CN101689348B - 显示设备和用于驱动显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种显示设备包括具有根据电流量发光的发光元件的像素，以及像素电路，其根据视频信号，控制施加到所述发光元件的电流、以指定扫描周期提供选择将发光的像素的选择信号到所述像素的扫描线、提供视频信号到所述像素的数据线、以及其中以矩阵的形式排列将所述视频信号提供到其的驱动晶体管的显示部分。所述显示设备还包括：伽玛转换部分，其转换所述视频信号使得其具有伽玛特性；以及晶体管控制部分，其控制晶体管的电流-电压特性，使得由所述伽玛转换部分转换的信号的伽玛特性当由晶体管的电流-电压特性相乘时变为线性特性。

Description

显示设备和用于驱动显示设备的方法
技术领域
本发明涉及显示设备和显示方法，并且更具体地涉及有源矩阵型显示设备以及用于该显示设备的驱动方法，配置所述有源矩阵型显示设备，使得以矩阵配置安排用于以预定扫描周期选择像素的扫描线、提供用于驱动像素的亮度信息的数据线、以及用于基于亮度信息控制电流量并且使得发光元件根据电流量发光的像素电路。
背景技术
已经实际应用使用液晶的液晶显示设备和使用等离子体的等离子体显示设备作为平且薄的显示设备。
液晶显示设备提供背光，并且通过由电压的施加改变液晶分子的阵列、通过或阻挡来自背光的光来显示图像。此外，等离子体显示设备通过施加电压到面板内包围的气体导致出现等离子体状态，并且由从等离子体状态返回原始状态出现的能量所产生的紫外光通过荧光体的照射变为显示图像的可见光。
同时，近年来，对于采用有机电致发光(EL)元件的自发光型显示器的开关正在进行，在有机EL元件中当施加电压时元件自己发光。当有机EL元件通过电解接收能量时，其从基态变为激发态，并且在从激发态返回基态时，能量差作为光发射。有机EL显示设备是使用这些有机EL元件显示图像的显示设备。
不像要求背光的液晶显示设备，自发光型显示设备不要求背光，因为元件自己发光，因此与液晶显示设备相比，可以使得结构薄。此外，因为运动特性、视角特性、色彩再现性能等优于液晶显示设备，有机EL显示设备作为下一代平且薄的显示设备正吸引着注意。
发明内容
本发明要解决的问题
薄膜晶体管(TFT)用于驱动自发光型显示设备中包含的有机EL元件，但是由于工艺变化，在TFT的阈值电压(启动电压)和迁移率中出现不规则性。当在TFT的阈值电压(启动电压)和迁移率中出现不规则性时，即使施加相同电压，流动的电流量也根据像素而变化。因为在TFT中流动的电流变化，所以取决于像素，出现发射的光量中出现变化的问题。
在有机EL元件中，在施加的电流的值和由于电压的施加而由元件发射的光量之间存在比例关系。因此，如果控制TFT的电压-电流特性，使得只要施加相同的电压，在整个屏幕中的所有有机EL元件中流动的电流就相同，则可以抑制由像素发射的光量的变化，并且可以显示高质量图像。
然而，难以仅通过控制TFT的电压-电流特性完全利用如发光的有机EL元件的自发光元件的特性。因此，存在通过控制施加到自发光型显示设备的面板的信号来更完全地利用自发光元件的特性的要求。
因此，本发明解决上述问题，并且提供一种显示设备和用于该显示设备的驱动方法，它们是新的和改进的，并且能够通过控制视频信号的输入/输出特性和TFT的电流-电压特性来显示高质量图像。
解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种显示设备，包括显示部分，其中以矩阵形式安排像素、以指定扫描周期提供选择将发光的像素的选择信号到所述像素的扫描线、提供视频信号到所述像素的数据线、将所述视频信号提供到其的驱动晶体管，所述像素具有根据电流量发光的发光元件的像素以及根据视频信号控制施加到所述发光元件的电流的像素电路。所述显示设备还包括：伽玛转换部分，其转换所述视频信号使得其具有伽玛特性；以及晶体管控制部分，其控制晶体管的电流-电压特性，使得由所述伽玛转换部分转换的信号的伽玛特性在乘以晶体管的电流-电压特性时变为线性特性。
根据该配置，所述伽玛转换部分转换视频信号使得其具有伽玛特性，并且所述晶体管控制部分控制晶体管的电流-电压特性，使得由所述伽玛转换部分转换的信号的伽玛特性当由晶体管的电流-电压特性相乘时变为线性特性。这意味着如果在整个屏幕上施加相同的电流，则可以在整个屏幕上获得相同的发光量，使得可能显示高质量图像。这使得可以更有效地展示如有机EL元件的自发光元件的特性，所述有机EL元件发射根据电流量的发光量的光。
所述晶体管控制部分还可以包括电压控制部分，其控制晶体管的启动电压。所述晶体管控制部分还可以包括迁移率校正部分，其校正晶体管的迁移率。根据该配置，所述电压控制部分控制晶体管的启动电压，并且所述迁移率校正部分校正晶体管的迁移率。此外，执行控制使得校正晶体管的启动电压和迁移率，使得当它们由晶体管的电流-电压特性相乘时具有线性特性。这意味着如果在整个屏幕上施加相同的电流，则可以在整个屏幕上获得相同的发光量，使得可能显示高质量图像。
所述显示设备还可以包括线性转换部分，其将具有伽玛特性的视频信号转换为具有线性特性的视频信号。根据该配置，所述线性转换部分将具有伽玛特性的视频信号转换为具有线性特性的视频信号。将已经由所述线性转换部分转换以具有线性特性的视频信号输入发光量检测部分，并且基于视频信号检测发光量。这使得容易对于视频信号执行各种类型的信号处理。
所述伽玛转换部分还可以转换具有线性特性的视频信号，使得其具有伽玛特性。根据该配置，所述伽玛转换部分转换具有线性特性的视频信号，使得其具有伽玛特性。视频信号具有的伽玛特性抵消显示部分具有的伽玛特性，可能使得显示部分内部的自发光元件具有线性特性，使得它们发光。
此外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种用于显示设备的驱动方法，所述显示设备包括显示部分，其中以矩阵形式安排像素、以指定扫描周期提供选择将发光的像素的选择信号到所述像素的扫描线、提供视频信号到所述像素的数据线、将所述视频信号提供到其的驱动晶体管，所述像素具有根据电流量发光的发光元件的像素以及根据视频信号控制施加到所述发光元件的电流的像素电路。所述驱动方法包括转换所述视频信号使得其具有伽玛特性的步骤，并且还包括控制晶体管的电流-电压特性，使得转换的信号的伽玛特性在乘以晶体管的电流-电压特性时变为线性特性。
根据该配置，转换视频信号使得其具有伽玛特性，并且控制晶体管的电流-电压特性，使得由伽玛转换部分转换的信号的伽玛特性当由晶体管的电流-电压特性相乘时变为线性特性。这意味着如果在整个屏幕上施加相同的电流，则可以在整个屏幕上获得相同的发光量，使得可能显示高质量图像。这使得可以更有效地展示如有机EL元件的自发光元件的特性，所述有机EL元件发射根据电流量的发光量的光。
本发明的效果
根据如上说明的本发明，可以提供一种显示设备和用于该显示设备的驱动方法，它们是新的和改进的，并且能够通过控制视频信号的输入/输出特性和TFT的电流-电压特性来显示高质量图像。
附图说明
图1是说明根据本发明的实施例的显示设备100的结构的说明图。
图2A是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的图。
图2B是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的图。
图2C是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的图。
图2D是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的图。
图2E是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的图。
图2F是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的图。
图3是示出在面板158中提供的像素电路的横截面结构的示例的截面图。
图4是5Tr/1C驱动电路的等效电路图。
图5是5Tr/1C驱动电路的驱动的时序图。
图6A是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6B是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6C是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6D是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6E是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6F是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6G是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6H是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图6I是示出5Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图7是2Tr/1C驱动电路的等效电路图。
图8是2Tr/1C驱动电路的驱动的时序图。
图9A是示出2Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图9B是示出2Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图9C是示出2Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图9D是示出2Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图9E是示出2Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图9F是示出2Tr/1C驱动电路中每个晶体管的导通/截止状态等的说明图。
图10是4Tr/1C驱动电路的等效电路图。
图11是3Tr/1C驱动电路的等效电路图。
图12是示意性地示出普通面板中的像素电路的配置的说明图。
图13是示出图12中示出的像素电路10的操作的时序图的说明图。
图14是说明驱动晶体管14的电流-电压特性的说明图。
图15是说明驱动晶体管14的电流-电压特性的说明图。
图16是说明根据本发明的实施例的面板158的说明图。
图17是说明根据本发明的实施例的像素电路212的说明图。
