CN101751856A - 驱动有机电致发光显示设备的方法和显示设备 - Google Patents
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Abstract
提供了驱动有机电致发光显示设备的方法和显示设备。显示设备包括:多个发光元件;设置于多个发光元件中的每个中的驱动电路;扫描线;发光控制线;以及数据线。每个驱动电路包括向对应的发光元件提供电流的驱动晶体管,将发光控制信号从第一电压值改变为第二电压值,以使发光元件处于不发光状态,并将发光控制信号从第二电压值改变为第一电压值,以校正驱动晶体管的阈值电压,并且发光控制信号在除了第二电压值的时段以外的时段中具有第一电压值,以便在后来的不发光时段中校正驱动晶体管的阈值电压。
Description
技术领域
本发明涉及驱动有机电致发光显示设备的方法和显示设备。
背景技术
具有发光部的显示元件以及具有显示元件的显示设备是公知的。例如,具有利用有机材料的电致发光现象的有机电致发光(下文也缩写为“EL”)发光部的显示元件(下文中也成为“有机EL显示元件”)作为能够以低电压DC驱动、以高亮度发光的显示元件受到了人们的关注。
在诸如液晶显示设备等的具有有机EL显示元件的有机EL显示设备,简单矩阵驱动方法和有源矩阵驱动方法作为驱动方法是公知的。有源矩阵驱动方法具有结构复杂的缺点,但具有能够提高图像的亮度的优点。除了以包括发光层的有机层形成的发光部之外,以有源矩阵驱动方法驱动的有机EL显示元件还应具有用于驱动发光部的驱动电路。
例如,日本未经审查的公开号为2007-310311的专利申请公开了一种包括两个晶体管和一个电容器的驱动电路(也称为“2Tr/1C驱动电路”),作为驱动有机EL发光部(下文也称为“发光部”)的电路。如图2所示,该2Tr/1C驱动电路包括两个晶体管和一个电容器C1,这两个晶体管即写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD。这里,驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个形成第二节点ND2,而驱动晶体管TRD的栅极形成第一节点ND1。
如图4的时序图所示,在时段TP(2)1′中进行阈值电压取消处理的预处理过程。也就是说,通过由来自扫描线SCL的信号而接通的写入晶体管TRW从数据线DTL将第一节点初始化电压VOfs(如0V)施加到第一节点ND1。因此,第一节点ND1的电位为VOfs。通过驱动晶体管TRD从电源单元100将第二节点初始化电压VCC-L(如-10V)施加到第二节点ND2。因此,第二节点ND2的电位为VCC-L。驱动晶体管TRD的阈值电压用Vth(如3V)来表示。驱动晶体管TRD的栅极与其源区和漏区中的另一个(为了方便,下文中也称为源区)之间的电位差等于或大于Vth,因而驱动晶体管TRD被接通。发光部ELP的阴极连接到电源线PS2,通过该电源线来施加电压VCat(例如0V)。
然后,在时段TP(2)2′中,进行阈值电压取消处理。也就是说,在写入晶体管TRW保持于接通(ON)状态的情况下,将电源单元100的电压从第二节点初始化电压VCC-L切换到驱动电压VCC-H(如20V)。结果,第二节点ND2的电位变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位增大。当驱动晶体管TRD的栅极与源区之间的电位差达到Vth时,驱动晶体管TRD被关断。在这种状态中,第二节点ND2的电位为约(VOfs-Vth)。
之后,在时段TP(2)3′中,写入晶体管TRW被关断。数据线DTL的电压变为与图像信号对应的电压(用于控制发光部ELP的亮度的图像信号(驱动信号、亮度信号)VSig_m)。
然后,在时段TP(2)4′中,进行写入处理。具体地,通过将扫描线SCL设置为高电平而将写入晶体管TRW接通。这样,第一节点ND1的电位增加至图像信号VSig_m。
这里,电容器C1的值被设置为c1,而发光部ELP的电容器CEL的值被设置为cEL。驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的另一个之间的寄生电容值被设置为cgs。当驱动晶体管TRD的栅极的电位从VOfs变为VSig_m(>VOfs)时,电容器C1的两个电极之间的电位(即第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位)原则上也会变化。也就是说,基于驱动晶体管TRD的栅极的电位(=第一节点ND1的电位)的变化(VSig_m-VOfs)的电荷被分散到电容器C1、发光部ELP的电容器CEL以及驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的另一个之间的寄生电容器。当cEL的值远大于c1的值和cgs的值时,基于驱动晶体管TRD的栅极的电位的变化(VSig_m-VOfs)的驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个(第二节点ND2)的电位的变化是小的。一般而言,发光部ELP的电容器CEL的值cEL大于电容器C1的值c1和驱动晶体管TRD的寄生电容器的值cgs。因此,为了简化说明,下文的描述中不考虑由于第一节点ND1的电位的变化而导致的第二节点ND2的电位的变化。在图4所示的驱动时序图中,不考虑由于第一节点ND1的电位的变化而导致的第二节点ND2的电位的变化。
在上述操作中,在从电源单元100将电压VCC-H施加到驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个的状态下,图像信号VSig_m被施加到驱动晶体管TRD的栅极。因此,如图4所示,在时段TP(2)4′中第二节点ND2的电位增大。下文将描述增加的电位的量ΔV(电位校正值)。当驱动晶体管TRD的栅极(第一ND1)的电位为Vg而源区和漏区中的另一个(第二节点ND2)的电位为Vs时,在不考虑第二节点ND2的增加的电位量ΔV的情况下,Vg的值和Vs的值如下。第一节点ND1和第二节点ND2之间的电位差,即驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的用作源区的另一个之间的电位差Vgs,可以用表达式A来表示。
表达式A
Vg=VSig_m
也就是说,在驱动晶体管TRD上的写入过程中获得的Vgs仅依赖于用于控制发光部ELP的亮度的图像信号VSig_m、驱动晶体管TRD的阈值电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅极的电位的电压VOfs。值Vgs不依赖于发光部ELP的阈值电压Vth-EL。
现在简要介绍迁移率(Mobility)校正处理。在上述操作中,依赖于驱动晶体管TRD的特性(如迁移率μ的幅度)来改变驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个的电位(即第二节点ND2的电位)的迁移率校正处理是与写入处理一起执行的。
如上所述,在从电源单元100将电压VCC-H施加到驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个的状态下,图像信号VSig_m被施加到驱动晶体管TRD的栅极。这里,如图4所示,在时段TP(2)4′中第二节点ND2的电位增大。结果,当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值大时,驱动晶体管TRD的源区中的增加的电位的量ΔV(电位校正值)增大,而当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值小时,驱动晶体管TRD的源区中的增加的电位的量ΔV(电位校正值)减小。驱动晶体管TRD的栅极与源区之间的电位差Vgs从表达式A变为表达式B。时段TP(2)4′的总时间(t0)可以作为设计有机EL显示设备时的设计值而预先确定。
表达式B
通过上述操作完成阈值电压取消处理、写入处理和迁移率校正处理。在时段TP(2)5′的开始时间,通过基于来自扫描线SCL的信号来关断写入晶体管TRW,第一节点ND1变为浮动状态。从电源单元100将电压VCC-H施加到驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个(下文中为了方便也称为源区)。这样,第二节点ND2的电位增大,与所谓的自举电路中相同的现象发生于驱动晶体管TRD的栅极,并且因此第一节点ND1的电位也增大。驱动晶体管TRD的栅极与源区之间的电位差Vgs保持表达式B的值。在发光部ELP中流动的电流是从驱动晶体管TRD的漏区流到栅极的漏电流Ids。当驱动晶体管理想地工作于饱和区域中时,漏电流Ids可以用表达式C来表示。发光部ELP以与漏电流Ids的值对应的亮度来发光。下文中会描述系数k。
表达式C
Ids=k·μ·(Vgs-Vth)2
=k·μ·(VSig_m-VOfs-ΔV)2
图4所示的时段TP(2)5′被称为发光时段,而从时段TP(2)6′的开始到下一发光时段的时段被称为不发光状态的时段(下文中为了简化也称为不发光时段)。具体地,在时段TP(2)6′的开始时间,电源单元100的电压VCC-H被切换为电压VCC-L,该电压VCC-L被保持直到下一时段TP(2)1′的结束时间(图4中示为时段TP(2)+1′)。因此,从时段TP(2)6′的开始到下一时段TP(2)+5′的时间段为不发光时段。
下文中将详细描述上文已示意性说明了其配置的2Tr/1C驱动电路的操作。
发明内容
在上述驱动方法中,通过提供不发光时段,能够降低有源矩阵驱动方法所导致的余象模糊,从而改善活动图像的质量。然而,在不发光时段中,|VCC-L-VCat|的值的反向电压基本上被施加到发光部ELP。为了降低对发光部ELP的损害,优选的是使得施加具有大的绝对值的反向电压的时段与不发光时段的比率小。还优选的是,使得在不发光时段而不是在执行预处理过程的时段中施加到发光部ELP的反向电压的绝对值小。例如,在不发光时段而不是在执行预处理过程的时段中可以从电源单元施加满足条件表达式VCC-L<VCC-M<VCC-H的中间电压VCC-M,但是在这种情况下会引起有机EL显示设备的配置或控制复杂的问题。
期望的是提供一种驱动有机EL显示设备的方法,该方法能够在不使有机EL显示设备的配置复杂化的情况下降低由于在不发光时段中施加反向电压而导致的对发光部ELP的损害。
根据本发明的第一实施例和第二实施例,提供了一种驱动有机电致发光(EL)显示设备的方法,该有机电致发光(EL)显示设备具有:(1)扫描电路;(2)信号输出电路;(3)有机EL显示元件,所述有机EL显示元件被排列成N×M二维矩阵,其中N沿第一方向而M沿与所述第一方向不同的第二方向,每个有机EL显示元件具有有机EL发光部以及驱动所述有机EL发光部的驱动电路;(4)连接到所述驱动电路以沿所述第一方向延伸的M个扫描线;(5)连接到所述信号输出电路以沿所述第二方向延伸的N个数据线;以及(6)电源单元,其中,所述驱动电路包括写入晶体管、驱动晶体管和电容器。这里,(A-1)所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个连接到所述电源单元,(A-2)所述源区和漏区中的另一个连接到所述有机EL发光部的阳极以及所述电容器的一个电极,以形成第二节点,以及(A-3)其栅极连接到所述写入晶体管的源区和漏区中的另一个以及所述电容器的另一电极,以形成第一节点。(B-1)所述写入晶体管的源区和漏区中的一个连接到对应的数据线,以及(B-2)其栅极连接到对应的扫描线。当按行顺序扫描第一行至第M行中的有机EL显示元件并且用水平扫描时段来表示分配用于扫描各行中的有机EL显示元件的时段时,每个水平扫描时段包括:初始化时段,在所述初始化时段中,所述信号输出电路向对应的数据线施加第一节点初始化电压;以及图像信号时段,在所述图像信号时段中,所述信号输出电路向对应的数据线施加图像信号。
在第m(其中m=1,2,3,...,M)行以及第n(其中n=1,2,3,...,N)列的有机EL显示元件中,包括对应于第m行中的有机EL显示元件的图像信号时段的水平扫描时段用水平扫描时段Hm来表示,而在水平扫描时段Hm之前P个(其中P满足1<P<M且为有机EL显示设备中的预定值)水平扫描时段的水平扫描时段用水平扫描时段Hm_pre_P来表示,根据本发明的第一实施例的驱动有机EL显示设备的方法包括以下步骤:(a)在位于水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段中通过从对应的数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加第一节点初始化电压以初始化第一节点的电位、并从所述电源单元向驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压以初始化所述第二节点的电位,来执行对所述第一节点的电位和所述第二节点的电位进行初始化的预处理过程,使得第一节点和第二节点之间的电位差大于所述驱动晶体管的阈值电压,并且使得第二节点与有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于有机EL发光部的阈值电压;(b)将电源单元的电压从第二节点初始化电压切换到驱动电压,并保持从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压的状态;(c)通过在初始化时段中利用所述扫描电路的操作来接通所述写入晶体管并且在从所述数据线经由被接通的写入晶体管将所述第一节点初始化电压施加到所述第一节点的状态中从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压,来执行将所述第二节点的电位改变为通过从所述第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的阈值电压取消处理,以在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中关断所述驱动晶体管;(d)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,将所述第一节点变为浮动状态,并保持所述驱动晶体管的关断状态;(e)执行在水平扫描时段Hm的图像信号时段中经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管从所述数据线向所述第一节点施加所述图像信号的写入处理;以及(f)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,将所述第一节点变为浮动状态,并允许对应于所述第一节点与所述第二节点之间的电位差的电流从所述电源单元经由所述驱动晶体管流到所述有机EL发光部。
根据本发明的第二实施例,所述驱动电路还包括第一晶体管,其中(C-1)所述第一晶体管的源区和漏区中的另一个连接到所述第二节点,(C-2)所述源区和漏区中的一个被提供以用于初始化所述第二节点的电位的第二节点初始化电压,并且(C-3)其栅极连接到第一晶体管控制线。在第m(其中m=1,2,3,...,M)行和第n(其中n=1,2,3,...,N)列中的有机EL显示元件中,包括对应于第m行中的有机EL显示元件的图像信号时段的水平扫描时段用水平扫描时段Hm来表示,并且在该水平扫描时段Hm之前P个水平扫描时段(其中P满足1<P<M且为所述有机EL显示设备中的预定值)的水平扫描时段用水平扫描时段Hm_pre_P来表示,用于驱动有机EL显示设备的方法包括以下步骤:(a)在位于水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段中通过从对应的数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加第一节点初始化电压以初始化所述第一节点的电位并经由通过来自所述第一晶体管控制线的信号而被接通的第一晶体管向所述第二节点施加第二节点初始化电压以初始化所述第二节点的电位,执行对所述第一节点的电位和所述第二节点的电位进行初始化的预处理过程,使得第一节点和第二节点之间的电位差大于所述驱动晶体管的阈值电压,并且使得第二节点与有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于所述有机EL发光部的阈值电压;(b)通过来自所述第一晶体管控制线的信号将所述第一晶体管从接通状态切换到关断状态;(c)通过在初始化时段中利用所述扫描电路的操作来接通所述写入晶体管并且从所述数据线经由被接通的写入晶体管将所述第一节点初始化电压施加到所述第一节点的状态中从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压,来执行将所述第二节点的电位改变为通过从所述第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的阈值电压取消处理,以在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中关断所述驱动晶体管;(d)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,而将所述第一节点变为浮动状态并保持所述驱动晶体管的关断状态;(e)执行在水平扫描时段Hm的图像信号时段中经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管从所述数据线向所述第一节点施加所述图像信号的写入处理;以及(f)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,将所述第一节点变为浮动状态,并允许对应于所述第一节点与所述第二节点之间的电位差的电流从所述电源单元经由所述驱动晶体管流到所述有机EL发光部。
在根据本发明的第一实施例和第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,通过反复执行步骤(a)至步骤(f)的处理来显示图像。基本上,步骤(a)中的从位于水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段到水平扫描时段Hm的结束的时间段为不发光状态的时段(下文中也简称为不发光时段)。第二节点初始化电压被施加到发光部ELP的阳极的时间段被限定于执行预处理过程的初始化时段的开始时间附近。在不发光时段的大部分时间中,具有通过从第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的值的电压被施加到发光部ELP的阳极。因此,能够降低施加具有大的绝对值的反向电压的时间段与不发光时段的比率,并能够在不发光时段的大部分时间中降低施加到发光部ELP的反向电压的绝对值。因此,能够抑制对发光部ELP的损害。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例1的有机EL显示设备的原理图。
图2是包括驱动电路的有机EL显示元件的等效电路图。
图3是示意性示出有机EL显示设备的部分截面图。
