CN101578649A - 图像显示装置及图像显示装置的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种一方面能抑制画面上的亮度不均匀和发生串扰、一方面能实现长寿命的图像显示装置。为了实现所述目的,该图像显示装置包括:根据电流量使发光亮度变化的有机EL元件(1);通过由施加给第三电极的电位调整电连接至有机EL元件(1)的第一电极和第二电极之间的电流量,来控制有机EL元件(1)的电流量的驱动晶体管(2);根据施加给第六电极的电位调整电连接至第一电极的第四电极和电连接至第三电极的第五电极之间的电流量的Vth补偿用晶体管(3A);以及具有电连接至第三电极的第七和第八电极的电容器(4)。在此,将第五电极和第六电极之间的寄生电容量(3Ags)设定为比第四电极和第六电极之间的寄生电容量(3Agd)大的值。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示图像的装置。
背景技术
到目前为止,已知一种具备利用电场发光的有机EL(电致发光,Electroluminescent)元件的图像显示装置。
作为有机EL元件,存在一种例如夹持含发光层的有机层、相对配置透明电极和金属电极的有机EL元件。在这种结构的有机EL元件中,在透明电极和金属电极之间施加电压或电流,当电流流到发光层时发光层发光,从此发光层射出的光透过透明电极向外部发射。此外,在常规的有机EL元件中,已公知,发光层的电流密度和亮度基本上成比例,作为现有例,在例如专利文献(特开2006-309258号公报)等中公开了一种常规的有机EL元件。
但是,如果有机EL元件电流密度提高得越高,则越促进有机EL元件的老化,导致有机EL元件的寿命短、进而导致图像显示装置的寿命短。
发明内容
鉴于所述问题而进行本发明,其目的在于,提供一种能够实现图像显示装置的长寿命的技术。
为了解决所述课题,本发明的第一形式的图像显示装置,包括:发光元件,根据电流量使发光亮度变化;和第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量。并且,此图像显示装置,包括:第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;和电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容。此外,所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量。并且,所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极;所述第七电极电连接到所述第三电极。在此,所述第五电极和所述第六电极之间的寄生电容量设定为比所述第四电极和所述第六电极之间的寄生电容量大的值。
本发明的第二形式的图像显示装置的驱动方法是包括以下部分的图像显示装置的驱动方法:第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;和电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容。而且,所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,所述第七电极电连接到所述第三电极。在此,此驱动方法包括:阈值补偿步骤,对所述第八电极提供第一电位,并且,通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压;以及写入步骤,对所述第八电极提供第二电位,并且在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷。
本发明的第三形式的图像显示装置的驱动方法是包括以下部分的图像显示装置的驱动方法:发光元件,根据电流量使发光亮度变化;第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;和电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容。而且,所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极;所述第七电极电连接到所述第三电极。在此,此驱动方法包括:阈值补偿步骤,对所述第二电极提供第一电位,并且,通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压;以及在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极供给的电位从所述第一电位变为第二电位的步骤。
<有关用语的记载>
本说明书中的“栅极电压”是指相对于源极的栅极电位,适当用“Vgs”表示。
此外,本说明书中的“阈值电压”是指晶体管从截止(OFF)状态(所谓无漏极电流流过的状态)转变到导通(ON)状态(流过漏极电流的状态)时的、成为界限的栅极电压,适当地将“阈值电压”简称为“阈值”。
附图说明
图1是例示本发明的比较对象技术相关的图像显示装置的像素电路7的图。
图2是示意性地表示在本发明的比较对象技术相关的像素电路7中产生的寄生电容的图。
图3是表示本发明的比较对象技术相关的图像显示装置的驱动波形的时序图。
图4是例示本发明的比较对象技术相关的像素电路7的工作的电路图。
图5是例示本发明的比较对象技术相关的像素电路7的工作的电路图。
图6是例示本发明的比较对象技术相关的像素电路7的工作的电路图。
图7是例示本发明的比较对象技术相关的像素电路7的工作的电路图。
图8是例示本发明的比较对象技术相关的像素电路7的工作的电路图。
图9是例示本发明的比较对象技术相关的驱动晶体管中的栅极-源极间的电压和漏极-源极间的电流的关系的图。
图10是例示本发明的比较对象技术相关的将Vth补偿期间设定为2ms时的驱动晶体管中的栅极-源极间的电压值的时效变化图。
图11是例示本发明的比较对象技术相关的将Vth补偿期间设定为2ms时的驱动晶体管中的漏极-源极间的电压值的时效变化图。
图12是例示本发明的比较对象技术相关的将Vth补偿期间设定为0.2ms时的驱动晶体管中的栅极-源极间的电压值的时效变化图。
图13是例示本发明的比较对象技术相关的将Vth补偿期间设定为0.2ms时的驱动晶体管中的漏极-源极间的电压值的时效变化图。
图14是例示本发明的第一实施方式相关的图像显示装置1A的示意结构的图。
图15是例示本发明的第一实施方式相关的显示部200的结构的方块图。
图16是例示本发明的第一实施方式相关的图像显示装置1A的像素电路7A的图。
图17是示意性地表示在本发明的第一实施方式相关的像素电路7A中产生的寄生电容的图。
图18是表示本发明的第一实施方式相关的像素电路7A的驱动波形的时序图。
图19是表示本发明的第一实施方式相关的驱动晶体管的栅极-源极间的电压的时效变化图。
图20是表示本发明的第一实施方式相关的驱动晶体管的漏极-源极间的电压的时效变化图。
图21是表示本发明的第二实施方式相关的驱动波形的时序图。
图22是表示本发明的第三实施方式相关的驱动波形的时序图。
图23是表示变化例相关的图像显示装置的驱动波形的时序图。
图24是例示变化例相关的图像显示装置的像素电路7P的图。
图25是表示变化例相关的图像显示装置的驱动波形的时序图。
图26是表示变化例相关的图像显示装置的驱动波形的时序图。
图27是表示变化例相关的图像显示装置的驱动波形的时序图。
图28是表示变化例相关的图像显示装置的驱动波形的时序图。
具体实施方式
下面,根据附图说明本发明的实施方式。
在说明实施方式之前,根据图1至图13说明成为后述的本发明的实施方式相关的图像显示装置的比较对象的图像显示装置(比较对象技术相关的图像显示装置)。在此,图像显示装置结构为包括所谓的根据电流值调节发光亮度的有机EL显示器。此图像显示装置中,配置多个像素,在各像素中配置有机EL元件。
<像素电路的结构>
图1是表示构成比较对象技术相关的图像显示装置的1个像素部分的像素电路(驱动电路)7的构成例的图。
像素电路7包括:有机EL元件(OLED)1、驱动晶体管2、阈值(Vth)补偿用晶体管3及电容器4。
有机EL元件1由有机物等构成,是一种发光亮度根据流过发光层的电流量进行变化的发光元件。此有机EL元件1具有阳极1a和阴极1b,阳极1a电连接至输电线中在有机EL元件1发光时成为高电位侧的电源线的VDD线Lvd。阴极1b通过驱动晶体管2电连接至输电线中在有机EL元件1发光时成为低电位侧的电源线的VSS线Lvs。
驱动晶体管2串联地电连接至有机EL元件1,是一种通过调整有机EL元件1中的电流量来控制有机EL元件1的发光亮度的晶体管。在此,驱动晶体管2由作为采用载流子(carrier)是电子类型(n型)的MIS(金属绝缘体半导体,Metal Insulator Semiconductor)结构的场效应晶体管(FET:Field Effect Transistor)一种的薄膜晶体管(TET:Thin FilmTransistor)即n-MISFETTFT构成。
此驱动晶体管2具有第一至第三电极2ds、2sd、2g。第一电极2ds电连接至有机EL元件1的阴极1b,当有机EL元件1发光时、即当相对于有机EL元件1流过正方向的电流时,具有作为漏电极(以下简称为“漏极”)的功能。当相对于有机EL元件1电流向负方向流动时,具有作为源电极(以下简称为“源极”)的功能。此外,第二电极2sd电连接至VSS线Lvs,当相对于有机EL元件1流过正方向的电流时具有作为源电极(源极)的功能。当相对于有机EL元件1电流向负方向流动时,具有作为漏电极(漏极)的功能。并且,第三电极2g为栅电极(以下简称为“栅极”),电连接至电容器4的一个电极(第七电极4a)。
此外,在驱动晶体管2中,通过调整施加给第三电极2g的电位、更详细地施加在第一电极2ds或第二电极2sd和第三电极2g之间(即栅极和源极之间)的电压值,就能调整在第一电极2ds和第二电极2sd之间(以下也称为“第一-第二电极间”)流过的电流量。而且,根据施加给此第三电极(栅极)2g的电位,驱动晶体管2能可选择地被设定为在第一-第二电极间(即漏极和源极之间)能流过电流的状态(导通状态)、和不能流过电流的状态(不导通状态)。
Vth补偿用晶体管3是一种检测驱动晶体管2成为导体状态时的、相对于驱动晶体管2的第二电极2sd的第三电极2g的电位的下限值(规定的阈值电压Vth)、同时将驱动晶体管2的栅极电压调整为阈值电压Vth(以下简称为“阈值Vth”)的晶体管。再有,在此,Vth补偿用晶体管3也与驱动晶体管2相同,由n-MISFETTFT构成。
此Vth补偿用晶体管3具有第四至第六电极3ds、3sd、3g。第四电极3ds能导电地连接至电连接驱动晶体管2的第一电极2ds和有机EL元件1的阴极1b的布线。即,第四电极3ds电连接至驱动晶体管2的第一电极2ds。此外,第五电极3sd能导电地连接至电连接在连接点T1处的驱动晶体管2的第三电极(栅极)2g和电容器4的布线。即,电连接至驱动晶体管2的栅极2g。并且,第六电极3g为栅电极,电连接至扫描信号线Lss。