图18是示出在根据本发明的实施例的像素电路212中施加电压的时序图的说明图。
图19是示意性地示出在图18中的迁移率校正时段T6到T7期间像素电路212的状态的说明图。
图20是以曲线图的形式说明根据本发明的实施例的输出电流Ids的特性的说明图。
图21是说明像素电路212处于其中薄膜晶体管222和228处于导通状态的状态的说明图。
参考标号的描述
100显示设备
104控制单元
106记录单元
110信号处理集成电路
112边缘模糊单元
114I/F单元
116线性转换单元
118模式生成单元
120色温(color temperature)调节单元
122静态图像检测单元
124长期色温校正单元
126发光时间控制单元
128信号电平校正单元
130不均匀性校正单元
132伽玛转换单元
134抖动处理单元
136信号输出单元
138长期色温校正检测单元
140栅极脉冲输出单元
142伽玛电路控制单元
150存储单元
152数据驱动器
154伽玛电路
156过电流检测单元
158面板
202水平选择器
204驱动扫描器
206光扫描器
208校正扫描器
210像素阵列
212像素电路
214、216、218扫描线
220数据线
222、224、226、228薄膜晶体管
230电容器
232发光元件
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意到，在本说明书和附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件用相同的参考标号表示，并且省略这些结构元件的重复说明。
首先，描述根据本发明的实施例的显示设备的结构。图1是说明根据本发明的实施例的显示设备100的结构的说明图。下面参照图1描述根据本发明的实施例的显示设备100的结构。
如图1所示，根据本发明的实施例的显示设备100包括控制单元104、记录单元106、信号处理集成电路110、存储单元150、数据驱动器152、伽玛电路154、过电流检测单元156和面板158。
信号处理集成电路110包括边缘模糊单元112、I/F单元114、线性转换单元116、模式生成单元118、色温调节单元120、静态图像检测单元122、长期色温校正单元124、发光时间控制单元126、信号电平校正单元128、不均匀性校正单元130、伽玛转换单元132、抖动处理单元134、信号输出单元136、长期色温校正检测单元138、栅极脉冲输出单元140和伽玛电路控制单元142。
当接收视频信号时，显示设备100分析该视频信号，并且根据分析的内容接通在随后提到的面板158中排列的像素，以便通过面板158显示视频。
控制单元104控制信号处理集成电路110，并且发送信号到I/F单元114和从I/F单元114接收信号。此外，控制单元104对从I/F单元114接收的信号执行各种信号处理。在控制单元104中执行的信号处理包括例如要用于调节在面板158上显示的图像的亮度的增益计算。
记录单元106是用于在其中存储用于在控制单元104中控制信号处理集成电路110的信息。即使关断显示设备100的电源也可以存储信息而不删除信息的存储器优选地用作记录单元106。希望将可以电重写内容的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)用作用为记录单元106的存储器。EEPROM是可以在EEPROM封装在基底上的情况下写入或删除数据的非易失性存储器，并且适于存储实时改变的显示设备100的信息。
信号处理集成电路110输入视频信号，并且对于输入的视频信号执行信号处理。在本实施例中，输入到信号处理集成电路110的视频信号是数字信号，并且信号宽度是10位。要对输入视频信号执行的信号处理在信号处理集成电路110中的各个部分中执行。
边缘模糊单元112对输入视频信号执行用于使边缘模糊的信号处理。具体地，边缘模糊单元112有意地偏移图像并且使其边缘模糊，以便避免在面板158上的图像的烧入(burn-in)现象。
线性转换单元116执行用于将其输出相对于输入具有伽玛特性的视频信号转换为具有线性特性的视频信号的信号处理。当线性转换单元116执行信号处理使得输出相对于输入具有线性特性时，对于在面板158上显示的图像的各种处理变得容易。在线性转换单元116中的信号处理将视频信号的信号宽度从10位加宽到14位。一旦视频信号已经由线性转换单元116转换使得其具有线性特性时，其在随后描述的伽玛转换单元132中进行转换，使得其具有伽玛特性。
模式生成单元118生成要在显示设备100内部的图像处理中使用的测试模式。要在显示设备100内部的图像处理中使用的测试模式包括例如用于面板158的显示检查的测试模式。
色温调节单元120调节图像的色温，并且调节要在显示设备100的面板158上显示的颜色。尽管未在图1中示出，显示设备100包括调节色温的色温调节部分，并且当用户操作该色温调节部分时，可以手动地调节要在屏幕上显示的图像的色温。
长期色温校正单元124校正由于有机EL元件的各个颜色R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的亮度/时间特性(LT特性)的变化造成的随着老化(age)的劣化。因为有机EL元件具有R、G和B的不同LT特性，所以色平衡经过发光时间劣化。长期色温校正单元124校正色平衡。
发光时间控制单元126在面板158上显示图像时计算脉冲的占空比，并且控制有机EL元件的发光时间。显示设备100在脉冲处于HI状态时施加电流到面板158中的有机EL元件，以便使得有机EL元件发光和显示图像。
信号电平校正单元128校正视频信号的电平，并且调节要在面板158上显示的视频的亮度，以便避免图像烧入现象。在图像烧入现象中，在特定像素的发光频率与其它像素相比高的情况下，出现发光特性的劣化，导致与还未劣化的其它像素相比已经劣化的像素的亮度的下降，并且与还未劣化的周围部分的亮度的差别变得更大。由于该亮度的差别，文本似乎烧入屏幕中。
信号电平校正单元128基于视频信号和通过发光时间控制单元126计算的脉冲的占空比计算各个像素或像素组的发光量，并且基于计算的亮度量计算用于根据需要减小亮度的增益，以便将视频信号乘以计算的增益。
长期色温校正检测单元138检测用于长期色温校正单元124中的校正的信息。经由I/F单元114将由长期色温校正检测单元138检测的信息发送到控制单元104，并且经由控制单元104记录在记录单元106中。
不均匀性校正单元130校正在面板158上显示的图像和视频的不均匀性。在不均匀性校正单元130中，基于输入信号的电平和坐标位置校正面板158的水平条纹和在屏幕的局部区域中出现的发光的不均匀性。
伽玛转换单元132执行信号处理，用于将由线性转换单元116转换为具有线性特性的信号的视频信号转换为具有伽玛特性的信号。在伽玛转换单元132中执行的信号处理是用于抵消面板158的伽玛特性并且将信号转换为具有线性特性的信号的信号处理，使得面板158中的有机EL元件根据信号的电流发光。当伽玛转换单元132执行信号处理时，信号宽度从14位变为12位。
抖动处理单元134对于由伽玛转换单元132转换的信号执行抖动。抖动提供这样的显示，其中将可显示的颜色组合，以便在其中可用颜色的数目小的环境中表示中间色。通过由抖动处理单元134执行抖动，可以模拟并表示本来不能在面板上显示的颜色。通过抖动处理单元134中的抖动，将信号宽度从12位变为10位。
信号输出单元136将通过抖动处理单元134抖动后的信号输出到数据驱动器152。从信号输出单元136发送到数据驱动器152的信号是由关于各个颜色R、G和B的发光量的信息相乘的信号，并且将由关于发光时间的信息相乘的信号以脉冲的形式从栅极脉冲输出单元140输出。
栅极脉冲输出单元140输出用于控制面板158的发光时间的脉冲。从栅极脉冲输出单元140输出的脉冲是通过发光时间控制单元126基于占空比计算的脉冲。来自栅极脉冲输出单元140的脉冲确定面板158上的每个像素的发光时间。
伽玛电路控制单元142给出设置值到伽玛电路154。由伽玛电路控制单元142给出的设置值是要给到数据驱动器152内部包含的D/A转换器的梯形(ladder)电阻的参考电压。
存储单元150相互关联地存储关于发出超过指定亮度的光的像素和一组像素之一的信息、以及关于超过指定亮度的量的信息。当在信号电平校正单元128中校正亮度时，两种信息变得必要。不像记录单元106，当关断电源时删除其中内容的存储器可以用作存储单元150，并且例如期望SDRAM(同步动态随机存取存储器)用作这种存储器。
在由基底短路等产生过电流的情况下，过电流检测单元156检测过电流，并且通知栅极脉冲输出单元140。在产生过电流的情况下，通过过电流检测单元156的过电流检测和通知可以避免将过电流施加到面板158。
数据驱动器152对于从信号输出单元136接收的信号执行信号处理，并且输出用于在面板158上显示视频的信号到面板158。数据驱动器152包括未在附图中示出的D/A转换器，并且D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并且输出该模拟信号。
伽玛电路154给出参考电压到数据驱动器152内部包含的D/A转换器的梯形电阻。要给到梯形电阻的参考电压由伽玛电路控制单元142生成。
面板158接受来自数据驱动器152的输出信号以及来自栅极脉冲输出单元140的输出脉冲作为输入，使得作为自发光型元件的示例的有机EL元件发光，以根据输入的信号和脉冲显示运动图像和静态图像。在面板158中，显示图像的表面的形状是平面。有机EL元件是当施加电压时发光的自发光型元件，并且它们的发光量与电压成比例。结果，有机EL元件的IL特性(电流/发光量特性)也变得具有比例关系。
在面板158中，尽管未在图1中示出，通过以矩阵模式的排列构造像素、以指定扫描周期提供选择将发光的像素的选择信号到像素、提供视频信号到像素的数据线、以及通过提供有选择信号来驱动的晶体管，所述像素提供有根据电流量自发光的发光元件以及控制施加到发光元件的电流的像素电路，并且以此方式的像素、扫描线、数据线和晶体管的构造使得显示设备100能够根据视频信号显示视频图像。
上面已经参照图1描述了根据本发明的实施例的显示设备100的结构。根据图1中描绘的本发明的实施例的显示设备100使用线性转换单元116将视频信号转换为具有线性特性的信号，并且此后将转换的视频信号输入模式生成单元118，但是模式生成单元118和线性转换单元116可以互换。
接下来，下面描述在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变。图2A到2F是以曲线图的形式说明在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变的说明图。在图2A到2F的各个曲线图中，水平轴代表输入并且垂直轴代表输出。