图4是示意性示出根据一个参考示例的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图5A至图5F是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图6A和图6B是在图5F之后示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图7是示意性示出根据本发明的示例1的有机E发光部的驱动操作的时序图。
图8A至图8F是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图9A至图9F是在图8F之后示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图10是示意性示出根据本发明的示例2的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图11A至图11E是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图12是示意性示出根据本发明的示例3的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图13A至图13F是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图14是示意性示出根据本发明的示例4的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图15A至图15E是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图16是示出根据本发明的示例5的有机EL显示设备的原理图。
图17是包括驱动电路的有机EL显示元件的等效电路图。
图18是示意性示出根据本发明的示例5的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图19A至图19F是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图20A至图20F是在图19F之后示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图21是示意性示出根据本发明的示例6的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图22A至图22E是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图23是示意性示出根据本发明的示例7的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图24A至图24F是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图25是示意性示出根据本发明的示例8的有机EL发光部的驱动操作的时序图。
图26A至图26E是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图27是示出根据本发明的示例9的有机EL显示设备的原理图。
图28是包括驱动电路的有机EL显示元件的等效电路图。
图29A至图29D是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
图30是包括驱动电路的有机EL显示元件的等效电路图。
图31A至图31D是示意性示出构成有机EL显示元件的驱动电路的晶体管的通/断(ON/OFF)状态的图。
具体实施方式
下文中,将参考附图来描述本发明的各个示例。描述的顺序如下:
1.对驱动有机EL显示设备的方法的详细描述
2.对示例中使用的有机EL显示设备的示意性说明
3.示例1(2Tr/1C驱动电路)
4.示例2(2Tr/1C驱动电路)
5.示例3(2Tr/1C驱动电路)
6.示例4(2Tr/1C驱动电路)
7.示例5(3Tr/1C驱动电路)
8.示例6(3Tr/1C驱动电路)
9.示例7(3Tr/1C驱动电路)
10.示例8(3Tr/1C驱动电路)
11.示例9(4Tr/1C驱动电路)
12.示例10(4Tr/1C驱动电路)
对驱动有机EL显示设备的方法的详细描述
在根据本发明的第一实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,在步骤(d)和步骤(e)之间可以执行如下步骤:(g)在初始化时段中通过从对应的数据线经由通过扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向第一节点施加第一节点初始化电压以初始化第一节点的电位并从电源单元向驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压以初始化第二节点的电位,来执行对第一节点的电位和第二节点的电位进行初始化的第二预处理过程,使得第一节点与第二节点之间的电位差大于驱动晶体管的阈值电压,并使得第二节点与有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于有机EL发光部的阈值电压;(h)将电源单元的电压从第二节点初始化电压切换到驱动电压,并保持从电源单元向驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加驱动电压的状态;以及(i)通过在初始化时段中通过扫描电路的操作而接通写入晶体管且经由被接通的写入晶体管从数据线向第一节点施加第一节点初始化电压的状态中从电源单元向驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加驱动电压,来执行将第二节点的电位改变为通过从第一节点初始化电压中减去驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的第二阈值电压取消处理,以在位于水平扫描时段Hm的结束之前的初始化时段中关断驱动晶体管。
在根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,在步骤(d)和步骤(e)之间可以执行如下步骤:(g)在初始化时段中通过从对应的数据线经由通过扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向第一节点施加第一节点初始化电压以初始化第一节点的电位、并经由被来自第一晶体管控制线的信号接通的第一晶体管向第二节点施加第二节点初始化电压以初始化第二节点的电位,来执行对第一节点的电位和第二节点的电位进行初始化的第二预处理过程,使得第一节点与第二节点之间的电位差大于驱动晶体管的阈值电压,并使得第二节点与有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于有机EL发光部的阈值电压;(h)通过来自第一晶体管控制线的信号将第一晶体管从接通状态切换到关断状态;以及(i)通过在初始化时段中通过扫描电路的操作而接通写入晶体管且经由被接通的写入晶体管从数据线向第一节点施加第一节点初始化电压的状态中从电源单元向驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加驱动电压,来执行将第二节点的电位改变为通过从第一节点初始化电压中减去驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的第二阈值电压取消处理,以在位于水平扫描时段Hm的结束之前的初始化时段中关断驱动晶体管。
在根据本发明的第一实施例和第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,优选的是在水平扫描时段Hm的初始化时段中执行,然而本发明并不局限于这种配置。步骤(i)可以在水平扫描时段Hm之前的水平扫描时段的初始化时段中执行。
在包括上述优选配置的根据本发明的第一实施例和第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,信号输出电路可以在初始化时段中将第一初始化电压作为第一节点初始化电压施加到数据线,并可以然后以低于第一初始化电压的第二初始化电压替代所述第一初始化电压作为第一节点初始化电压而施加到数据线。
在包括上述优选配置的根据本发明的第一实施例和第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,步骤(a)可以在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中执行。替选地,步骤(a)可以在水平扫描时段Hm_pre_P前的水平扫描时段的初始化时段中执行。可以根据有机EL显示设备的设计规则来适当地确定选择什么配置。具体地,当步骤(c)(即阈值电压取消处理)仅能够在一个水平扫描时段的初始化时段中完成时,可以选择前者。否则,可以选择后者。在后者中,可以通过基于扫描电路的操作来控制写入晶体管的接通状态和关断状态直到水平扫描时段Hm_pre_P的结束,使得写入晶体管在初始化时段中被接通而在图像信号时段被关断,从而毫无问题地执行阈值电压取消处理。
根据本发明的第一实施例和第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法的步骤(g)和步骤(i)如上所述基本上相同。例如,在水平扫描时段Hm的初始化时段中执行步骤(i)的配置中,当步骤(g)(即第二阈值电压取消处理)仅能够在一个水平扫描时段的初始化时段中完成时,步骤(g)可以在水平扫描时段Hm的初始化时段中执行。否则步骤(g)可以在水平扫描时段Hm之前的水平扫描时段的初始化时段中执行。
在包括上述优选配置的根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法中,驱动电路还可以包括第二晶体管,电源单元可以经由该第二晶体管而连接到驱动晶体管的源区和漏区中的一个,并且该第二晶体管可以在第一晶体管处于接通状态时被关断。在这种情况下,第二晶体管可以是传导类型与第一晶体管不同的晶体管,并且第二晶体管的栅极可以连接到第一晶体管控制线。根据该配置,当经由处于接通状态的第一晶体管向第二节点施加第二节点初始化电压时,能够防止电流从电源单元流到第一晶体管,从而降低功耗。
在包括上述优选配置的根据本发明的第一实施例和第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法(下文也简称为“根据本发明的实施例的驱动方法”)中,在步骤(e)中向驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加驱动电压的状态中从数据线施加图像信号。因此,依赖于驱动晶体管的特性来提升第二节点的电位的迁移率校正处理是与写入处理同时进行的。下面将描述迁移率校正处理的细节。
在本发明中使用的有机EL显示设备可以具有单色显示配置或者彩色显示配置。可以采用一个像素包括多个子像素的配置,例如一个像素包括三个子像素(发红色光的子像素、发绿色光的子像素和发蓝色光的子像素)的彩色显示配置。另外,还可以采用一种类型的子像素或者多种类型的子像素被添加到所述三种类型的子像素的设置(例如:添加发射白色光的子像素以增加亮度的设置、添加发射互补色光的子像素以增大色彩再现范围的设置、添加发射黄色光的子像素以增大色彩再现范围的设置、添加发射黄色和青色光的子像素以增大色彩再现范围的设置)。
用于显示图像的几组分辨率值,如(1920,1035)、(720,480)和(1280,960),以及VGA(640,480)、S-VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S-XGA(1280,1024)、U-XGA(1600,1200)、HD-TV(1920,1080)和Q-XGA(2048,1536),可以作为有机EL显示设备的像素值的例示,但本发明并不局限于这些值。
现有的配置或结构可以用作有机EL显示设备中诸如扫描电路和信号输出电路、如扫描线和数据线等各种线、电源单元、有机EL发光部(下文中也简称为发光部)等各种电路的配置或结构。具体地,每个发光部可包括例如阳极、空穴传输层(hole transport layer)、发光层、电子传输层和阴极。
n沟道薄膜晶体管(TFT)可以用作驱动电路的晶体管。驱动电路的晶体管可以为增强型或者抑制型(depression type)。在n沟道晶体管中,可以形成LDD(轻掺杂的漏)结构。在某些情况下,LDD结构可以是非对称的。例如,由于允许有机EL显示元件发光时在驱动晶体管中流动大的电流,因此,LDD结构可以仅形成于在发光时源区和漏区中的用作源区的一个中。例如,可将p沟道薄膜晶体管用作写入晶体管等。
驱动电路的电容器可以包括一个电极、另一电极以及间置于所述电极之间的电介质层(绝缘层)。驱动电路的晶体管和电容器形成于一个层面中(例如在支撑元件上),而发光部形成于驱动电路的晶体管和电容器之上,其之间间置有层间绝缘层。驱动晶体管的源区和漏区中的另一个通过例如接触孔而连接到发光部的阳极。晶体管可形成于半导体基板等中。
下文中,将参考附图来描述本发明的各个示例,并且将首先描述这些示例中使用的有机EL显示设备的大体配置。
示例中使用的有机EL显示设备的配置
适用于示例中的有机EL显示设备为具有多个像素的有机EL显示设备。一个像素包括多个子像素(在示例中包括发红色光的子像素、发绿色光的子像素和发蓝色光的子像素这三个子像素。每个子像素包括具有其中堆叠有驱动电路11和连接到驱动电路11的发光部(发光部ELP)的结构的有机EL显示元件10。
图1示出了根据示例1、示例2、示例3、示例4的有机EL显示设备的原理图。图16示出了根据示例5、示例6、示例7、示例8和示例10的有机EL显示设备的原理图。图27示出了根据示例9的有机EL显示设备的原理图。
图2示出了主要包括两个晶体管和一个电容器的驱动电路(也称为2Tr/1C驱动电路)。图17示出了主要包括三个晶体管和一个电容器的驱动电路(也称为3Tr/1C驱动电路)。图28和30示出了主要包括四个晶体管和一个电容器的驱动电路(也称为4Tr/1C驱动电路)。
根据示例的有机EL显示设备包括:(1)扫描电路101;(2)信号输出电路102;(3)有机EL显示元件10,排列成N×M的二位矩阵,其中N沿第一方向,而M沿与第一方向不同的第二方向,每个有机EL显示元件具有发光部ELP以及驱动发光部ELP的驱动电路11;(4)M个扫描线SCL,连接到扫描电路101以沿着第一方向延伸;(5)N个数据DTL,连接到信号输出电路102以沿第二方向延伸;以及(6)电源单元100。在图1、16和27中,示出了3×3的有机EL显示元件10,但这仅为示例。为了简化说明,图1、16和27中未示出图2中示出的电源线PS2。
发光部ELP具有现有的配置或结构,包括例如阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层以及阴极。现有的配置或者结构可以用作扫描电路101、信号输出电路102、扫描线SCL、数据线DTL和电源单元100的配置或结构。
现在将描述驱动电路11的最小量的元件。驱动电路11至少包括驱动晶体管TRD、写入晶体管TRW和具有一对电极的电容器C1。驱动晶体管TRD由包括源区和漏区、沟道形成区和栅极的n沟道TFT形成。写入晶体管TRW由包括源区和漏区、沟道形成区和栅极的n沟道TFT。写入晶体管TRW可以由p沟道的TFT形成。
这里,在驱动晶体管TRD中,(A-1)源区和漏区中的一个连接到电源单元100,(A-2)源区和漏区中另一个连接到发光部ELP的阳极以及电容器C1的一个电极,以形成第二节点ND2,并且(A-3)其栅极连接到写入晶体管TRW的源区和漏区中的另一个以及电容器C1的另一电极,以形成第一节点ND1。
在写入晶体管TRW中,(B-1)源区和漏区中的一个连接到对应的数据线DTL,并且(B-2)栅极连接到对应的扫描线SCL。
图3是示意性地示出了有机EL显示设备的部分的部分截面图。驱动电路11的晶体管TRD和TRW以及电容器C1形成在支撑部件20上,而发光部ELP形成在驱动电路11的晶体管TRD和TRW以及电容器C1至少,例如其之间间置有层间绝缘层40。驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个通过接触孔连接到发光部ELP的阳极。图3中仅示出了驱动晶体管TRD,未示出其他晶体管。
更具体地,驱动晶体管TRD包括栅极31、栅绝缘层32、形成在半导体层33中的源区和漏区35和35以及与半导体层33的在源区和漏区35和35之间的部分对应的沟道形成区34。另一方面,电容器C1包括另一电极36、由栅绝缘层32的延伸形成的电介质层以及一个电极37(对应于第二节点ND2)。栅极31、栅绝缘层32的部分以及电容器C1的另一电极36形成于支撑部件20上。驱动晶体管TRD的源区和漏区35中的一个连接到线38,而源区和漏区35中的另一个连接到一个电极37。驱动晶体管TRD和电容器C1由层间绝缘层40所覆盖,并且包括阳极51、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极53的发光部ELP形成在层间绝缘层40上。在图中,空穴传输层、发光层、电子传输层被示为一个层52。在层间绝缘层40的未形成发光部ELP的部分上形成第二层间绝缘层54,并且在第二层间绝缘层54和阴极53之上放置透明21。从发光层发射的光透过基板21被输出到外部。一个电极37(第二节点ND2)和阳极51通过形成在层间绝缘层40中的接触孔而彼此连接。阴极53通过形成在第二层间绝缘层54和层间绝缘层40中的接触孔56和55而连接到形成在栅绝缘层32的延伸上的线39。
现在将描述用于制造图3所示的有机EL显示设备的方法。首先,通过现有的方法在支撑部件20上适当地形成诸如扫描线SCL等的各种线、电容器C1的电极、包括半导体层、层间绝缘层、接触孔等的晶体管。然后,理由现有的方法来执行膜形成工艺和图案化工艺,以形成排列成矩阵的发光部ELP。将经历过上述工艺的支撑部件20对置于基板21,将得到的结构周围密封,并且例如执行到外部电路的布线,从而获得有机EL显示设备。
所述示例中的有机EL显示设备为具有多个有机EL显示元件10(例如N×M=1920×480个)的彩色显示设备。各个有机EL显示元件10形成子像素,一个像素通过包括多个子像素的一组来配置,这些像素沿第一方向以及与第一方向不同的第二方向而被排列成二维矩阵。每个像素包括沿扫描线SCL的延伸方向排列的三种类型的子像素:发射红光的发红光子像素、发射绿光的发绿光子像素以及发射蓝光的发蓝光子像素。
有机EL显示设备包括排列成二维矩阵的(N/3)×M个像素。构成像素的有机EL显示元件10被按行顺序扫描,并且其显示帧速率为FR(次数/秒)。也就是说,构成排列在第m行的N/3像素(N个子像素)的有机EL显示元件10被同时驱动。换言之,在一行中的有机EL显示元件10中,发光/不发光时间是以其所属的行为单位来控制的。将图像信号写到构成一行的像素的处理可以是将图像信号同时写到所有像素的处理(下文中也简称为同时写入处理),或者是将图像信号按顺序写到像素的处理(下文中也简称为顺序写入处理)。可以根据有机EL显示设备的配置来适当选择写入处理。