此外,在Vth补偿用晶体管3中,通过调整施加给第六电极3g的电位、更具体地施加在第四电极3ds或第五电极3sd和第六电极3g之间(即栅极和源极之间)的电压值,就能调整在第四电极3ds和第五电极3sd之间(以下也称为“第四-第五电极间”流过的电流的量(电流量)。而且,根据施加给此第六电极(栅极)3g的电位,Vth补偿用晶体管3能可选择地设定为在第四-第五电极间(即漏极和源极之间)能流过电流的状态(导通状态)、和不能流过电流的状态(不导通状态)。
在此,有机EL元件1由于根据电流值控制发光亮度,所以相对于发光时的驱动晶体管2的栅极电压的变化,发光亮度敏感地进行变动。特别地,在使用非晶硅构成驱动晶体管2的情况下,各个驱动晶体管2处于阈值Vth不同的倾向。因此,如果不具有补偿每像素中不同的阈值Vth的功能(Vth补偿功能)的话,在所希望的发光亮度和实际的发光亮度之间就会产生差异,作为结果就会在像素间产生发光亮度的不均匀。
因此,为了实现通过在发光前使各像素中驱动晶体管2的栅极电压与阈值Vth一致,来补偿驱动晶体管2的阈值Vth的偏差的Vth补偿功能,而设置Vth补偿用晶体管3。
电容器4结构为包括:电连接至驱动晶体管2的第三电极2g的第七电极4a;和电连接至图像信号线Lis的第八电极4b。再有,设电容器4的保持容量为规定值Cs。
而且,有机EL元件1具有施加与发光时相反的电压时作为电容器的功能,设其容量(有机EL容量)为规定值Co。此外,驱动晶体管2具有:第二电极2sd和第三电极2g之间(以下也称为“第二-第三电极间”)的寄生电容CgsTd;和第一电极2ds和第三电极2g之间(以下也称为“第一-第三电极间”)的寄生电容CgdTd。并且,Vth补偿用晶体管3具有:第五电极3sd和第六电极3g之间(以下也称为“第五-第六电极间”)的寄生电容CgsTth;和第四电极3ds和第六电极3g之间(以下也称为“第四-第六电极间”)的寄生电容CgdTth。再有,寄生电容CgsTd、CgdTd、CgsTth、CgdTth是分别由驱动晶体管2及Vth补偿用晶体管3的结构决定的规定值的电容。
图2是相对于图1所示的像素电路7的电路结构(图中用粗线记载),追加寄生电容CgsTth、CgdTth、CgsTd、CgdTd和EL元件容量Co相关的电路结构(图中用细线记载)的示意图。
如图2中所示,像素电路7中,在有机EL元件1的两电极间存在具有EL元件容量Co的电容器(元件电容器)1c,在驱动晶体管2的第二-第三电极间存在具有寄生电容量CgsTd的电容器2gs,在驱动晶体管2的第一-第三电极间存在具有寄生电容量CgdTd的电容器2gd。并且,在Vth补偿用晶体管3的第五-第六电极间存在具有寄生电容量CgsTth的电容器3gs,在Vth补偿用晶体管3的第四-第六电极间存在具有寄生电容量CgdTth的电容器3gd。
再有,在此,虽然重点说明了1个像素电路7,但有机EL显示器整体中存在多个像素电路7。由此,还存在多条扫描信号线Lss。因此,下面将多条扫描信号线Lss适当地称为“第N扫描信号线(N是自然数)Lss”。
<关于有机EL元件的发光的驱动方法>
图3是表示使有机EL元件1发光时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图3中,横轴表示时刻,从上起顺序表示(a)施加给VDD线Lvd的电位(电位Vdd)、(b)施加给VSS线Lvs的电位(电位Vss)、(c)施加给第一扫描信号线Lss的信号的电位(电位Vls1)、(d)施加给第二扫描信号线Lss的信号的电位(电位Vls2)、(e)施加给图像信号线Lis的信号的电位(电位Vlis)的波形。
此外,在图3中表示了用于使有机EL元件1一次发光的的驱动波形,1次发光相关的期间按时间顺序由Cs初始化期间P1(时刻t11~t12)、准备期间P2(时刻t12~t13)、Vth补偿期间P3(时刻t13~t14)、写入期间P4(时刻t14~t15)、元件初始化期间P5(时刻t15~t16)、以及发光期间P6(时刻t16~)构成。再有,由于写入期间P4的电位Vlis是由各有机EL元件1的发光亮度决定的任意的值,所以图3中在该电位能存在的范围内附加上斜线阴影。
图4至图8是例示驱动比较对象技术相关的图像显示装置时,关注像素电路7,在各期间产生的像素电路7的电流的流动的图。在图4至图8中,像素电路7中,用粗线表示有助于电流的流动的电路,用细线表示几乎无助于电流的流动的电路。
下面,适当参照图3及图4至图8说明比较对象技术相关的图像显示装置的驱动方法。
○Cs初始化期间P1:
在图4中,例示出Cs初始化期间P1(以下适当简称为“期间P1”)中的像素电路7的电流的流动。
在期间P1中,在VDD线Lvd及VSS线Lvs上分别施加规定的正的高电位VDD(例如15V),在所有扫描信号线Lss上施加规定的正的高电位VgH(例如15V),在图像信号线Lis上施加规定的基准电位(在此为OV)。
此时,关于Vth补偿用晶体管3,因扫描信号线Lss中的高电位VgH的施加,而在第六电极(栅极)3g上施加对应高电位VgH的正电位,成为导通状态。另一方面,关于驱动晶体管2,由于VDD线Lvd和Vss线Lvs几乎为同电位,所以驱动晶体2变为截止、成为不导通状态。
因此,在期间P1,如在图4中用空白箭头标记所示,电流从VDD线Lvd通过Vth补偿用晶体管3的第四及第五电极3ds、3sd向电容器4流动,在电容器4中积蓄规定量的电荷(例如,对应15V的电荷量)。
再有,随着期间P1中的经过时间积蓄在电容器4中的电荷量增高时,在驱动晶体管2中,会在第三电极(栅极)2g上施加超过规定值的正电位,也能成为导通状态。但是,由于VDD线Lvd及VSS线Lvs都设定为同电位VDD,所以在驱动晶体管2的第一-第二电极间就没有电流流过。
○准备期间P2:
图5中例示出准备期间P2(以下适当简称为“期间P2”)中的像素电路7的电流的流动。
在期间P2,在VDD线Lvd上施加负的规定电位-Vp(例如-7V),在VSS线Lvs上施加规定的基准电位(在此为0V),在所有扫描信号线Lss上施加规定的低电位VgL(例如-10V),在图像信号线Lis上施加规定的高电位VdH(例如10V)。
此时,关于Vth补偿用晶体管3,由于因扫描信号线Lss中的低电位VgL的施加,而在第六电极(栅极)3g上几乎未施加正的电位,所以成为不导通状态。关于驱动晶体管2,因图像信号线Lis中的高电位VdH的施加,而在第三电极(栅极)2g上施加对应高电位VdH的正电位(例如15+10=25V),成为导通状态。
而且,由于VSS线Lvs比VDD线Lvd电位仅高Vp,所以如图5中用空白箭头标记所示,电流从VSS线Lvs通过驱动晶体管2的第二及第一电极2sd、2ds向有机EL元件1流动。其结果,在有机EL元件1即元件电容器1c中积蓄对应VDD线Lvd和VSS线Lvs之间的电位差的规定量的电荷(例如,对应7V的电荷量)。
○Vth补偿期间P3:
图6中例示出Vth补偿期间P3(以上适当简称为“期间P3”)中的像素电路7的电流的流动。
在期间P3中,在VDD线Lvd及VSS线Lvs上分别施加规定的基准电位(在此为0V),在所有扫描信号线Lss上施加高电位VgH,在图像信号线Lis上施加高电位VdH(例如10V)。
此时,关于Vth补偿用晶体管3,因扫描信号线Lss中的高电位VgH的施加,而在第六电极(栅极)3g上施加对应高电位VgH的正电位,成为导通状态。此外,关于驱动晶体管2,在期间P3的初期,因积蓄在电容器4中的电荷和施加给图像信号线Lis的电位VdH,而成为导通状态。
因此,在期间P3的初期,如图6中用空白箭头标记所示,伴随积蓄在电容器4中的电荷的电流从电容器4流向Vth补偿用晶体管3的第五及第四电极3sd、3ds,进一步通过驱动晶体管2的第一及第二电极2ds、2sd向VSS线Lvs流动。此外,伴随积蓄在元件电容器1c中的电荷的电流通过驱动晶体管2的第一及第二电极2ds、2sd向VSS线Lvs流动。
但是,随着积蓄在电容器4中的电荷的电流从电容器4流向VSS线Lvs,积蓄在电容器4中的电荷减少。而且,一旦相对于与驱动晶体管2的第二电极2sd的第三电极2g的电位Vgs(以下也称为“第三-第二电极间”减少到阈值Vth,则驱动晶体管2就成为不导通状态。此时,成为在电容器4中积蓄对应阈值Vth的电荷的状态。像这样,在期间P3中,在电容器4中积蓄对应阈值Vth的电荷,补偿各像素中不同的阈值Vth的偏差。
○写入期间P4:
图7中例示出写入期间P4(以上适当简称为“期间P4”)中的像素电路7的电流的流动。
在期间P4中,在VDD线Lvd及VSS线Lvs上分别施加基准电位0V,同时在进行对应像素数据信号的电荷的积蓄的处理(数据写入处理)的实施对象像素中对扫描信号线Lss施加高电位VgH,在图像信号线Lis上施加电位(VdH-Vdata)。再有,电位Vdata是像素数据信号的电位,是与对应构成图像的像素的亮度的灰度等级的值相对应的电位。
此时,关于Vth补偿用晶体管3,因扫描信号线Lss中的高电位VgH的施加,而在栅极上施加对应高电位VgH的正电位,成为导通状态。另一方面,关于驱动晶体管2,对图像信号线Lis施加期间P3中的电位VdH以下的电位(VdH-Vdata),由于栅极电压为阈值Vth以下,所以成为不导通状态。
因此,在期间P4中,如图7中用空白箭头标记所示,电流从有机EL元件1(即元件电容1c)通过Vth补偿用晶体管3的第四及第五电极3ds、3sd,流向电容器4。其结果,在已积蓄的对应阈值Vth的电荷上加上对应电位Vdata的电荷并积蓄在电容器4中。即,在期间P4中,在电容器4中积蓄对应有机EL元件1的发光亮度的电荷。换言之,在期间P4,在电容器4中积蓄对应像素电路7中的像素数据信号的电荷。
电容器4的第七电极4a的电位(驱动晶体管2的栅极电位)的变化量是图像信号线Lis的电位的变化量、与电容器4的保持容量Cs和元件电容器1c的EL元件容量Co之比(容量比)的乘积。即,在图像信号线Lis的电位从VdH变化为Vdata的时候,驱动晶体管2的栅极电位仅变化(Vdata-VdH)·Cs/(Cs+Co)。例如,在VdH=10V、Vdata=5V、Cs∶Co=1∶2的情况下,图像信号线Lis的电位变化-5V,驱动晶体管2的栅极电位由于电荷从有机EL元件1向电容器4的移动,而变化(5-10)·1/(1+2)=-5/3V。像这样,因积蓄在电容器4中的电荷的移动,而图像信号线Lis的电位的变化在驱动晶体管2的栅极电位中被反映。
○元件初始化期间P5:
关于元件初始化期间P5(以下适当简称为“期间P5”),分别在VDD线Lvd及VSS线Lvs上施加规定的负电位-Vp,在所有扫描信号线Lss上施加低电位VgL,在图像信号线Lis上施加高电位VdH。此时,Vth补偿用晶体管3成为不导通状态,驱动晶体管2成为导通状态。而且,在VDD线Lvd及VSS线Lvs之间没有电位差,由于将VSS线Lvs设定为负电位-Vp,所以积蓄在有机EL元件1(即元件电容器1c)中的电荷向VSS线Lvs释放,积蓄在有机EL元件1中的电荷被释放出。