图2A图示当输入被摄体(subject)时，线性转换单元116将其输出A相对于被摄体的光量具有伽玛特性的视频信号乘以逆伽玛曲线(线性伽玛)，以便将视频信号转换为其输出相对于被摄体的光量具有线性特性的视频信号。
图2B图示伽玛转换单元132将被转换使得输出B相对于被摄体的光量的输入具有线性特性的视频信号乘以伽玛曲线，以便将该视频信号转换为其输出相对于被摄体的光量的输入具有伽玛特性的视频信号。
图2C图示数据驱动器152执行视频信号到模拟信号的D/A转换，所述视频信号被转换使得输出C相对于被摄体的光量的输入具有伽玛特性。在D/A转换中，输入和输出之间的关系具有线性特性。结果，数据驱动器152对视频信号执行D/A转换，并且当输入被摄体的光量时，输出电压具有伽玛特性。
图2D图示当经历了D/A转换的视频信号输入包括在面板158中的晶体管时，抵消两者的伽玛特性。晶体管的VI特性是具有与相对于被摄体的光量的输入的输出电压的伽玛特性相逆的曲线的伽玛特性。结果，当输入被摄体的光量时，可以再次执行转换，使得输出电流具有线性特性。
图2E图示当输入被摄体的光量时，将其输出电流具有线性特性的信号输入面板158中，并且将具有线性特性的信号乘以具有线性特性的有机EL元件的IL特性。
结果，如图2F所示，当输入被摄体的光量时，面板(OLED；有机发光二极管)的发光量具有线性特性，因此通过在线性转换单元116中转换视频信号以便具有线性特性，变得可能在作为线性区域的在图1中示出的信号处理集成电路110中从线性转换单元116到伽玛转换单元132的间隔上执行信号处理。
上面已经描述了在根据本发明的实施例的显示设备100中流动的信号的特性转变。
像素电路结构
接下来，将描述在图1中示出的面板158中布置的像素电路的结构的一个示例。
图3是描绘在图1中示出的面板158中布置的像素电路的横截面结构的一个示例的截面图。如图3所示，在面板158中布置的像素电路具有这样的结构，其中在玻璃基底1201上按顺序形成绝缘膜1202、绝缘调平(leveling)膜1203和窗口绝缘膜1204，其中形成包括驱动晶体管1022等的驱动电路，并且有机EL元件1021布置在窗口绝缘膜1204中的凹陷1204A中。这里，在驱动电路的各个结构元件中，仅描述驱动晶体管1022，并且省略其它结构元件的指示。
有机EL元件1021由阳极电极1205、在阳极电极1206上形成的有机层(电子传输层、发光层和空穴传输层/空穴注入层)1206、以及阴极电极1207构成，所述阳极电极1206由在窗口绝缘膜1205中的凹陷1204A的底部上形成的金属等组成，所述阴极电极1207由对于有机层1206上的所有像素共同形成的透明导电膜等构成。
在该有机EL元件1021中，通过在阳极电极1205上顺序地沉积空穴传输层/空穴注入层2061、发光层2062、电子传输层2063和电子注入层(未示出)形成有机层1206。因此，当由于在通过驱动晶体管1022的电流驱动下，电流从驱动晶体管1022经由阳极电极1205流动到有机层1206，在有机层1206中的发光层2062中电子和空穴电子空穴重组时发光。
驱动晶体管1022由栅极电极1221、在半导体层1222的一侧布置的源极/漏极区域1223、在半导体层1222的另一侧布置的漏极/源极区域1224、以及面向半导体层1222的栅极电极1221的部分的沟道形成区域1225构成。源极/漏极区域1223经由接触孔电连接到有机EL元件1021的阳极电极1205。
因此，如图3所示，在已经经由绝缘膜1202、绝缘调平膜1203和窗口绝缘膜1204，在其中形成包括驱动晶体管1022的驱动电路的玻璃基底1201上的像素单元中形成有机EL元件1021之后，经由钝化膜1208通过粘合剂1210附接密封基底1209，并且通过密封基底1209密封有机EL元件1021，形成面板158。
驱动电路
接下来，将描述在图1中示出的面板158中布置的驱动电路的结构的一个示例。
在图4中示出的各种电路等存在作为用于驱动提供有有机EL元件的发光单元ELP的驱动电路，但是下面将首先说明对于基本由5个晶体管/1个电容器构成的驱动电路(其在下文中可以在一些情况下称为5Tr/1C驱动电路)、基本由4个晶体管/1个电容器构成的驱动电路(其在下文中可以在一些情况下称为4Tr/1C驱动电路)、基本由3个晶体管/1个电容器构成的驱动电路(其在下文中可以在一些情况下称为3Tr/1C驱动电路)和基本由2个晶体管/1个电容器构成的驱动电路(其在下文中可以在一些情况下称为2Tr/1C驱动电路)公共的项目。
为了方便，组成驱动电路的每个晶体管原则上描述为由n沟道型薄膜晶体管(TFT)构成。然而，注意到取决于情况，一部分晶体管也可以由p沟道型TFT构成。注意到，也可以使用其中在半导体基底等上形成晶体管的结构。注意到，组成驱动电路的晶体管的结构不具体限定。在下面的说明中，组成驱动电路的晶体管描述为增强型，但是不限于此。可以使用抑制型晶体管。此外，组成驱动电路的晶体管可以是单栅极型或可以是双栅极型。
在下面的说明中，显示设备由以二维矩阵模式排列的(N/3)×M像素构成，并且1个像素取为由3个子像素(发红光的红光发射子像素、发绿光的绿光发射子像素和发蓝光的蓝光发射子像素)构成。此外，组成每个像素的发光元件取为以线序驱动，并且显示帧速率取为FR(次/秒)。也就是说，在第m列中排列的(N/3)个像素(其中m＝1，2，3，...，M)，或者更具体地，分别由N个子像素构成的发光元件被同时驱动。换种说法，在组成1列的各个发光元件中，通过它们所属的列的单元控制它们发光/不发光的时序。注意到用于对于构成1列的各个像素写入视频信号的处理可以是对于所有像素同时写入视频信号的处理(其在下文中可以在一些情况下简单地称为同时写入处理)，或者可以是对于每个个别像素写入顺序视频信号的处理(其在下文中可以在一些情况下简单地称为顺序写入处理)。可以根据驱动电路的结构适当选择使用哪种写入处理。
这里，原理上描述涉及位于第m列和第n行(这里n＝1，2，3，...，N)的发光元件的驱动和操作，但是下文中这种发光元件指第(n，m)发光元件或第(n，m)子像素。因此，执行各种处理(随后描述的阈值电压抵消(cancel)迁移率校正处理)直到在第m列中排列的各个像素的水平扫描时段(第m水平扫描时段)结束。注意到需要在第m水平扫描时段内执行写入处理和迁移率校正处理。另一方面，取决于驱动电路的类型，可以在第m水平扫描时段前执行阈值电压抵消处理和伴随其的预处理。
因此，在上述各种处理已经完全完成之后，使得组成在第m列中排列的各个发光元件的发光单元发光。注意到在上述各种处理已经完全完成之后，可以使得发光单元立即发光，或可以使得发光单元在已经过去预定时段(例如，对于若干列的预定水平扫描时段)之后发光。可以根据显示设备的规范或驱动电路的结构等适当地设置该预定时段。注意到在下面的说明中，为了说明方便，取为使得发光单元在各种类型的处理完成之后立即发光。因此，组成在第m列中排列的各个发光元件的发光单元的发光持续直到正好在第(m+m′)列中排列的各个发光元件的水平扫描时段开始。这里，根据显示设备的设置规范确定“m′”。也就是说，在给定显示帧中组成在第m列中排列的各个发光元件的发光单元的发光持续直到第(m+m′-1)水平扫描时段。另一方面，组成在第m列中排列的各个发光元件的发光单元原则上从第(m+m′)水平扫描时段的开始时段维持在不发光状态，直到随后显示帧中第m水平扫描时段内的写入处理和迁移率校正处理完成。通过建立上述不发光状态的时段(其在下文中可以在一些情况下简称为不发光时段)，减小伴随有源矩阵驱动的余像模糊，并且可以使得运动图像质量更加优良。然而，注意到各个子像素(发光元件)的发光/不发光状态不限于上述状态。此外，水平扫描时段的时间长度是小于(1/FR)×(1/M)秒的时间长度。在(m+m′)的值超过M的情况下，在下一显示帧中处理超过量的水平扫描时段。
在具有1个晶体管的2个源极/漏极区域中，在一些情况下可以使用术语“一侧的源极/漏极区域”，含义是在连接到电源单元的一侧的源极/漏极区域。此外，晶体管处于“导通”状态表示已经在各源极/漏极区域之间形成沟道的状态。电流是否从晶体管一侧的源极/漏极区域流到另一侧的源极/漏极区域是不重要的。另一方面，晶体管处于“截止”状态表示还没有在源极/漏极区域之间形成沟道的状态。此外，给定晶体管的源极/漏极区域连接到另一晶体管的源极/漏极区域包括其中给定晶体管的源极/漏极区域和其它晶体管的源极/漏极区域占据相同区域的模式。此外，源极/漏极区域不但可以通过参杂多晶硅或非晶硅等构成，而且还可以通过金属、合金、导电粒子、这些的层状结构或由有机材料(导电聚合物)组成的层构成。此外，在下面说明中使用的时序图中，指示每个时段的水平轴的长度是示意性的，并且不指示每个时段的时间长度的比例。
在图4等中指示的驱动电路中采用的发光单元ELP的驱动方法由以下步骤组成，例如：
(a)执行预处理以施加第一节点ND1初始化电压到第一节点ND1和施加第二节点ND2初始化电压到第二节点ND2，使得第一节点ND1和第二节点ND2之间的电势差超过驱动晶体管TRD的阈值电压，此外第二节点ND2和在发光单元ELP上布置的阴极电极之间的电势差不超过发光单元ELP的阈值电压，并且随后
(b)在维持第一节点ND1的电势的状态下，执行阈值电压抵消处理以将第二节点ND2的电势向通过从第一节点ND1的电势减去驱动晶体管TRD的阈值电压所得到的电势改变，并且此后
(c)执行写入处理以经由通过来自扫描线SCL的信号切换到“导通”状态的写入晶体管TRW，将来自数据线DTL的视频信号施加到第一节点ND1，并且随后
(d)通过由来自扫描线SCL的信号将写入晶体管TRW切换到“截止”状态将第一节点ND1置于浮置状态，并且根据第一节点ND1和第二节点ND2之间的电势值使得电流经由驱动晶体管TRD从电源单元2100流到发光单元ELP，驱动发光单元ELP。