在下面将要描述的示例中,为了便于说明,假设向扫描第(m-1)行中的有机EL显示元件10,然后再扫描第m行中的有机EL显示元件10。在与第m行中的有机EL显示元件10对应的水平扫描时段Hm之前P个水平扫描时段的水平扫描时段为用于扫描第(m-P)行的有机EL显示元件10的水平扫描时段。也就是说,在示例中,包括与第m行中的有机EL显示元件10对应的图像信号时段的水平扫描时段Hm是第m个水平扫描时段。当在水平扫描时段Hm之前P个水平扫描时段的水平扫描时段表示为水平扫描时段Hm_pre_P时,水平扫描时段Hm_pre_P用第(m-P)个水平扫描时段Hm-P来表示。
在下面将要描述的示例中,将描述对位于第m行和第n列的有机EL显示元件10的驱动操作。该有机EL显示元件10在下文中被称为第(n,m)个有机EL显示元件10或第(n,m)个子像素。执行各个处理(阈值电压取消处理、写入处理和迁移率校正处理),直到排列在第m行中的有机EL显示元件10的水平扫描时段(即第m个水平扫描时段Hm)结束。
在完成了上述各个处理之后,使得第m行中的有机EL显示元件10的发光部发光。例如,在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中执行步骤(a)的配置中,正好在下一水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段开始之前,保持第m行中的有机EL显示元件10的发光部的发光状态。可以根据有机EL显示设备的设计规范来适当地确定″P″的值。例如,在步骤(a)于水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中被执行的配置中,在某个显示帧中第m行中的有机EL显示元件10的发光部的发光正好在第(m-P)个水平扫描时段的初始化时段的开始之前被保持。另一方面,通过保持发光部ELP的不发光状态以设置从第(m-P)个水平扫描时段的初始化时段到第m个水平扫描时段的结束的不发光时段,能够降低伴随着有源矩阵驱动方法的余象模糊。一个显示帧周期的时间长度为1/FR,而水平扫描时段的时间长度小于(1/FR)×(1/M)秒。当(m-P)等的值为负值时,根据操作,可以在前一显示帧或后一显示帧中适当地处理对应于该负值的水平扫描时段。
在一个晶体管的两个源区和漏区中,用语“源区和漏区中的一个”可以被用作连接到电源单元的源区或者漏区。晶体管的接通(ON)状态表示在源区和漏区之间形成沟道。不考虑是否有电流从晶体管的源区和漏区中的一个流到源区和漏区中的另一个。另一方面,晶体管的关断(OFF)状态表示在源区和漏区之间未形成沟道。当晶体管的源区或漏区连接到另一晶体管的源区或漏区时,其涵盖一个晶体管的源区或者漏区与另一晶体管的源区或者漏区占据相同的区域。另外,源区和漏区可以由诸如包含杂质的多晶硅或非晶硅等传导材料形成,并且可以形成为包含金属、合金、传导粒子、其堆叠结构、有机材料(传导聚合体)的层。在下文描述的时序图中,表示时段的水平轴的长度(时间长度)是示意性的,并不代表时段的长度的比例。垂直轴亦是如此。时序图中的波形的形状也是示意性的。
下文中,通过示例来描述驱动有机EL显示设备的方法。
示例1
示例1涉及根据本发明的第一实施例的驱动有机EL显示设备的方法。在示例1中,驱动电路11包括两个晶体管和一个电容器。图2示出了包括驱动电路11的有机EL显示元件10的等效电路图。
首先描述驱动电路和发光部的细节。
驱动电路11包括两个晶体管和电容器C1(2Tr/1C驱动电路),这两个晶体管即写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD。
驱动晶体管TRD
驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个通过电源线PS1连接到电源单元100。另一方面,驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个连接到(1)发光部ELP的阳极以及(2)电容器C1的一个电极,以形成第二节点ND2。驱动晶体管TRD的栅极连接到(1)写入晶体管TRW的源区和漏区中的另一个以及(2)电容器C1的另一电极,并形成第一节点ND1。如下文描述的,从电源单元100提供电压VCC-H和电压VCC-L。
这里,驱动晶体管TRD被驱动以允许通过表达式1的漏电流Ids在有机EL显示元件10的发光状态中流动。在有机EL显示元件10的发光状态中,驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个用作漏区,而源区和漏区中的另一个用作源区。为了便于说明,在下文的描述中,驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个被简称为漏区,而源区和漏区中的另一个被简称为源区。这里使用的附图标记如下:
μ:有效迁移率
L:沟道长度
W:沟道宽度
Vgs:栅极和源区之间的电位差
Vth:阈值电压
Cox:(栅绝缘层的具体介电常数)×(真空的介电常数)/(栅绝缘层的厚度)
k≡(1/2)·(W/L)·Cox
表达式1
Ids=k·μ·(Vgs-Vth)2
通过允许漏电流Ids在有机EL显示元件10的发光部ELP中流动,有机EL显示元件10的发光部ELP发光。另外,有机EL显示元件10的发光部ELP的发光状态(亮度)依赖于漏电流Ids的幅度而被控制。
写入晶体管TRW
写入晶体管TRW的源区和漏区中的另一个如下所述地连接到驱动晶体管TRD的栅极。另一方面,写入晶体管TRW的源区和漏区中的一个连接到数据线DTL。下文中将描述的用于控制发光部ELP的亮度的图像信号(驱动信号或者亮度信号)VSig或者第一节点初始化电压通过数据线DTL从信号输出电路102而被提供给源区和漏区中的一个。数据线DTL可以将各种信号和电压(例如用于预充电驱动操作的信号或者各种参考电压)提供给源区和漏区中的一个。基于来自连接到写入晶体管TRW的栅极的扫描线SCL的信号,即来自的扫描电路101的信号,来控制写入晶体管TRW的通/断(ON/OFF)操作。
发光部ELP
发光部ELP的阳极如上所述地连接到驱动晶体管TRD的源区。另一方面,发光部ELP的阴极连接到电源线PS2,通过该电源线PS2来提供电压VCat。发光部ELP的寄生电容器用附图标记CEL来表示。用于发光部ELP的发光的阈值电压用附图标记Vth-EL来表示。也就是说,当等于或大于Vth-EL的电压被施加到发光部ELP的阳极和阴极之上时,发光部ELP发光。
现在将描述根据示例1的驱动有机EL显示设备的方法。
在下文的描述中,如下所述地定义电压或电位的值,但所述值是示例性的,仅用于说明,本发明并不局限于这些值。下文中将描述的其他示例亦是如此。
VSig:用于控制发光部ELP的亮度的图像信号,0V到10V
VCC-H:用于允许电流在发光部ELP中流动的驱动电压,20V
VCC-L:第二节点初始化电压,-10V
VOfs:用于初始化驱动晶体管TRD的栅极的电位(第一节点ND1的电位)的第一节点初始化电压,0V
Vth:驱动晶体管TRD的阈值电压,3V
VCat:施加到发光部ELP的阴极的电压,0V
Vth-EL:发光部ELP的阈值电压,3V
按行、顺序地对第1行至第M行中的有机EL显示元件10进行扫描。当被分配用于扫描各行中的有机EL显示元件10的时段被称为水平扫描时段时,如图7等所示,每个水平扫描时段包括:初始化时段,在该初始化时段中,从信号输出电路102向数据线DTL施加第一节点初始化电压;以及图像信号时段,在该图像信号时段中,从信号输出电路102向数据线DTL施加图像信号VSig。
包括与第m行中的有机EL显示元件10对应的图像信号时段的水平扫描时段用第m个水平扫描时段Hm来表示。水平扫描时段Hm之前P个水平扫描时段的水平扫描时段用水平扫描时段Hm_pre_P或第(m-P)个水平扫描时段Hm-P来表示。对于其他水平扫描时段亦是如此。
在根据示例1的有机EL显示设备中,从电源单元100选择性地向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个提供用于允许电流经由驱动晶体管TRD流到发光部ELP的驱动电压VCC-H以及用于初始化第二节点ND2的电位的第二节点初始化电压VCC-L。
为了易于理解本发明,现在将描述使用根据示例1的有机EL显示设备的参考示例中的驱动操作和问题。图4示意性示出了根据该参考示例的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图5A至图5F以及图6A和图6B中示出了晶体管的接通和关断状态。
根据该参考示例的驱动有机EL显示设备的方法包括以下步骤:在第(n,m)个有机EL显示元件10中,(a′)执行初始化第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位的预处理过程,使得第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差大于驱动晶体管TRD的阈值电压,并使得第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL,(b′)执行在保持第一节点ND1的电位的状态中将第二节点ND2的电位改变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压而得到的电位的阈值电压取消处理,(c′)执行从数据线DTL、经由通过来自扫描线SCL的信号而被接通的写入晶体管TRW将图像信号VSig施加到第一节点ND1的写入处理,(d′)通过利用来自扫描线SCL的信号关断写入晶体管TRW,来将第一节点ND1变为浮动状态,(e′)通过允许与第一节点ND1和第二节点ND2之间的电位差对应的电流从电源单元100、经由驱动晶体管TRD而在发光部ELP中流动,来驱动发光部ELP,及(f′)从电源单元100经由驱动晶体管TRD将第二节点初始化电压VCC-L施加到第二节点ND2,以将发光部ELP变为不发光状态。
图4所示的时段TP(2)0′至时段TP(2)3′为正好在执行写入处理的时段TP(2)4′前的工作时段。在时段TP(2)0′至时段TP(2)3′中,第(n,m)个有机EL显示元件10基本上处于不发光状态。如图4所示,除了时段TP(2)4′之外,第m个水平扫描时段Hm还包括时段TP(2)1′至时段TP(2)3′。为了便于说明,假设时段TP(2)1′的开始和时段TP(2)4′的结束对应于第m个水平扫描时段Hm的开始和结束。
另外,假设时段TP(2)1′的开始和时段TP(2)2′的结束对应于水平扫描时段Hm的初始化时段的开始和结束。假设时段TP(2)3′的开始和时段TP(2)4′的结束对应于水平扫描时段Hm的图像信号时段的开始和结束。
现在将描述时段TP(2)0′至时段TP(2)3′。可以根据有机EL显示设备的设计规则来适当地设置时段TP(2)0′至时段TP(2)3的相应长度。
时段TP(2)0′(参见图4和图5A)
时段TP(2)0′中的操作例如为当前显示帧的前一显示帧中的操作。也就是说,时段TP(2)0′是从前一显示帧中的第(m+m′)个水平扫描时段的开始到当前显示帧中的第(m-1)个水平扫描时段的时段。在时段TP(2)0′中,第(n,m)个有机EL显示元件10处于不发光状态。在时段TP(2)0′的开始(未示出),从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换到第二节点初始化电压VCC-L。这样,第二节点ND2的电位降低到VCC-L,并且反向电压被施加到发光部ELP的阳极和阴极之上,从而使得发光部ELP变为不发光状态。处于浮动状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极)的电位也随着第二节点ND2的电位的下降而降低。
如上所述,在水平扫描时段中,从信号输出电路102向数据线DTL施加第一节点初始化电压VOfs,然后替代第一节点初始化电压VOfs,施加图像信号VSig。更具体地,在当前显示帧的第m个水平扫描时段Hm中,第一节点初始化电压VOfs被施加到数据线DTL,然后,替代第一节点初始化电压VOfs,施加与第(n,m)个子像素对应的图像信号(为了简洁用VSig_m来表示,其他图像信号也这样表示)。相似地,在第(m+1)个水平扫描时段Hm+1中,第一节点初始化电压VOfs被施加到数据线DTL,然后,替代第一节点初始化电压VOfs,施加与第(n,m+1)个子像素对应的图像信号VSig_m+1。尽管图4中未示出,第一节点初始化电压VOfs和图像信号VSig在除了水平扫描时段Hm、Hm+1和Hm+m’以外的水平扫描时段中也被施加到数据线DTL。
时段TP(2)1′(参见图4和图5B)
当前显示帧的第m个水平扫描时段Hm开始。在时段TP(2)1′中,执行步骤(a′)。
具体地,在时段TP(2)1′的开始时间,通过将扫描线SCL设置为高电平,写入晶体管TRW被接通。从信号输出电路102施加到数据线DTL的电压为VOfs(初始化时段)。这样,第一节点ND1的电位为VOfs(0V)。由于第二节点初始化电压VCC-L从电源单元100被施加到第二节点ND2,第二节点ND2的电位保持于VCC-L(-10V)。
由于第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差为10V而驱动晶体管TRD的阈值电压Vth为3V,因此,驱动晶体管TRD处于接通状态。第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差为-10V,并且不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL。因此,初始化第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位的预处理过程结束。
时段TP(2)2′(参见图4和图5C)
在时段TP(2)2′中执行步骤(b′)。
也就是说,在写入晶体管TRW保持于接通状态的情况下,从电源单元100提供的电压从VCC-L切换到VCC-H。这样,第一节点ND1的电位不变(保持VOfs=0V),但第二节点ND2的电位变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位增大。为了便于说明,时段TP(2)2′的长度足以改变第二节点ND2的电位。
当时段TP(2)2′足够长时,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的另一个之间的电位差达到Vth,因此驱动晶体管TRD被关断。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2接近(VOfs-Vth=-3V),并最终变为(VOfs-Vth)。当保证表达式2时,换言之,当选择并确定电位以满足表达式2时,发光部ELP不发光。
表达式2
(VOfs-Vth)<(Vth-EL+VCat)
在时段TP(2)2′中,第二节点ND2的电位最终变为(VOfs-Vth)。也就是说,第二节点ND2的电位是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的栅极的电压VOfs来确定的。第二节点的电压与发光部ELP的阈值电压Vth-EL无关。
时段TP(2)3′(参见图4和图5D)
在时段TP(2)3′的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被关断。施加到数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换到图像信号VSig_m(图像信号时段)。当在阈值电压取消处理中关断驱动晶体管TRD时,第一节点ND1和第二节点ND2的电位不变。当在阈值电压取消处理中未关断驱动晶体管TRD时,在时段TP(2)3′中发生自举操作(bootstrapoperation),因此第一节点ND1和第二节点ND2的电位略微增大。
时段TP(2)4′(参见图4和图5E)
在该时段中执行步骤(c′)。通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通。从数据线DTL经由写入晶体管TRW将图像信号VSig_m施加到第一节点ND1。这样,第一节点ND1的电位增大到VSig_m。驱动晶体管TRD处于接通状态。在某些情况下,在时段TP(2)3′中可以保持写入晶体管TRW的接通状态。在这种配置中,当在时段TP(2)3′中数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换到图像信号VSig_m时,写入处理被立即启动。
这里,电容器C1的电容是c1而发光部ELP的电容器CEL的电容是cEL。驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的另一个之间的寄生电容是cgs。当驱动晶体管TRD的栅极的电位从VOfs变为VSig_m(>VOfs)时,电容器C1的两端的电位(第一节点ND1和第二节点ND2的电位)基本上发生变化。换言之,基于驱动晶体管TRD的栅极的电位(=第一节点ND1的电位)的变化(VSig_m-VOfs)的电荷被分散到电容器C1、发光部ELP的电容器CEL和驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的另一个之间的寄生电容器。当cEL的值充分大于c1的值和cgs的值时,基于驱动晶体管TRD的栅极的电位的变化(VSig_m-VOfs)的驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个(第二节点ND2)的电位的变化是小的。一般而言,发光部ELP的电容器CEL的电容值cEL大于电容器C1的电容值c1以及驱动晶体管TRD的寄生电容器的值cgs。因此,在下文的描述中,不考虑由于第一节点ND1的电位的变化而导致的第二节点ND2的电位的变化。如果不是特别必要,则假设不考虑由于第一节点ND1的电位的变化而导致的第二节点ND2的电位的变化。其他示例中亦是如此。在用于驱动的时序图中,不考虑由于第一节点ND1的电位的变化而导致的第二节点ND2的电位的变化。
在上述写入处理中,在从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态中,将图像信号VSig_m施加到驱动晶体管TRD的栅极。因此,如图4所示,第二节点ND2的电位在时段TP(2)4′中增大。下文将描述电位的增加量(图4中的ΔV)。当驱动晶体管TRD的栅极(第一节点ND1)的电位为Vg而驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个(第二节点ND2)的电位为Vs时,在不考虑第二节点ND2的电位增加的情况下,Vg的值和Vs的值如下。第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差,即驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的用作源区的另一个之间的电位差Vgs,可以用表达式3来表示。
