电压Vin发出一定亮度级别的光。由于已通过与阈值电压Vth基本上相对应的电压、以及迁移率校正电压ΔV而调节了信号电压Vin，所以，发光器件3D的发光亮度不再不利地受阈值电压Vth和驱动晶体管3B的迁移率μ的影响。当驱动晶体管3B的栅极到源极的电压Vgs＝Vin+Vth-ΔV保持恒定时，在发光周期(G)的初始阶段中进行自举操作，以增大驱动晶体管3B的栅极电位Vg和源极电位Vs。
下面结合图4B到4G而详细描述图3B所示的像素101的操作。图4B到4G示出了分别与图4A所示的时序图的周期(B)到(G)相对应的操作阶段。为了更简单地理解本发明，发光器件3D的电容部件在图4B到4G的每个中都被图解为电容元件31。如图4B所示，在发光周期(B)中，电源线DSL101处于高电位Vcc_H(第一电位)，并且，驱动晶体管3B向发光器件3D提供驱动电流Ids。驱动电流Ids从处于高电位Vcc_H的电源线DSL101流过驱动晶体管3B和发光器件3D而进入公共地线3H。
在周期(C)中，如图4C所示，扫描线WSL101变高，从而导通采样晶体管3A，以将驱动晶体管3B的栅极电位Vg初始化(重置)为视频线DTL101的参考电位Vo。
在周期(D)中，如图4D所示，电源线DSL101从高电位Vcc_H(第一电位)切换到充分低于视频信号线DTL101的参考电位Vo的低电位Vcc_L(第二电位)。驱动晶体管3B的源极电位Vs被初始化(重置)为充分低于视频信号线DTL101的参考电位Vo的低电位Vcc_L。具体地，如此建立电源线DSL101的低电位Vcc_L(第二电位)，使得驱动晶体管3B的栅极到源极电位Vgs(栅极电位Vg和源极电位Vs之间的差值)大于驱动晶体管3B的阈值电压Vth。
阈值校正周期(E)中，如图4E所示，电源线DSL101从低电位Vcc_L切换到高电位Vcc_H，并且，驱动晶体管3B的源极电位Vs开始升高。当驱动晶体管3B的栅极到源极电位Vgs达到阈值电压Vth时，切断电流。这样，基本与驱动晶体管3B的阈值电压Vth相对应的电压被写入保持电容器3C。这个过程被称为阈值电压校正操作。为了使电流仅仅流入保持电容器3C、而不流入发光器件3D，设置公共地线3H的电位，以截止发光器件3D。
在采样周期/迁移率校正周期(F)，如图4F所示，视频信号线DTL101在第一定时从参考电位Vo变化到信号电位Vin，从而将驱动晶体管3B的栅极电位Vg设置为Vin。由于发光器件3D在这时初始为截止(位于高阻抗)，所以，驱动晶体管3B的漏极电流Ids流入发光器件3D的寄生电容3I。发光器件3D的寄生电容3I现在开始被充电。因此，驱动晶体管3B的源极电位Vs开始升高，并且，驱动晶体管3B的栅极到源极电压Vgs在第二定时达到Vin+Vth-ΔV。这样，对信号电压Vin进行了采样，并调节了校正变量ΔV。Vin越高，Ids便越大，并且，ΔV的绝对值便越大。因此，可以执行根据发光亮度级别的迁移率校正。如果Vin恒定，那么，驱动晶体管3B的迁移率μ越大，ΔV的绝对值便越高。换句话说，由于负反馈变量ΔV随着迁移率μ的变大而变大，所以，有可能消除各个像素的迁移率μ的变化。
最后，在发光周期(G)中，如图4G所示，扫描线WSL101转到低电位，从而关断采样晶体管3A。现在，驱动晶体管3B的栅极g与信号线DTL101分离。同时，漏极电流Ids开始流入发光器件3D。发光器件3D的阳极电位取决于驱动电流Ids而增高。发光器件3D的阳极电位的增加等价于驱动晶体管3B的源极电位Vs的升高。如同驱动晶体管3B的源极电位Vs那样，由于保持电容器3C的自举操作，驱动晶体管3B的栅极电位Vg也升高。栅极电位Vg的升高量与源极电位Vs的升高量相等。因此，在发光周期期间，驱动晶体管3B的栅极到源极电压Vgs保持在恒定电平Vin+Vth-ΔV。
图5为示出驱动晶体管3B的电流对电压特性的图。驱动晶体管3B的栅极到源极电流Ids在饱和区操作时，被表示为Ids＝(1/2)·μ·(W/L)·Cox·(Vgs-Vth)2，其中μ代表迁移率，W代表栅极宽度，L代表栅极长度，而Cox代表单位面积上栅极氧化薄膜电容。如可从此晶体管特征方程中看出的，当阈值电压Vth变化时，即使Vgs恒定，漏极到源极电流Ids也变化。由于在像素发光时、栅极到源极电压Vgs被表示为Vin+Vth-ΔV，如果在上述晶体管特征方程中代入Vgs＝Vin+Vth-ΔV，那么，漏极到源极电流被表示为Ids＝(1/2)·μ·(W/L)·Cox·(Vin-ΔV)2，并且，不依赖于阈值电压Vth。结果，即使阈值电压Vth由于其制造过程而变化，漏极到源极电流Ids也不变，并且因此，有机EL器件的发光亮度不变。