如上所述，在维持第一节点ND1的电势的状态下，步骤(b)执行阈值电压抵消处理以将第二节点ND2的电势向通过从第一节点ND1的电势减去驱动晶体管TRD的阈值电压所得到的电势改变。更具体地，为了将第二节点ND2的电势向通过从第一节点ND1的电势减去驱动晶体管TRD的阈值电压所得到的电势改变，将超过在步骤(a)中加到第二节点ND2的电势的、作为驱动晶体管TRD的阈值电压的电压的电压施加到驱动晶体管TRD的一侧的源极/漏极区域。定性地，在阈值电压抵消处理中，第一节点ND1和第二节点ND2之间的电势(换句话说，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势)接近驱动晶体管TRD的阈值电压的程度受阈值电压抵消处理的时间影响。结果，在例如建立足够长时间的阈值电压抵消处理的模式下，第二节点ND2的电势达到通过从第一节点ND1的电势减去驱动晶体管TRD的阈值电压所获得的电势。因此，第一节点ND1和第二节点ND2之间的电势差达到驱动晶体管TRD的阈值电压，并且驱动晶体管TRD改变为“截止”状态。另一方面，在例如建立阈值电压抵消处理的时间必须不可避免地设为短的模式下，可能出现第一节点ND1和第二节点ND2之间的电势差变得大于驱动晶体管TRD的阈值电压，并且驱动晶体管TRD不改变为“截止”状态的情况。作为阈值电压抵消处理的结果，驱动晶体管TRD不必改变为“截止”状态。
接下来，下文中将详细描述每个个别驱动电路的驱动电路结构和在这些驱动电路中采用的发光单元ELP的驱动方法。
5Tr/1C驱动电路
在图4中描绘5Tr/1C驱动电路的等效电路图，在图5中示意性地描绘在图4中图示的5Tr/1C驱动电路的驱动的时序图，并且在图6A到图6I中示意性地描绘5Tr/1C驱动电路的每个晶体管的导通/截止状态等。
该5Tr/1C驱动电路由5个晶体管构成：写入晶体管TRW、驱动晶体管TRD、第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3。其还通过电容器C1构成。注意到写入晶体管TRW、第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3可以由p沟道型TFT构成。还注意到在图4中示出的驱动晶体管TRD等价于在图3中示出的驱动晶体管1022。
第一晶体管TR1
第一晶体管TR1一侧的源极/漏极区域连接到电源单元2100(电压VCC)，并且第一晶体管TR1另一侧的源极/漏极区域连接到驱动晶体管TRD一侧源极/漏极区域。此外，通过从第一晶体管控制电路2111延伸并且连接到第一晶体管TR1的栅极电极的第一晶体管控制线CL1控制第一晶体管TR1的导通/截止操作。提供电源单元2100以提供电流到发光单元ELP并且使得发光单元ELP发光。
驱动晶体管TRD
如上所述，驱动晶体管TRD一侧的源极/漏极区域连接到第一晶体管TR1另一侧的源极/漏极区域。另一方面，驱动晶体管TRD另一侧的源极/漏极区域连接到：
(1)发光单元ELP的阳极电极，
(2)第二晶体管TR2另一侧的源极/漏极区域，以及
(3)电容器C1的一个电极，并且构成第二节点ND2。此外，驱动晶体管TRD的栅极电极连接到：
(1)写入晶体管TRW另一侧的源极/漏极区域，
(2)第三晶体管TR3另一侧的源极/漏极区域，以及
(3)电容器C1的另一电极，
并且构成第一节点ND1。
这里，在发光元件的发光状态下，根据下文中的等式(1)驱动驱动晶体管TRD，以便使得漏极电流Ids流动。在发光元件的发光状态下，在驱动晶体管TRD一侧的源极/漏极区域用作漏极区域，而另一侧的源极/漏极区域用作源极区域。为了便于说明，在下文中的说明中，在一些情况下驱动晶体管TRD一侧的源极/漏极区域可以简单地称为漏极区域，而另一侧的源极/漏极区域可以称为源极区域。注意到：
μ：有效迁移率
L：沟道长度
W：沟道宽度
Vgs：栅极电极和源极区域之间的电势
Vth：阈值电压
Cox：(栅极绝缘层的相对介电常数)×(电常数)/(栅极绝缘层的厚度)
取为保持k≡(1/2)·(W/L)·Cox。
Ids＝k·μ·(Vgs-Vth)2(1)
由于流过发光单元ELP的漏极电流Ids，发光单元ELP发光。通过该漏极电流Ids的值的大小控制发光单元ELP的发光状态(亮度)。
写入晶体管TRW
如上所述，写入晶体管TRW另一侧的源极/漏极区域连接到驱动晶体管TRD的栅极电极。另一方面，写入晶体管TRW一侧的源极/漏极区域连接到从信号输出电路2102延伸的数据线DTL。因此，经由数据线DTL将用于控制在发光单元ELP的亮度的视频信号VSig提供到一侧的源极/漏极区域。注意到可以经由数据线DTL将不同于VSig的各种信号或电压(用于预充电驱动的信号或各种参考电压等)提供到一侧的源极/漏极区域。因此，通过从扫描电路2101延伸并连接到写入晶体管TRW的栅极电极的扫描线SCL控制写入晶体管TRW的导通/截止操作。
第二晶体管TR2
如上所述，第二晶体管TR2另一侧的源极/漏极区域连接到驱动晶体管TRD的源极区域。另一方面，用于初始化第二节点ND2的电势(也就是说，驱动晶体管TRD的源极区域的电势)的电压VSS提供到第二晶体管TR2一侧的源极/漏极区域。此外，通过从第二晶体管控制电路2112延伸并且连接到第二晶体管TR2的栅极电极的第二晶体管控制线AZ2控制第二晶体管TR2的导通/截止操作。
第三晶体管TR3
如上所述，第三晶体管TR3另一侧的源极/漏极区域连接到驱动晶体管TRD的栅极电极。另一方面，用于初始化第一节点ND1的电势(也就是说，驱动晶体管TRD的栅极电极的电势)的电压V0fs提供到第三晶体管TR3一侧的源极/漏极区域。此外，通过从第三晶体管控制电路2113延伸并且连接到第三晶体管TR3的栅极电极的第三晶体管控制线AZ3控制第三晶体管TR3的导通/截止操作。
发光单元ELP
如上所述，发光单元ELP的阳极电极连接到驱动晶体管TRD的源极区域。另一方面，电压VCat施加到发光单元ELP的阴极电极。发光单元ELP的电容由符号CEL指示。此外，发光单元ELP的发光所需的阈值电压取为Vth-EL。也就是说，当在发光单元ELP的阳极电极和阴极电极之间施加Vth-EL或更大的电压时，发光单元ELP发光。
在下文的说明中，电压或电势的值如下所示，但是这些仅是用于说明的值，并且对于这些值不存在限制。
VSig：用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号
0伏到10伏
VCC：电源单元2100的电压
20伏
V0fs：用于初始化驱动晶体管TRD的栅极电极的电势(第一节点ND1的电势)的电压
0伏
VSS：用于初始化驱动晶体管TRD的源极区域的电势(第二节点ND2的电势)的电压
-10伏
Vth：驱动晶体管TRD的阈值电压
3伏
VCat：施加到发光单元ELP的阴极电极的电压
0伏
Vth-EL：发光单元ELP的阈值电压
3伏
下文中将描述5Tr/1C驱动电路的操作。如上所述，注意到描述发光状态取为在各种类型的处理(阈值电压抵消处理、写入处理和迁移率校正处理)已经完成之后立即开始，但是对于此不存在限制。这对于随后将描述的4Tr/1C驱动电路、3Tr/1C驱动电路和2Tr/1C驱动电路是类似的。
时段-TP(5)-1(参照图5和图6A)
该[时段-TP(5)-1]是例如在之前显示帧中的操作，并且是在之前各种类型的处理完成之后的第(n，m)发光元件处于发光状态的时段。也就是说，基于随后描述的等式(5)，漏极电流I′ds流到构成第(n，m)子像素的发光元件中的发光单元ELP，并且构成第(n，m)子像素的发光元件中的发光单元ELP的亮度是对应于漏极电流I′ds的值。这里，写入晶体管TRW、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3处于“截止”状态，而第一晶体管TR1和驱动晶体管TRD处于“导通”状态。第(n，m)发光元件的发光状态持续直到紧接在第(m+m′)列中排列的发光元件的水平扫描时段开始之前。
在图5中描述的[时段-TP(5)0]到[时段-TP(5)4]是从之前的各种类型的处理完成之后的发光状态后直到紧接在执行下一写入处理之前的操作时段。也就是说，该[时段-TP(5)0]到[时段-TP(5)4]是例如从之前显示帧的第(m+m′)水平扫描时段的开始时段直到第(m-1)水平扫描时段的结束时段的给定时间长度的时段。注意到，[时段-TP(5)1]到[时段-TP(5)4]可以取为构成为包括在目前显示帧中的第m水平扫描时段中。
因此，在该[时段-TP(5)0]到[时段-TP(5)4]中，第(n，m)发光元件原则上处于不发光状态。也就是说，在[时段-TP(5)0]到[时段-TP(5)1]和[时段-TP(5)3]到[时段-TP(5)4]中，第一晶体管TR1处于“截止”状态，因此发光元件不发光。注意到在[时段-TP(5)2]中，第一晶体管TR1处于“导通”状态。然而，在该时段中，执行随后描述的阈值电压抵消处理。如将在阈值电压抵消处理的说明中详细描述的，如果假设满足随后描述的等式(2)，则发光元件不发光。
下文中首先描述[时段-TP(5)0]到[时段-TP(5)4]的各个时段。注意到[时段-TP(5)1]的开始时段和[时段-TP(5)1]到[时段-TP(5)4]的各个时段的长度可以根据显示设备的设计适当地设置。
时段-TP(5)0
如上所述，在[时段-TP(5)0]中，第(n，m)发光元件处于发光状态。写入晶体管TRW、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3处于“截止”状态。此外，在从[时段-TP(5)-1]到[时段-TP(5)0]的转变时，因为第一晶体管TR1改变为“截止”状态，所以第二节点ND2(驱动晶体管TRD的源极区域或发光单元ELP的阳极电极)的电势降到(Vth-EL+VCat)，并且发光单元ELP改变为不发光状态。此外，处于浮置状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极电极)的电势也下降，以便跟随第二节点ND2的电势的下降。
时段-TP(5)1(参照图6B和图6C)
在该[时段-TP(5)1]中，执行用于执行随后描述的阈值电压抵消处理的预处理。也就是说，在[时段-TP(5)1]开始，通过将第二晶体管控制线AZ2和第三晶体管控制线AZ3置于高电平，将第二晶体管TR2和第三晶体管TR3置于“导通”状态。结果，第一节点ND1的电势变为V0fs(例如，0伏)。另一方面，第二节点ND2的电势变为VSS(例如，-10伏)。因此，在该[时段-TP(5)1]完成之前，通过将第二晶体管控制线AZ2置于低电平，将第二晶体管TR2置于“截止”状态。注意到第二晶体管TR2和第三晶体管TR3可以同时置于“导通”状态，第二晶体管TR2可以首先置于“导通”状态，或第三晶体管TR3可以首先置于“导通”状态。
由于前述处理，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势差变为Vth或更高。驱动晶体管TRD改变为“导通”状态。
时段-TP(5)2(参照图6D)