表达式3
Vg=VSig_m
也就是说,在写入处理中在驱动晶体管TRD上得到的Vgs仅依赖于用于控制发光部ELP的亮度的图像信号VSig_m、驱动晶体管TRD的阈值电压Vth以及用于初始化驱动晶体管TRD的栅极的电位的电压VOfs。值Vgs与发光部ELP的阈值电压Vth-EL无关。
现在将描述在TP(2)4′时段中第二节点ND2的电位的增加。在上述参考示例的驱动方法中,依赖于驱动晶体管TRD的特性(如迁移率μ的幅度)来提升驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个的电位(即第二节点ND2的电位)的迁移率校正处理与写入处理一起执行。
当驱动晶体管TRD由多晶硅薄膜晶体管形成时,难以避免各晶体管之间的迁移率μ的偏差。因此,即使当将相同值的图像信号VSig施加于在迁移率μ上有差别的多个驱动晶体管TRD的栅极时,在迁移率μ大的驱动晶体管TRD中流动的漏电流Ids与迁移率μ小的驱动晶体管TRD中流动的漏电流Ids之间仍存在差别。当存在这种差别时,会有损于有机EL显示设备的屏幕的均匀性。
在上述参考示例的驱动方法中,在从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态中,图像信号VSig_m被施加到驱动晶体管TRD的栅极。因此,如图4所示,第二节点ND2的电位在时段TP(2)4′中增大。当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值大时,驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个的电位(即第二节点ND2的电位)的电位增加量ΔV增大。反之,当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值小时,驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个的电位的电位增加量ΔV(电位校正值)减小。这里,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的用作源区的另一个之间的电位差Vgs从表达式3变为表达式4。
表达式4
执行写入处理的预定时间(图4中的时段TP(2)4′的总时间(t0))可以作为设计有机EL显示设备时的设计值而预先确定。确定时段TP(2)4′的总时间,使得驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个的电位(VOfs-Vth+ΔV)满足表达式2′。因此,在时段TP(2)4′中,发光部ELP不发光。另外,在迁移率校正处理的同时,校正了系数k(≡(1/2)·(W/L)·Cox)的偏差。
表达式2′
(VOfs-Vth+ΔV)<(Vth-EL+VCat)
时段TP(2)5′(参见图4和5F)
通过上述操作,完成了步骤(a′)至步骤(c′)。之后,在时段TP(2)5′中,执行步骤(d′)和步骤(e′)。也就是说,在从电源单元100将驱动电压VCC-H施加到驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个的状态中,通过扫描电路101的操作,扫描线SCL被设置为低电平,写入晶体管TRW被关断,并且第一节点ND1(即驱动晶体管TRD的栅极)被设置为浮动状态。这样,第二节点ND2的电位增大。
如上所述,由于驱动晶体管TRD的栅极处于幅度状态并且存在电容器C1,在驱动晶体管TRD的栅极中发生与所谓的自举电路中相同的现象,因此,第一节点ND1的电位也会增大。这样,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的用作源区的另一个之间的电位差Vgs保持于表达式4中的值。
由于第二节点ND2的电位增大且大于(Vth-EL+VCat),发光部ELP开始发光。此时,由于发光部ELP中流动的电流为从驱动晶体管TRD的漏区流到源区的漏电流Ids,该电流可以用表达式1来表示。这里,利用表达式1和4,表达式1可以修改为表达式5。
表达式5
Ids=k·μ·(VSig_m-VOfs-ΔV)2
因此,例如,当VOfs被设置为0V时,发光部ELP中流动的电流Ids与通过从用于控制发光部ELP的亮度的图像信号VSig_m的值中减去基于驱动晶体管TRD的迁移率μ的电位校正值ΔV而得到的值的平方成比例。换言之,发光部ELP中流动的电流Ids与发光部ELP的阈值电压Vth-EL和驱动晶体管TRD的阈值电压Vth无关。也就是说,发光部ELP的光强度(亮度)与发光部ELP的阈值电压Vth-EL和驱动晶体管TRD的阈值电压Vth无关。第(n,m)个有机EL显示元件10的亮度是与漏电流Ids对应的值。
当驱动晶体管TRD的迁移率μ增大时,电位校正值ΔV增大。因此,表达式4左边的值Vgs减小。因此,即使当表达式5中的迁移率μ的值增大时,值(VSig_m-VOfs-ΔV)2也会减小,从而校正漏电流Ids。也就是说,当驱动晶体管TRD的迁移率μ的值不同但图像信号VSig的值相等时,漏电流Ids几乎是一致的。因此,使得在发光部ELP中流动以控制发光部ELP的亮度的电流Ids为均匀的。因此,能够校正由于迁移率μ的偏差(另外,偏差k)而导致的各发光部ELP的亮度的偏差。
保持发光部ELP的发光状态,直到第(m+m′-1)个水平扫描时段。第(m+m′-1)个水平扫描时段的结束对应于时段TP(2)5′的结束。这里,″m″′满足关系式1<m′<M,并且是有机EL显示设备中的预定值。换言之,从第(m+1)个水平扫描时段Hm+1到正好在第(m+m′)个水平扫描时段Hm+m前的时间,发光部ELP被驱动,并且该时段为发光时段。
时段TP(2)6′(参见图4和6A)
然后,执行步骤(f′),以将发光部ELP置于不发光时段中。
具体地,在保持写入晶体管TRW的关断状态的状态中,在时段TP(2)6′的开始(换言之第(m+m′)个水平扫描时段Hm+m′的开始),从电源单元100提供的电压从电压VCC-H切换到电压VCC-L。这样,第二节点ND2的电位降低到VCC-L,反向电压被施加于发光部ELP的阳极和阴极之间,因此,发光部ELP处于不发光状态。随着第二节点ND2的电位的降低,处于浮动状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极)的电位也降低。
不发光状态被保持到正好在下一帧的第m个水平扫描时段Hm前的时间。该时间对应于正好在图4所示的时段TP(2)+1′的开始之前的时间。这样,通过提供不发光时段,能够降低由于有源矩阵驱动方法而导致的余象模糊,从而改善活动图像的质量。例如,当设置m′=M/2时,发光时段和不发光时段的时间长度各为一个显示帧周期的几乎一半。
在时段TP(2)+1′之后,重复执行如时段TP(2)1′至时段TP(2)6′中所述的相同处理(参见图4和6B)。也就是说,图4所示的时段TP(2)6′对应于下一时段TP(2)0′。
在根据参考示例的驱动方法中,如图4所示,时段TP(2)6′占不发光时段的大部分。在该时段中,值为|VCC-L-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。也就是说,在上述示例中,从第(m+m′)个水平扫描时段Hm+m′的开始到下一帧的第m个水平扫描时段Hm的开始附近,10V的反向电压被持续施加到发光部ELP。
下面将描述根据示例1的驱动方法。图7中示意性示出了根据示例1的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图8A至图8F以及图9A至图9F中示出了晶体管的接通和关断状态。
根据示例1的驱动有机EL显示设备的方法包括以下步骤:在第(n,m)个有机EL显示元件10中,(a)在位于水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段中,通过从对应的数据线DTL经由通过扫描电路101的操作而被接通的写入晶体管TRW向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs以初始化第一节点ND1的电位、并从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压VCC-L以初始化第二节点ND2的电位,来执行对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的预处理过程,使得第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差大于驱动晶体管TRD的阈值电压Vth,并使得第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL,(b)将电源单元100的电压从第二节点初始化电压VCC-L切换到驱动电压VCC-H,并保持从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态,(c)通过在写入晶体管TRW在初始化时段通过扫描电路101的操作而被接通并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压的状态中从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H,来执行将第二节点ND2的电位改变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位以在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中关断驱动晶体管TRD的阈值电压取消处理,(d)通过利用扫描电路101的操作关断写入晶体管TRW,将第一节点ND1变为浮动状态,并保持驱动晶体管TRD的关断状态,(e)执行经由通过扫描电路101的操作而被接通的写入晶体管TRW、在水平扫描时段Hm的图像信号时段中从数据线DTL向第一节点ND1施加图像信号的写入处理,以及(f)通过利用扫描电路101的操作关断写入晶体管TRW,将第一节点ND1变为浮动状态,并且允许与第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差对应的电流从电源单元100经由驱动晶体管TRD流到发光部ELP。在后面将描述的根据示例2、示例3和示例4的驱动有机EL显示设备的方法中亦是如此。
在示例1中,在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中,执行步骤(a)。如上所述,由于水平扫描时段Hm_pre_P即水平扫描时段Hm-P,为了简便在下文中使用后一标记。图中亦是如此。如下文描述的,例如,当设置P=M/2时,发光时段和不发光时段的时间长度各位一个显示帧周期的几乎一半。
图7所示的时段TP(2)0至TP(2)5是到正好在执行写入处理的时段TP(2)6前的时间的工作时段。在时段TP(2)0至TP(2)6中,第(n,m)个有机EL显示元件10处于不发光状态。如图7所示,除了时段TP(2)6,第m个水平扫描时段Hm还包括时段TP(2)4至TP(2)5。
为了简化说明,时段TP(2)1的开始对应于第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的初始化时段(其为在图7中数据线DTL的电位为VOfs的时段,并且对于其他水平扫描时段亦如此)的开始。相似地,时段TP(2)2的结束对应于水平扫描时段Hm-P的初始化时段的结束。时段TP(2)3的开始对应于水平扫描时段Hm-P的图像信号时段(其为的图7中数据线DTL的电位为VSig_m-P的时段)的开始。
时段TP(2)4的开始和结束对应于第m个水平扫描时段的初始化时段的开始和结束。时段TP(2)5的开始对应于第m个水平扫描时段Hm的图像信号时段(其为图7中数据线DTL的电位为VSig_m的时段)的开始。相似地,时段TP(2)6的结束对应于水平扫描时段Hm的图像信号时段的结束。
现在将描述时段TP(2)-1至TP(2)3中的各个时段。
时段TP1(2)-1(参见图7和8A)
时段TP(2)-1为在前一显示帧中执行操作并且第(n,m)个有机EL显示元件10在之前的处理结束后处于发光状态的时段。也就是说,基于表达式5的漏电流I′ds在构成第(n,m)个子像素的有机EL显示元件10的发光部ELP中流动,并且构成第(n,m)个子像素的该有机EL显示元件10的亮度的值对应于漏电流I′ds。这里写入晶体管TRW处于关断状态,并且驱动晶体管TRD处于接通状态。
时段TP(2)0(参见图7和8B)
在时段TP(2)0中,操作从前一显示帧改变为当前显示帧。也就是说,时段TP(2)0为正好在第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的开始之前的时段。在时段TP(2)0中,第(n,m)个有机EL显示元件10处于不发光状态。也就是说,从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换到第二节点初始化电压VCC-L。结果,第二节点ND2的电位降低到VCC-L,反向电压被施加于发光部ELP的阳极和阴极之间,因此,发光部ELP变为不发光状态。随着第二节点ND的电位的降低,处于浮动状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极)的电位也下降。
时段TP(2)1(参见图7和8C)
当前显示帧的第(m-P)个水平扫描时段Hm-P开始。在时段TP(2)1中,执行步骤(a),即执行预处理过程。
如上所述,水平扫描时段Hm-P的初始化时段的开始和结束为时段TP(2)1的开始和时段TP(2)2的结束。在时段TP(2)1的开始,写入晶体管TRW通过来自扫描线SCL的信号而被接通,并且经由处于接通状态的写入晶体管TRW从数据线DTL将第一节点初始化电压VOfs施加到第一节点ND1,从而初始化第一节点ND1的电位。电源单元100从向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压VCC-L,从而初始化第二节点ND2的电位。
结果,第一节点ND1的电位变为VOfs(0V)。由于从电源单元100向第二节点ND2施加第二节点初始化电压VCC-L,第二节点ND2的电位保持于VCC-L(-10V)。
由于第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差为10V而的驱动晶体管TRD阈值电压Vth为3V,驱动晶体管TRD被接通。第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差为-10V,该值不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL。由此,完成了对第一节点ND的电位1和第二节点ND2的电位进行初始化的预处理过程。
在时段TP(2)1的结束,执行步骤(b)。具体地,电源单元100的电压从第二节点初始化电压VCC-L切换到驱动电压VCC-H,并且保持从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中一个的施加驱动电压VCC-H的状态。
时段TP(2)2(参见图7以及图8D和8E)
在时段TP(2)2中,执行步骤(c),即执行上述阈值电压取消处理。
在初始化时段中通过扫描电路101的操作写入晶体管TRW被接通,并且在经由被接通写入晶体管TRW的从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs的状态中从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H。在示例1中,在时段TP(2)2中保持写入晶体管TRW的接通状态。
在时段TP(2)2中,第一节点ND1的电位不变(保持VOfs=0V),但第二节点ND2的电位变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位接近VOfs-Vth=-3V,并最终变为VOfs-Vth。这样,执行了使得第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位以关断驱动晶体管TRD的阈值电压取消处理。
在时段TP(2)3至TP(2)5中,执行步骤(d)。也就是说,通过基于扫描电路101的操作来关断写入晶体管TRW。第一节点ND1变为浮动状态,并且保持驱动晶体管TRD的关断状态。现在将描述这些时段。
时段TP(2)3(参见图7和8F)
在时段TP(2)3的开始,写入晶体管TRW切换到关断状态,驱动晶体管TRD保持于关断状态,并且第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)4(参见图7和9A)
在时段TP(2)4中,第m个水平扫描时段开始。第一节点初始化电压VOfs被施加到数据线DTL。驱动晶体管TRD保持于关断状态,并且第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)5(参见图7和9B)
在时段TP(2)5的开始,施加到数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换到图像信号VSig_m。驱动晶体管TRD保持于关断状态,并且第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
在时段TP(2)3至TP(2)5中,第(n,m)个有机EL显示元件10处于不发光状态。在这些时段中,值为|(VOfs-Vth)-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。换言之,在上述示例中,3V的反向电压被持续施加到发光部ELP。
时段TP(2)6(参见图7和9C)
在该时段中,执行步骤(e),即执行上述写入处理。通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通。经由写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加图像信号VSig_m。结果,第一节点ND1的电位增大到VSig_m。驱动晶体管TRD处于接通状态。在某些情况下,在时段TP(2)4和TP(2)5中,写入晶体管TRW可以处于接通状态。在该配置中,当在时段TP(2)5中数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换到图像信号VSig_m时,立即开始写入处理。
执行写入处理的预定时间(图7中时段TP(2)6的总时间(t0))可以在有机EL显示设备的设计时间作为设计值来预先确定。与根据参考示例的驱动方法相似,在根据示例1的驱动方法中,依赖于驱动晶体管TRD的特性,增大驱动晶体管TRD的源区和漏区中的另一个的电位(即第二节点ND2的电位)的迁移率校正处理与写入处理一起执行。图7所示的第二节点ND2的电位校正值ΔV与参考图4所述的相同,因此,这里省略了对其的描述。