○发光期间P6:
图8中例示出发光期间P6(以上适当简称为“期间P6”)中的像素电路7的电流的流动。
在期间P6,在VDD线Lvd上施加正的高电位VDD。在VSS线Lvs上施加基准电位0V。在扫描信号线Lss上施加低电位VgL。在图像信号线Lis上施加高电位VdH。
此时,关于Vth补偿用晶体管3,因扫描信号线Lss中的低电位VgL的施加,而成为不导通状态。关于驱动晶体管2,因为对图像信号线Lis施加高电位VdH,所以Vgs比阈值Vth增高仅对应在期间P4中积蓄在电容器4中的电荷量(对应电位Vdata的电荷量)的电位的部分,成为导通状态。
例如,在Vdata=5V、Cs∶Co=1∶2的情况下,在期间P4积蓄在电容器4中的电荷对应于比阈值Vth仅低5/3V的电位([Vth-5/3]V)。而且,在期间P6,对图像信号线Lis施加比期间P4仅高Vdata(=5V)的电位,对第三电极(栅极)2g施加比阈值Vth仅高10/3V的电位([Vth+10/3]V=[Vth-(5/3)+5]V)。
而且,VDD线Lvd是比VSS线Lvs仅高电位VDD的电位,驱动晶体管2对应电位Vdata成为在第一-第二电极间流过电流的导通状态。由此,如图8中用空白箭头标记所示,相对于有机EL元件1流过对应电位Vdata的电流。其结果,有机EL元件1以对应电位Vdata的亮度发光。就是说,在期间P6,从各像素射出对应像素数据信号的亮度的光。
在此,关于有机EL元件1发光时的驱动晶体管2,在Vgs、Vdata、Vth间下式(1)成立。
[式1]
Vgs=Vth+a×Vdata+d …(1)
上式(1)的a、d是常数。
此外,设在驱动晶体管2的第一-第二电极间(漏极-源极间)流过的电流为Ids时,下式(2)成立。
[式2]
Ids=(β/2)×(Vgs-Vth)2
=(β/2)×(a×Vdata+d)2…(2)
由于有机EL元件1的发光亮度,基本上与流过有机EL元件1的电流密度成比例,所以通过使用图3所示的驱动波形的控制,就能在各像素中得到所希望的发光亮度。
图像显示装置中显示的画面的实际的亮度(即能分辨的亮度)是在按时间顺序发光期间中的亮度上乘以能率比(使有机EL元件1一次发光的1帧部分的期间(以下称为“1帧区间”)的发光期间P6的比率、即[发光期间/1帧期间]的亮度。例如,在期间P6中的亮度为500cd/m2、能率比为0.4(即发光期间的占有率为40%)的情况下,实际的亮度为在500cd/m2上乘以0.4的200cd/m2。
于是,如上所述,虽然有机EL元件1的发光亮度基本上与有机EL元件1的电流密度成比例,但流过有机EL元件1的电流密度越高就越促进有机EL元件1的老化,导致有机EL元件1的寿命短、进而导致图像显示装置的寿命短。
在此,作为用于实现图像显示装置的长寿命化的1个方法,考虑试图降低电流密度提高能率比。而且,虽然为了提高能率比,必须缩短1帧周期中的期间P6以外的期间P1~P5,但由于期间P2、P4、P5已经非常短,所以考虑缩短Vth补偿期间P3的设计。
但是,本发明者发现单单缩短Vth补偿期间P3,会产生各种问题。以下说明这些问题。
图9是例示驱动晶体管2中的第三-第二电极间(即栅极-源极间)的电位差(电压值)Vgs和流过第一-第二电极间(即漏极-源极间)的电流的电流值Ids的关系的图。图9中使用上式(2)计算的电压值Vgs和电流值Ids的关系用虚线表示,实验求出的电压值Vgs和电流值Ids的关系用实线表示。
如图9所表明的,在电压值Vgs被设定在阈值Vth(在此约2.1V)附近的情况下,关于电流值Ids,为实测值比计算值大的值。即,在驱动晶体管2中,即使设定为电压值Vgs=阈值Vth,也产生流过漏极-源极间的电流(以下称为“漏电电流”)。
图10是例示将Vth补偿期间P3设定为2毫秒(ms)时的驱动晶体管2的栅极-源极间的电位差(电压值)Vgs的时效变化(实测值)的图,图11是例示将期间P3设定为2ms时的驱动晶体管2中的漏极-源极间的电位差(电压值)Vds的时效变化(实测值)的图。在此,在期间P3的开始时刻,进行调整,将电压值Vgs、Vds都设定为8V。
再有,图10及图11的横轴表示距期间P3开始时的经过时间,图10的纵轴表示电压值Vgs,图11的纵轴表示电压值Vds。此外,在图10及图11中,分别表示阈值Vth不同的5种驱动晶体管2相关的电压值Vgs、Vds的时效变化,即从上起顺序地分别表示阈值Vth=6.2V时的时效变化(细线)、阈值Vth=5.2V时的时效变化(细虚线)、阈值Vth=4.2V时的时效变化(细一点划线)、阈值Vth=3.2V时的时效变化(粗线)、阈值Vth=2.2V时的时效变化(粗虚线)。
关于电压值Vgs,如图10所示,在距期间P3的开始约100μs达到阈值Vth后,由于漏极-源极间的漏电电流而慢慢地下降。然后,在距期间P3的开始2ms转移到期间P4时,在驱动晶体管2的栅极电位中,产生Vth补偿用晶体管3的所谓的击穿(伴随Vth补偿用晶体管3的栅极电位的变化、寄生电容量中电位变动的现象),驱动晶体管2的电压值Vgs急剧下降约0.3~0.4V。此后,驱动晶体管2的电压值Vgs基本上固定地变化。
再有,本说明书中,将因Vth补偿用晶体管3的栅极电位的变化而转移到不导通状态时的驱动晶体管2的栅极的电位变化量称为“击穿”。
如此,在向期间P4转移后,保持驱动晶体管2的电压值Vgs几乎固定是因为Vth补偿用晶体管3变为在源极-漏极间无电流流过的不导通状态,电荷未从电容器4中释放。
此外,关于在期间P2积蓄在有机EL元件1(即元件电容器1c)中的电荷引起的的电压值Vds,如图11所示,在期间P3的初期(距开始700μs止)急剧减少,从期间P3的中期到终期(700μs~2ms)慢慢地减少。然后,在从期间P3转移到期间P4时,产生所谓击穿,驱动晶体管2的电压值Vds急剧下降约0.5V。此后,驱动晶体管2的电压值Vds基本上固定变化。
如此,在向期间P4转移后,几乎固定地保持驱动晶体管2的电压值Vds的现象是根据下记机制(mechanism)的现象。如图9中所示,电压值Vgs降到阈值Vth以下之后,为了使期间P3尽可能持续足够的时间,所以基于驱动晶体管2的漏极-源极间的漏电电流的产生,而充分地降低驱动晶体管2的电压值Vgs。其结果,由于达到在驱动晶体管2的漏极-源极间几乎不产生漏电电流的状态,所以电荷基本上不从元件电容1c释放到VSS线Lvs上。再有,由于Vgs低于Vth的量不取决于Vth,所以在所有像素中仅仅是产生相同的偏置电压,不妨碍检测各像素的Vth的不同。
图12是例示将Vth补偿期间P3设定为0.2毫秒(ms)时的驱动晶体管2中的栅极-源极间的电位差(电压值)Vgs的时效变化(实测值)的图,图13是例示将期间P3设定为0.2ms时的驱动晶体管2中的漏极-源极间的电位差(电压值)Vds的时效变化(实测值)的图。在此,在期间P3的开始时刻,进行调整将电压值Vgs、Vds都设定为8V。
再有,与图10及图11一样,图12及图13的横轴表示距期间P3开始时的经过时间,图12的纵轴表示电压值Vgs,图13的纵轴表示电压值Vds。此外,与图10及图11一样,在图12及图13中,分别表示阈值Vth不同的5种驱动晶体管2相关的电压值Vgs、Vds的时效变化,即从上起顺序地分别表示阈值Vth=6.2V时的时效变化(细线)、阈值Vth=5.2V时的时效变化(细虚线)、阈值Vth=4.2V时的时效变化(细一点划线)、阈值Vth=3.2V时的时效变化(粗线)、阈值Vth=2.2V时的时效变化(粗虚线)。
关于电压值Vgs,如图12所示,在期间P3(经过时间=0~0.2ms)急速减少到低于阈值Vth的值。然后,在距期间P3的开始0.2ms转移到期间P4时(经过时间=0.2ms),在驱动晶体管2的栅极电位中,因Vth补偿用晶体管3的栅极电位变化而产生击穿,驱动晶体管2的电压值Vgs急剧下降约0.3~0.4V。此后,驱动晶体管2的电压值Vgs基本上固定地变化。
如此,在向期间P4转移后,保持驱动晶体管2的电压值Vgs几乎固定是因为Vth补偿用晶体管3变为在源极-漏极间无电流流过的不导通状态,电荷未从电容器4中释放。
关于电压值Vds,如图13所示,在期间P3的初期(经过时间=0~0.2ms)急剧减少,同时在急剧减少的中途,从期间P3转移到期间P4。然后,在从期间P3转移到期间P4(经过时间=0.2ms)时,产生所谓击穿,驱动晶体管2的电压值Vds急剧下降约0.5V。并且,此后,驱动晶体管2的电压值Vds表现出随经过时间慢慢地减少的倾向。
如此,在向期间P4转移后,驱动晶体管2的电压值Vds根据下记机制,随着经过时间慢慢地下降。如图9中所示,电压值Vgs降到阈值Vth以下之后,仅使期间P3持续少的时间,由于在驱动晶体管2的漏极-源极间产生漏电电流,所以驱动晶体管2的电压值Vgs下降的量不充分,维持在驱动晶体管2的漏极-源极间产生漏电电流的状态。由此,电荷慢慢地从元件电容1c释放到VSS线Lvs上。
然后,从向期间P4转移到进行数据写入处理的期间,因构成图像显示装置的像素的位置和图像显示装置的驱动方法不同而不同,来自元件电容器1c的电荷的释放量,即使在距向期间P4转移300μs的期间也达到0.1V以上。
因此,单一地缩短Vth补偿期间P3,在向写入期间P4转移之后进行数据写入处理的像素、和在从转移到期间P4经过相当的期间后进行数据写入处理的像素之间,在从元件电容器1c释放的电荷量中产生差异。由此,由于在数据写入处理时积蓄在电容器4中的电荷量在元件间分散,发光期间P6中的驱动晶体管20的栅极电压偏离所希望的值,所以在图像显示装置的画面中得不到所希望的亮度,就会产生亮度的不均匀。
此外,在写入期间P4,在共同连接到1根图像信号线Lis的多个像素间,在对1个像素的数据写入处理时施加给图像信号线Lis的电位对数据写入处理前的其它像素造成影响。
更详细地,例如,在1个像素中,在电容器4中积蓄对应高亮度的电荷的情况下,施加给图像信号线Lis的电位相对地变低,在电容器4中积蓄对应低亮度的电荷的情况下,施加给图像信号线Lis的电位相对地变高。因此,在对1个像素相关的图像信号线Lis上施加高电位的情况下,由于即使在数据写入处理前的其它像素中也对图像信号线Lis施加高电位,所以驱动晶体管2的栅极电压上升,在驱动晶体管2的漏极-源极间容易产生漏电电流。
其结果,在共同连接到1根图像信号线Lis的像素组中、存在规定数以上进行低亮度的发光的像素的情况下,得不到所希望的亮度。就是说,由于共同连接到1根图像信号线Lis的多个像素中的进行低亮度的发光像素所占的比例不同,从而会导致在图像显示装置的画面中产生筋状的斑纹(所谓串扰)。
因此,本专利的发明人们,创出即使缩短Vth补偿期间P3,在画面上也难以产生亮度不均匀和串扰的图像显示图像及其驱动方法。以下对此进行说明。
<第一实施方式>
<图像显示装置的示意结构>
图14是例示本发明的第一实施方式相关的图像显示装置的示意结构的图。