接下来，执行阈值电压抵消处理。也就是说，通过将第一晶体管控制线CL1置于高电平同时维持第三晶体管TR3处于“导通”状态，将第一晶体管TR1置于“导通”状态。结果，第一节点ND1的电势不改变(维持V0fs＝0伏)，并且第二节点ND2的电势向通过从第一节点ND1的电势减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth所得到的电势改变。也就是说，处于浮置状态的第二节点ND2的电势上升。因此，当驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势达到Vth时，驱动晶体管TRD改变为“截止”状态。具体地，处于浮置状态的第二节点ND2的电势接近(V0fs-Vth＝-3伏＞VSS)，并且最终变为(V0fs-Vth)。这里，如果确保下文中的等式(2)，或者换句话说，如果选择和确定电势以便满足等式(2)，则发光单元ELP不发光。
(V0fs-Vth)＜(Vth-EL+VCat)    (2)
在该[时段-TP(5)2]中，第二节点ND2的电势最终变为(V0fs-Vth)。也就是说，仅仅依赖于驱动晶体管TRD的阈值电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极电极的电压V0fs确定第二节点ND2的电势。换句话说，不存在对于发光单元ELP的阈值电压Vth-EL的依赖。
时段-TP(5)3(参照图6E)
此后，通过将第一晶体管控制线CL1置于低电平同时维持第三晶体管TR3处于“导通”状态，将第一晶体管TR1置于“截止”状态。结果，第一节点ND1的电势保持不变(维持V0fs＝0伏)，并且第二节点ND2的电势也保持不变(V0fs-Vth＝-3伏)。
时段-TP(5)4(参照图6F)
接下来，通过将第三晶体管控制线AZ3置于低电平，将第三晶体管TR3置于“截止”状态。结果，第一节点ND1和第二节点ND2的电势基本不变。实际上，由于寄生电容的静电耦合等可能出现改变，但是通常这些可以忽略。
接下来，描述[时段-TP(5)5]到[时段-TP(5)7]的各个时段。注意到，如随后所述，在[时段-TP(5)5]中执行写入处理，并且在[时段-TP(5)6]中执行迁移率校正处理。如上所述，需要在第m水平扫描时段内执行这些处理的设置。为了便于说明，[时段-TP(5)5]的开始时段和[时段-TP(5)6]的结束时段说明为分别与第m水平扫描时段的开始时段和结束时段一致。
时段-TP(5)5(参照图6G)
此后，对于驱动晶体管TRD执行写入处理。具体地，通过将数据线DTL的电势置于用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig，然后将扫描线SCL置于高电平，同时维持第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3的“截止”状态，将写入晶体管TRW置于“导通”状态。结果，第一节点ND1的电势上升到VSig。
这里，电容器C1的电容由值c1指示，而发光单元ELP的电容CEL的电容由值cEL指示。因此，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的寄生电容的值取为cgs。当驱动晶体管TRD的栅极电极的电势已经从V0fs变为VSig(＞V0fs)时，电容器C1的两端的电势(第一节点ND1和第二节点ND2的电势)原则上改变。也就是说，将基于驱动晶体管TRD的栅极电极的电势(＝第一节点ND1的电势)的改变量(VSig-V0fs)的电荷分配到电容器C1、发光单元ELP的电容CEL和驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的寄生电容。然而，如果值cEL与值c1和值cgs相比足够大，则对于基于驱动晶体管TRD的栅极电极的电势的改变量(VSig-V0fs)的驱动晶体管TRD的源极区域(第二节点ND2)的电势改变小。因此，通常发光单元ELP的电容CEL的电容值cEL大于电容器C1的电容值c1和驱动晶体管TRD的寄生电容的值cgs。在这点上，为了便于说明，除了存在特别需要的情况外，给出说明而不考虑由于第一节点ND1的电势的改变而出现的第二节点ND2的电势的改变。也对于其它驱动电路也是类似的。注意到同样在图5中描绘的驱动的时序图中，进行描述而不考虑由于第一节点ND1的电势的改变而出现的第二节点ND2的电势的改变。当驱动晶体管TRD的栅极电极(第一节点ND1)的电势取为Vg，并且驱动晶体管TRD的源极区域(第二节点ND2)的电势取为Vs时，Vg的值和Vs的值如下所述改变。因此，第一节点ND1和第二节点ND2的电势差(或者换句话说，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势差Vgs)可以由下面的等式(3)表示。
Vg＝VSig
Figure G200880024254XD00222
也就是说，通过相对于驱动晶体管TRD的写入操作获得的Vgs单独依赖于用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig、驱动晶体管TRD的阈值电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的源极区域的电势的电压V0fs。因此，其与发光单元ELP的阈值电压Vth-EL无关。
时段-TP(5)6(参照图6H)
此后，基于驱动晶体管TRD的迁移率μ的大小执行驱动晶体管TRD的源极区域(第二节点ND2)的电势的校正(迁移率校正处理)。
通常，当已经从多晶硅膜晶体管等制造驱动晶体管TRD时，各晶体管之间的迁移率μ的变化的出现难以避免。结果，即使当具有相同值的视频信号VSig施加到其中存在迁移率μ的差别的多个驱动晶体管TRD的栅极电极时，在流过具有大迁移率μ的驱动晶体管TRD的漏极电流Ids和流过具有小迁移率μ的驱动晶体管TRD的漏极电流Ids之间出现差别。因此，当这种差别出现时，失去显示设备的屏幕的均匀性。
结果，具体地，通过将第一晶体管控制线CL1置于高电平同时维持写入晶体管TRW处于“导通”状态，将第一晶体管TR1置于“导通”状态，并且随后在已经过去预定时间(t0)之后，通过将扫描线SCL置于低电平，将写入晶体管TRW置于“截止”状态并且将第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极电极)置于浮置状态。因此，在作为前述的结果驱动晶体管TRD的迁移率μ的值变大的情况下，在驱动晶体管TRD的源极区域的电势的上升量ΔV(电势校正值)变大，而在作为前述的结果驱动晶体管TRD的迁移率μ的值变小的情况下，在驱动晶体管TRD的源极区域的电势的上升量ΔV(电势校正值)变小。这里，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势差Vgs从等式(3)转变为下面的等式(4)。
注意到，在显示设备的设计期间，用于执行迁移率校正处理的预定时间([时段-TP(5)6]的总时间t0)可以预先确定为设计值。此外，确定[时段-TP(5)6]的总时间t0，使得此时驱动晶体管TRD的源极区域的电势(V0fs-Vth+ΔV)满足下面的等式(2′)。因此，由于此，发光单元ELP在[时段-TP(5)6]中不发光。此外，通过该迁移率校正处理，还同时执行系数k(≡(1/2)·(W/L)·Cox)的变化的校正。
(V0fs-Vth+ΔV)＜(Vth-EL+VCat)    (2′)
时段-TP(5)7(参照图6I)
通过前述操作完成阈值电压抵消处理、写入处理和迁移率校正处理。作为伴随注释，作为扫描线SCL改变为低电平的结果，写入晶体管TRW改变为“截止”状态，并且第一节点ND1(也就是说，驱动晶体管TRD的栅极电极)改变为浮置状态。另一方面，第一晶体管TR1维持“导通”状态，并且驱动晶体管TRD的漏极区域处于连接到电源单元2100(电压VCC，例如20伏)的状态。结果，作为前述的结果，第二节点ND2的电势上升。
这里，如上所述，驱动晶体管TRD的栅极电极处于浮置状态，此外，因为存在电容器C1，所以在驱动晶体管TRD的栅极电极出现与在已知为自举电路中的现象类似的现象，并且第一节点ND1的电势也上升。结果，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势差Vgs维持等式(4)的值。
此外，第二节点ND2的电势上升并且超过(Vth-EL+VCat)，因此发光单元ELP开始发光。此时，流过发光单元ELP的电流是从驱动晶体管TRD的漏极区域流到驱动晶体管TRD的源极区域的漏极电流Ids，因此可以由等式(1)表示。这里，基于等式(1)和等式(4)，等式(1)可以变换为下面的等式(5)。
Ids＝k·μ·(VSig-V0fs-ΔV)2    (5)
结果，例如在V0fs已经设为0伏的情况下，流过发光单元ELP的漏极电流Ids与通过从用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig的值减去源自驱动晶体管TRD的迁移率μ的在第二节点ND2(驱动晶体管TRD的源极区域)处的电势校正值ΔV获得的值的平方成比例。换句话说，流过发光单元ELP的漏极电流Ids不依赖于发光单元ELP的阈值电压Vth-EL或驱动晶体管TRD的阈值电压Vth。也就是说，发光单元ELP的发光量(亮度)不经历发光单元ELP的阈值电压Vth-EL的影响或驱动晶体管TRD的阈值电压Vth的影响。因此，第(n，m)发光元件的亮度是对应于漏极电流Ids的值。
此外，驱动晶体管TRD的迁移率μ越大，电势校正值ΔV变得越大，因此在等式(4)左侧的Vgs的值变得越小。结果，在等式(5)中，作为即使当迁移率μ的值大时(VSig-V0fs-ΔV)2的值变小的结果，也可以校正漏极电流Ids。也就是说，即使在不同迁移率μ的驱动晶体管TRD中，如果视频信号VSig的值是相同的，则漏极电流Ids达到基本相同，结果，使得流过发光单元ELP和控制发光单元ELP的亮度的漏极电流Ids均匀。也就是说，可以校正源自迁移率μ的变化(此外，k的变化)的亮度的变化。
发光单元ELP的发光状态持续直到第(m+m′-1)水平扫描时段。该时间点对应于[时段-TP(5)-1]的结束。
通过前述完成构成第(n，m)子像素的发光元件10的发光操作。
接下来，将进行2Tr/1C驱动电路的说明。
2Tr/1C驱动电路
在图7中描绘2Tr/1C驱动电路的等效电路图，在图8中示意性地描绘驱动的时序图，并且在图9A到图9F中示意性地描绘2Tr/1C驱动电路的每个晶体管的导通/截止状态等。