时段TP(2)7(参见图7和9D)
通过上述操作,完成了阈值电压取消处理、写入处理和迁移率校正处理。之后,在时段TP(2)7中,执行步骤(f)。也就是说,在从电源单元100向驱动晶体管TRD的中源区和漏区的一个施加驱动电压VCC-H的状态中,通过扫描电路101的操作,扫描线SLC被设置为电低电平,写入晶体管TRW被关断,第一节点ND1(即驱动晶体管TRD的栅极)被设置为浮动状态。这样,第二节点ND2的电位增大。
如上所述,由于驱动晶体管TRD的栅极处于浮动状态并且存在电容器C1,在驱动晶体管TRD的栅极中发生与所谓的自举电路相同的现象,因此第一节点ND1的电位也会增大。这样,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中用作源区的另一个之间电位Vgs保持为表达式4的值。
由于第二节点ND2的电位增大并且变得大于(Vth-EL+VCat),发光部ELP开始发光。此时在发光部ELP中流动的电流为从驱动晶体管TRD的漏区流到源区的漏电流Ids,该电流可以用表达式5来表示。
发光部ELP的发光状态被保持到时段TP(2)7的结束。具体地,从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态被保持到时段TP(2)7的结束。
在时段TP(2)8的开始时间,从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换为第二节点初始化电压VCC-L。时段TP(2)8为正好在下一帧中的第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的开始之前的时段。时段TP(2)8对应于下一帧中的时段TP(2)0。在时段TP(2)+1之后,重复执行在时段TP(2)1至TP(2)8中描述的相同的处理(参见图7以及图9E和9F)。
在参考图7描述的根据示例1的驱动方法中,不发光时段为时段TP(2)0至TP(2)6,而发光时段为时段TP(2)7。在构成不发光时段的大部分的时段TP(2)3至TP(2)5中,值为|(VOfs-Vth)-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。也就是说,在上述示例中,3V的反向电压被持续施加到发光部ELP。在根据示例1的驱动方法中,仅在时段TP(2)0和TP(2)1中才施加值为|VCC-L-VCat|的反向电压。
在根据示例1的驱动方法中,向发光部ELP施加具有大的绝对值的反向电压的时段与不发光时段的比率可以降低,并且在不发光时段的大部分中,施加到发光部ELP的反向电压的绝对值可以降低。因此,能够抑制对发光部ELP的损害。
示例2
示例2涉及根据本发明的第一实施例驱动有机EL显示设备的方法。示例2为示例1的修改示例。根据示例2的有机EL显示设备的原理图与图1中的相同,并且包括驱动电路11的有机EL显示元件10的等效电路图与图2中示出的一样。根据示例2的显示设备的元件与示例1中描述的相同,因此这里省略了对其的描述。对于示例3和示例4也是如此。
根据示例2的驱动方法与根据示例1的驱动方法相同,不同之处在于在示例1中描述的步骤(d)和步骤(e)之间执行以下步骤:(g)在初始化时段中通过从对应的数据线DTL经由通过扫描电路101的操作而被接通的写入晶体管TRW向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs以初始化第一节点ND1的电位、并从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压VCC-L以初始化第二节点ND2的电位,来执行对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的第二预处理过程,使得第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差大于驱动晶体管TRD的阈值电压,并使得第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL,(h)将电源单元100的电压从第二节点初始化电压VCC-L切换到驱动电压VCC-H,并保持从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态,以及(i)通过在写入晶体管TRW在初始化时段中通过扫描电路101的操作而被接通且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs的状态中从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H,来执行将第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位的第二阈值电压取消处理,以在位于水平扫描时段Hm的结束之前的初始化时段中关断驱动晶体管TRD。
现在将描述根据示例2的驱动方法。图10示意性示出了根据示例2的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图11A至11E示出了晶体管的接通和关断状态。
时段TP(2)-1至TP(2)2(参见图10)
这些时段中的操作与示例1中参考图7以及图8A至8D描述的时段TP(2)-1至TP(2)2中的操作相同,因此这里省略了对其的描述。在时段TP(2)2中,执行步骤(c),即执行阈值电压取消处理。处于浮动状态的第二节点ND2的电位接近VOfs-Vth=-3V,并最终变为VOfs-Vth。
时段TP(2)3A(参见图10和11A)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8F描述的时段TP(2)3中的操作基本上相同。也就是说,在时段TP(2)3A中,驱动晶体管TRD保持于关断状态(步骤(d))。
时段TP(2)3B(参见图10和11B)
时段TP(2)3B是正好位于第m个水平扫描时段Hm的开始之前的时段。在时段TP(2)3B的开始时间,从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换到第二节点初始化电压VCC-L。结果,第二节点ND2的电位降低到VCC-L。第一节点ND1的电位也会随着第二节点ND2的电位的变化而降低。
时段TP(2)4A(参见图10和11C)
然后,开始当前显示帧的第m个水平扫描时段Hm。在时段TP(2)4A中,执行步骤(g),即执行第二预处理过程。
水平扫描时段Hm的初始化时段的开始和结束分别对应于时段TP(2)4A的开始和TP(2)4B的结束。水平扫描时段Hm的图像信号时段的开始和结束分别对应于时段TP(2)5的开始和时段TP(2)6的结束。在时段TP(2)4A的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通,并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs以初始化第一节点ND1的电位。从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压VCC-L,以初始化第二节点ND2的电位。
第一节点ND1的电位为VOfs(0V)。由于从电源单元100向第二节点ND2施加第二节点初始化电压VCC-L,第二节点ND2的电位保持在VCC-L(-10V)。
与示例1中参考图7描述的时段TP(2)2相似,由于第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差为10V而驱动晶体管TRD的阈值电压Vth为3V,驱动晶体管TRD处于接通状态。第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差为-10V,该值不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL。因此,完成了对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的第二预处理过程。
在时段TP(2)4A的结束时间,执行步骤(h)。具体地,电源单元100的电压从第二节点初始化电压VCC-L切换到驱动电压VCC-H,并保持从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态。
时段TP(2)4B(参见图10以及图11D和11E)
在时段TP(2)4B中,执行步骤(i),即执行第二阈值电压取消处理。在示例中,在时段TP(2)4B中保持写入晶体管TRW的接通状态。
在时段TP(2)4B中,第一节点ND1的电位不变(保持VOfs=0V),但,第二节点ND2的电位变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位接近VOfs-Vth=-3V,并最终变为VOfs-Vth。这样,执行了使得第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位的第二阈值电压取消处理。
时段TP(2)5(参见图10)
在时段TP(2)5的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被关断。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9B描述的时段TP(2)5中的操作基本上相同,因此这里省略了对其的描述。
时段TP(2)6(参见图10)
在该时段中,执行步骤(e),即执行写入处理。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9C描述的时段TP(2)6中的操作基本上相同。也就是说,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通。经由写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加图像信号VSig_m。结果,第一节点ND1的电位增大到VSig_m。驱动晶体管TRD处于接通状态。在某些情况下,写入晶体管TRW可在时段TP(2)5中被接通。在这种配置中,当在时段TP(2)5中数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换为图像信号VSig_m时,立即开始写入处理。
时段TP(2)7(参见图10)
在时段TP(2)7中,执行步骤(f)。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9D描述的时段TP(2)7中的操作相同。
也就是说,在从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态中,通过扫描电路101的操作,扫描线SCL被设置为低电平,写入晶体管TRW被关断,且第一节点ND1(即驱动晶体管TRD的栅极)被设置为浮动状态。结果,第二节点ND2的电位增大。
结果,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的用作源区的另一个之间的电位差Vgs保持于通过表达式4表示的值。
由于第二节点ND2的电位增大且变得大于Vth-EL+VCat,发光部ELP开始发光。此时,由于发光部ELP中流动的电流为从驱动晶体管TRD的漏区流到源区的漏电流Ids,因此,可以从表达式5得到该电流值。
发光部ELP的发光状态继续到时段TP(2)7的结束。具体地,从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态保持到时段TP(2)7的结束。
在时段TP(2)8的开始时间,从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换为第二节点初始化电压VCC-L。时段TP(2)8为例如正好在下一帧的第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的开始之前的时段。时段TP(2)8对应于例如下一帧的时段TP(2)0。在时段TP(2)+1之后,重复执行针对时段TP(2)1至TP(2)8所描述的相同处理。
与示例1中所述的一样,在参考图10描述的根据示例2的驱动方法中,不发光时段包括时段TP(2)0至TP(2)6,而发光时段为时段TP(2)7。在占不发光时段的大部分的时段TP(2)3A中,值为|(VOfs-Vth)-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。也就是说,在上述example中,3V的反向电压被持续施加到发光部ELP。在根据示例2的驱动方法中,仅在时段TP(2)0、TP(2)1、TP(2)3B和TP(2)4A中施加值为|VCC-L-VCat|的反向电压。
因此,与在示例1中描述的一样,能够降低向发光部ELP施加具有大的绝对值的反向电压的时段与不发光时段的比率,并且在不发光时段的大部分中降低施加到发光部ELP的反向电压的绝对值。因此,能够抑制对发光部ELP的损害。
现在将描述根据示例2的驱动方法的具体优点。在示例1中,第二节点ND2的电位在时段TP(2)3的开始时间为VOfs-Vth=-3V,而向发光部ELP的两端施加值为|(VOfs-Vth)-VCat|(即绝对值为3V)的反向电压。因此,当发光部ELP中的反向电流足够小时,第二节点ND2的电位保持于VOfs-Vth=-3V,直到时段TP(2)3的结束。
然而,当发光部ELP中的反向电流不能忽略时,第二节点ND2的电位时段TP(2)3中增大。在这种情况下,示例1中会发生在第二节点ND2的电位改变使得要显示的图像的亮度发生变化的状态中执行步骤(e)(即写入处理)的问题。
在根据示例2的驱动方法中,恰好在执行写入处理之前执行了第二阈值电压取消处理。因此,例如,即使当第二节点ND2的电位在时段TP(2)3A中发生改变时,正好在执行写入处理之前,第二节点ND2的电位也会被设置为接近VOfs-Vth=-3V。因此,即使当第二节点ND2的电位在时段TP(2)3A中发生改变时,其也不会对要显示的图像的亮度产生影响。
示例3
示例3设计根据本发明的第一实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例3是示例1的修改示例。
在根据示例3的驱动方法中,执行在示例1中描述的步骤(a)至(f)。然而,根据示例3的驱动方法与根据示例1的驱动方法的不同在于:信号输出电路102将第一初始化电压作为第一节点初始化电压施加到数据线DTL,然后将低于第一初始化电压的第二初始化电压作为第一节点初始化电压施加到数据线DTL,以替代第一初始化电压。
在下文的描述中,下列电压值用于说明,但本发明不限于这些电压值:
VOfs1:第一初始化电压,0V
VOfs2:第二初始化电压,-2V
现在描述根据示例3的驱动方法。图12示意性示出了根据示例3的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图13A至13F示出了晶体管的接通和关断状态。
为了简化说明,图12示出的时段TP(2)1的开始对应于第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的初始化时段(图12中的数据线DTL的电位为VOfs1或VOfs2的时段)的开始。相似地,时段TP(2)2B的结束对应于水平扫描时段Hm-P的初始化时段的结束。时段TP(2)3的开始对应于水平扫描时段Hm-P的图像信号时段(图12中的数据线DTL的电位为VSig_m-P的时段)的开始。
在水平扫描时段Hm-P的初始化时段中,信号输出电路102将第一初始化电压VOfs1作为第一节点初始化电压施加到数据线DTL的时段对应于从时段TP(2)1的开始到时段TP(2)2A的结束的时段。相似地,信号输出电路102将第二初始化电压VOfs2作为第一节点初始化电压施加到数据线DTL的时段对应于时段TP(2)2B。
时段TP(2)-1(参见图12)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8A描述的时段TP(2)-1中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(2)0(参见图12和13A)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8B描述的时段TP(2)0中的操作相同。时段TP(2)0是正好在第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的开始之前的时段。在时段TP(2)0中,第(n,m)个有机EL显示元件10处于不发光状态。从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换为第二节点初始化电压VCC-L。结果,第二节点ND2的电位降低到VCC-L,而反向电压被施加于发光部ELP的阳极和阴极之间,从而使得发光部ELP变为不发光状态。随着第二节点ND2的电位的降低,处于浮动状态的第一节点ND1(驱动晶体管TRD的栅极)的电位也降低。
时段TP(2)1(参见图12和13B)
当前显示帧的第(m-P)个水平扫描时段Hm-P开始。在时段TP(2)1中,执行步骤(a),即执行预处理过程。该时段中的操作与示例1中参考图7和图8C描述的时段TP(2)1中的操作基本上相同。
也就是说,在时段TP(2)1的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通,并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL将初始化电压VOfs1作为第一节点初始化电压施加到第一节点ND1,从而初始化第一节点ND1的电位。从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压VCC-L,从而初始化第二节点ND2的电位。由此,完成了对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的预处理过程。
在时段TP(2)1的结束时间,执行步骤(b)。具体地,电源单元100的电压从第二节点初始化电压VCC-L切换为驱动电压VCC-H,并保持从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态。
时段TP(2)2A(参见图12以及图13C和13D)
在时段TP(2)2A中,执行步骤(c),即执行阈值电压取消处理。该时段中的操作与示例1中参考图7和图8D及8E描述的时段TP(2)2中的操作基本上相同。
在示例3中,在下面将描述的时段TP(2)2A和时段TP(2)2B中保持写入晶体管TRW的接通状态。
在时段TP(2)2A中,第一节点ND1的电位不变(保持VOfs1=0V),但第二节点ND2的电位变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位接近VOfs1-Vth=-3V并最终变为VOfs1-Vth。这样,执行了通过使得第二节点ND2的电位为通过从作为第一节点初始化电压的第一初始化电压VOfs1中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位来关断驱动晶体管TRD的阈值电压取消处理。