便携电话机1A是具备显示控制部100和显示部200的能携带的电子设备,具有用显示部200显示源于动画的各种图像的图像显示装置的功能。再有,下面还将便携电话机1A适当地称为“图像显示装置1A”。
显示控制部100是根据图像信号控制显示部200中的图像显示的部位。
显示部200例如是由具有近似长方形的轮廓的有机EL显示器(有机电致发光显示器,Organic electroluminescence display)、和输入自显示控制部100提供的各种信号的驱动机构构成的部位。有机EL显示器是一种具有通过使电流流过有机材料来使材料自己发光的自发光型的发光元件的自发光型图像显示装置。
此外,有机EL显示器具有用于向各像素提供对应发光亮度的数据信号(像素数据信号)的图像信号线,和相对于该图像信号线几乎正交设计的、用于向各像素提供扫描信号的扫描信号线。再有,扫描信号是用于控制通过图像信号线向各像素提供像素信号的时序的信号。
驱动机构包括:电连接至图像信号线、控制向图像信号线提供像素信号的时序的X驱动器(图像信号线驱动电路);和电连接至扫描信号线,控制向扫描信号线提供扫描信号的时序的Y驱动器(扫描信号线驱动电路)。例如,在便携电话机1A中,沿有机EL显示器的短边配置X驱动器,沿有机EL显示器的长边配置Y驱动器。
<显示部的示意结构>
图15是表示显示部200的示意结构的方框图。再有,图15中,为了明确方位关系表示了正交的XY二轴。
显示部200包括:有机EL显示器AA;时序产生电路TC;输电控制部EC;图像信号线驱动电路(X驱动器)Xd;及扫描信号线驱动电路(Y驱动器)Yd。
有机EL显示器AA中,多个像素电路7A沿纵方向(Y方向)及横方向(X方向)排列成矩阵状(即网格状)。而且在平行Y方向的像素电路7A的各列上分别设置图像信号线Lis,各图像信号线Lis共同地电连接至多个像素电路7A。此外,在平行X方向的像素电路7A的各行中分别设置扫描信号线Lss,各扫描信号线Lss共同地电连接至多个像素电路7A。
时序产生电路TC与从显示控制部100传送过来的图像数据(例如RGB的像素信号)D同步,对图像信号线驱动电路Xd发送控制从图像信号线驱动电路Xd对各图像信号线Lis提供的像素信号的时序的信号,对扫描信号线驱动电路Yd发送控制从扫描信号线驱动电路Yd对各扫描信号线Lss提供的扫描信号的时序的信号。
图像信号线驱动电路Xd响应来自时序产生电路TC的信号对图像信号线Lis提供像素信号。此外,扫描信号线驱动电路Yd,响应来自时序产生电路TC的信号,对扫描信号线Lss提供扫描信号。通过这样的时序产生电路TC的控制,通过图像信号线Lis适当地向各像素电路7A提供像素信号。
输电控制部EC是一种控制对各像素电路7A的电力(具体地发光等所需的电力)提供的部分,既能由硬件即电路结构实现,也能通过用CPU执行软件来实现。
<像素电路的结构>
图16是例示构成图像显示装置1A的1个像素的驱动电路(像素电路)7A的结构的图。
像素电路7A中,将比较对象技术相关的像素电路7的Vth补偿用晶体管3替换为具有本发明的特征的功能/结构的Vth补偿用晶体管3A。
下面,说明第一实施方式相关的像素电路7A,在此,对像素电路7A中与像素电路7相同的部分附加相同的标记并省略说明,主要说明不同的部分。
Vth补偿用晶体管3A与比较对象技术相关的Vth补偿用晶体管3相同,是一种检测在驱动晶体管2的第一-第二电极间(即漏极-源极间)能流过电流的驱动晶体管2的第三-第二电极间(即栅极-源极间)的电位差(即栅极电压)的下限值(阈值Vth)、同时将驱动晶体管2的栅极电压调整为阈值电压Vth的晶体管。再有,Vth补偿用晶体管3A也与比较对象技术相关的Vth补偿用晶体管3相同,由所谓的n-MISFETTFT构成。
此外,Vth补偿用晶体管3A与比较对象技术相关的Vth补偿用晶体管3相同,与其它的部分电连接。具体地,由于Vth补偿用晶体管3A的第四电极3ds能导电地连接至电连接驱动晶体管2的第一电极2ds和有机EL元件1的阴极1b的布线,所以电连接至驱动晶体管2的第一电极2ds。
此外,由于Vth补偿用晶体管3A的第五电极3sd能导电地连接至电连接在连接点T1处的驱动晶体管2的第三电极(栅极)2g和电容器4的第七电极4a的布线,所以电连接至驱动晶体管2的第三电极(栅极)2g。而且,Vth补偿用晶体管3A的第六电极(栅极)3g电连接至扫描信号线Lss。
而且,在Vth补偿用晶体管3A中,产生第六-第五电极间的寄生电容量CgsTthA和第六-第四电极间的寄生电容量CgdTthA。
图17与图2相同,是对图16所示的像素电路7A的电路结构(图中用粗细记载)追加寄生电容CgsTthA、CgdTthA、CgsTd、CgdTd和EL元件容量Co相关的电路结构(图中用细线记载)的电路图。
如图17中所示,像素电路7A中,在有机EL元件1的两电极间存在具有EL元件容量Co的电容器(元件电容器)1c。在驱动晶体管2的第二-第三电极间存在具有寄生电容量CgsTd的电容器2gs,在驱动晶体管2的第一-第三电极间存在具有寄生电容量CgdTd的电容器2gd。此外,在Vth补偿用晶体管3A的第五-第六电极间存在具有寄生电容量CgsTthA的电容器3Ags,在Vth补偿用晶体管3A的第四-第六电极间存在具有寄生电容量CgdTthA的电容器3Agd。
在像素电路7A中,与比较对象技术不同,关于Vth补偿用晶体管3A的寄生电容量CgsTthA、CgdTthA,通过使下式(3)的关系成立,来进行调整以便增加寄生电容量CgsTthA。
[式3]
[CgsTthA]>[CgdTthA]…(3)
作为使上式(3)的关系成立的调整方法,例如,在Vth补偿用晶体管3A的元件结构中,如果第五电极3sd和第六电极3g相对的面积比第四电极3ds和第六电极3g相对的面积大的话,则上式(3)的关系成立。
而且,例如通过使第五电极3sd和第六电极3g相对的面积比第四电极3ds和第六电极3g相对的面积大2倍以上,就能将寄生电容量CgsTthA设定为比寄生电容量CgdTthA大2倍以上的足够大的值。
下面说明设比较对象技术相关的寄生电容量CgsTth、CgdTth都为3.6毫微微法拉(fF),本实施方式中,设定寄生电容量CgdTthA为3.6fF,寄生电容量CgsTthA为CgdTth的5倍的18fF的例子。
<驱动方法>
图18是表示驱动图像显示装置1A时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图18中,与图3一样,横轴表示时刻,从上起顺序表示(a)施加给VDD线Lvd的电位(电位Vdd)、(b)施加给VSS线Lvs的电位(电位Vss)、(c)施加给第一扫描信号线Lss的信号的电位(电位Vls1)、(d)施加给第二扫描信号线Lss的信号的电位(电位Vls2)、(e)施加给图像信号线Lis的信号的电位(电位Vlis)的波形。
此外,在图18中与图3相同,表示用于使有机EL元件1一次发光的驱动波形,1次发光相关的期间按时间顺序由Cs初始化期间P1(时刻t1~t2)、准备期间P2(时刻t2~t3)、Vth补偿期间P3(时刻t3~t4)、写入期间P4(时刻t4~t5)、元件初始化期间P5(时刻t5~t6)、以及发光期间P6(时刻t6~)构成。再有,由于写入期间P4的电位Vlis是由有机EL元件1的发光亮度决定的任意的值,所以在图18中与图3相同,在该电位能存在的范围内附加上斜线阴影。
再有,由于图像显示装置1A的驱动时(具体为期间P1~P6)的像素电路7A的电流的流动与比较对象技术相关的像素电路7中的(即图4至图8所示)相同,所以在此省略说明。此外,利用输电控制部EC控制对于VDD线Lvd和VSS线Lvs之间的电压的施加即对像素电路7A的电力的提供(输电)。
此外,由于在图18中所示的期间P1~P6中施加给各部的电位与图3所示的相同,所以在此省略说明。
但图18所示的期间P1~P6的长度,仅Vth补偿期间P3(图18中带沙点阴影的时刻t3~t4的期间)比图3所示的期间P3短。
具体地,图18所示的期间P1(时刻t1~t2)和图3所示的期间P1(时刻t11~t12)长度相同,图18所示的期间P2(时刻t2~t3)和图3所示的期间P2(时刻t12~t13)长度相同,图18所示的期间P4(时刻t4~t5)和图3所示的期间P4(时刻t14~t15)长度相同,图18所示的期间P5(时刻t5~t6)和图3所示的期间P5(时刻t15~t16)长度相同,但图18所示的Vth补偿期间P3(时刻t3~t4)比图3所示的期间P3(时刻t13~t14)短。例如,列举图3所示的期间P3为2ms,图18所示的期间P3为0.2ms的情形。
<关于Vth补偿期间的缩短和其影响>
图19是例示将Vth补偿期间P3设定为0.2ms时的驱动晶体管2的第三-第二电极间(即栅极-源极间)的电位差(电压值)Vgs的时效变化(实测值)的图,图20是例示将期间P3设定为0.2ms时的驱动晶体管2中的第一-第二电极间(即漏极-源极间)的电位差(电压值)Vds的时效变化(实测值)的图。在此,在期间P3的开始时刻,进行调整,以便将电压值Vgs、Vds都设定为8V。
与图10及图11一样,图19及图20的横轴表示距期间P3开始时的经过时间,图19的纵轴表示电压值Vgs,图20的纵轴表示电压值Vds。
此外,在图19及图20中,与图10及图11一样,分别表示阈值Vth不同的5种驱动晶体管2相关的电压值Vgs、Vds的时效变化,即从上起顺序分别表示阈值Vth=6.2V时的时效变化(细线)、阈值Vth=5.2V时的时效变化(细虚线)、阈值Vth=4.2V时的时效变化(细一点划线)、阈值Vth=3.2V时的时效变化(粗线)、阈值Vth=2.2V时的时效变化(粗虚线)。
关于电压值Vgs,如图19所示,在期间P3(经过时间=0~0.2ms)急速减少到比阈值Vth低的值。然后,在转移到期间P4时(经过时间=0.2ms),在驱动晶体管2的栅极电位中,因Vth补偿用晶体管3A的栅极电位的变化而产生击穿,驱动晶体管2的电压值Vgs急剧下降约1V以上。此后,驱动晶体管2的电压值Vgs基本上固定地变化。
如此,在向期间P4转移后,保持驱动晶体管2的电压值Vgs几乎固定是因为Vth补偿用晶体管3A变为在第四-第五电极间(即漏极-源极间)无电流流过的不导通状态,电荷未从电容器4中释放。
接着,关于电压值Vds,如图20所示,在期间P3(经过时间=0~0.2ms)间急剧减少,同时在急剧减少的中途,从期间P3转移到期间P4。而且,在从期间P3转移到期间P4(经过时间=0.2ms)时,产生所谓击穿,驱动晶体管2的电压值Vds急剧下降约0.5V。此后,驱动晶体管2的电压值Vds基本上固定变化。
如此,在向期间P4转移后,几乎固定地保持驱动晶体管2的电压值Vds的现象是根据下记机制的现象。在此如图19中所示,由于在从期间P3移动到期间P4时因击穿而驱动晶体管2的电压值Vgs急剧下降的量(例如1V以上)比因图10及图12中所示的比较对象技术相关的击穿而驱动晶体管2的电压值Vgs急剧下降的量(例如0.3~0.4V)大2倍以上,所以驱动晶体管2的电压值Vgs充分下降。其结果,由于驱动晶体管2成为在源极-漏极间几乎不产生漏电电流的状态,所以电荷基本上不从元件电容1c释放到VSS线Lvs上。