从该2Tr/1C驱动电路省略在上述5Tr/1C驱动电路中的3个晶体管(第一晶体管TR1、第二晶体管TR2和第三晶体管TR3)。也就是说，该2Tr/1C驱动电路由2个晶体管(写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD)构成，并且还通过电容器C1构成。还注意到在图7中示出的驱动晶体管TRD等价于在图3中示出的驱动晶体管1022。
驱动晶体管TRD
驱动晶体管TRD的结构与对于5Tr/1C驱动电路描述的驱动晶体管TRD的结构相同，因此省略去详细说明。然而，注意到驱动晶体管TRD的漏极区域连接到电源单元2100。还注意到从电源单元2100提供用于使得发光单元ELP发光的电压VCC-H和用于控制驱动晶体管TRD的源极区域的电势的电压VCC-L。这里，作为电压VCC-H和VCC-L的值，作为示例使用VCC-H＝20伏、VCC-L＝-10伏，但是对于这些值不存在限制。
写入晶体管TRW
写入晶体管TRW的结构与对于5Tr/1C驱动电路描述的写入晶体管TRW的结构相同，因此省略去详细说明。
发光单元ELP
发光单元ELP的结构与对于5Tr/1C驱动电路描述的发光单元ELP的结构相同，因此省略去详细说明。
下文中将描述2Tr/1C驱动电路的操作。
时段-TP(2)-1(参照图8和图9A)
该[时段-TP(2)-1]是例如在之前显示帧中的操作，并且基本与对于5Tr/1C驱动电路描述的[时段-TP(5)-1]的操作相同。
图8中描绘的[时段-TP(2)0]到[时段-TP(2)2]是对应于图5中描绘的[时段-TP(5)0]到[时段-TP(5)4]的时段，并且是直到紧接在执行下一写入处理之前的操作时段。因此，类似于5Tr/1C驱动电路，在[时段-TP(2)0]到[时段-TP(2)2]中，第(n，m)发光元件原则上处于不发光状态。然而，注意到在2Tr/1C驱动电路的操作中，如图8所示，除了[时段-TP(2)3]外，也包括第m水平扫描时段的[时段-TP(2)1]到[时段-TP(2)2]的问题不同于5Tr/1C驱动电路的操作。还注意到为了便于说明，[时段-TP(2)1]的开始时段和[时段-TP(2)3]的结束时段说明为分别与第m水平扫描时段的开始时段和结束时段一致。
下文中描述[时段-TP(2)0]到[时段-TP(2)2]的各个时段。注意到类似于对于5Tr/1C驱动电路所说明的，可以根据显示设备的设计适当地设置[时段-TP(2)1]到[时段-TP(2)3]的各个时段的长度。
时段-TP(2)0(参照图9B)
该[时段-TP(2)0]例如是从之前显示帧到目前显示帧的操作。也就是说，该[时段-TP(2)0]是从之前显示帧的第(m+m′)水平扫描时段到目前显示帧的的第(m-1)水平扫描时段的时段。因此，在该[时段-TP(2)0]中，第(n，m)发光元件处于不发光状态。这里，在从[时段-TP(2)-1]改变到[时段-TP(2)0]的时间点，从电源单元2100提供的电压从VCC-H切换到VCC-L。结果，第二节点ND2的电势降到VCC-L，并且发光单元ELP改变为不发光状态。因此，处于浮置状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极电极)的电势也下降，以便跟随第二节点ND2的电势的下降。
时段-TP(2)1(参照图9C)
因此，在目前显示帧中开始第m水平扫描时段。在该[时段-TP(2)1]中，执行用于执行阈值电压抵消处理的预处理。在[时段-TP(2)1]的开始时，通过将扫描线SCL置于高电平将写入晶体管TRW置于“导通”状态。结果，第一节点ND1的电势变为V0fs(例如，0伏)。第二节点ND2的电势维持VCC-L(例如，-10伏)。
由于上述操作，驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势差变为Vth或更高，并且驱动晶体管TRD变为“导通”状态。
时段-TP(2)2(参照图9D)
接下来，执行阈值电压抵消处理。也就是说，将从电源单元2100提供的电压从VCC-L切换到VCC-H，同时维持写入晶体管TRW的“导通”状态。作为其结果，第一节点ND1的电势不改变(维持V0fs＝0伏)，并且第二节点ND2的电势向通过从第一节点ND1的电势减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth所得到的电势改变。也就是说，处于浮置状态的第二节点ND2的电势上升。因此，当驱动晶体管TRD的栅极电极和源极区域之间的电势达到Vth时，驱动晶体管TRD变为“截止”状态。具体地，处于浮置状态的第二节点ND2的电势接近(V0fs-Vth＝-3伏)，并且最终变为(V0fs-Vth)。这里，如果确保下文中的等式(2)，或者换句话说，如果选择和确定电势以便满足等式(2)，则发光单元ELP不发光。
在该[时段-TP(2)2]中，第二节点ND2的电势最终变为(V0fs-Vth)。也就是说，仅仅依赖于驱动晶体管TRD的阈值电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极电极的电压V0fs确定第二节点ND2的电势。换句话说，不存在对于发光单元ELP的阈值电压Vth-EL的依赖。
时段-TP(2)3(参照图9E)
接下来，对于驱动晶体管TRD执行写入处理，以及基于驱动晶体管TRD的迁移率μ的大小的驱动晶体管TRD的源极区域(第二节点ND2)的电势的校正(迁移率校正处理)。具体地，将数据线DTL的电势置于用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig，同时维持写入晶体管TRW的“导通”状态。作为其结果，第一节点ND1的电势上升到VSig，并且驱动晶体管TRD改变为“导通”状态。注意到可以通过暂时将写入晶体管TRW置于“截止”状态，改变数据线DTL的电势为用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig，此后将扫描线SCL置于高电平，将写入晶体管TRW置于“导通”状态，将驱动晶体管TRD置于“导通”状态。
不像对于5Tr/1C驱动电路所说明的，从电源单元2100将电势VCC-H施加到驱动晶体管TRD的漏极区域，因此驱动晶体管TRD的栅极电极的电势上升。在已经过去预定时间(t0)之后，通过将扫描线SCL置于低电平，将写入晶体管TRW置于“截止”状态，并且将第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极电极)置于浮置状态。注意到，在显示设备的设计期间，用于该[时段-TP(2)3]的总时间t0可以预先确定为设计值，使得第二节点ND2的电势变为(V0fs-Vth+ΔV)。
在该[时段-TP(2)3]中，在驱动晶体管TRD的迁移率μ的值大的情况下，驱动晶体管TRD的源极区域的电势的上升量ΔV大，而在驱动晶体管TRD的迁移率μ的值小的情况下，驱动晶体管TRD的源极区域的电势的上升量ΔV小。
时段-TP(2)4(参照图9E)
通过前述操作完成阈值电压抵消处理、写入处理和迁移率校正处理。因此，执行与对于5Tr/1C驱动电路描述的[时段-TP(5)7]相同的处理，第二节点ND2的电势上升并且超过(Vth-EL+VCat)，因此发光单元ELP开始发光。此时，流过发光单元ELP的电流可以使用等式(5)得到，因此流过发光单元ELP的漏极电流Ids不依赖于发光单元ELP的阈值电压Vth-EL或驱动晶体管TRD的阈值电压Vth。也就是说，发光单元ELP的发光量(亮度)不经历发光单元ELP的阈值电压Vth-EL的影响或驱动晶体管TRD的阈值电压Vth的影响。此外，可以抑制出现源自迁移率μ的变化的漏极电流Ids的变化。
因此，发光单元ELP的发光状态持续直到第(m+m′-1)水平扫描时段。该时间点对应于[时段-TP(2)-1]的结束。
通过前述完成构成第(n，m)子像素的发光元件10的发光操作。
上面给出了基于期望的示例的说明，但是根据本发明的驱动电路的结构不限于这些。构成显示设备、发光元件和驱动电路的各个类型的组成元件的组成和结构，以及为各个示例说明的发光单元的驱动方法中的各步骤是示例，并且可以适当地改变。例如，可以采用图10中描绘的4Tr/1C驱动电路或图11中描绘的3Tr/1C驱动电路作为驱动电路。
此外，在5Tr/1C驱动电路的操作的说明中，分离地执行了写入处理和迁移率校正，但是不限于此。类似于2Tr/1C驱动电路的操作的说明，可以使用其中在写入处理中也执行迁移率校正处理的结构。具体地，可以使用这样的结构，其经由写入晶体管TSig将来自数据线DTL的视频信号VSig_m施加到第一节点，同时发光控制晶体管TEL_C处于“导通”状态。
接下来，将更详细地说明根据本发明的实施例的显示设备100的驱动方法。
图12是示意性地示出普通面板中的像素电路的配置的说明图。图12示出普通面板中的像素电路的一个像素部分。如图12所示，配置像素电路10，使得其包括扫描线11、数据线112、电源线17、接地布线18、提供在扫描线11和数据线12交叉的位置的采样晶体管13、其栅极连接到采样晶体管13的源极并且电源线17连接到其漏极的驱动晶体管14、其阳极连接到驱动晶体管14的源极的发光元件15、以及连接到采样晶体管13的源极的存储电容器16。
图13是示出图12中示出的像素电路10的操作的时序图的说明图。图13中示出的时序图显示这样的操作，其采样提供到数据线12的视频信号的电势(下文中称为视频信号线电势)，并且将从有机EL元件配置的发光元件15置于发光状态。
将扫描线11的电势(下文中称为扫描线电势)偏移到高电平使得采样晶体管13进入导通状态。一旦采样晶体管进入导通状态，视频信号线电势就在存储电容器16中累积。
这使得驱动晶体管14的栅极电势Vg开始上升，并且使得漏极电流Ids开始流动。漏极电流Ids的开始流动使得发光元件15的阳极电势上升，导致发光。
此后，如果扫描线电势偏移到低电势，则视频信号线电势保持在存储电容器16中。一旦视频信号线电势保持在存储电容器16中，则驱动晶体管14的栅极电势Vg变得恒定，所以发光元件15维持恒定亮度直到下一帧。
然而，由于驱动晶体管14的制造工艺的变化，在驱动晶体管14的阈值电压(启动电压)和迁移率的特性中出现变化(特性变化)。
图14是说明驱动晶体管14的电流-电压特性的说明图。以图14中的曲线图的形式示出两种类型的驱动晶体管14的电流-电压特性，具体地，具有不同阈值电压的驱动晶体管14的电流-电压特性。
如图14所述，当驱动晶体管14的阈值电压Vth和Vth’不同时，在给定栅极电压Vg1的漏极电流的值Ids1和Ids1’也不同。
图15是说明驱动晶体管14的电流-电压特性的说明图。也以图15中的曲线图的形式示出与图14中示出的两种类型的驱动晶体管14相同的两种类型的驱动晶体管14的电流-电压特性，具体地，具有晶体管迁移率的驱动晶体管14的电流-电压特性。
当驱动晶体管14的迁移率不同时，在给定栅极电压Vg2的漏极电流的值Ids2和Ids2’也不同。
因此，即使施加相同的栅极电压Vg到驱动晶体管，特性变化的出现也导致流动的漏极电流Ids中出现变化，这依次导致由发光元件发射的光的亮度的变化。
因此，校正每个像素的驱动晶体管14的阈值电压和迁移率的变化，使得每个像素中电流-电压特性相同，将使得可能抑制由发光元件发射的光的亮度的变化，并且维持高质量显示的图像。例如，在日本专利申请公开JP-A-2007-133282中公开了校正驱动晶体管的阈值电压和迁移率的变化的技术。下文中，将详细说明根据本发明的实施例、用于校正驱动晶体管的阈值电压和迁移率的变化的方法。
图16是说明根据本发明的实施例的面板158的说明图，所述面板158提供有校正驱动晶体管的阈值电压和迁移率的变化的电路。下文中，将使用图16说明根据本发明的实施例的面板158。
如图16所示，配置面板158，使得其包括水平选择器202、驱动扫描器204、光扫描器206和包括多个像素电路212的像素阵列210。此外，每个像素电路212包括薄膜晶体管(TFT)222、224、226、228、电容器230和发光元件232。
扫描线214从驱动扫描器204延伸，扫描线216从光扫描器206延伸，并且扫描线218从校正扫描器208延伸，并且驱动扫描器204、光扫描器206和校正扫描器208用扫描线214、216、218扫描像素电路212。数据线220从水平选择器202延伸，并且通过数据线220将视频信号从水平选择器202提供到像素电路212。
薄膜晶体管222、224、226是N沟道型多晶硅TFT，并且薄膜晶体管228是P沟道型多晶硅TFT。电容器230形成像素电路212的像素电容器。此外，发光元件232例如是提供有阳极和阴极的二极管型有机EL元件。注意到本发明不限于这些元件，并且发光元件可以包括通过电流驱动发光的所有设备。
上面已经使用图16说明了根据本发明的实施例的面板158。接下来，将说明根据本发明的实施例的像素电路212。
图17是说明根据本发明的实施例的像素电路212的说明图。下文中，将使用图17说明根据本发明的实施例的像素电路212。
如图17所示，并且如上所述，配置根据本发明的实施例的像素电路212，使得其包括薄膜晶体管(TFT)222、224、226、228、电容器230和发光元件232。此外，在图17中，电容器234示出作为发光元件232的电容组件。
薄膜晶体管222是用于采样从数据线220提供的视频信号Vsig的视频信号线电势的TFT，并且薄膜晶体管222的栅极连接到扫描线216。此外，薄膜晶体管224是驱动TFT，并且薄膜晶体管224的栅极G连接到电容器230的一侧，同时薄膜晶体管224的源极S连接到电容器230的另一侧。此外，薄膜晶体管224的漏极通过薄膜晶体管228连接到电源Vcc。
薄膜晶体管228的栅极连接到扫描线214。因此，薄膜晶体管228具有根据扫描线214的电势操作的切换元件的作用。
发光元件232的阳极连接到薄膜晶体管224的源极，并且阴极连接在接地电势Vcath。此外，薄膜晶体管226位于薄膜晶体管224的源极和指定的参考电势Vss之间。薄膜晶体管226的栅极连接到扫描线218。因此，以与薄膜晶体管228相同的方式，薄膜晶体管226具有根据扫描线218的电势操作的切换元件的作用。
具有上述配置的像素电路212执行如下所述的操作。在分配到扫描线216的水平扫描时段(1H)期间，薄膜晶体管222根据从扫描线216提供的控制信号WS导电。在其导电的时段期间，薄膜晶体管222也将从数据线220提供的视频信号Vsig采样到电容器230。
根据采样的视频信号Vsig，电容器230施加电压Vgs到薄膜晶体管224的栅极G。在指定的发光时段期间，薄膜晶体管224根据电压Vgs提供输出电流Ids到发光元件232。输出电流Ids取决于薄膜晶体管224的沟道区域的阈值电压(启动电压)Vth。来自薄膜晶体管224的输出电流Ids使得发光元件232根据视频信号Vsig自发光。
根据本发明的实施例的像素电路212提供有薄膜晶体管226、228，并且特征在于校正驱动薄膜晶体管224的阈值电压Vth。将详细说明薄膜晶体管224的阈值电压Vth的校正。
薄膜晶体管226、228在一部分水平扫描时段(1H)期间操作，检测驱动薄膜晶体管224的阈值电压Vth，并且写入电容器230。在水平扫描时段(1H)期间薄膜晶体管224导电时，薄膜晶体管226、228操作，并且电容器230的一侧处于通过数据线220保持在恒定电势(定义为Vss0)的状态。
当电容器230的一侧保持在恒定电势Vss0时，电荷累积在电容器230中，直到电势Vss0和电容器230的另一侧的电势的差达到薄膜晶体管224的阈值电压Vth。在水平扫描时段(1H)的第一半期间，薄膜晶体管226、228检测薄膜晶体管224的阈值电压Vth，并且写到电容器230，而在水平扫描时段(1H)的第二半期间，薄膜晶体管224将从数据线220提供的视频信号Vsig采样到电容器230中。
电容器230获得电压Vgs，其中已经将薄膜晶体管224的阈值电压Vth加到采样的视频信号Vsig，并且在薄膜晶体管224的栅极G和源极S之间施加电压Vgs。这消除了薄膜晶体管224的输出电流Ids对于阈值电压Vth的依赖。
除了依赖于阈值电压Vth外，薄膜晶体管224的输出电流Ids还依赖于晶体管载流子迁移率μ。因此，本实施例的特性在于薄膜晶体管226、228在一部分水平扫描时段(1H)期间操作，在采样视频信号Vsig时获得输出电流Ids，并且校正电压Vgs。
上面已经使用图17说明了根据本发明的实施例的像素电路212。接下来，将说明根据本发明的实施例的像素电路212的电压施加时序。
图18是示出在根据本发明的实施例的像素电路212中施加电压的时序图的说明图。下文中，将使用图18详细说明根据本发明的实施例的像素电路212的电压施加时序。
图18沿着时间轴T示出从扫描线216提供的控制信号WS、从扫描线214提供的控制信号AZ和从扫描线218提供的控制信号DS的波形。还示出从数据线220提供的视频信号Vsig的波形。注意到视频信号Vsig的波形仅是示例。
如图18所示，在水平扫描时段(1H)的第一半中，视频信号Vsig具有恒定电势Vss0，并且在第二半中，其具有信号电势。因为薄膜晶体管222、226都是N沟道型TFT，所以它们当扫描线216、218处于高电平时导通，当扫描线216、218处于低电平时截止。相反，薄膜晶体管228是P沟道型TFT，所以它当扫描线214处于高电平时截止，当扫描线214处于低电平时导通。
在图18示出的时序图时，T1到T8示出为一场，并且在该一场的间隔中，一次一条线序地扫描像素阵列210的每条线。图18示出施加到像素的一条线的值的控制信号WS、AZ、DS的波形。
首先，在时间T0，控制信号WS、AZ、DS处于低电平状态。因此，薄膜晶体管222、226处于截止状态，而薄膜晶体管228处于导通状态。因此，薄膜晶体管224进入通过处于导通状态的薄膜晶体管228连接到电源Vcc的状态，所以根据恒定输入电压Vgs将输出电流Ids提供到发光元件232。已经接收输出电流Ids的供应的发光元件232根据电流Ids的大小发光。
在时间T1，控制信号DS从低电平偏移到高电平。控制信号DS偏移到高电平使得薄膜晶体管228进入截止状态。因此，薄膜晶体管224从电源Vcc断开，并且电流提供到发光元件232。这使得发光元件232此时突然进入不发光状态。
在时间T2，控制信号AZ从低电平偏移到高电平。控制信号AZ偏移到高电平使得薄膜晶体管226进入导通状态。这使得参考电势Vss写入电容器230的另一侧和薄膜晶体管224的源极S。此时，薄膜晶体管224的栅极电势处于高阻抗，所以栅极电势S连同源极电势S的下降而下降。然后控制信号AZ从高电平偏移到低电平，并且薄膜晶体管226进入截止状态。
在时间T3，控制信号WS从低电平偏移到高电平。控制信号WS偏移到高电平使得薄膜晶体管222进入导通状态。这使得视频信号从数据线220传导，但是此时，视频信号线电势设为指定的恒定电压Vss0。这里，设置Vss和Vss0的值，使得Vss0减Vss大于Vth。此外，Vss0减Vss等于薄膜晶体管224的栅极和源极之间的电压Vgs。
在时间T3，控制信号DS从高电平偏移到低电平。控制信号DS偏移到低电平使得薄膜晶体管228进入导通状态，并且使得执行Vth的校正。此时，视频信号线电势维持在恒定电压Vss0，以便精确地执行Vth的校正。
因为薄膜晶体管228进入导通状态，所以薄膜晶体管224连接到电源Vcc，并且电流Ids流动。电流Ids的流动使得电荷累积在电容器230中，并且使得连接到电容器230的薄膜晶体管224的源极电势S增加。与此相反，连接到电容器230的薄膜晶体管224的栅极电势G处于固定在恒定电压Vss0的状态。
因此，由于电荷累积在电容器230中，所以薄膜晶体管224的源极电势S增加，并且薄膜晶体管224的输入电压Vgs一达到Vth，薄膜晶体管224就断开。当薄膜晶体管224断开时，薄膜晶体管224的源极电势S变为等于Vss0减Vth。
接下来，在时间T4，控制信号DS从低电平返回高电平，使得薄膜晶体管228进入截止状态，这终止的Vth的校正。此时，等于Vth的电压处于写入电容器230的状态。
因此，在已经在时间T3和T4之间执行Vth的校正之后，在时间T5视频信号的电势从Vss0增加到Vsig。这使得具有视频信号线电势Vsig的视频信号写入电容器230。电容器230的电容充分地小于作为发光元件232的等效电容组件的电容器234的电容。因此，视频信号的较大部分写入电容器230。因此，薄膜晶体管224的栅极和源极之间的电压Vgs达到已经将之前检测到和维持的Vth和采样的Vsig相加的电平。在时间T5和T7之间执行视频信号的采样。
接下来，在时间T6，控制信号DS从高电平偏移到低电平，并且薄膜晶体管224进入导通状态。因此，薄膜晶体管224进入通过处于导通状态的薄膜晶体管228连接到电源Vcc的状态，所以根据指定的输入电压Vgs将输出电流Ids提供到发光元件232。
在时间T6和T7之间的时段期间，薄膜晶体管222、228都处于导通状态。在该时段期间，执行薄膜晶体管224的迁移率μ的校正。
在时间T6和T7之间的时段期间，薄膜晶体管224的栅极G处于固定在视频信号线电势Vsig的状态，所以漏极电流Ids流到薄膜晶体管224。此时，在发光元件232仅具有电容特性而没有二极管特性的情况下，如果发光元件232的阈值电压定义为VthEL，则设置VthEL使得Vss0减Vth小于VthEL使得发光元件232进入反向偏置状态。
因为发光元件232具有电容特性，所以流到薄膜晶体管224的电流Ids写入组合电容器230的电容Cs和电容器234的电容Coled的电容。这使得薄膜晶体管224的源极S的电势增加(在图18中表示为ΔV)。
从维持在薄膜晶体管224中的栅极和源极之间的电压Vgs减去薄膜晶体管224的源极S的电势的增加量ΔV。换句话说，施加负反馈。因此，使用用于到薄膜晶体管224的栅极和源极之间的电压Vgs的反向反馈的薄膜晶体管224的输出电流Ids使得可能校正薄膜晶体管224的迁移率μ。注意到可以通过调整从T6到T7的时间宽度优化薄膜晶体管224的源极S的电势的增加量ΔV。
在时间T7，控制信号WS从高电平偏移到低电平，并且控制信号WS偏移到低电平使得薄膜晶体管222进入截止状态。这使得薄膜晶体管224的栅极G从数据线220断开，并且使得施加视频信号Vsig，使得薄膜晶体管224的栅极G的栅极电势连同源极S的源极电势增加。贯穿薄膜晶体管224的栅极电势增加的时段，在薄膜晶体管224中维持的栅极和源极之间的电压Vgs维持Vsig减ΔV加Vth的值。
连同薄膜晶体管224的源极S的源极电势的增加，取消发光元件232的反向偏置状态，所以薄膜晶体管224的输出电流Ids的流入使得发光元件232实际开始发光。薄膜晶体管224的输出电流Ids和栅极和源极之间的电压Vgs之间的关系可以通过下面的等式(6)表示。
I ds = 1 2 μ W L C ox ( V gs - V th ) 2 · · · ( 6 )
如果用Vsig-V+Vth代替等式(6)中的Vgs，并且1/2·W/L由k表示，则等式(6)变为等式(7)。
I ds = 1 2 μ W L C ox ( V sig - ΔV ) 2 · · · ( 7 )
= kμ ( V sig - ΔV ) 2
换句话说，可以理解薄膜晶体管224的输出电流Ids不依赖于薄膜晶体管224的栅极和源极之间的电压Vgs。此外，因为ΔV起作用以便抵消迁移率μ的影响，所以薄膜晶体管224的输出电流Ids变得基本仅依赖于视频信号Vsig。
接下来，在时间T7，控制信号DS从低电平偏移到高电平，并且控制信号DS偏移到高电平使得薄膜晶体管228进入截止状态，并且使得停止提供电流到发光元件232，所以发光元件232停止发光。
上面描述的操作然后对于每个场重复，并且在校正薄膜晶体管224的阈值电压Vth和迁移率μ的同时执行发光元件232执行的操作。
上面已经使用图18说明了根据本发明的实施例的像素电路212的电压施加时序。
图19是示意性地示出在图18中的迁移率校正时段T6到T7期间像素电路212的状态的说明图。如图19所示，在时段T6到T7期间，薄膜晶体管222、228导通，并且薄膜晶体管226截止。在此情况下，薄膜晶体管224的源极S的电势是Vss0减Vth。
薄膜晶体管224的源极S的电势也是发光元件232的阳极电势。如上所述，设置VthEL使得Vss0减Vth小于VthEL使得发光元件232置于反向偏置状态，具有电容特性而没有二极管特性。
因此，流到薄膜晶体管224的漏极电流Ids在作为电容器230的电容Cs和用作发光元件232的等效电容的电容器234的电容Coled的和的组合电容C流动。换句话说，通过使用流到薄膜晶体管224的一部分电流Ids作为到电容器230的负反馈，校正薄膜晶体管224的迁移率。
图20是以曲线图的形式示出等式(7)的说明图。在垂直轴示出流到薄膜晶体管224的漏极电流Ids，并且在水平轴示出视频信号线电势Vsig。注意到图20中的曲线图示出2个像素(像素1和像素2)的比较。
在像素1中，驱动晶体管(等价于薄膜晶体管224)的迁移率μ与像素2比相对大，并且在像素2中，驱动晶体管(等价于薄膜晶体管224)的迁移率μ与像素1比相对小。因此，在不同像素中使用具有不同迁移率μ的驱动晶体管的情况下，然后当具有相同电平的视频信号输入不同像素时，如果没有执行迁移率μ的校正，则像素之间的亮度将相互不同。换句话说，如图20所示，在流到其迁移率μ大的像素1的电流Ids1’和流到其迁移率μ小的像素2的电流Ids2’之间出现差别。
因此，在本实施例中，通过使用输出电流作为到输入电压侧的负反馈来校正迁移率μ。如等式(7)所清楚表明的，迁移率μ越大，电流Ids变得越大。因此，迁移率μ越大，负反馈的量ΔV变得越大。
如图20所示，如果通过ΔV1校正像素1的大迁移率μ，则输出电流从Ids1’降到Ids1。以同样的方式，如果通过ΔV2校正像素2的小迁移率μ，则输出电流从Ids2’降到Ids2。然而，像素2的输出电流的下降量小于像素1的输出电流的下降量。Ids1和Ids2因此变得大概相等，并且校正了迁移率的变化。
图21是说明像素电路212处于其中薄膜晶体管222和228处于导通状态的状态的说明图。下文中，将使用图21执行根据本实施例的迁移率校正的数值分析。在薄膜晶体管222和228处于导通状态的情况下，如图21所示，如果薄膜晶体管224的源极电势定义为变量V，则流到薄膜晶体管224的漏极电流Ids如下面等式(8)所示的表示。
等式8
Ids＝kμ(Vgs-Vth)2＝kμ(Vsig-V-Vth)2…(8)
漏极电流Ids和电容器230的电容C之间的关系使得在等式(9)中示出的关系存在。
等式9
I ds = dQ dt = C dV dt · · · ( 9 )
⇔ ∫ 1 C dt = ∫ 1 I ds dV
因此，如果等式(8)中的漏极电流Ids替入等式(9)中，则结果是等式(10)。
等式10
∫ 0 t 1 C dt = ∫ - V th V 1 kμ ( V sig - V - V th ) 2 dV
⇔ kμ C t = [ 1 V sig - V - V th ] - V th V = 1 V sig - V - V th - 1 V sig · · · ( 10 )
⇔ V sig - V - V th = 1 1 V sig + kμ C t = V sig 1 + V sig · kμ C t
这里，源极电势V的初始状态是-Vth，并且如果迁移率校正时段(如图18中的T6到T7所示的时段)定义为t，则与迁移率校正时段t相关的漏极电流Ids可以表示为如下面的等式(11)所示。
等式11
I ds = kμ ( V sig 1 + V sig · kμ C t ) 2 · · · ( 11 )
上面已经说明了根据本发明的实施例、用于校正驱动晶体管的阈值电压和迁移率的变化的方法。
以此方式校正面板158中的驱动晶体管的特性，因此使得各晶体管的电流-电压特性统一，意味着在信号处理集成电路110中，传输对于其输入/输出特性具有伽玛特性的视频信号，而不考虑面板158的驱动晶体管的特性，使得施加到面板158的驱动晶体管的每个电压具有线性特性。
在本实施例中，在信号处理集成电路110的伽玛转换单元132中转换视频信号，使得其具有伽玛特性。在伽玛转换单元132中转换视频信号使得其具有伽玛特性，抵消面板158中的驱动晶体管的电流-电压特性，使得施加到有机EL元件的电流和被摄体的光量之间的关系具有线性特性，如图2E所示。
如上面所说明的，根据本发明的实施例，执行校正使得在面板158中提供的驱动晶体管的特性统一，使得可能在面板158上显示高质量图像。
此外，在信号处理集成电路110中，可以传输对于其输入/输出特性具有伽玛特性的视频信号而不考虑面板158的驱动晶体管的特性。从信号处理集成电路110传输对于其输入/输出特性具有伽玛特性的视频信号意味着视频信号乘以面板158的晶体管的电流-电压特性，使得施加到有机EL元件的电压具有线性特性。此外，因为面板158使用其中输入电流和发射光的亮度之间的关系具有线性特性的有机EL元件显示图像，所以面板158可以以对应于输入信号电平的亮度显示图像。这使得可能更有效地展现如有机EL元件的自发光元件的特性，所述自发光元件发射具有根据电流量的发光量的光。
上面已经参照附图说明了本发明的优选实施例，但是本发明显然不限于已经给出的示例。本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在权利要求或其等效物的范围内。
例如，在上述实施例中，通过2个薄膜晶体管222、228校正驱动薄膜晶体管224的阈值电压Vth和迁移率，但是校正阈值电压Vth和迁移率的薄膜晶体管的数目不受该示例限制。例如，驱动晶体管的阈值电压Vth和迁移率也可以通过提供至少3个薄膜晶体管来校正，并且驱动晶体管的阈值电压Vth和迁移率也可以通过提供少于2个薄膜晶体管来校正。

Claims (10)

1.一种显示设备，包括显示部分，其中以矩阵形式安排像素、以指定扫描周期提供选择将发光的像素的选择信号到所述像素的扫描线、提供视频信号到所述像素的数据线、将所述视频信号提供到其的驱动晶体管，所述像素具有根据电流量发光的发光元件的像素以及根据视频信号控制施加到所述发光元件的电流的像素电路，所述显示设备还包括：
伽玛转换部分，其转换所述视频信号使得其具有伽玛特性；以及
晶体管控制部分，其控制晶体管的电流-电压特性，使得由所述伽玛转换部分转换的信号的伽玛特性在乘以晶体管的电流-电压特性时变为线性特性。
2.如权利要求1所述的显示设备，
其中所述晶体管控制部分包括电压控制部分，其控制晶体管的启动电压。
3.如权利要求1所述的显示设备，
其中所述晶体管控制部分包括迁移率校正部分，其校正晶体管的迁移率。
4.如权利要求1所述的显示设备，还包括：
线性转换部分，其将具有伽玛特性的视频信号转换为具有线性特性的视频信号。
5.如权利要求1所述的显示设备，
其中所述伽玛转换部分转换具有线性特性的视频信号，使得其具有伽玛特性。
6.一种显示设备的驱动方法，所述显示设备包括显示部分，其中以矩阵形式安排像素、以指定扫描周期提供选择将发光的像素的选择信号到所述像素的扫描线、提供视频信号到所述像素的数据线、将所述视频信号提供到其的驱动晶体管，所述像素具有根据电流量发光的发光元件的像素以及根据视频信号控制施加到所述发光元件的电流的像素电路，所述驱动方法包括以下步骤：
转换所述视频信号使得其具有伽玛特性；以及
控制晶体管的电流-电压特性，使得转换的信号的伽玛特性在乘以晶体管的电流-电压特性时变为线性特性。
7.如权利要求6所述的显示设备驱动方法，还包括步骤：
当控制晶体管的电流-电压特性时，控制晶体管的启动电压。
8.如权利要求6所述的显示设备驱动方法，还包括步骤：
当控制晶体管的电流-电压特性时，校正晶体管的迁移率。
9.如权利要求6所述的显示设备驱动方法，还包括步骤：
将具有伽玛特性的视频信号转换为具有线性特性的视频信号。
10.如权利要求6所述的显示设备驱动方法，
其中被转换使得其具有伽玛特性的视频信号是具有线性特性的视频信号。
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