时段TP(2)2B(参见图12和13E)
在该时段的开始时间,信号输出电路102以低于第一初始化电压VOfs1的第二初始化电压VOfs2替代第一节点初始化电压VOfs1作为第一节点初始化电压施加到数据线DTL。第一节点ND1的电位从VOfs1=0V变为VOfs2=-2V。如上所述,由于由第一节点ND1的电位的变化而导致的第二节点ND2的电位的变化小,第二节点ND2的电位保持于VOfs1-Vth。驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的作为源区的另一个之间的电位差Vgs用表达式6来表示。
表达式6
Vgs=VOfs2-(VOfs1-Vth)
在时段TP(2)3至TP(2)5中,保持驱动晶体管TRD的关断状态(步骤(d))。现在将描述各个时段。
时段TP(2)3(参见图12和13F)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8F描述的时段TP(2)3中的操作基本上相同。在时段TP(2)3中,写入晶体管TRW被切换到关断状态。驱动晶体管TRD保持于关断状态,并且第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)4(参见图12)
在时段TP(2)4中开始第m个水平扫描时段。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9A描述的时段TP(2)4中的操作基本上相同。第一初始化电压VOfs1作为第一节点初始化电压被施加到数据线DTL,然后第二初始化电压VOfs2替代第一初始化电压VOfs1而被施加。驱动晶体管TRD保持于关断状态,并且第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)5(参见图12)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图9B描述的时段TP(2)5中的操作基本上相同。在时段TP(2)5的开始时间,施加到数据线DTL的电压从第二初始化电压VOfs2切换为图像信号VSig_m。驱动晶体管TRD保持于关断状态,并且第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
与示例1中描述的一样,在时段TP(2)3至TP(2)5中,第(n,m)个有机EL显示元件10保持于不发光状态。在这些时段中,值为|(VOfs1-Vth)-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。也就是说,在上述示例中,3V的反向电压被持续施加到发光部ELP。
时段TP(2)6(参见图12)
该时段中,执行步骤(e),即执行写入处理。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9C描述的时段TP(2)6中的操作基本上相同。也就是说,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通。然后,经由写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加图像信号VSig_m。结果,第一节点ND1的电位增大到VSig_m。驱动晶体管TRD处于接通状态。在某些情况下,写入晶体管TRW可以在时段TP(2)4和TP(2)5中被接通。在这种配置中,当数据线DTL的电压在时段TP(2)5中从第二初始化电压VOfs2切换为图像信号VSig_m时,立即开始写入处理。
与示例1中描述的一样,在根据示例3的驱动方法中,依赖于驱动晶体管TRD的特性来增大驱动晶体管TRD的源区和漏区中另一个的电位(即第二节点ND2的电位)的迁移率校正处理是一起执行的。图12所示的第二节点ND2的电位校正值ΔV与参考图4所描述的相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(2)7(参见图12)
通过上述操作,完成了阈值电压取消处理、写入处理和迁移率校正处理。之后,在时段TP(2)7中执行步骤(f)。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9D描述的时段TP(2)7中的操作基本上相同。也就是说,在从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态中,通过扫描电路101的操作,扫描线SCL被设置为低电平,写入晶体管TRW被关断,并且第一节点ND1(即驱动晶体管TRD的栅极)被设置为浮动状态。结果,第二节点ND2的电位增大。
如上所述,由于驱动晶体管TRD的栅极处于浮动状态并且存在电容器C1,在驱动晶体管TRD的栅极中会发生与所谓的自举电路相同的现象,并且因此,第一节点ND1的电位也会增大。结果,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中作为源区的另一个之间的电位差Vgs保持于表达式4′的值。
表达式4′
Vgs≌VSig_m-(VOfs1-Vth)-ΔV
由于第二节点ND2的电位增大并变得大于Vth-EL+VCat,发光部ELP开始发光。此时,在发光部ELP中流动的电流为从驱动晶体管TRD的漏区流动源区的漏电流Ids,该电流可用表达式5′来表示。
表达式5′
Ids=k·μ·(VSig_m-VOfs1-ΔV)2
发光部ELP的发光状态保持到时段TP(2)7的结束。具体地,从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H的状态保持到时段TP(2)7的结束。
在时段TP(2)8的开始时间,从电源单元100提供的电压从驱动电压VCC-H切换为第二节点初始化电压VCC-L。时段TP(2)8为正好在第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的开始之前的时段。时段TP(2)8对应于例如下一帧的时段TP(2)0。在时段TP(2)+1之后,重复执行针对时段TP(2)1至TP(2)8描述的相同处理(参见图12)。
与示例1中描述的一样,在参考图12描述的根据示例3的驱动方法中,不发光时段包括时段TP(2)0至TP(2)6,而发光时段包括时段TP(2)7。在构成不发光时段的大部分的时段TP(2)3至TP(2)5中,值为|(VOfs1-Vth)-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。也就是说,在上述示例中,3V的反向电压被持续施加到发光部ELP。在根据示例3的驱动方法中,仅在时段TP(2)0和TP(2)1中施加值为|VCC-L-VCat|的反向电压。
因此,与示例1中描述的一样,能够降低向发光部ELP施加具有大的绝对值的反向电压的时段与不发光时段的比率,并且降低在不发光时段的大部分中施加到发光部ELP的反向电压的绝对值。因此,能够抑制对发光部ELP的损害。
现在将描述根据示例3的驱动方法的具体优点。在示例1的驱动方法中,在图7所示的时段TP(2)3中驱动晶体管TRD的栅极的电位为VOfs=0V。相反地,在根据示例3的驱动方法中,在图12示出时段TP(2)3的中驱动晶体管TRD的栅极的电位为VOfs2=-2V。因此,在时段TP(2)3中驱动晶体管TRD的关断电阻值高于示例1中的值。因此,具有能够降低在时段TP(2)3中由于驱动晶体管TRD的泄露等而导致的第一节点ND1和第二节点ND2的电位的变化的优点。
示例4
示例4设计根据本发明的第一实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例4是示例1的修改示例。
在根据示例4的驱动方法中,执行在示例1中描述的步骤(a)至(f)。然而,根据示例4的驱动方法与根据示例1的驱动方法的不同在于:在水平扫描时段Hm-P前的水平扫描时段的初始化时段中执行步骤(a)。
通常来说,当有机EL显示设备的像素数量增加时,分配给每行的水平扫描时段的长度降低。因此,在有机EL显示设备的一些规范中,可能不能仅在一个水平扫描时段的初始化时段中完成步骤(c),即阈值电压取消处理。在这种情况下,可以通过在水平扫描时段Hm-P前的水平扫描时段的初始化时段中执行步骤(a)并相继地在多个水平扫描时段中执行预定的操作来完成阈值电压取消处理。
在下文的描述中,假设步骤(a)是在比水平扫描时段Hm-P早一个水平扫描时段的水平扫描时段中执行的。具体地,步骤(a)是在第(m-P-1)个水平扫描时段Hm-P-1的初始化时段中执行的。
现在描述根据示例4的驱动方法。图14示意性示出了根据示例4的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图15A至15E示出了晶体管的接通和关断状态。
时段TP(2)-1(参见图14)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8A描述的时段TP(2)-1中的操作相同,不同之处仅在于其结束早一个水平扫描时段,因此这里省略对其的描述。
时段TP(2)0(参见图14)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8B描述的时段TP(2)0中的操作相同,不同之处在于该时段是正好在第(m-P-1)个水平扫描时段Hm-P-1的开始之前的时段,因此这里省略对其的描述。
时段TP(2)1(参见图14)
当前显示帧的第(m-P-1)个水平扫描时段Hm-P-1开始。在时段TP(2)1中,执行步骤(a),即执行预处理过程。该时段中的操作与示例1中参考图7和图8C描述的时段TP(2)1中的操作相同,不同之处在于,所述操作为第(m-P-1)个水平扫描时段的初始化中的操作。
也就是说,在时段TP(2)1的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通,并且经由被接通写入晶体管TRW的从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs,从而初始化第一节点ND1的电位。从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压VCC-L,从而初始化第二节点ND2的电位。这样,完成了对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的预处理过程。
在下面将描述的时段TP(2)2至TP(2)3B中执行阈值电压取消处理。
具体地,基于扫描电路101的操作来控制写入晶体管TRW的接通状态和关断状态,直到水平扫描时段Hm-P的结束,使得在初始化时段中写入晶体管TRW被接通而在图像信号时段中写入晶体管TRW被关断。在示例4中,写入晶体管TRW在时段TP(2)2中保持接通状态。然后,在时段TP(2)3A中写入晶体管TRW切换到关断状态。之后,在时段TP(2)3B中写入晶体管TRW切换到接通状态并保持该状态。然后,在时段TP(2)3C中写入晶体管TRW切换到关断状态。将描述上述时段的操作。
时段TP(2)2(参见图14和15A)
当时段TP(2)2足够长时,驱动晶体管TRD的栅极与源区和漏区中的另一个之间的电位差达到Vth,因此驱动晶体管TRD被关断。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位接近VOfs-Vth=-3V并最终变为VOfs-Vth。然而,示例4中时段TP(2)2的长度不足以改变第二节点ND2的电位,并且第二节点ND2的电位在时段TP(2)2的结束达到满足关系式VCC-L<VA<(VOfs-Vth)的某个电位VA。
时段TP(2)3A(参见图14和图15B)
在时段TP(2)3A的开始时间,数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换为图像信号VSig_m-P-1。为了避免图像信号VSig_m-P-1被施加到第一节点ND1,在时段TP(2)3A的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被关断。结果,驱动晶体管TRD的栅极(即第一节点ND1)变为浮动状态。
由于从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC-H,第二节点ND2的电位从电位VA提升到某个电位VB。另一方面,由于驱动晶体管TRD的栅极处于浮动状态并且存在电容器C1,在驱动晶体管TRD的栅极中发生自举操作。因此,第一节点ND1的电位随着第二节点ND2的电位的变化而提升。
时段TP(2)3B(参见图14以及图15C和15D)
在时段TP(2)3B的开始时间,数据线DTL的电压从图像信号VSig_m-P-1切换为第一节点初始化电压VOfs。在时段TP(2)3B的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通。结果,驱动晶体管TRD的栅极(即第一节点ND1)的电位降低到VOfs,第二节点ND2的电位降低到上述电位VA,而第二节点ND2的电位然后变为通过从第一节点ND1的电位中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。也就是说,处于浮动状态的第二节点ND2的电位增大并最终变为VOfs-Vth。这样,完成了通过使得第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位来关断驱动晶体管TRD的阈值电压取消处理。
在时段TP(2)3C至TP(2)5中,驱动晶体管TRD保持于关断状态(步骤(d))。现在将描述各个时段。
时段TP(2)3C(参见图14和15E)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图8F描述的时段TP(2)3中的操作相同。在时段TP(2)3C中,写入晶体管TRW被切换为关断状态。驱动晶体管TRD保持于关断状态,而第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)4(参见图14)
在时段TP(2)4中,第m个水平扫描时段开始。该时段中的操作与示例1中参考图7和图9A描述的时段TP(2)4中的操作相同。第一节点初始化电压VOfs被施加到数据线DTL。驱动晶体管TRD保持于关断状态,而第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)5(参见图14)
该时段中的操作与示例1中参考图7和图9B描述的时段TP(2)5中的操作相同。在时段TP(2)5的开始时间,施加到数据线DTL的电压从第一节点初始化电压VOfs切换为图像信号VSig_m。驱动晶体管TRD保持于关断状态,而第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位不变。
时段TP(2)6之后的操作与示例1中描述的相同,不同之处在于,比时段TP(2)7的结束早一个水平扫描时段,因此这里省略对其的描述。根据示例4的驱动方法的优点于示例1中描述的相同,因此这里省略对其的描述。
示例5
示例5涉及根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法。在示例5中,驱动电路11包括三个晶体管和一个电容器(3Tr/1C驱动电路)。图16中示出了根据示例5的有机EL显示设备的原理图,而图17中示出了包括驱动电路11的有机EL显示元件10的等效电路图。
现在将描述驱动电路和发光部的细节。
与上述2Tr/1C驱动电路相似,3Tr/1C驱动电路包括两个晶体管(即写入晶体管TRW和驱动晶体管TRD)和一个电容器C1。3Tr/1C驱动电路还包括第一晶体管TR1。
驱动晶体管TRD
驱动晶体管TRD的配置与示例1中描述的驱动晶体管TRD相同,因此这里省略对其的描述。在示例1中,通过从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加电压VCC-L来初始化第二节点ND2的电位。另一方面,在示例5中,如下文所述,利用第一晶体管TR1来初始化第二节点ND2的电位。因此,在示例5中,不必从电源单元100施加电压VCC-L来初始化第二节点ND2的电位。由于这个原因,示例5中的电源单元100施加恒定的电压VCC。
写入晶体管TRW
写入晶体管TRW的配置与示例1中描述的写入晶体管TRW相同,因此这里省略对其的描述。与示例1相似,用于控制发光部ELP的亮度的图像信号(驱动信号、亮度信号)VSig以及第一节点初始化电压VOfs从信号输出电路102经由数据线DTL被施加到源区和漏区中的一个。
第一晶体管TR1
在第一晶体管TR1中,(C-1)源区和漏区中的另一个连接到第二节点ND2,(C-2)源区和漏区中的一个被提供以第二节点初始化电压VSS,并且(C-3)栅极连接到第一晶体管控制线AZ1。后面将描述电压VSS。
对于第一晶体管TR1的传导类型没有具体的限制。在示例5中,第一晶体管TR1是由例如n沟道晶体管形成的。通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号来控制第一晶体管TR1的接通和关断状态。更具体地,第一晶体管控制线AZ1连接到第一晶体管控制电路10。基于第一晶体管控制电路103的操作,第一晶体管控制线AZ1被设置为低电平或者高电平,以将第一晶体管TR1切换为接通状态或者关断状态。
发光部ELP
发光部ELP的配置与示例1中描述的发光部ELP的配置相同,因此这里省略对其的描述。
现在将描述根据示例5的驱动有机EL显示设备的方法。
在下文的描述中,电压VCC的值和电压VSS的值如下限定,但这些值仅为说明性的示例,本发明并不局限于这些值。
VCC:用于允许电流在发光部ELP中流动的驱动电压,20V
VSS:用于初始化第二节点ND2的电位的第二节点初始化电压,-10V
图18中示意性示出了根据示例5的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图19A以及图20A至20F中示出了晶体管的接通和关断状态。