如果不采取对策，那么如图5所示，在阈值电压为Vth时对应于栅极电压Vgs的驱动电流由Ids表示，而在阈值电压为Vth′时对应于相同的栅极电压Vgs的驱动电流由不同于Ids的Ids′表示。
图6A也是示出不同驱动晶体管的电流对电压特性的图。图6A示出了两个具有不同迁移率μ、μ′的驱动晶体管的相应的特性曲线。如可由图6A的特性曲线看出的，如果驱动晶体管具有不同的迁移率μ、μ′，那么，即使栅极电压Vgs恒定，它们也具有不同的漏极到源极电流Ids、Ids′。
图6B为说明如图3B所示的像素电路的用于对视频信号电位进行采样、并校正迁移率的操作的方式的电路图。为了更容易理解本发明，图6B还示出了发光器件3D的寄生电容3I。为了对视频信号电位Vin采样，导通采样晶体管3A。因此，驱动晶体管3B的栅极电位Vg被设置为视频信号电位Vin，并且，驱动晶体管3B的栅极到源极电压Vgs达到Vin+Vth。此时，导通驱动晶体管3B。由于截止了发光器件3D，所以，漏极到源极电流Ids流入发光器件电容3I。当漏极到源极电流Ids流入发光器件电容3I时，发光器件电容3I开始被充电，从而导致发光器件3D的阳极的电位(由此的驱动晶体管3B的源极电位Vs)开始升高。当驱动晶体管3B的源极电位Vs升高了ΔV时，驱动晶体管3B的栅极到源极电压Vgs减少了ΔV。这个过程被称为基于负反馈的迁移率校正操作。栅极到源极电压Vgs的减小量由ΔV＝Ids·Cel/t确定，并用作迁移率校正的参数。其中，Cel代表发光器件电容3I的电容值，而t代表迁移率校正周期，即，第一定时和第二定时之间的周期。
图6C示出了用于确定迁移率校正周期t的像素电路的操作时序图。在如图6C所示的例子中，向视频信号电位的上升沿施加梯度，由此允许迁移率校正周期自动跟随视频信号电位，从而优化迁移率校正周期t。如图6C所示，迁移率校正周期t由扫描线WSL101和视频信号线DTL101之间的相位差来确定，并且，还由视频信号线DTL101的电位确定。迁移率校正参数ΔV被表示为ΔV＝Ids·cel/t。如从此方程可以看出的，随着驱动晶体管3B的漏极到源极电流Ids变大，迁移率校正参数ΔV变大。相反，当驱动晶体管3B的漏极到源极电流Ids变小时，迁移率校正参数ΔV变小。因此，迁移率校正参数ΔV依赖于漏极到源极电流Ids而被确定。迁移率校正周期t不一定为常量，但是，在某些情况下，优选应根据Ids而调整迁移率校正周期t。例如，如果Ids变大，那么迁移率校正周期t应变短，而如果Ids变小，那么迁移率校正周期t应变长。在如图6C所示的例子中，至少向视频信号电位的上升沿施加梯度，以自动地调节迁移率校正周期t，使得在视频信号线DTL101的电位变高(Ids变大)时，迁移率校正周期t变短，而视频信号线DTL101的电位变低(Ids变小)时，迁移率校正周期t变长。
图6D为说明校正迁移率时的驱动晶体管3B的操作点的图。当对由于制造过程引起的不同的迁移率μ、μ′执行上述迁移率校正时，确定最佳的校正参数ΔV、ΔV′，以确定驱动晶体管3B的漏极到源极电流Ids、Ids′。在无迁移率校正的情况下，如果关于栅极到源极电压Vgs而给出不同的迁移率μ、μ’，那么，产生对应地不同的漏极到源极电流Ids0、Ids0′。为了解决上述问题，将适当的校正参数ΔV、ΔV′分别应用于不同的迁移率μ、μ′，以在相同级别上确定漏极到源极电流Ids，Ids′。通过回顾图6D所示的图，清楚地示出：施加负反馈，以使在迁移率μ变大时，校正变量ΔV也变大，并还使在迁移率μ′变小时，校正变量ΔV′也变小。
图7A为示出作为有机EL器件的形式的发光器件3D的电流对电压特性的图。当电流Iel开始流入发光器件3D时，唯一地确定阳极到阴极电压Vel。当扫描线WSL101转到低电位时，关断采样晶体管3A，如图4G所示，发光器件3D的阳极电位升高了由驱动晶体管3B的漏极到源极电流Ids确定的阳极到阴极电压Vel。