在此,说明因击穿而驱动晶体管2中的电压值Vgs的急剧下降量增加的理由。
驱动晶体管2的栅极电压(电压值Vgs)的基于Vth补偿用晶体管3A的击穿的电压(击穿电压即栅极电位变化时寄生电容量中电位变动的量)MV,使用Vth补偿用晶体管3A的栅极电位的高电位VgH、低电位VgL,用下式(4)表示。
[式4]
MV=CgsTthA×(VgL-VgH)/(Cs+CgsTthA+CgdTd+CgsTd)…(4)
此外,如上所述,关于本实施方式相关的Vth补偿用晶体管3的寄生电容量CgsTthA、CgdTthA,使上式(3)的关系成立,并使寄生电容量CgsTthA增加。而且如上式(4)所示,如果因寄生电容量CgsTthA的增加而击穿电压的绝对值增大,那么在从期间P3转移到期间P4时驱动晶体管2的栅极电压(电压Vgs)急剧下降的量变大。
如此,一旦驱动晶体管2中的电压值Vgs的急剧下降量增大,驱动晶体管2就成为在源极-漏极间没有足够电流流过的不导通状态。为此,即使缩短期间P3,在转移到期间P4之后进行数据写入处理的像素、和自转移到期间P4经过相当的期间后进行数据写入处理的像素中,在从元件电容器1c中释放的电荷量中也基本上未出现差异。因此,能一方面抑制画面上的亮度不均匀和串扰的产生、一方面缩短Vth补偿期间P3。
例如,还能将期间P3从2ms向0.2ms缩短1.8ms,通过将此缩短部分(1.8ms)利用在期间P6的延长中,就能在比较对象技术的能率比为30%的情况下,将能率比大幅地增大为40.8%。由于通过此能率比的增大,提高能分辨的发光亮度,所以能降低用于实现相同的发光亮度所需的电流密度。
如上所述,第一实施方式相关的图像显示装置1A中,在Vth补偿用晶体管3A中,设定第五-第六电极间的寄生电容量CgsTthA使其成为比第四-第六电极间的寄生电容量CgdTthA大的值。通过这样的结构,由于增大了在Vth补偿用晶体管3A从导通状态向不导通状态转移时产生的驱动晶体管2的栅极电位的变化量,所以即使缩短Vth补偿期间P3,驱动晶体管2也达到不导通状态。其结果,即使缩短Vth期间P3,在写入期间P4各像素中直到积蓄对应图像数据信号的电荷为止,积蓄在有机EL元件1中的电荷的下降量几乎未产生差异。因此,能一方面抑制画面上的亮度不均匀和串扰的产生、一方面实现图像显示装置1A的长寿命化。
此外,当将寄生电容量CgsTthA设定为比寄生电容量CgdTthA大2倍以上足够大的值时,在Vth补偿用晶体管3A从导通状态移向不导通状态时,在驱动晶体管2中产生的栅极电位的变化会大大增加。由此,即便进一步缩短Vth补偿期间P3,在转移到写入期间P4时,驱动晶体管2也容易达到不导通状态。因此,能一方面抑制画面上的亮度不均匀和串扰的产生、一方面进一步实现图像显示装置1A的长寿命化。
<第二实施方式>
第一实施方式相关的图像显示装置1A中,在Vth补偿用晶体管3A中,通过将寄生电容量CgsTthA设定为比寄生电容量CgdTthA大的值,就能使在Vth补偿用晶体管3A从导通状态转移到不导通状态时产生的驱动晶体管2的栅极电位的下降量增大,即使缩短期间P3,在转移到期间P4时驱动晶体管2也容易达到不导通状态。相对于此,在第二实施方式相关的图像显示装置1B中,通过适当调整施加给图像信号线Lis的信号的电位,即使缩短期间P3,在转移到期间P4时驱动晶体管2也能达到不导通状态。
下面,说明第二实施方式相关的图像显示装置1B。
下面,对于与第一实施方式相同的部分、期间、电位赋予相同的标记并省略说明,主要说明不同点。
图21是表示驱动图像显示装置1B时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图21中,与图3及图18相同,横轴表示时刻,从上起顺序表示(a)施加给VDD线Lvd的电位(电位Vdd)、(b)施加给VSS线Lvs的电位(电位Vss)、(c)施加给第一扫描信号线Lss的信号的电位(电位Vls1)、(d)施加给第二扫描信号线Lss的信号的电位(电位Vls2)、(e)施加给图像信号线Lis的信号的电位(电位Vlis)的波形。
此外,在图21中与图3及图18相同,表示了用于使有机EL元件1一次发光的驱动波形,1次发光相关的期间按时间顺序由Cs初始化期间P1(时刻t1~t2)、准备期间P2(时刻t2~t3)、Vth补偿期间P3(时刻t3~t4)、写入期间P4(时刻t4~t5)、元件初始化期间P5(时刻t5~t6)、以及发光期间P6(时刻t6~)构成。再有,由于写入期间P4的电位Vlis是由各有机EL元件1的发光亮度决定的任意的值,所以在图21中与图3及图18相同,在该电位能存在的范围内附加上斜线阴影。
在图21所示的驱动波形中,4个电位Vdd、Vss、Vls1、Vls2表示与图18所示相同的电位的波形。
相对于此,施加给图像信号线Lis的电位(电位Vlis)与图18所示的电位进行比较,仅提高规定值α设定时刻t2~t4即期间P2、P3中的电位使其为VdH+α这点不同,其它表示相同的电位的波形。
如此,如果在期间P2、P3中比规定的高电位VdH仅提高规定值α设定电位Vlis,则电容器4的第八电极4b也被设定为电位VdH+α,在期间P3,积蓄在电容器4中的电荷相对于VSS线Lvs更快且更多地被释放。因此,即使缩短期间P3,也因为驱动晶体管2的栅极电压Vgs充分下降而在期间P4驱动晶体管2达到在第一-第二电极间几乎不产生漏电电流的状态。其结果,在期间P4,在数据写入处理前的像素中,电荷难以从元件电容器1c释放到VSS线Lvs。
此外,如果基于另一观点观察的话,则将期间P3的电位Vlis设定为比期间P4的电位Vlis的最大值高的电位。通过这样的电位的设定,在期间P4,在共同连接至相同的图像信号线Lis的多个像素中,即使对1个像素进行数据写入处理时,在其它像素的驱动晶体管2中也难以产生漏电电流。
于是,在图21所示的驱动波形中,与从期间P3转移到期间P4时Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态的几乎同时(时刻t4),将电位Vlis降低到0V。关于此Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态的时刻、和降低电位Vlis(即施加给第八电极4b的电位)的时刻的关系,希望注意以下几点。
例如,优选在Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态后,降低电位Vlis。这是因为如果从电位Vlis下降到Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态为止产生若干期间的话,此期间中在电容器4会积蓄电荷,从而阻碍驱动晶体管2的栅极电压Vgs的下降。但是,若基于实现期间P3的缩短化的观点考虑的话,则希望从Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态到降低电位Vlis的期间越短越好。即,最优选使Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态的时刻和降低电位Vlis的时刻相同。
再有,虽然在期间P2、P3中仅以比VdH提高α来设定电位Vlis,但此电位的增加的部分α,例如也能按下记这样来设定。
例如,在阈值电压Vth=2.2V的情况下,如图10所示,设期间P3为2ms,在期间P3驱动晶体管2的栅极电压Vgs下降到约0.9V时,如图11所示,在期间P4中驱动晶体管2成为不导通状态。相对于此,如图12所示,将期间P3缩短到0.2ms,如果在期间P2中驱动晶体管2的栅极电压Vgs仅下降到约1.7V的话,则如图13所示,在期间P4就会成为在驱动晶体管2中产生漏电电流的状态。基于此点,要将期间P3缩短到0.2ms,能在期间P3结束时将积蓄在电容器4中的电荷量仅降低约0.8(=1.7-0.9)V。更详细地,也能根据电容器4及其它的电容器的容量中、电容器4的容量所占的比率(容量比)来设定电位的增加的部分α。
如上所述,在第二实施方式相关的图像显示装置1B中,将期间P3中的电位Vlis(在此为电位VdH+α)设定为比期间P4中的电位Vlis的最大值(在此为电位VdH)高的电位。根据这样的结构,即使缩短期间P3,在Vth补偿用晶体管3A从导通状态向不导通状态转移时,驱动晶体管2也成为几乎不产生漏电电流的不导通状态。其结果,即使缩短期间P3,在期间P4中,直到各像素积蓄对应像素数据信号的电荷为止,积蓄在有机EL元件1中的电荷的下降量也几乎不产生差异。因此,能一方面抑制画面上的亮度不均匀和串扰的产生、一方面实现图像显示装置的长寿命化。
此外,在第二实施方式相关的图像显示装置1B中,能说与第一实施方式相关的图像显示装置1A比较更优选以下几点。
没有为了增大寄生电容量VgsTth,而因重叠的部分的增加而使Vth补偿用晶体管3B大型化的情况。就是说,第二实施方式相关的图像显示装置1B与第一实施方式相关的图像显示装置1A比较,虽然有变更调整电位Vlis的电路的必要性,但能采用更简洁的像素电路7B的结构。为此,更优选在调节有机EL元件1的发光亮度之后,能避免使用于形成重要的驱动晶体管2或电容器4等的区域变窄的设计的自由度的下降。
此外,与高精度地调整Vth补偿用晶体管3A的重叠部分比较,能更容易地高精度地调整电位Vlis。并且,更优选在形成像素电路7B后,能调节电位Vlis。
<第三实施方式>
在第二实施方式相关的图像显示装置1B中,通过适当调整电位Vlis(即电容器4的第八电极4b的电位),即使缩短期间P3,在转移到期间P4时驱动晶体管2也能成为不导通状态。相对于此,第三实施方式相关的图像显示装置1C中,通过适当调整施加给VSS线Lvs的电位(即施加给驱动晶体管2的第二电极2sd的电位),即使缩短期间P3,在转移到期间P4时驱动晶体管2也能成为不导通状态。
下面,说明第三实施方式相关的图像显示装置1C。
下面,对于与第一及第二实施方式相同的部分、期间、电位赋予相同的标记并省略说明,主要说明不同点。
图22是表示驱动图像显示装置1C时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图22中,与图3、图18及图21相同,横轴表示时刻,从上起顺序表示(a)施加给VDD线Lvd的电位(电位Vdd)、(b)施加给VSS线Lvs的电位(电位Vss)、(c)施加给第一扫描信号线Lss的电位(电位Vls1)、(d)施加给第二扫描信号线Lss的电位(电位Vls2)、(e)施加给图像信号线Lis的电位(电位Vlis)的波形。
此外,在图22中与图3、图18及图21相同,表示了用于使有机EL元件1一次发光的驱动波形,1次发光相关的期间按时间顺序由Cs初始化期间P1(时刻t1~t2)、准备期间P2(时刻t2~t3)、Vth补偿期间P3(时刻t3~t4)、写入期间P4(时刻t4~t5)、元件初始化期间P5(时刻t5~t6)、以及发光期间P6(时刻t6~)构成。再有,由于写入期间P4的电位Vlis是由各有机EL元件1的发光亮度决定的任意的值,所以在图22中与图3、图18及图21相同,在该电位能存在的范围内附加上斜线阴影。
图22所示的驱动波形中,4个电位Vdd、Vls1、Vls2、Vlis表示与图18所示相同的电位的波形。另一方面,施加给VSS线Lvs的电位(电位Vss)与图18所示的电位进行比较,仅降低规定值β设定时刻t2~t4即期间P2、P3中的电位使其为-β这点不同,其它表示相同的电位的波形。
如此,比0仅降低β设定期间P2、P3中的电位Vss时,在期间P3,积蓄在电容器4中的电荷相对于VSS线Lvs更快且更多地被释放。因此,即使缩短期间P3,驱动晶体管2的栅极电压Vgs也充分下降。由此,在期间P4驱动晶体管2成为在第一-第二电极间(即漏极-源极间)几乎不产生漏电电流的状态。其结果,在期间P4,在数据写入处理前的像素中,电荷难以从元件电容器1c释放到VSS线Lvs。
此外,基于从期间P3到期间P4的电位Vss的控制的观点考虑的话,在Vth补偿用晶体管3B为导通状态的期间对VSS线Lvs供给第一电位(在此为-β)。然后,在与Vth补偿用晶体管3B从导通状态转移到不导通状态的时刻几乎同时,使电位Vss从第一电位成为比第一电位相对高的第二电位(在此为0V)。
于是,在图22所示的驱动波形中,与在从期间P3转移到期间P4时Vth补偿用晶体管3B变成不导通状态几乎同时(时刻t4),电位Vss从-β上升为0V。关于此Vth补偿晶体管3B成为不导通状态的时刻、和提高电位Vss(即驱动晶体管2的第二电极2sd的电位)的时刻的关系,希望注意以下几点。
优选在Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态后,提高电位Vss。这是因为如果从电位Vss提高到Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态为止产生若干期间的话,此期间中会在电容器4积蓄电荷,从而阻碍驱动晶体管2的栅极电压Vgs的下降。但是,若基于实现期间P3的缩短化的观点考虑的话,则希望从Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态到提高电位Vss的期间越短越好。即,最优选使Vth补偿用晶体管3B成为不导通状态的时刻和提高电位Vss的时刻相同。
再有,关于电位Vss的减少的部分β,如第二实施方式中所说明的,例如,在阈值电压Vth=2.2V的情况下,为了将期间P3缩短到0.2ms,能在期间P3结束时将积蓄在电容器4中的电荷量仅降低约0.8(=1.7-0.9)V。更详细地,也能根据电容器4及其它的电容器的容量中、电容器4的容量所占的比率(容量比)来设定电位的减少的部分β。
如上所述,在第三实施方式相关的图像显示装置1C中,在期间P3对电连接到驱动晶体管2的第二电极2sd的VSS线Lvs提供第一电位(在此为-β)。然后,在与Vth补偿用晶体管3B从导通状态转移到不导通状态的时刻几乎同时,控制电位Vss使其从第一电位变为比第一电位相对高的第二电位(在此为0V)。根据这样的结构,即使缩短期间P3,在Vth补偿用晶体管3B从导通状态向不导通状态转移时,驱动晶体管2实质上也达到不导通状态。其结果,即使缩短期间P3,在期间P4中,直到各像素积蓄对应像素数据信号的电荷为止,积蓄在有机EL元件1中的电荷的下降量也几乎不产生差异。因此,能一方面抑制画面上的亮度不均匀和串扰的产生,一方面实现图像显示装置的长寿命化。
此外,第三实施方式相关的图像显示装置1C与第一实施方式相关的图像显示装置1A进行比较,与实施方式2相关的图像显示装置1B相同,更优选在调节有机EL元件1的发光亮度之后,能避免使用于形成重要的驱动晶体管2和电容器4等的区域变窄的设计的自由度的下降。
此外,与高精度地调整Vth补偿用晶体管3A的重叠部分比较,能更容易地高精度地调整电位Vss。并且,更优选在形成像素电路7B后,能调节电位Vss。
<变化例>
再有,本发明不限于所述的实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围下,能进行各种变更、改良等。
◎例如,在所述第一实施方式相关的图像显示装置1A中,虽然驱动晶体管2、及Vth补偿用晶体管3都由n-MISFETTFT构成,但不限于此,即便都是由作为采用载流子是空穴类型(p型)的MIS构造的场效应晶体管的一种的薄膜晶体管、即p-MISFETTFT构成,也能得到与所述第一实施方式相关的图像显示装置1A相同的效果。
再有,p-MISFETTFT中,由于转换导通状态和不导通状态时栅电压的正负与n-MISFETTFT相反,所以驱动晶体管2的栅极电位的变化量(即击穿电压)有必要是正的值。但是,在所述第一实施方式中,虽然上式(4)的右边的(VgL-VgH)为负,但由于在p-MISFETTFT中,上式(4)的右边的(VgL-VgH)被替换为正的值,所以驱动晶体管2的击穿电压为正的值。
◎此外,在所述第一实施方式相关的图像显示装置1A中,虽然调整Vth补偿用晶体管3A的结构以使上式(3)的关系成立,但驱动晶体管2的击穿电压由于所谓像素电路7A所含的多个电容器的容量比等电路设计上的因素而需要有各种变化。
◎此外,在所述第一实施方式中,虽然通过增加寄生电容量CgsTthA,来增大击穿电压的绝对值,其结果,从期间P3转移到期间P4时使驱动晶体管2的栅极电压(电压Vgs)增大,但不限于此。
例如,即使设置电容器,以使得其一个电极电连接到Vth补偿用晶体管3Ad的第六电极3g,另一个电极电连接到Vth补偿用晶体管3A的第五电极3sd、即驱动晶体管2的第三电极2g,也能增大击穿电压的绝对值,得到与第一实施方式同样的作用效果。
◎此外,在所述第二实施方式相关的图像显示装置1B中,虽然如图21所示,比VdH仅提高α设定期间P2、P3中的电位Vlis,在转移到期间P4时使电位Vlis下降到0V,但不限于此。
例如,即使设期间P2、P3中的电位Vlis为VdH、在转移到期间P4时使电位Vlis比0V仅低α、下降到-α,将期间P3中的电位Vlis设定为比期间P4中的电位Vlis的最大值还要高的电位,也能得到与所述实施方式2相同的作用效果。关于这样的具体的形式,下面参照图23进行说明。
图23是表示驱动变化例相关的图像显示装置时的信号波形(驱动波形)的时序图。图23中,表示与图21相同的项目的电位的增减的波形。
图23所示的驱动波形中,4个电位Vdd、Vss、Vls1、Vls2表示与图21所示相同的电位的波形。
施加给图像信号线Lis的电位(电位Vlis)与图21所示的电位进行比较,被设定为将期间P2、P3(时刻t2~t4)的电位Vlis降低仅规定值α的值(即VdH),并以仅降低规定值α来设定期间P4(时刻t4~t5)中的电位Vlis的最小值及最大值,使最小值为-α,最大值为VdH-α。如此,与第二实施方式相比,尽管期间P2~P4中的电位Vlis的绝对值不同,但将期间P3中的电位Vlis设定为比期间P4中的电位Vlis的最大值还要高的电位这点不改变。
而且,根据这样的电位设定,即使缩短期间P3,从期间P3转移到期间P4时,由于驱动晶体管2的栅极电位Vgs充分下降,也能得到与第二实施方式相同的作用效果。
◎此外,所述第二实施方式相关的图像显示装置1B中,虽然驱动晶体管2、及Vth补偿用晶体管3B都由n-MISFETTFT构成,但不限于此,也能都由作为采用载流子是空穴类型(p型)的MIS构造的场效应晶体管的一种的薄膜晶体管、即p-MISFETTFT构成。
但是,在驱动晶体管2及Vth补偿用晶体管中应用p-MISFETTFT的情况下,像素电路及其驱动方法不同。
因此,首先说明在驱动晶体管及Vth补偿用晶体管中应用p-MISFETTFT的像素电路及其基本的驱动方法,其次,对与所述第二实施方式相同,适当调整施加给图像信号线的电位,即使缩短Vth补偿期间,也能在转移到写入期间时使驱动晶体管达到不导通状态的方法进行说明。
○应用p型晶体管的像素电路的结构:
图24是表示使用由p-MISFETTFT构成的驱动晶体管和Vth补偿用晶体管的像素电路7P的电路结构的图。
像素电路7P包括:有机EL元件1;4个晶体管Tr1~Tr4;及2个电容器4Cc、4Cs。
有机EL元件1与所述第一~第三实施方式相关的有机EL元件1相同,阳极1a电连接至晶体管Tr2的电极R2d,阴极1b接地。
晶体管Tr1串联地电连接至有机EL元件1,是一种用于调整有机EL元件1的发光亮度的驱动晶体管,包括电极R1d、电极R1s及控制电极(栅电极)R1g。电极R1d通过晶体管Tr2电连接至有机EL元件1的阳极1a,电极R1s电连接至有机EL元件1发光时施加高电位VDD的电源线(VDD线)Lvd,栅电极R1g电连接至电容器4Cc的电极Cca。而且,利用施加给控制电极R1g的电位,调整在电极R1d和电极R1s之间电流流过的量,并且实现在电极R1d和电极R1s之间能流过电流的状态(导电状态)和不能流过电流的状态(不导电状态)。
晶体管Tr2串联地电连接至有机EL元件1,是一种用于调整有机EL元件1的发光时刻的发光控制用晶体管,包括电极R2d、电极R2s及控制电极(栅电极)R2g。电极R2d电连接至有机EL元件1的阳极1a,电极R2s电连接至晶体管Tr1的电极R1d,控制电极R2g电连接至规定的电力提供线(发光控制线)Lec。而且,利用由发光控制线Lec施加给控制电极R2g的电位,实现在电极R2d和电极R2s之间能流过电流的状态(导电状态)和不能流过电流的状态(不导电状态)。
晶体管Tr3是一种用于补偿驱动晶体管Tr1的阈值电压(阈值Vth)的Vth补偿用晶体管,包括电极R3d、电极R3s及控制电极(栅电极)R3g。电极R3d电连接至电连接驱动晶体管Tr1的控制电极R1g和电容器4Cc的布线,电极R3s电连接至电连接驱动晶体管Tr1的电极R1d和晶体管Tr2的电极R2s的布线,控制电极R3g电连接至规定的电力提供线(自动调零线)Lat。而且,利用由自动调零线Lat施加给控制电极R3g的电位,实现在电极R3d和电极R3s之间能流过电流的状态(导电状态)和不能流过电流的状态(不导电状态)。
晶体管Tr4是一种调整是否对驱动晶体管Tr1的控制电极R1g作用像素数据信号的电位的晶体管,具备电极R4d、电极R4s及控制电极(栅电极)R4g。电极R4d电连接至图像信号线Lis,电极R4s电连接至电容器4Cc的电极Ccb,电极R4g电连接至扫描信号线Lss。而且,利用由扫描信号线Lss施加给控制电极R4g的电位,实现在电极R4d和电极R4s之间能流过电流的状态(导电状态)和不能流过电流的状态(不导电状态)。
电容器4Cs具有规定的容量Cs,包括电极Csa和电极Csb。电极Csa电连接至电连接驱动晶体管Tr1和VDD线Lvd的布线,电极Csb电连接至电连接驱动晶体管Tr1的控制电极R1g和电容器4Cc的电极Cca的布线,由此,电连接至控制电极R1g、电极Cca及Vth补偿用晶体管Tr3的电极R3d。
电容器4Cc具有规定的容量Cc,包括电极Cca和电极Ccb。电极Cca电连接至驱动晶体管Tr1的控制电极R1g、电容器4Cs的电极Csb、及Vth补偿用晶体管Tr3的电极R3d,电极Ccb电连接至晶体管Tr4的电极R4s。
○应用p型晶体管的像素电路的驱动方法:
图25是例示使像素电路7P一次发光驱动时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图25中,横轴表示时刻,从上起顺序表示(a)施加给VDD线Lvd的电位(电位Vdd)、(b)施加给自动调零线Lat的电位(电位Vat)、(c)施加给发光控制线Lec的电位(电位Vec)、(d)施加给扫描信号线Lss的电位(电位Vls)、(e)施加给图像信号线Lis的电位(电位Vlis)的波形。
此外,在图25中,表示了用于使有机EL元件1一次发光的驱动波形,1次发光相关的期间按时间顺序由准备期间Pa(时刻T1~T2)、Vth补偿期间Pb(时刻T2~T3)、写入期间Pc(时刻T3~T4)、及发光期间Pd(时刻T4~T5)构成。再有,在图25中,与图3、图18及图21~图23相同,在写入期间Pc中的电位Vlis能存在的范围内附加上斜线阴影。
下面说明准备期间Pa(以下适当简称为“期间Pa”)、Vth补偿期间Pb(以下适当简称为“期间Pb”)、写入期间Pc(以下适当简称为“期间Pc”)、及发光期间Pd(以下适当简称为“期间Pd”)的操作。
在期间Pa(时刻T1~T2)中,将电位Vdd设定为正的规定电位VDD,将电位Vec、Vls分别设定为规定的低电位VgL,将电位Vlis设定为规定的基准电位VdH。此外,刚进入期间Pa后,电位Vat从规定的高电位VgH变更为规定的低电位VgL。此时,4个晶体管Tr1~Tr4全部为导通状态,在电容器4Cc、4Cs中积蓄规定的电荷。
接着,在期间Pb(时刻T2~T3)中,一方面维持将电位Vdd设定为正的规定电位VDD,将电位Vat、Vls分别设定为规定的低电位VgL,将电位Vlis设定为规定的基准电位VdH不变,另一方面使电位Vec从规定的低电位VgL变更为规定的高电位VgH。
在此期间Pb中,首先通过将晶体管Tr1~Tr4中的晶体管Tr2设定为不导通状态,使正电荷从驱动晶体管Tr1的电极R1s向电极R1d移动,同时使正电荷通过Vth补偿用晶体管Tr3的电极R3s及电极R3d向驱动晶体管Tr1的控制电极R1g移动。由此,使控制电极R1g的电位上升。然后,当电容器4Cc中积蓄了相当于基准电位VdH和阈值Vth的差量(VdH-Vth)的电荷的时刻,使驱动晶体管Tr1成为不导通状态。
接着,在期间Pc(时刻T3~T4)中,一方面维持将电位Vdd设定为正的规定电位VDD,分别将电位Vec设定为规定的高电位VgH、将电位Vls设定为规定的低电位VgL不变,另一方面将电位Vat设定为规定的高电位VgH。此外,将电位Vlis适当设定为对应像素数据信号的电位,最终将电位Vls转换为规定的高电位VgH。
在此期间Pc中,Vth补偿晶体管Tr3成为不导通状态,在电容器4Cc中积蓄对应电位Vlis的电荷、即对应像素数据信号的电荷,使晶体管Tr4转移到不导通状态,由此成为积蓄在电容4Cc中的电荷不能释放到像素电路7P的外部的状态。
在期间Pd(时刻T4~T5)中,将电位Vdd设定为正的规定电位VDD,分别将电位Vat、Vls设定为规定的高电位VgH,电位Vlis设定为规定的高电位VdH,使电位Vec向规定的低电位VgL转移。此时,晶体管Tr2成为导通状态,同时驱动晶体管Tr1处于能流过对应像素数据信号的电流的导通状态。因此,从有机EL元件1的阳极1a向阴极1b流过对应像素数据信号的电流,有机EL元件1以所希望的亮度发光。
○应用了p型晶体管的像素电路相关的Vth补偿期间的缩短化方法:
图26是表示驱动在像素电路中应用了p型的晶体管的图像显示装置时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图26中表示了与图25相同的项目的电位的增减的波形。
图26所示的驱动波形,在期间Pb(时刻T2~T3)中,除将提供给图像信号线Lis的电位Vlis设定为比基准电位VdH低仅规定电位α的电位(VdH-α)以使其比写入期间Pc(时刻T3~T4)中的电位Vlis的最大值低外,为与图25所示的驱动波形相同的波形。
如此,通过调整期间Pb中的电位Vlis使其比期间Pc中的电位Vlis的最大值低,就能在期间Pb中缩短驱动晶体管Tr1达到不导通状态所需的时间。因此,即使缩短Vth补偿期间Pb,在Vth补偿用晶体管Tr3从导通状态向不导通状态转移时、驱动晶体管Tr1也成为几乎不产生漏电电流的不导通状态。其结果,能得到与第二实施方式同样的作用效果。
◎此外,在所述第三实施方式相关的图像显示装置1C中,如图22所示,虽然在期间P2、P3中将施加给VSS线Lvs的电位Vss设定为比0V仅低规定值β,在转移到期间P4时使电位Vss上升到0V,但不限于此。
例如,也能设期间P2、P3中的电位Vss为0V,在转移到期间P4时使电位Vss上升到比0V仅高规定值β的电位。就是说,也能在期间P3中对VSS线Lvs供给第一电位(在此为0V),在与Vth补偿用晶体管3B从导通状态转移到不导通状态的时刻几乎同时,使电位Vss从第一电位成为比第一电位相对高的第二电位(在此为+β)。下面参照图27说明这种具体的形式。
图27是表示驱动变化例相关的图像显示装置时的信号波形(驱动波形)的时序图。图27中,表示与图22相同的项目的电位的增减的波形。
图27所示的驱动波形中,4个电位Vdd、Vls1、Vls2、Vlis表示与图22所示相同的电位的波形。
施加给VSS线Lvs的电位Vss与图22所示的电位进行比较,以将期间P2、P3(时刻t2~t4)及期间P4(时刻t4~t5)中的电位提高仅规定值β的方式进行控制。即,将电位Vss在期间P2、P3设定为规定的基准电位(在此为0V),在期间P4设定为规定值β。如此,与第三实施方式比较,尽管期间P2~P4中的电位Vss的绝对值不同,但在期间P3中对VSS线Lvs供给第一电位(在此为0V),在与Vth补偿用晶体管3B从导通状态转移到不导通状态的时刻几乎同时,使电位Vss从第一电位成为比第一电位相对高的第二电位(在此为+β)这点上不变。
根据这样的电位设定,从期间P3转移到期间P4时,驱动晶体管2的栅极电位Vgs会充分下降,其结果,能得到与第三实施方式相同的作用效果。
◎此外,所述第三实施方式相关的图像显示装置1C中,虽然驱动晶体管2、及Vth补偿用晶体管3B都由n-MISFETTFT构成,但不限于此,也能都由作为采用载流子是空穴类型(p型)的MIS构造的场效应晶体管的一种的薄膜晶体管、即p-MISFETTFT构成。
但是,在驱动晶体管及Vth补偿用晶体管中使用p-MISFETTFT的情况下,像素电路及其驱动方法不同。关于使用此p型晶体管的像素电路的结构,如上所述列举图24所示的说明了的像素电路7P。
在此,说明在像素电路7P中,与所述第三实施方式相同,适当调整有机EL元件发光时施加给驱动晶体管中成为源极的电极的电位,即使缩短Vth补偿期间,也能在转移到写入期间时使驱动晶体管实质上达到不导通状态的方法。
图28是表示驱动在像素电路中使用p型的晶体管的图像显示装置时的信号波形(驱动波形)的时序图。在图28中表示了与图25相同的项目的电位的增减的波形。
图28所示的驱动波形,在期间Pb(时刻T2~T3)中,除将提供给VDD线Lvd的电位Vdd设定为比规定的高电位VDD高仅规定值的电位以外,为与图25所示的驱动波形相同的波形。就是说,在图28所示的驱动波形中,在期间Pd中对VDD线Ldd(即驱动晶体管Tr1的电极R1s)提供第一电位(在此为VDD+β),在与Vth补偿用晶体管Tr3从导通状态转移到不导通状态的时刻几乎同时,使电位Vdd从第一电位变为比第一电位相对低的第二电位(在此为规定的高电位VDD),来进行控制。
如此,通过将期间Pb中的电位Vdd调整到比期间Pc中的电位Vdd还要高,即使缩短期间Pb,在Vth补偿用晶体管Tr3从导通状态向不导通状态转移时、驱动晶体管Tr1也成为几乎不产生漏电电流的不导通状态。其结果,能得到与第三实施方式同样的作用效果。
◎此外,所述实施方式中,作为图像显示装置的一个例子,虽然列举说明了便携电话机,但不限于此,例如,即使在所谓笔记本型电脑和家庭用薄型电视机装置等其它的图像显示装置中应用本发明,也能得到与所述实施方式相同的效果。
◎此外,所述实施方式中,虽然列举说明了使用有机EL显示器的图像显示装置,但本发明的适用对象不限于此,例如,本发明也能应用于排列由电流量调整发光亮度类型(电流控制型)的元件的图像显示装置中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种图像显示装置,其特征在于,
包括:发光元件,根据电流量使发光亮度变化;
第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;
第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;以及
电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容,
所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,
所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,
所述第七电极电连接到所述第三电极,
所述第五电极和所述第六电极之间的寄生电容量设定为比所述第四电极和所述第六电极之间的寄生电容量大的值。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第六电极中与所述第五电极相对的部分的面积比与所述第四电极相对的部分的面积大。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第五电极和所述第六电极之间的寄生电容量设定为所述第四电极和所述第六电极之间的寄生电容量2倍以上的值。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,将提供给所述第八电极的电位设定为比在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷的写入期间提供给所述第八电极的电位的最大值高的电位。
5.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,将提供给所述第八电极的电位设定为比在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷的写入期间提供给所述第八电极的电位的最大值低的电位。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
所述图像显示装置设置了控制部,进行以下控制:在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,对所述第二电极提供第一电位,在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变成比所述第一电位高的第二电位。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
所述图像显示装置设置了控制部,进行以下控制:在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,对所述第二电极提供第一电位,在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变为比所述第一电位低的第二电位。
8.一种图像显示装置,其特征在于,
包括:
发光元件,根据电流量使发光亮度变化;
第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;
第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;以及
电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容,
所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,
所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,
所述第七电极电连接到所述第三电极。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
所述图像显示装置设置了控制部,进行以下控制:在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,对所述第二电极提供第一电位,在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变成比所述第一电位高的第二电位。
10.根据权利要求8所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
所述图像显示装置设置了控制部,进行以下控制:在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,对所述第二电极提供第一电位,在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变成比所述第一电位低的第二电位。
11.一种图像显示装置的驱动方法,
该图像显示装置包括:
发光元件,根据电流量使发光亮度变化;
第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;
第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;以及
电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容,其特征在于,
所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,
所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,
所述第七电极电连接到所述第三电极,
该图像显示装置的驱动方法包括:
阈值补偿步骤,对所述第二电极提供第一电位,并且,通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压;以及
在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变为第二电位的步骤。
12.根据权利要求11所述的图像显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
所述第二电位比所述第一电位高。
13.根据权利要求11所述的图像显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
所述第二电位比所述第一电位低。
Claims (13)
1.一种图像显示装置,其特征在于,
包括:发光元件,根据电流量使发光亮度变化;
第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;
第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;以及
电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容,
所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,
所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,
所述第七电极电连接到所述第三电极,
所述第五电极和所述第六电极之间的寄生电容量设定为比所述第四电极和所述第六电极之间的寄生电容量大的值。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第六电极中与所述第五电极相对的部分的面积比与所述第四电极相对的部分的面积大。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第五电极和所述第六电极之间的寄生电容量设定为所述第四电极和所述第六电极之间的寄生电容量2倍以上的值。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,将提供给所述第八电极的电位设定为比在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷的写入期间提供给所述第八电极的电位的最大值高的电位。
5.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,将提供给所述第八电极的电位设定为比在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷的写入期间提供给所述第八电极的电位的最大值低的电位。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
所述图像显示装置设置了控制部,进行以下控制:在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,对所述第二电极提供第一电位,在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变成比所述第一电位高的第二电位。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
所述图像显示装置设置了控制部,进行以下控制:在通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压的补偿期间,对所述第二电极提供第一电位,在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变为比所述第一电位低的第二电位。
8.一种图像显示装置的驱动方法,
该图像显示装置包括:
发光元件,根据电流量使发光亮度变化;
第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;
第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;以及
电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容,其特征在于,
所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,
所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,
所述第七电极电连接到所述第三电极,
该图像显示装置的驱动方法包括:
阈值补偿步骤,对所述第八电极提供第一电位,并且,通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压;以及
写入步骤,对所述第八电极提供第二电位,并且在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
所述第一电位比在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷的写入期间中提供给所述第八电极的电位的最大值高,
所述第二电位比所述第一电位低。
10.根据权利要求8所述的图像显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
所述第一电位比在所述电容器中积蓄对应所述发光元件的发光亮度的电荷的写入期间中提供给所述第八电极的电位的最大值低,
所述第二电位比所述第一电位高。
11.一种图像显示装置的驱动方法,
该图像显示装置包括:
发光元件,根据电流量使发光亮度变化;
第一晶体管,具有第一、第二、第三电极,根据施加给所述第三电极的电位调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量;
第二晶体管,具有第四、第五、第六电极,根据施加给所述第六电极的电位调整所述第四电极和所述第五电极之间的电流量;以及
电容器,具有第七、第八电极,在所述第七电极和所述第八电极之间形成电容,其特征在于,
所述第一电极电连接至所述发光元件,通过调整所述第一电极和所述第二电极之间的电流量来控制所述发光元件的电流量,
所述第四电极电连接到所述第一电极,所述第五电极电连接到所述第三电极,
所述第七电极电连接到所述第三电极,
该图像显示装置的驱动方法包括:
阈值补偿步骤,对所述第二电极提供第一电位,并且,通过将所述第二晶体管设定为在所述第四电极和所述第五电极之间能流过电流的导通状态下,在所述电容器中积蓄对应所述第一晶体管的阈值电压的电荷,而补偿所述阈值电压;以及
在所述第二晶体管从所述导通状态转移到在所述第四电极和所述第五电极之间不能流过电流的不导通状态的时刻几乎同时,使提供给所述第二电极的电位从所述第一电位变为第二电位的步骤。
12.根据权利要求11所述的图像显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是n型晶体管,
所述第二电位比所述第一电位高。
13.根据权利要求11所述的图像显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第一晶体管及所述第二晶体管是p型晶体管,
所述第二电位比所述第一电位低。
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