根据示例5的驱动有机EL显示设备的方法包括以下步骤:在第(n,m)个有机EL显示元件10中,(a在位于水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段中通过从对应的数据线DTL经由通过扫描电路101的操作而被接通的写入晶体管TRW向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs以初始化第一节点ND1的电位、并经由通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号而被接通的第一晶体管TR1向第二节点ND2施加第二节点初始化电压VSS以初始化第二节点ND2的电位,来执行对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的预处理过程,使得第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差大于驱动晶体管TRD的阈值电压Vth并使得第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL,(b)通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,将第一晶体管TR1从接通状态切换为关断状态,(c)通过在写入晶体管TRW在初始化时段中通过扫描电路101的操作而被接通并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs的状态中从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC,来执行在水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中将第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位以关断驱动晶体管TRD的阈值电压取消处理,(d)通过利用扫描电路101的操作来关断写入晶体管TRW,将第一节点ND1变为浮动状态,并保持驱动晶体管TRD的关断状态,(e)执行经由通过扫描电路101的操作而被接通的写入晶体管TRW、在水平扫描时段Hm的图像信号时段中从数据线DTL向第一节点ND1施加图像信号VSig的写入处理,以及(f)通过利用扫描电路101的操作来关断写入晶体管TRW,将第一节点ND1变为浮动状态,并允许与第一节点ND1和第二节点ND2之间的电位差对应的电流从电源单元100经由驱动晶体管TRD流动发光部ELP。对于根据下面将描述的示例6、示例7、示例8、示例9和示例10的驱动有机EL显示设备的方法亦是如此。
根据示例5的驱动有机EL显示设备的方法与根据示例1的驱动有机EL显示设备的不同之处在于,电源单元100施加恒定的电压VCC,并利用第一晶体管TR1来初始化第二节点ND2的电位。图18示出的时段TP(3)-1至TP(3)+3分别对应于示例1中图7所示的时段TP(2)-1至TP(2)+3。
在根据示例5的有机EL显示设备中,在各个水平扫描时段中,从信号输出电路102向数据线DTL施加第一节点初始化电压VOfs,然后替代第一节点初始化电压VOfs地施加图像信号VSig。其细节与示例1中描述的相同。图18中示出的每个水平扫描时段的初始化时段和图像信号时段与时段TP(3)-1至TP(3)+3之间的关系与示例1中针对图7所示的时段TP(2)-1至TP(2)+3而描述的相同,因此这里省略对其的说明。
时段TP(3)-1(参见图18和19A)
时段TP(3)-1的操作是前一显示帧的操作,并且该时段是第(n,m)个有机EL显示元件10在之前的处理完成后处于发光状态的时段。除了第一晶体管TR1处于关断状态之外,该时段中的操作与示例1中描述的时段TP(2)-1中的操作基本上相同。
时段TP(3)0(参见图18和19B)
在时段TP(3)0中,执行从前一显示帧到当前显示帧的切换操作也就是说,时段TP(3)0是正好在第(m-P)个水平扫描时段Hm-P的开始之前的时段。在时段TP(3)0中,第(n,m)个有机EL显示元件10变为不发光状态。在时段TP(3)0的开始时间,通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,第一晶体管TR1被接通。经由被接通的第一晶体管TR1,第二节点初始化电压VSS被施加到第二节点ND2。
经由驱动晶体管TRD,驱动电压VCC也被施加到第二节点ND2。因此,第二节点ND2的电位基于电压VSS、电压VCC、第一晶体管TR1的接通电阻值以及驱动晶体管TRD的接通电阻值来确定。这里,当第一晶体管TR1的接通电阻值足够低时,第二节点ND2的电位降低到大约VSS,并且反向电压被施加到发光部ELP的阳极和阴极之间,从而使得发光部ELP变为不发光状态。随着第二节点ND2的电位的降低,处于浮动状态的第一节点ND1(即驱动晶体管TRD的栅极)的电位也会下降。下文中,为了简便,描述的是当第一晶体管TR1处于接通状态时,第二节点ND2的电位为VSS。在图18示出了当第一晶体管TR1处于接通状态时第二节点ND2的电位为VS。对于下文将描述的其他示例所引用的图21、23和25亦是如此。
时段TP(3)1(参见图18和19C)
当前显示帧的第(m-P)个水平扫描时段Hm-P开始。在时段TP(3)1中,执行步骤(a),即执行预处理过程。在时段TP(3)1的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通,并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs,从而初始化第一节点ND1的电位。经由通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号而被接通的第一晶体管TR1向第二节点ND2施加第二节点初始化电压VSS,从而初始化第二节点ND2的电位。这样,执行了对第一节点ND1和第二节点ND2的电位进行初始化、使得第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差大于驱动晶体管TRD的阈值电压Vth、并使得第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL的预处理过程。
时段TP(3)2(参见图18以及图19D和19E))
在时段TP(3)2的开始时间,通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,第一晶体管TR1从接通状态变为关断状态(步骤(b))。第一晶体管TR1的关断状态保持到下文将描述的时段TP(3)7的结束。
在时段TP(3)2中,执行步骤(c),即执行阈值电压取消处理。在初始化时段中通过扫描电路101的操作,写入晶体管TRW被接通,并且在经过被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs的状态中,从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC。在示例5中,写入晶体管TRW在时段TP(3)2中保持接通状态。该时段中的操作与示例1中描述的时段TP(2)2中的操作基本上相同。处于浮动状态的第二节点ND2的电位接近VOfs-Vth=-3V并最终变为VOfs-Vth。这样,使得第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位。驱动晶体管TRD处于关断状态。
在时段TP(3)3至TP(3)5中,执行步骤(d)。这些时段中的操作与示例1中描述的时段时段TP(2)3至TP(2)5中的操作基本上相同。图19F以及图20A和20B对应于图Fig.8F以及图9A和9B。
在时段TP(3)3至TP(3)5中,第(n,m)个有机EL显示元件10保持于不发光状态。在这些时段中,值为|(VOfs-Vth)-VCat|的反向电压被施加到发光部ELP。也就是说,与示例1相似,3V的反向电压被持续施加于发光部ELP。
时段TP(3)6(参见图18和20C)
在该时段中,执行步骤(e),即执行写入处理。该时段中的操作与示例1中描述的时段TP(2)6中的操作基本上相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)7(参见图18和20D)
在该时段中,执行步骤(f)。该时段中的操作与示例1中描述的时段TP(2)7中的操作基本上相同,因此这里省略对其的描述
在根据示例5的驱动方法中,与根据示例1的驱动方法相似的是,能够降低具有大的绝对值的反向电压被施加到发光部ELP的时段与不发光时段的比率,并在降低不发光时段的大部分中施加到发光部ELP的反向电压的绝对值。因此,能够抑制对发光部ELP的损害。
示例6
示例6涉及根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例6是示例5的修改示例。示例6相对示例5的关系对应于示例2相对示例1的关系。
根据示例6的有机EL显示设备的原理图与图16中示出的相同,并且包括驱动电路11的有机EL显示元件10的等效电路图与图17中示出的相同。根据示例6的显示设备的元件与示例5中描述的相同,因此这里省略对其的描述。对于下文将描述的示例7和8亦是如此。
图21示意性示出了根据示例6的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图22A至22E示出了晶体管的接通和关断状态。
根据示例6的驱动方法相当于根据示例5的驱动方法,不同之处在于在示例5中描述的步骤(d)和步骤(e)之间执行以下步骤:(g)在初始化时段中通过从对应的数据线DTL经由通过扫描电路101的操作而被接通写入晶体管TRW的向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs以初始化第一节点ND1的电位、并经由通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号而被接通的第一晶体管TR1向第二节点ND2施加第二节点初始化电压VSS以初始化第二节点ND2的电位,来执行对第一节点ND1的电位和第二节点ND2的电位进行初始化的第二预处理过程,使得第一节点ND1与第二节点ND2之间的电位差大于驱动晶体管TRD的阈值电压Vth,并使得第二节点ND2与发光部ELP的阴极之间的电位差不大于发光部ELP的阈值电压Vth-EL,(h)通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,将第一晶体管TR1从接通状态切换为关断状态,以及(i)通过在写入晶体管TRW在初始化时段中通过扫描电路101的操作而被接通、并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs的状态中从电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加驱动电压VCC,来执行将第二节点ND2的电位变为通过从第一节点初始化电压VOfs中减去驱动晶体管TRD的阈值电压Vth而得到的电位、以在位于水平扫描时段Hm之前的初始化时段中关断驱动晶体管TRD的第二阈值电压取消处理。
根据示例6的驱动有机EL显示设备的方法与根据示例2的驱动有机EL显示设备的方法不同之处在于,电源单元100施加恒定电压VCC,并在步骤(g)中利用第一晶体管TR1来初始化第二节点ND2的电位。图21示出的时段TP(3)-1至TP(3)+3分别对应于示例2中参考的图10中示出的时段TP(2)-1至TP(2)+3。每个水平扫描时段的初始化时段和图像信号时段与图21示出的时段TP(3)-1至TP(3)+3的关系与示例2中图10示出的时段TP(2)-1至TP(2)+3中描述的相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)-1(参见图21)
该时段中的操作与示例5中参考图18和19A描述的时段TP(3)-1中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)0(参见图21)
该时段中的操作与示例5中参考图18和19B描述的时段TP(3)0中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)1(参见图21)
当前显示帧的第(m-P)个水平扫描时段Hm-P开始,在时段TP(3)1中,执行步骤(a),即执行上述预处理过程。该时段中的操作与示例5中参考图18和19C描述的时段TP(3)1中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)2(参见图21)
在时段TP(3)2的开始时间,通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,第一晶体管TR1从接通状态切换为关断状态(步骤(b))。第一晶体管TR1的关断状态保持到下面将描述的时段TP(3)3A的结束。在时段TP(3)2中,执行步骤(c),即执行阈值电压取消处理。该时段中的操作与示例5中参考图18和19E描述的时段TP(3)2中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)3A(参见图21和22A)
该时段中的操作与示例1中参考图7和8F描述的时段TP(2)3中的操作基本上相同。在时段TP(3)3A中,保持驱动晶体管TRD的关断状态(步骤(d))。
时段TP(3)3B(参见图21和22B)
时段TP(3)3B是正好在第m个水平扫描时段Hm的开始之前的时段。在时段TP(3)3B的开始时间,通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,第一晶体管TR1被接通。结果,第二节点ND2的电位降低到VSS。
时段TP(3)4A(参见图21和22C)
当前显示帧的第m个水平扫描时段Hm开始。在时段TP(3)4A中,执行步骤(g),即执行第二预处理过程。在时段TP(3)4A的开始时间,通过来自扫描线SCL的信号,写入晶体管TRW被接通,并且经由被接通的写入晶体管TRW从数据线DTL向第一节点ND1施加第一节点初始化电压VOfs,从而初始化第一节点ND1的电位。保持第一晶体管TR1的接通状态,并且第二节点ND2的电位保持于VSS。
结果,第一节点ND1的电位变为VOfs(0V)。第二节点ND2的电位保持于VSS(-10V)。
在时段TP(3)4A的结束时间,执行步骤(h)。具体地,通过来自第一晶体管控制线AZ1的信号,第一晶体管TR1从接通状态切换为关断状态。第一晶体管TR1的关断状态保持到时段TP(3)7的结束。
时段TP(3)4B(参见图21以及图22D和22E)
在时段TP(3)4B中,执行步骤(i),即执行第二阈值电压取消处理。该时段中的操作与示例2中参考图10以及图11D和11E描述的时段TP(2)4B中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
时段TP(3)5(参见图21)
在时段TP(3)5中,执行步骤(e)。该时段中的操作与示例1中参考图7和9B描述的时段TP(2)5中的操作相同,因此这里省略对其的描述。在时段TP(3)6之后的时段中的操作与示例5中描述的相同,因此这里省略对其的描述。
在根据示例6的驱动方法中,与示例2相似,正好在执行写入处理之前来执行第二阈值电压取消处理。因此,即使在第二节点ND2的电位在时段TP(3)3A中发生了变化时,正好在写入处理之前,第二节点ND2的电位也会再次被设置为VOfs-Vth=-3V。因此,即使在第二节点ND2的电位在时段TP(3)3A中发生了变化时,也不会影响要显示的图像的亮度。
示例7
示例7涉及根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例7是示例5的修改示例。示例7相对示例5的关系对应于示例3相对示例1的关系。
在根据示例7的驱动方法中,执行示例5中描述的步骤(a)至(f)。然而,根据示例7的驱动方法与根据示例5的驱动方法的不同之处在于,信号输出电路102将第一初始化电压作为第一节点初始化电压施加到数据线DTL,并且然后以比第一初始化电压低的第二初始化电压替代第一初始化电压作为第一节点初始化电压而施加到数据线DTL。
图23示意性示出了根据示例7的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图24A至24F示出了晶体管的接通和关断状态。
图23中所示的时段TP(3)-1至TP(3)+3分别对应于示例3所参考的图12中示出的时段TP(2)-1至TP(2)+3。每个水平扫描时段的初始化时段和图像信号时段与图23中示出的时段TP(3)-1至TP(3)+3之间的关系与示例3中图12所示的时段TP(2)-1至TP(2)+3中描述的相同,因此这里省略了对其的描述。
在根据示例7的驱动方法中,图23中示出的时段TP(3)0和TP(3)1中的操作与示例5中参考图18所描述的时段TP(3)0和TP(3)1中的操作相同,因此这里省略了对其的描述。图23中示出的时段TP(3)2A至TP(3)7中的操作与示例3中参考图12所描述的时段TP(2)2A至TP(2)7中的操作相同,因此这里省略了对其的描述。
根据示例7的驱动方法的具体优点与根据示例3的驱动方法的具体优点相同。其能够使时段TP(3)3中驱动晶体管TRD的关断电阻值高于示例5中的值。因此,能够抑制在时段TP(3)3中由于驱动晶体管TRD的泄露导致的第一节点ND1和第二节点ND2的电位的变化。
示例8
示例8涉及根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例8是示例5的修改示例。示例8相对示例5的关系对应于示例4相对示例1的关系。
在根据示例8的驱动方法中,执行示例5中描述的步骤(a)至(f)。然而根据示例8的驱动方法与根据示例5的驱动方法的不同之处在于,步骤(a)是在水平扫描时段Hm-P之前的水平扫描时段的初始化时段中执行的。
图25中示意性示出了根据示例8的发光部ELP的驱动操作的时序图,而图26A至26E示出了晶体管的接通和关断状态。
图25示出的时段TP(3)-1至TP(3)+3分别对应于示例4参考的图14中示出的时段TP(2)-1至TP(2)+3。每个水平扫描时段的初始化时段和图像信号时段与图25中示出的时段TP(3)-1至TP(3)+3之间的关系与示例4中图14中示出的时段TP(2)-1至TP(2)+3中描述的相同,因此这里省略对其的描述。
在根据示例8的驱动方法中,图25中所示的时段TP(3)0和TP(3)1的操作与示例5中参考图18描述的时段TP(3)0和TP(3)1中的操作相同,因此这里省略对其的描述。图25中所示的时段TP(3)2A至TP(3)7的操作与示例3中参考图12描述的时段TP(2)2A至TP(2)7中的操作相同,因此这里省略对其的描述。
示例9
示例9涉及根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例9是示例5至8的修改示例。在示例9中,驱动电路11包括4个晶体管和一个电容器(4Tr/1C驱动电路)。图27中示出了根据示例9的有机EL显示设备的原理图,而图28中示出了包括驱动电路11的有机EL显示元件10的等效电路图。
现在将描述驱动电路的细节。
与上述3Tr/1C驱动电路相似,4Tr/1C驱动电路包括三个晶体管(即写入晶体管TRW、驱动晶体管TRD和第一晶体管TR1)和一个电容器C1。4Tr/1C驱动电路还包括第二晶体管TR2。
驱动晶体管TRD
驱动晶体管TRD的配置与示例5中描述的驱动晶体管TRD的配置相同,因此这里省略对其的描述。与示例5中示出的一样,电源单元100向驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个施加恒定的电压VCC。