图7B为示出在发光器件3D的阳极电位升高时的驱动晶体管3B的栅极电位Vg和源极电位Vs的电位变化的图。当发光器件3D的阳极电位增加了Vel时，驱动晶体管3B的源极电位Vs也增加Vel，并且，由于保持电容器3C的自举操作，驱动晶体管3B的栅极电位Vg也增加Vel。因此，在自举操作之前保持的驱动晶体管3的栅极到源极电压Vgs＝Vin+Vth-ΔV在自举操作之后同样保持。即使由于发光器件3D的老化而导致发光器件3D的阳极电位变化，驱动晶体管3B的栅极到源极电位在所有时间都保持为恒定电平Vin+Vth-ΔV。
图7C为如图3B所示的像素电路的电路图，其中图解了寄生电容7A、7B。寄生电容7A、7B被以寄生方式添加到驱动晶体管3B的栅极g。上述的自举操作能力被称为Cs/(Cs+Cw+Cp)，其中Cs代表保持电容器3C的电容值，而Cw，Cp为寄生电容7A、7B的相应的电容值。随着Cs/(Cs+Cw+Cp)越来越接近1，自举操作能力越高，也就是说，针对发光器件3D老化的校正能力越高。根据本发明的实施例，连接在驱动晶体管3B栅极g上的装置的数目被保持在最小。因此，电容值Cp可被忽略。因此，自举操作能力可被表示为Cs/(Cs+Cw)，其极接近1，从而表示针对发光器件3D的老化的校正性能很高。
图8为根据本发明的另一实施例的显示设备的像素电路的电路图。为了更容易理解本发明，图8中与图3B相应的部分用相应的附图标记表示。图8所示的像素电路与图3所示的像素电路的不同之处在于，尽管图3所示的像素电路采用N型晶体管，但图8所示像素电路采用P型晶体管。图8所示的像素电路能够以与图3所示的像素电路完全一样的实施方式执行阈值电压校正操作、迁移率校正操作和自举操作。
如上所述的根据本发明的实施例的显示设备可以用作用于如图9A到图9G所示的各个电子单元的显示设备，包括数码相机、笔记本式个人计算机、蜂窝式电话单元、摄像机等，以便将在电子单元中生成的视频信号显示为静态图像、或者视频图像。
根据本发明的实施例的显示设备可以是如图10所示的模块配置，例如，具有应用于透明面单元(transparent facing unit)的像素矩阵的显示模块。显示模块可包括滤色器、保护膜、和光阻膜等，其被置于透明面单元上。显示模块还可以具有FPCs(多个柔性印刷电路)，用于输入信号到像素矩阵、以及从像素矩阵输出信号。
下面描述如图9A到图9G所示的电子单元。
图9A示出了具有由前面板2等制成的视频显示屏1的电视机。根据本发明的实施例的显示设备被并入视频显示屏1中。
图9B和图9C示出了数码相机，其包括图像捕捉镜头1、闪烁发光单元2、显示单元3等。根据本发明的实施例的显示设备被并入显示单元3中。
图9D示出了摄像机，其包括主体1、显示面板2等。根据本发明的实施例的显示设备被并入显示面板2中。
图9E和图9F示出了蜂窝式电话单元，其包括显示面板1、辅助显示面板2等。根据本发明一个实施例的显示设备被并入显示面板1和辅助显示面板2。
图9G示出了笔记本式个人计算机，其包括具有用于输入字符的键盘2等的主体1、以及用于显示图像的显示面板3。根据本发明的实施例的显示设备被并入显示面板3中。
尽管详细描述和示出了根据本发明特定优选实施例，但应该理解，根据其所作的各种变化和修改都没有脱离开所附权利要求的范围。

Claims (6)

1、一种显示设备，包括：
像素阵列和被配置为驱动像素阵列的驱动器，
所述像素阵列具有作为行的扫描线、作为列的信号线、被置于所述扫描线和所述信号线的各个相交处的像素矩阵、以及沿所述像素的各行而布置的电源线，
所述驱动器具有：主扫描器，用于向所述扫描线连续地提供控制信号，以对所述像素的行执行逐行扫描；电源扫描器，用于与逐行扫描同步地向所述电源线提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器，用于与逐行扫描同步地向作为列的所述信号线提供用作视频信号的信号电位、以及参考电位，
每个所述像素包括发光器件、采样晶体管、驱动晶体管和保持电容器，
所述采样晶体管具有栅极、源极和漏极，所述栅极连接到所述扫描线之一，所述源极和所述漏极中的任一个连接到所述信号线之一，而所述源极和所述漏极中的另一个连接到所述驱动晶体管的栅极，
所述驱动晶体管具有源极和漏极，所述源极和所述漏极中的任一个连接到所述发光器件，而所述源极和所述漏极中的另一个连接到所述电源线之一，
所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间，
其中，所述采样晶体管根据从所述扫描线提供的控制信号而呈现为导通，对从所述信号线提供的信号电位进行采样，并把采样的信号电位保持在所述保持电容器中，
从在所述第一电位上的电源线向所述驱动晶体管提供电流，并且，根据保持在所述保持电容器中的信号电位而将驱动电流传递到所述发光器件，
在所述采样晶体管呈现为导通之后的第一定时，所述信号选择器将所述信号线从参考电位切换到信号电位，
所述主扫描器在所述第一定时后的第二定时停止向所述扫描线施加控制信号，由此，使所述采样晶体管呈现为非导通，并且
适当地设置第一定时和第二定时之间的周期，以针对所述驱动晶体管的迁移率，而在信号电位被保持在所述保持电容器中时校正信号电位。
2、如权利要求1所述的显示设备，其中，所述驱动器调整在从所述信号选择器提供的视频信号和从所述主扫描器提供的控制信号之间的相对相位差，以优化第一定时和第二定时之间的周期。
3、如权利要求1所述的显示设备，其中，所述信号选择器向在第一定时从参考电位切换到信号电位的视频信号的上升沿施加梯度，以由此允许第一定时和第二定时之间的周期自动地跟随信号电位。
4、如权利要求1所述的显示设备，其中，在信号电位被所述保持电容器保持的第二定时，所述主扫描器停止向所述扫描线施加控制信号，因此，使所述采样晶体管呈现为非导通，以断开所述驱动晶体管的栅极与所述信号线的电连接，使得所述驱动晶体管的栅极电位与所述驱动晶体管的源极电位的变化相关联，以保持所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电压恒定。
5、如权利要求1所述的显示设备，其中，当所述信号选择器在所述采样晶体管呈现为导通之后向所述信号线提供参考电位时，所述电源扫描器在所述第一电位和所述第二电位之间切换电源线，由此，在所述保持电容器中保持与驱动晶体管的阈值电压相对应的电压。
6、一种驱动具有像素阵列和被配置为驱动像素阵列的驱动器的显示设备的方法，
所述像素阵列具有作为行的扫描线、作为列的信号线、被置于所述扫描线和所述信号线的各个相交处的像素矩阵、以及沿所述像素的各行而布置的电源线，
所述驱动器具有：主扫描器，用于向所述扫描线连续地提供控制信号，以对所述像素的行执行逐行扫描；电源扫描器，用于与逐行扫描同步地向所述电源线提供可选择性地在第一电位和第二电位之间切换的电源电压；以及信号选择器，用于与逐行扫描同步地向作为列的所述信号线提供用作视频信号的信号电位、以及参考电位，
每个所述像素包括发光器件、采样晶体管、驱动晶体管和保持电容器，
所述采样晶体管具有栅极、源极和漏极，所述栅极连接到所述扫描线之一，所述源极和所述漏极中的任一个连接到所述信号线之一，而所述源极和所述漏极中的另一个连接到所述驱动晶体管的栅极，
所述驱动晶体管具有源极和漏极，所述源极和所述漏极中的任一个连接到所述发光器件，而所述源极和所述漏极中的另一个连接到所述电源线之一，
所述保持电容器连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间，
所述方法包括以下步骤：
根据从所述扫描线提供的控制信号而使所述采样晶体管呈现为导通，以对从所述信号线提供的信号电位进行采样，并把采样的信号电位保持在所述保持电容器中；
从在所述第一电位上的电源线向所述驱动晶体管提供电流，并且，根据保持在所述保持电容器中的信号电位而将驱动电流传递到所述发光器件；
在所述采样晶体管呈现为导通之后的第一定时，控制所述信号选择器将所述信号线从参考电位切换到信号电位；
在所述第一定时后的第二定时，控制所述主扫描器停止向所述扫描线施加控制信号，由此，使所述采样晶体管呈现为非导通；以及
适当地设置第一定时和第二定时之间的周期，以针对所述驱动晶体管的迁移率，而在信号电位被保持在所述保持电容器中时校正信号电位。
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