写入晶体管TRW
写入晶体管TRW的配置与示例1中描述的写入晶体管TRW的配置相同,因此这里省略对其的描述。
第一晶体管TR1
第一晶体管TR1的配置与示例5中描述的第一晶体管TR1的配置相同,因此这里省略对其的描述。
示例9中的驱动电路11还包括第二晶体管TR2,并且电源单元100经由第二晶体管TR2连接到驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个。该驱动电路与示例5至8中的不同之处在于,当第一晶体管TR1处于接通状态时,第二晶体管TR2被关断。
具体地,在第二晶体管TR2中,(D-1)源区和漏区中的一个连接到电源单元100,(D-2)源区和漏区中的另一个连接到驱动晶体管TRD的源区和漏区中的一个,并且(D-3)栅极连接到第二晶体管控制线CL。第二晶体管控制线CL的一端连接到第二晶体管控制电路104。
示例5中描述了当第二节点初始化电压VSS经由被接通的第一晶体管TR1施加到第二节点ND2时经由驱动晶体管TRD向第二节点ND2施加驱动电压VCC。在这种情况下,存在直通电流流过驱动晶体管TRD和第一晶体管TR1的问题。
因此,在示例9中,当第一晶体管TR1在示例5至8中描述的操作中被接通时,通过来自第二晶体管控制电路104的信号,第二晶体管TR2被关断。
例如,图29A至29D中示出了晶体管的接通和关断状态,其中,在示例9中执行示例5中参考的图18中示出的时段TP(3)-1至TP(3)2中的操作。
如图29A所示,在时段TP(3)-1中,通过来自第二晶体管控制电路104的信号,第二晶体管TR2被接通。
如图29B和29C所示,在时段TP(3)0和TP(3)1中,通过来自第二晶体管控制电路104的信号,第二晶体管TR2被关断。因此,在这些时段中,直通电流不流过驱动晶体管TRD和第一晶体管TR1。
如图29D所示,在时段TP(3)2中,通过来自第二晶体管控制电路104的信号,第二晶体管TR2被关断。在时段TP(3)2的结束之后,保持第二晶体管TR2的关断状态。
尽管已与示例5的操作对比的方式描述了示例9的操作,本发明并不局限于这些操作。与示例6至8中的操作相比,通过在第一晶体管TR1处于接通状态时关断第二晶体管TR2,能够防止直通电流流动。
示例10
示例10涉及根据本发明的第二实施例的驱动有机EL显示设备的方法。示例10是示例9的修改示例。在示例10中,驱动电路11包括4个晶体管和一个电容器(4Tr/1C驱动电路)。图30中市场了根据示例10的构成有机EL显示设备的、包括驱动电路11的有机EL显示元件10的等效电路图。根据示例10的有机EL显示设备的示意图与图16中示出的一样,因此这里省略对其的描述。
现在将描述驱动电路的细节。在示例10中,第二晶体管TR2是由具有不同于第一晶体管TR1的传导类型的晶体管形成的,并且第二晶体管TR2的栅极连接到第一晶体管控制线AZ1。
具体地,在示例10中,与示例9相似,第一晶体管TR1是由n沟道晶体管形成的,并且第二晶体管TR2是由p沟道晶体管形成的。
根据该配置,当第一晶体管控制线AZ1处于高电平时,第一晶体管TR1处于接通状态而第二晶体管TR2处于关断状态。当第一晶体管控制线AZ1处于低电平时,第一晶体管TR1处于关断状态而第二晶体管TR2处于接通状态。
图31A至31D中示出了晶体管的接通和关断状态,其中,在示例10中执行示例5所参考的图18中示出的时段TP(3)-1至TP(3)2中的操作。
如图31A所示,在时段TP(3)-1中,通过来自第一晶体管控制电路103的信号,第一晶体管TR1被关断。此时第二晶体管TR2处于接通状态。
如图31B和31C所示,在时段TP(3)0和TP(3)1中,通过来自第一晶体管控制电路103的信号,第一晶体管TR1被接通。此时,第二晶体管TR2处于关断状态。因此,在这些时段中,直通电流不会流过驱动晶体管TRD和第一晶体管TR1。
如图31D所示,在时段TP(3)2中,通过来自第一晶体管控制电路103的信号,第一晶体管TR1被关断。此时,第二晶体管TR2处于接通状态。在时段TP(3)2的结束之后,当第一晶体管TR1保持于关断状态时,第二晶体管TR2保持于接通状态。
因此,与示例9中示出的一样,通过在第一晶体管TR1处于接通状态时关断第二晶体管TR2,能够防止直通电流流动。另外,示例10具有不必有示例9的第二晶体管控制电路104和第二晶体管控制线CL的优点。
本申请包含与2008年12月8日提交于日本专利局的日本优先权专利申请JP 2008-311805中披露的主题相关的主题,该优先权申请的全部内容通过引用合并于此。
虽然已描述了本发明的优选示例,但本发明并不限于这些示例。所述示例中描述的有机EL显示设备、有机EL显示元件和驱动电路的各个部件的配置和结构以及发光部驱动方法的步骤仅仅是示例,并且可以适当地加以修改。
Claims (9)
1.一种显示设备,包括:
沿行方向和列方向排列的多个发光元件;
设置于所述多个发光元件中的每一个中的驱动电路;
扫描线,沿所述行方向连接所述驱动电路,并通过选择信号的施加来选择所述驱动电路;
发光控制线,沿所述行方向连接所述驱动电路,并通过发光控制信号的施加来允许所述发光元件发光;以及
数据线,沿所述列方向连接所述驱动电路,并为所选择的驱动电路提供与所述发光元件的亮度对应的信号,
其中,每个驱动电路包括向对应的发光元件提供电流的驱动晶体管,将所述发光控制信号从第一电压值改变为第二电压值,以使所述发光元件处于不发光状态,并将所述发光控制信号从所述第二电压值改变为所述第一电压值,以校正所述驱动晶体管的阈值电压,并且
其中,所述发光控制信号在后面的不发光时段中在除了所述第二电压值的时段以外的时段中具有所述第一电压值,以便校正所述驱动晶体管的阈值电压。
2.一种驱动有机电致发光EL显示设备的方法,该有机电致发光显示设备具有:
(1)扫描电路,
(2)信号输出电路,
(3)有机EL显示元件,所述有机EL显示元件被排列成N×M二维矩阵,其中N沿第一方向而M沿与所述第一方向不同的第二方向,每个有机EL显示元件具有有机EL发光部以及驱动所述有机EL发光部的驱动电路,
(4)连接到所述驱动电路以沿所述第一方向延伸的M个扫描线,
(5)连接到所述信号输出电路以沿所述第二方向延伸的N个数据线,及
(6)电源单元,
其中,所述驱动电路包括写入晶体管、驱动晶体管和电容器,
其中,(A-1)所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个连接到所述电源单元,
(A-2)所述源区和漏区中的另一个连接到所述有机EL发光部的阳极以及所述电容器的一个电极,以形成第二节点,并且
(A-3)其栅极连接到所述写入晶体管的源区和漏区中的另一个以及所述电容器的另一电极,以形成第一节点,以及
(B-1)所述写入晶体管的源区和漏区中的一个连接到对应的数据线,并且
(B-2)其栅极连接到对应的扫描线,
其中,当按行顺序扫描第一行至第M行中的有机EL显示元件并且用水平扫描时段来表示被分配用于扫描各行中的有机EL显示元件的时段时,每个水平扫描时段包括:初始化时段,在所述初始化时段中,所述信号输出电路向对应的数据线施加第一节点初始化电压;以及图像信号时段,在所述图像信号时段中,所述信号输出电路向对应的数据线施加图像信号,
所述方法包括以下步骤:
在第m(其中m=1,2,3,...,M)行以及第n(其中n=1,2,3,...,N)列的有机EL显示元件中,其中,包括对应于第m行中的有机EL显示元件的图像信号时段的水平扫描时段用水平扫描时段Hm来表示,而在该水平扫描时段Hm之前P个水平扫描时段(其中P满足1<P<M且为所述有机EL显示设备中的预定值)的水平扫描时段用水平扫描时段Hm_pre_P来表示,
(a)在位于所述水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段中,通过从对应的数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加第一节点初始化电压以初始化所述第一节点的电位、并从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加第二节点初始化电压以初始化所述第二节点的电位,来执行对所述第一节点的电位和所述第二节点的电位进行初始化的预处理过程,使得所述第一节点和所述第二节点之间的电位差大于所述驱动晶体管的阈值电压,并且使得所述第二节点与所述有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于所述有机EL发光部的阈值电压;
(b)将所述电源单元的电压从所述第二节点初始化电压切换到驱动电压,并保持从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压的状态;
(c)通过在初始化时段中利用所述扫描电路的操作来接通所述写入晶体管并且在从所述数据线经由被接通的写入晶体管将所述第一节点初始化电压施加到所述第一节点的状态中从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压,来执行将所述第二节点的电位改变为通过从所述第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的阈值电压取消处理,以在所述水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中关断所述驱动晶体管;
(d)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,将所述第一节点变为浮动状态,并保持所述驱动晶体管的关断状态;
(e)执行在所述水平扫描时段Hm的图像信号时段中经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管从所述数据线向所述第一节点施加所述图像信号的写入处理;以及
(f)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,将所述第一节点变为浮动状态,并允许对应于所述第一节点与所述第二节点之间的电位差的电流从所述电源单元经由所述驱动晶体管流到所述有机EL发光部。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,在步骤(d)和步骤(e)之间执行如下步骤:
(g)在初始化时段中通过从对应的数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加所述第一节点初始化电压以初始化所述第一节点的电位、并从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述第二节点初始化电压以初始化所述第二节点的电位,来执行对所述第一节点的电位和所述第二节点的电位进行初始化的第二预处理过程,使得所述第一节点与所述第二节点之间的电位差大于所述驱动晶体管的阈值电压,并使得所述第二节点与所述有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于所述有机EL发光部的阈值电压;
(h)将所述电源单元的电压从所述第二节点初始化电压切换到驱动电压,并保持从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压的状态;以及
(i)通过在初始化时段中通过所述扫描电路的操作而接通写入晶体管且经由被接通的写入晶体管从所述数据线向所述第一节点施加所述第一节点初始化电压的状态中从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压,来执行将所述第二节点的电位改变为通过从所述第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的第二阈值电压取消处理,以在位于所述水平扫描时段Hm的结束之前的初始化时段中关断所述驱动晶体管。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述信号输出电路在初始化时段中将第一初始化电压作为所述第一节点初始化电压施加到所述数据线,并且然后以低于所述第一初始化电压的第二初始化电压替代所述第一初始化电压作为所述第一节点初始化电压而施加到所述数据线。
5.一种驱动有机电致发光EL显示设备的方法,该有机电致发光显示设备具有:
(1)扫描电路,
(2)信号输出电路,
(3)有机EL显示元件,所述有机EL显示元件被排列成N×M二维矩阵,其中N沿第一方向而M沿与所述第一方向不同的第二方向,每个有机EL显示元件具有有机EL发光部以及驱动所述有机EL发光部的驱动电路,
(4)连接到所述驱动电路以沿所述第一方向延伸的M个扫描线,
(5)连接到所述信号输出电路以沿所述第二方向延伸的N个数据线,及
(6)电源单元,
其中,所述驱动电路包括写入晶体管、驱动晶体管和电容器,
其中,(A-1)所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个连接到所述电源单元,
(A-2)所述源区和漏区中的另一个连接到所述有机EL发光部的阳极以及所述电容器的一个电极,以形成第二节点,并且
(A-3)其栅极连接到所述写入晶体管的源区和漏区中的另一个以及所述电容器的另一电极,以形成第一节点,以及
(B-1)所述写入晶体管的源区和漏区中的一个连接到对应的数据线,并且
(B-2)其栅极连接到对应的扫描线,
其中,当按行顺序扫描第一行至第M行中的有机EL显示元件并且用水平扫描时段来表示分配用于扫描各行中的有机EL显示元件的时段时,每个水平扫描时段包括:初始化时段,在所述初始化时段中,所述信号输出电路向对应的数据线施加第一节点初始化电压;以及图像信号时段,在所述图像信号时段中,所述信号输出电路向对应的数据线施加图像信号,
其中,所述驱动电路还包括第一晶体管,并且
其中,(C-1)所述第一晶体管的源区和漏区中的另一个连接到所述第二节点,
(C-2)所述源区和漏区中的一个被提供以用于初始化所述第二节点的电位的第二节点初始化电压,并且
(C-3)其栅极连接到第一晶体管控制线,
所述方法包括以下步骤:
在第m(其中m=1,2,3,...,M)行和第n(其中n=1,2,3,...,N)列中的有机EL显示元件中,其中包括对应于第m行中的有机EL显示元件的图像信号时段的水平扫描时段用水平扫描时段Hm来表示,并且在该水平扫描时段Hm之前P个水平扫描时段(其中P满足1<P<M且为所述有机EL显示设备中的预定值)的水平扫描时段用水平扫描时段Hm_pre_P来表示,
(a)在位于所述水平扫描时段Hm_pre_P的结束之前的初始化时段中通过从对应的数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加第一节点初始化电压以初始化所述第一节点的电位、并经由通过来自所述第一晶体管控制线的信号而被接通的第一晶体管向所述第二节点施加第二节点初始化电压以初始化所述第二节点的电位,来执行对所述第一节点的电位和所述第二节点的电位进行初始化的预处理过程,使得所述第一节点和所述第二节点之间的电位差大于所述驱动晶体管的阈值电压,并且使得所述第二节点与所述有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于所述有机EL发光部的阈值电压;
(b)通过来自所述第一晶体管控制线的信号将所述第一晶体管从接通状态切换到关断状态;
(c)通过在初始化时段中利用所述扫描电路的操作来接通所述写入晶体管并且经由被接通的写入晶体管从所述数据线将所述第一节点初始化电压施加到所述第一节点的状态中从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加驱动电压,来执行将所述第二节点的电位改变为通过从所述第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的阈值电压取消处理,以在所述水平扫描时段Hm_pre_P的初始化时段中关断所述驱动晶体管;
(d)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,而将所述第一节点变为浮动状态,并保持所述驱动晶体管的关断状态;
(e)执行在所述水平扫描时段Hm的图像信号时段中从所述数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加图像信号的写入处理;以及
(f)通过利用所述扫描电路的操作来关断所述写入晶体管,将所述第一节点变为浮动状态,并允许对应于所述第一节点与所述第二节点之间的电位差的电流从所述电源单元经由所述驱动晶体管流到所述有机EL发光部。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,在步骤(d)和步骤(e)之间执行如下步骤:
(g)在初始化时段中通过从对应的数据线经由通过所述扫描电路的操作而被接通的写入晶体管向所述第一节点施加所述第一节点初始化电压以初始化所述第一节点的电位、并经由通过来自所述第一晶体管控制线的信号而被接通的第一晶体管向所述第二节点施加第二节点初始化电压以初始化所述第二节点的电位,来执行对所述第一节点的电位和所述第二节点的电位进行初始化的第二预处理过程,使得所述第一节点与所述第二节点之间的电位差大于所述驱动晶体管的阈值电压,并使得所述第二节点与所述有机EL发光部的阴极之间的电位差不大于所述有机EL发光部的阈值电压;
(h)通过来自所述第一晶体管控制线的信号将所述第一晶体管从接通状态切换到关断状态;以及
(i)通过在初始化时段中通过扫描电路的操作而接通写入晶体管且经由被接通的写入晶体管从所述数据线向所述第一节点施加所述第一节点初始化电压的状态中从所述电源单元向所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个施加所述驱动电压,来执行将所述第二节点的电位改变为通过从所述第一节点初始化电压中减去所述驱动晶体管的阈值电压而得到的电位的第二阈值电压取消处理,以在位于所述水平扫描时段Hm的结束之前的初始化时段中关断所述驱动晶体管。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述信号输出电路在初始化时段中将第一初始化电压作为所述第一节点初始化电压施加到所述数据线,并且然后以低于所述第一初始化电压的第二初始化电压替代所述第一初始化电压作为所述第一节点初始化电压而施加到所述数据线。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,所述驱动电路还包括第二晶体管,
其中,所述电源单元经由所述第二晶体管而连接到所述驱动晶体管的源区和漏区中的一个,并且
其中,所述第二晶体管在所述第一晶体管处于接通状态时被关断。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述第二晶体管是传导类型与所述第一晶体管不同的晶体管,并且所述第二晶体管的栅极连接到所述第一晶体管控制线。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20100623 |
|
C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |