CN101770745A - 显示装置、显示装置驱动方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够通过减小视频信号的信号电压来实现功耗减少的显示装置、用于该显示装置的驱动方法及具有该显示装置的电子设备，其中该显示装置以矩阵形式配置了多个像素，每个像素具有：光电元件；写入晶体管，写入视频信号；驱动晶体管，根据由写入晶体管所写入的视频信号来驱动光电元件；存储电容器，连接在驱动晶体管的栅极与源极之间，用来存储由写入晶体管所写入的视频信号。当写入晶体管写入视频信号时，防止电流流入驱动晶体管。

Description

显示装置、显示装置驱动方法及电子设备
相关申请的参考
本发明包括于2008年12月17目向日本专利局提交的日本专利申请第2008-320597号所涉及的主题，将其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及显示装置、显示装置驱动方法及电子设备。具体地，本发明涉及其中像素包括光电元件且以矩阵方式二维配置的平面(平板)显示装置、用于该显示装置的驱动方法及具有该显示装置的电子设备。
背景技术
近年来，在用于显示图像的显示装置领域中，其中包括发光元件的像素(下文中，被称作“像素电路”)且以矩阵方式二维配置的平面显示装置迅速普及。现有的平面显示装置的一个实例为使用其发光亮度随着流过元件的电流值而变化的电流驱动型光电元件作为像素的发光元件的显示装置。作为电流驱动型光电元件，可以使用利用当将电场施加至有机薄膜时发光的现象的有机EL(电致发光)元件。
使用有机EL元件作为像素的发光元件的有机EL显示装置具有以下特性。有机EL元件能够用10V以下的电压来驱动，因此功耗低。由于有机EL元件为自发光元件，所以与通过对每个像素控制从光源发出的光的强度、通过液晶来显示图像的液晶显示装置相比，图像的可见度很高。此外，有机EL元件不使用诸如背光的光源，因此，很容易实现轻量化和薄型化。另外，有机EL元件的响应速度在几微秒级，速度非常快，因此，在显示运动图像时，不会产生残像。
与液晶显示装置一样，有机EL显示装置能够采用简单(无源)矩阵系统和有源矩阵系统作为其驱动系统。但是，尽管简单矩阵显示装置具有简单的结构，但是随着扫描线数量(或，像素数量)增加，光电元件的发光期间减小。因此，存在很难实现大尺寸、高分辨率的显示装置的问题。
因此，近年来，其中流过光电元件的电流由与光电元件设置在同一像素中的有源元件(例如，绝缘栅场效应晶体管)来控制的有源矩阵显示装置得到了积极的开发。作为绝缘栅场效应晶体管，通常使用TFT(薄膜晶体管)。对于有源矩阵显示装置，由于光电元件在一帧期间持续发光，所以很容易实现大尺寸、高分辨率的显示装置。
通常，有机EL元件的I-V(电流-电压)特性随时间的消逝而劣化(这种劣化可以称作“经时劣化”)。特别是在使用n沟道TFT作为通过向其提供电流来驱动有机EL元件的晶体管(下文中，称为“驱动晶体管”)的像素电路中，当有机EL元件的I-V特性随时间劣化时，驱动晶体管的栅极-源极电压变化。结果，有机EL元件的发光亮度变化。这是由有机EL元件连接至驱动晶体管的源极的结构所引起的。
现在将更详细地描述这个问题。驱动晶体管的源极电压由驱动晶体管和有机EL元件的操作点来确定。当有机EL元件的I-V特性劣化时，驱动晶体管和有机EL元件的操作点变化。因此，即使对驱动晶体管的栅极施加相同的电压，驱动晶体管的源极电压也会变化。因此，驱动晶体管的源栅极电压Vgs变化，使得流过驱动晶体管的电流值变化。结果，流过有机EL元件的电流值也变化，使得有机EL元件的发光亮度也变化。
特别是，在使用多晶硅TFT的像素电路中，除了有机EL元件的I-V特性的经时劣化之外，驱动晶体管的晶体管特性会随着时间变化，或者由于制造处理的变化导致像素与像素间彼此不同。即，各个像素的驱动晶体管的晶体管特性具有差异。晶体管特性的实例包括驱动晶体管的阈值电压Vth和提供驱动晶体管的沟道的半导体薄膜的迁移率μ(下文中，“驱动晶体管的迁移率μ”简称为迁移率)。
当像素的驱动晶体管的晶体管特性彼此不同时，流过像素中的驱动晶体管的电流值彼此不同。因此，即使向像素的栅极施加相同的电压，像素的有机EL元件的发光亮度也会发生变化。因此，削弱了画面的均匀性。
因此，为了使有机EL元件的发光亮度不受有机EL元件的I-V特性的经时劣化及驱动晶体管的晶体管特性随时间变化等的影响而保持恒定，已经提出了提供具有多种校正(补偿)功能的像素电路的技术(例如，日本未审查专利申请公开第2007-310311号)。
多种校正功能包括补偿有机EL元件的I-V特性变化的功能、校正驱动晶体管的阈值电压Vth的变化的功能以及校正驱动晶体管的迁移率μ的变化的功能。下文中，驱动晶体管的阈值电压Vth的变化的校正称为“阈值校正”，驱动晶体管的迁移率μ的变化的校正称为“迁移率校正”。
提供具有校正功能的各个像素电路能够使有机EL元件的发光亮度不会受到有机EL元件的I-V特性的经时劣化以及驱动晶体管的晶体管特性随时间变化的影响而维持恒定。因此，能够改善有机EL显示装置的显示质量。
发明内容
在日本未审查专利申请公开第2007-310311号中公开的显示装置在增大驱动晶体管的源极电压Vs(下文描述其操作细节)的同时进行迁移率校正处理。因此，为了得到所期望的发光亮度，对驱动晶体管的栅极所施加的视频信号的信号电压增大与源极电压Vs的增加量相对应的量。这是因为，有机EL元件的发光亮度由与驱动晶体管的栅极和源极之间的电压相对应的驱动电流确定。
视频信号的信号电压从驱动器(面板外部的信号源)写入信号线，并通过信号线写入所选择的行的像素中。信号线具有寄生电容。当视频信号的信号电压写入信号线时，驱动器所消耗的功率与信号电压的平方成正比。因此，当视频信号的信号电压增大时，驱动器所消耗的功率及整个显示装置所消耗的功率也增大与信号电压的增加量相对应的量。
基于驱动晶体管的迁移率μ在每个像素中彼此不同的前提，在日本未审查专利申请公开第2007-310311号中公开的显示装置与写入视频信号的信号电压的处理并行地执行迁移率校正处理。随着近年来工艺技术的改进，驱动晶体管的迁移率μ的变化存在减小(即，更小的变化)的趋势。当尽管驱动晶体管的迁移率μ的变化较小，但仍采用执行迁移率校正处理的结构时，视频信号的信号电压通常增大，因此，写入信号电压的驱动器耗费了功率。
因此，期望提供一种能够通过减小视频信号的信号电压来实现功耗减少的显示装置、用于该显示装置的驱动方法及具有该显示装置的电子设备。
因此，根据本发明的实施方式，提供了一种用于以矩阵形式配置像素的显示装置的技术。每个像素具有：光电元件；写入晶体管，写入视频信号；驱动晶体管，根据写入晶体管所写入的视频信号来驱动光电元件；存储电容器，连接在驱动晶体管的栅极和源极之间，用于存储由写入晶体管所写入的视频信号。在显示装置中，当写入晶体管写入视频信号时，防止电流流入驱动晶体管。
因此，在视频信号写入期间，防止电流流入驱动晶体管。利用这种配置，即使当写入视频信号时，由于没有电流流入驱动晶体管，所以驱动晶体管的源极电压也不会增大。因此，当将具有与流至驱动晶体管的电流相对应的反馈量的负反馈施加至驱动晶体管的栅极-源极电压时，不执行消除驱动晶体管的漏极-源极电流对迁移率的依赖性的迁移率校正处理。由于在视频信号写入期间驱动晶体管的源极电压不增大，所以与执行迁移率校正处理的情况相比，能够降低视频信号的信号电压。
根据本发明，与执行迁移率校正处理的情况相比，能够减小视频信号的信号电压。因此，能够减少写入信号电压的驱动器所消耗的功率，并且也能减少整个显示装置所消耗的功率。
附图说明
图1是示出了根据参考例的有机EL显示装置的结构的概观的系统框图；
图2是示出了根据参考例的有机EL显示装置使用的像素(像素电路)的结构实例的电路图；
图3是示出了像素结构的一个实例的截面图；
图4是示出了根据参考例的有机EL显示装置的电路操作的时序波形图；
图5A～图5D是示出了根据参考例的有机EL显示装置的电路操作的操作图；
图6A～图6D是示出了根据参考例的有机EL显示装置的电路操作的操作图；
图7是示出了由驱动晶体管的阈值电压Vth的变化导致的问题的示图；
图8是示出了由驱动晶体管的迁移率μ的变化导致的问题的示图；
图9A～图9C是示出了在有/无阈值校正和迁移率校正的情况下视频信号的信号电压Vsig与驱动晶体管的漏极-源极电流Ids之间的关系的示图；
图10是示出了根据本发明的一个实施方式的有机EL显示装置的结构的概观的系统框图；
图11是示出了根据本实施方式的有机EL显示装置使用的像素的结构实例的电路图；
图12是示出了根据本实施方式的有机EL显示装置的电路操作的时序波形图；
图13A～图13D是示出了根据本实施方式的有机EL显示装置的电路操作的操作图；
图14A～图14D是示出了根据本实施方式的有机EL显示装置的电路操作的操作图；
图15是示出了在阈值校正处理期间内驱动晶体管的源极电压Vs的变化图；
图16是示出了根据第一修改例的像素的结构实例的电路图；
图17是示出了根据第二修改例的像素的结构实例的电路图；
图18是示出了应用了本发明的电视机的透视图；
图19A和图19B分别是示出了应用了本发明的数码像机的外观的前透视图和背透视图；
图20是示出了应用了本发明的笔记本计算机的外观的透视图；
图21是示出了应用了本发明的视频摄像机的外观的透视图；
图22A～图22G是示出了应用了本实施方式的移动电话的外观示图，图22A为移动电话打开时的前视图，图22B为其侧视图，图22C为移动电话合上时的前视图，图22D为左侧视图，图22E为右侧视图，图22F为顶视图，图22G为底视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的最佳实施方式(下文中称为“实施方式”)。按照以下顺序给出描述：
1.参考例(具有迁移率校正处理)
2.实施方式(没有迁移率校正处理)
3.修改例
3-1.像素结构的第一修改例
3-2.像素结构的第二修改例
4.应用实例(电子设备)
<1.参考例>
[系统结构]
图1是示出了根据参考例的有源矩阵显示装置的结构的概观的系统框图。参考例的显示装置对应于日本未审查专利申请公开第2007-310311号中所披露的显示装置。下面的描述给出了这样一个实例，其中，其发光亮度随着流过所述元件的电流值而变化的电流驱动光电元件(例如，有机EL元件)用作像素(像素电路)的发光元件。
如图1所示，根据参考例的有机EL显示装置10A包括：含有发光元件的像素20；像素阵列部30，其中，以矩阵方式二维配置像素20；以及驱动部，配置在像素阵列部30的附近。驱动部驱动像素阵列部30中的每个像素20发光。
例如，像素20的驱动部包括扫描驱动部和信号供给部。扫描驱动部具有写入扫描电路40和电源扫描电路50，信号供给部具有信号输出电路60。在根据参考例的有机EL显示装置10A中，信号输出电路60设置在其上设置有像素阵列部30的显示面板(基板)70上，而包括在扫描驱动部中的写入扫描电路40和电源扫描电路50设置在显示面板70的外部。
当有机EL显示装置10A为黑白显示装置时，用作形成黑白图像的单元的单个像素对应于像素20。当有机EL显示装置10A为彩色显示装置时，用作形成彩色图像的单元的单个像素由多个子像素构成，该子像素对应于像素20。更具体地说，在彩色显示装置中，一个像素由3个子像素(例如，发射红(R)光的子像素、发射绿(G)光的子像素及发射蓝(B)光的子像素)构成。
但是，一个像素不局限于由具有包括RGB的三原色的子像素构成。即，另一种颜色的子像素或其它颜色的子像素也可添加至三原色的子像素来构成单个像素。更具体地说，例如，为了提高亮度，可添加发射白(W)光的子像素来构成单个像素，或者，为了增大颜色再现范围，可添加至少一种发射互补颜色光的子像素来构成单个像素。
在像素阵列部30中，沿着行方向(即，像素行中的像素20配置的方向)在相应的像素行配置扫描线31-1～31-m及电源线32-1～32-m，使其对应于配置成m行×n列的像素20。另外，沿着列方向(即，像素列中的像素20配置的方向)在相应的像素列配置信号线33-1～33-n。
扫描线31-1～31-m连接至写入扫描电路40的相应行的输出端。电源线32-1～32-m连接至电源扫描电路50的相应列的输出端。信号线33-1～33-n连接至信号输出电路60的相应列的输出端。
通常，在诸如玻璃基板的透明绝缘基板上设置像素阵列部30。因此，有机EL显示装置10A具有平板结构。可以使用非晶硅TFT(薄膜晶体管)或低温多晶硅TFT来制备像素阵列部30中的像素20的驱动电路。当使用低温多晶硅TFT时，也能够在显示面板70上设置写入扫描电路40和电源扫描电路50。
写入扫描电路40包括与时钟脉冲ck同步地按顺序移动(转移)启动脉冲sp的移位寄存器等。在将视频信号写入像素阵列部30中的像素20的期间，写入扫描电路40为每行按顺序将写入扫描信号WS(WS1～WSm)提供至扫描线31-1～31-m，从而按顺序扫描像素20。
电源扫描电路50包括与时钟脉冲ck同步按顺序移动启动脉冲sp的移位寄存器等。与由写入扫描电路40所执行的线序扫描同步，电源扫描电路50将电源电位DS(DS1～DSm)提供至电源线31-1～32-m。每个电源电位DS在第一电源电位Vccp和低于第一电源电位Vccp的第二电源电位Vini之间切换。通过使电源电位DS在电源电位Vccp和Vini之间进行切换来控制像素20的发光/不发光。
信号输出电路60适当地选择视频信号的信号电压(简称为“信号电压”)Vsig和基准电位Vofs中之一。信号电压Vsig是基于从信号供给源(没有示出)提供的亮度信息。从信号输出电路60选择性地输出的基准电位Vofs用作用于视频信号的信号电压Vsig的基准电位(并且例如，对应于视频信号的黑色电平的电位)。
信号输出电路60可以具有基于时分驱动系统的电路结构。时分驱动系统也称为“选择器系统”，其中，多个信号线作为一个单元(或组)分配给用作信号供给源的驱动器(没有示出)的一个输出端。在时分驱动系统中，以时间分割方式按顺序选择信号线，并将为驱动器的每个输出端按时间顺序输出的视频信号分类，并以时间分割方式提供，从而驱动信号线。
例如，在彩色显示装置的情况下，对于每组三个相邻的R、G及B像素列，驱动器在一个水平期间将R、G及B视频信号按时间顺序提供至信号输出电路60。信号输出电路60包括与相应的三个(R、G及B)像素列对应设置的选择器(选择开关)。选择器以时间分割方式按顺序执行ON(接通)操作，从而以时间分割方式将相应的R、G及B视频信号写入信号线。
尽管描述了三个(R、G及B)像素列(信号线)的实例，但是本发明不局限于这个实例。时分驱动系统(选择器系统)的使用具有优点。即，驱动器的输出数目、驱动器与信号输出电路60之间的配线数目、以及驱动器与显示面板70之间的配线数目能够减少至信号线数目的1/x，其中，x表示时间分割数，并且为2以上的整数。
对于每行，从信号输出电路60选择性输出的信号电压Vsig和基准电位Vofs通过信号线33-1～33-n写入至像素阵列部30中的相应的像素20。即，信号输出电路60具有为每行(线)写入信号电压Vsig的线序写入驱动系统。
(像素电路)
图2是示出了根据参考例的有机EL显示装置10A使用的像素(像素电路)20A的结构实例的电路图。
如图2所示，例如，像素20A包括有机EL元件21(即电流驱动光电元件)和用于驱动有机EL元件21的驱动电路。有机EL元件21的发光亮度随着流过元件的电流值而变化。有机EL元件21的阴极连接至与所有像素20A连接的公共电源线34(该配线也称作“公共配线”)。
驱动有机EL元件21的驱动电路具有驱动晶体管22、写入晶体管(采样晶体管)23及存储电容器24。在这种情况下，通过n沟道TFT来实现驱动晶体管22和写入晶体管23。但是，驱动晶体管22和写入晶体管23的导电型的组合仅为一个实例，因此组合不局限于此。
当n沟道TFT用于驱动晶体管22和写入晶体管23时，可使用非晶硅(a-Si)处理。(a-Si)处理的使用能够降低制备TFT基板的成本，从而能够降低有机EL显示装置10A的成本。当使用具有相同导电型的驱动晶体管22和写入晶体管23的组合时，可以用相同的处理来制备晶体管22和23，从而有助于降低成本。
驱动晶体管22的第一电极(源/漏极)连接至有机EL元件21的阳极，驱动晶体管22的第二电极(漏/源极)连接至电源线32(32-1～32-m)中相应的一个。
写入晶体管23的栅极连接至扫描线31(31-1～31-m)中相应的一个，写入晶体管23的第一电极(源/漏极)连接至信号线33(33-1～33-n)中相应的一个，写入晶体管23的第二电极(漏/源极)连接至驱动晶体管22的栅极。
术语驱动晶体管22和写入晶体管23的“第一电极”指的是电连接至源/漏区的金属配线，术语“第二电极”指的是电连接至漏/源区的金属配线。根据第一电极与第二电极之间的电位关系，第一电极作为源极或漏极，而第二电极作为漏极或源极。
存储电容器24的第一电极连接至驱动晶体管22的栅极，存储电容器24的第二电极连接至驱动晶体管22的第一电极和有机EL元件21的阳极。
有机EL元件21的驱动电路不限于包括两个晶体管(即，驱动晶体管22和写入晶体管23)和一个电容元件(即，存储电容器24)的电路结构。例如，驱动电路可以具有其中第一电极连接至有机EL元件21的阳极、第二电极连接至固定电位以补偿有机EL元件21的电容不足的电路结构。
具有上述结构的像素20A中的写入晶体管23响应于通过扫描线31从写入扫描电路40提供至栅极的高(即，有效)写入扫描信号WS而进入导通状态。因此，写入晶体管23对与通过信号线33从信号输出电路60提供的亮度信息相对应的基准电位Vofs或视频信号的信号电压Vsig进行采样，并将所采样的电位Vofs或信号电压Vsig写入像素20A。所写入的电位Vofs或信号电压Vsig施加至驱动晶体管22的栅极，并且也由存储电容器24进行存储。
当电源线32(32-1～32-m)中相应的一个的电位(下文中，称作“电源电位”)DS为第一电源电位Vccp时，驱动晶体管22在其第一电极用作漏极、第二电极用作源极的饱和区进行操作。因此，响应于从电源线32所提供的电流，驱动晶体管22通过向其提供驱动电流来驱动有机EL元件21发光。
更具体地说，通过在饱和区进行操作，驱动晶体管22向有机EL元件21提供具有与存储在存储电容器24中的信号电压Vsig的电压值相对应的电流值的驱动电流。因此，有机EL元件21发射光具有的发光亮度与从驱动晶体管22提供的驱动电流的电流值(电流量)相对应。
当电源电位DS从第一电源电位Vccp切换至第二电源电位Vini时，驱动晶体管22作为开关晶体管进行操作，其第一电极作为源极，第二电极作为漏极。通过开关操作，驱动晶体管22停止向有机EL元件21供给驱动电流，从而使有机EL元件21进入不发光状态。即，驱动晶体管22也具有用于控制有机EL元件21的发光/不发光的晶体管的功能。
因此，驱动晶体管22执行开关操作，从而提供有机EL元件21不发光的期间(不发光期间)，并且控制有机EL元件21的发光期间与不发光期间的比率(所述控制就是所谓的“占空比控制”)。通过占空比控制，能够减少在一帧期间伴随像素20A的光发射产生的残像。因此，特别是，能够提高运动图像的图像质量。
在通过电源线32从电源扫描电路50选择性提供的第一和第二电源电位Vccp和Vini中，第一电源电位Vccp为用于将驱动有机EL元件21发光的驱动电流提供至驱动晶体管22的电源电位。第二电源电位Vini为对有机EL元件21进行反向偏置的电源电位。第二电源电位Vini设定为低于作为信号电压的基准使用的基准电位Vofs。例如，第二电源极电位Vini设定为低于Vofs-Vth的电压，优选地，设定为充分地低于Vofs-Vth的电压，其中，Vth表示驱动晶体管22的阈值电压。
(像素结构)
图3是示出了像素20A的结构的一个实例的截面图。如图3所示，在具有包括驱动晶体管22等的驱动电路的玻璃基板201上设置像素20A。具体而言，像素20A具有这样一种结构，其中，绝缘层202、绝缘平坦化层203及卷绕绝缘层204按顺序设置在玻璃基板201上，在卷绕绝缘层204中的凹部204A中设置有机EL元件21。在这种情况下，在驱动电路所包括的元件中，图中仅示出了驱动晶体管22，没有示出其它元件。
有机EL元件21具有由金属等构成的阳极205、设置在阳极205上的有机层206、以及设置在有机层206上并具有由所有像素共用的透明导电层等的阴极207。在卷绕绝缘层204的凹部204A的底部设置阳极205。
通过在阳极205上按顺序沉积空穴传输层/空穴注入层2061、发光层2062、电子传输层2063及电子注入层(没有示出)形成有机EL元件21的有机层206。通过由图2所示的驱动晶体管22执行的电流驱动，电流通过阳极205从驱动晶体管22流至有机层206，使得电子和空穴在有机层206中的发光层2062中再次结合，从而发光。
驱动晶体管22具有栅极221、沟道形成区225及源/漏区223和漏/源区224。沟道形成区225置为与半导体层222的栅极221相对。源/漏区223和漏/源区224设置在半导体层222上的沟道形成区225的两个相对端。源/漏区223通过接触孔电连接至有机EL元件21的阳极205。
如图3所示，对于每个像素，在提供有包括驱动晶体管22的驱动电路的玻璃基板201上设置有机EL元件21，在有机EL元件21与玻璃基板201之间插入绝缘层202、绝缘平坦化层203及卷绕绝缘层204。通过粘合剂210将密封板209接合至钝化层208，使得密封板209密封有机EL元件21，从而提供了显示面板70。
[根据参考例的有机EL显示装置的电路操作]
接下来，将基于图4所示的时序波形图、参照图5A～图6D所示的操作图来描述根据参考例的有机EL显示装置10A的电路操作，在参考例中，具有上述结构的像素20A以矩阵形式二维配置。
在图5A～图6D所示的操作图中，为了简化图示，用表示开关的符号来表示写入晶体管23。有机EL元件21具有等效电容(寄生电容)Cel。因此，也图示了等效电容器Cel。
图4的时间波形图示出了扫描线31(31-1～31-m)的电位(写入扫描信号)WS的变化、电源线32(32-1～32-m)的电位(电源极电压)DS的变化、以及驱动晶体管22的栅极电压Vg和源极电压Vs的变化。
[前一帧的发光期间]
在图4的时序波形图中，时刻t1之前的期间为有机EL元件21在前一帧(场)的发光期间。在前一帧的发光期间，电源线32的电位DS为第一电源电位(下文中，称作“高电位”)Vccp，并且写入晶体管23处于非导通状态。
在该点，驱动晶体管22被设计为在其饱和区进行操作。因此，如图5A所示，与驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs相对应的驱动电流(漏极-源极电流)Ids通过驱动晶体管22从电源线32提供至有机EL元件21。因此，有机EL元件21的发光亮度与驱动电流Ids的电流值相对应。
[阈值校正准备期间]
在时刻t1，操作进入线序扫描的新的一帧(当前帧)。如图5B所示，电源线32的电位DS从高电位Vccp切换至充分低于Vofs-Vth(其与信号线33的基准电位Vofs相关)的第二电源电位(下文中，称作“低电位”)Vini。
在这种情况下，用Vthel来表示有机EL元件的阈值电压，用Vcath表示公共电源线34的电位(阴极电位)。在这种情况下，当假设低电位Vini满足Vini＜Vthel+Vcath时，驱动晶体管22的源极电压Vs基本上等于低电位Vini。因此，有机EL元件21被置为反向偏压状态。因此，有机EL元件21的发光熄灭。
接下来，在时刻t2，如图5C所示，扫描线31的电位WS从低电位侧移向高电位侧，使得写入晶体管23被置为导通状态。此时，由于基准电位Vofs从信号输出电路60提供至信号线33，所以驱动晶体管22的栅极电压Vg变为基准电位Vofs。驱动晶体管22的源极电压Vs与充分低于基准电位Vofs的电位Vini相等。
此时，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs由Vofs-Vini给出。在这种情况下，除非Vofs-Vini充分大于驱动晶体管22的阈值电压Vth，否则很难执行下述的阈值校正处理，因此进行设置使其满足由Vofs-Vini＞Vth所表示的电位关系。
通过将驱动晶体管22的栅极电压Vg固定(设定)为基准电位Vofs、将源极电压Vs固定为低电位Vini的初始化处理是下述的阈值校正处理之前的阶段的准备(阈值校正准备)处理。因此，基准电位Vofs和低电位Vini作为驱动晶体管22的栅极电压Vg和源极电压Vs的初始化电压。
[阈值校正期间]
接下来，在时刻t3，如图5D所示，电源线32的电位DS从低电位Vini改变至高电位Vccp，并且在维持驱动晶体管22的栅极电压Vg的同时，启动阈值校正处理。即，驱动晶体管22的源极电压Vs开始向通过将栅极电压Vg减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所得到的电位而增加。
此时，把参照驱动晶体管22的栅极的初始化电压Vofs、将源极电压Vs向从初始化电压Vofs中减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所得到的电位而改变的处理称作“阈值校正处理”。当阈值校正处理进行时，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs最终稳定至驱动晶体管22的阈值电压Vth。对应于阈值电压Vth的电压被存储电容器24所存储。
在执行阈值校正处理的期间(即，在阈值校正期间)，需要使电流流入存储电容器24并阻止电流流入有机EL元件21。因此，设置公共电源线34的电压Vcath，使得有机EL元件21被置为截止状态。
接下来，在时刻t4，如图6A所示，扫描线31的电位WS移向低电位侧，使得写入晶体管23被置为非导通状态。此时，驱动晶体管22的栅极断开与信号线33的电连接，使得驱动晶体管22的栅极进入浮置状态。但是，由于栅极-源极电压Vgs等于驱动晶体管22的阈值电压Vth，所以驱动晶体管22处于截止状态。因此，几乎没有漏极-源极电流Ids流入驱动晶体管22。
[信号写入及迁移率校正期间]
接下来，在时刻t5，如图6B所示，信号线33的电位从基准电位Vofs切换至视频信号的信号电压Vsig。随后，在时刻t6，如图6C所示，扫描线31的电位WS移向高电位侧，使得写入晶体管23进入导通状态，从而对视频信号的信号电压Vsig进行采样，并将信号电压Vsig写入像素20A。
当写入晶体管23写入信号电压Vsig时，驱动晶体管22的栅极电压Vg变为信号电压Vsig。在驱动晶体管22用视频信号的信号电压Vsig进行驱动期间，通过与存储电容器24所存储的阈值电压Vth相对应的电压来消除驱动晶体管22的阈值电压Vth。下面，将描述阈值消除原理的细节。
此时，有机EL元件21处于截止状态(高阻抗状态)。因此，与视频信号的信号电压Vsig相对应的从电源线32流入驱动晶体管22的电流(漏极-源极电流Ids)流入有机EL元件21的等效电容器Cel。当漏极-源极电流Ids流入时，有机EL元件21的等效电容器Cel开始充电。
由于等效电容器Cel的充电，驱动晶体管22的源极电压Vs随着时间而增大。由于此处已经消除了像素的驱动晶体管22的阈值电压Vth的变化，所以驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids取决于驱动晶体管22的迁移率μ。
现在，假设存储电容器24所存储的电压Vgs与视频信号的信号电压Vsig的比率(所述比率也可以称作“增益”)为1(理想值)。在这种情况下，驱动晶体管22的源极电压Vs增加至由Vofs-Vth+ΔV所表示的电压，使得驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs达到由Vsig-Vofs+Vth-ΔV所表示的值。
即，驱动晶体管22的源极电压Vs的增量ΔV产生作用，使其从存储电容器24所存储的电压(Vsig-Vofs+Vth)中减去。换句话说，源极电压Vs的增量ΔV产生作用，从而对存储电容器24中的电荷进行放电，以致施加了负反馈。因此，驱动晶体管22的源极电压Vs的增量ΔV对应于负反馈量。
当以上述方式将具有与流入驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids相对应的反馈量ΔV的负反馈施加至栅极-源极电压Vgs时，可以消除驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids对迁移率μ的依赖性。消除对迁移率μ的依赖性的处理为用于校正单个像素的驱动晶体管22的迁移率μ的变化的迁移率校正处理。
更具体而言，写入驱动晶体管22的栅极的视频信号的信号幅值Vin(＝Vsig-Vofs)越高，漏极-源极电流Ids越大。因此，负反馈量ΔV的绝对值也增大。因此，根据发光亮度等级来执行迁移率校正处理。
当视频信号的信号幅值Vin恒定时，随着驱动晶体管22的迁移率μ的增大，负反馈量ΔV的绝对值也增大。因此，能够消除单个像素的迁移率μ的变化。即，负反馈量ΔV也能够称作迁移率的校正量。
[发光期间]
接下来，在时刻t7，如图6D所示，扫描线31的电位WS移向低电位侧，使得写入晶体管23被置为非导通状态。因此，驱动晶体管22的栅极断开与信号线33的电连接，使得驱动晶体管22的栅极进入浮置状态。
在这种情况下，当驱动晶体管22的栅极处于浮置状态时，由于存储电容器24连接在驱动晶体管22的栅极和源极之间，所以栅极电压Vg也与驱动晶体管22的源极电压Vs的变化相关地(相应地)变化。本文中，驱动晶体管22的栅极电压Vg与源极电压Vs的变化相关地变化的这种操作称作由存储电容器24所执行的“自举操作”。
当驱动晶体管22的栅极进入浮置状态并且同时驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids开始流入有机EL元件21时，有机EL元件21的阳极电位响应于漏极-源极电流Ids而增大。
当有机EL元件21的阳极电位超过Vthel+Vcath时，驱动电流开始流入有机EL元件21，从而使有机EL元件21开始发光。有机EL元件21的阳极电位的增量等于驱动晶体管22的源极电压Vs的增量。当驱动晶体管22的源极电压Vs增大时，存储电容器24的自举操作使驱动晶体管22的栅极电压Vg与源极电压Vs相关地增大。
在这种情况下，当假设自举增益为1(理想值)时，栅极电压Vg的增量等于源极电压Vs的增量。因此，在发光期间，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs维持恒定为Vsig-Vofs+Vth-ΔV。在时刻t8，信号线33的电位从视频信号的信号电压Vsig切换至基准电位Vofs。
在上述一系列电路操作中，阈值校正准备、阈值校正、信号电压Vsig的写入(信号写入)及迁移率校正的处理操作在一个水平扫描期间(1H)中执行。在时刻t6至时刻t7的期间，并行地执行信号写入和迁移率校正的处理操作。
(阈值消除的原理)
现在，将描述驱动晶体管22的阈值校正(即，阈值消除)的原理。如上所述，阈值校正处理为这样的处理，其中，参照驱动晶体管22的栅极电压Vg的初始电位Vofs，将驱动晶体管22的源极电压Vs向着通过从初始电位Vofs中减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所得到的电位而改变。
由于驱动晶体管22被设计为在饱和区进行操作，所以其作为恒电流源进行操作。作为恒电流源的操作的结果，恒定的漏极-源极电流(驱动电流)Ids从驱动晶体管22流至有机EL元件21，表示为：
Ids＝(1/2)·μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2         (1)
其中，W表示驱动晶体管22的沟道宽度，L表示沟道长度，而Cox表示单位面积的栅电容。
图7是示出了驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids的特性对于栅极-源极电压Vgs的特性的示图。
如图所示，如果不对每个单个像素中的驱动晶体管22的阈值电压Vth的变化进行校正，则当阈值电压Vth为Vth1时，对应于栅极-源极电压Vgs的漏极-源极电流Ids变为Ids1。
相反，当阈值电压Vth为Vth2(Vth2＞Vth1)时，对应于相同的栅极-源极电压Vgs的漏极-源极电流Ids变为Ids2(Ids2＜Ids)。即，当驱动晶体管22的阈值电压Vth变化时，即使当驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs保持恒定时，漏极-源极电流Ids也会变化。
另一方面，在具有上述结构的像素(像素电路)20中，如上所述，在发光期间驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs表示为Vsig-Vofs+Vth-ΔV。因此，将该表达式代入上面所表示的式(1)，得到漏极-源极电流Ids：
Ids＝(1/2)·μ(W/L)Cox(Vsig-Vofs-ΔV)2       (2)
即，消除了驱动晶体管22的阈值电压Vth项，使得从驱动晶体管22提供至有机EL元件21的漏极-源极电流Ids不依赖于驱动晶体管22的阈值电压Vth。结果，即使当每个像素的驱动晶体管22的阈值电压Vth由于经时变化或驱动晶体管22制造处理的变化而不同时，漏极-源极电流Ids也不会变化。这样能够使有机EL元件21的发光亮度维持恒定。
(迁移率校正的原理)
接下来，将描述驱动晶体管22的迁移率校正的原理。如上所述，在迁移率校正处理中，将具有与流入驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids相对应的校正量ΔV的负反馈施加至驱动晶体管22的栅极与源极之间的电位差。在迁移率校正处理中，可以消除驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids对迁移率μ的依赖性。
图8是示出了其驱动晶体管22具有较大的迁移率μ的像素A与其驱动晶体管22具有较小的迁移率μ的像素B之间比较的特征曲线图。当通过多晶硅TFT等实现驱动晶体管22时，产生了诸如像素A和B中所发生的像素迁移率μ的变化。
现在，给出一个实例，其中，当像素A和B的迁移率μ有变化(差异)时，具有相同电平的信号幅值Vin(＝Vsig-Vofs)写入像素A和B的驱动晶体管22的栅极。在这种情况下，当没有进行迁移率μ的校正时，在流过具有较大迁移率μ的像素A的漏极-源极电流Ids 1′与流过具有较小迁移率μ的像素B的漏极-源极电流Ids2′间产生很大的差异。当像素中的漏极-源极电流Ids由于像素的迁移率μ的变化而具有很大差异时，将削弱画面的均一性。
从上述式(1)所给出的晶体管特性可以明显看出，随着迁移率μ的增大，漏极-源极电流Ids增大。因此，随着迁移率μ增大，负反馈量ΔV增大。如图8所示，具有较大迁移率μ的像素A的负反馈量ΔV1大于具有较小迁移率μ的像素B的负反馈量ΔV2。
因此，当执行迁移率校正处理使得具有与驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids相对应的反馈量ΔV的负反馈施加到栅极-源极电压Vgs时，随着迁移率μ增大，施加的负反馈量也增大。因此，能够抑制像素的迁移率μ的变化。
更具体而言，当对具有较大迁移率μ的像素A执行对应于负反馈量ΔV1的校正时，漏极-源极电流Ids从Ids1′显著降低至Ids1。另一方面，由于具有较小迁移率μ的像素B中的反馈量ΔV2较小，所以漏极-源极电流Ids从Ids2′降低至Ids2。该降低幅度不是很大。结果，像素A的漏极-源极电流Ids1和像素B的漏极-源极电流Ids2变为基本相等，这样就校正了像素的迁移率μ的变化。
简而言之，当存在具有不同迁移率μ的像素A和B时，具有较大迁移率μ的像素A中的反馈量ΔV1大于具有较小迁移率μ的像素B中的反馈量ΔV2。即，对于具有更大迁移率μ的像素，反馈量ΔV增大，并且漏极-源极电流Ids的减小量变大。
因此，由于将具有与驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids相对应的反馈量ΔV的负反馈施加到栅极-源极电压Vgs，具有不同迁移率μ的像素的漏极-源极电流Ids的电流值变得相等。结果，能够校正像素的迁移率μ的变化。即，迁移率校正处理是将具有与流入驱动晶体管22的电流(漏极-源极电流Ids)相对应的反馈量ΔV的负反馈施加到驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs的处理。
现在，将参照图9A～图9C来描述在图2所示的像素(像素电路)20A在有/无阈值校正和/或迁移率校正的情况下，视频信号的信号电位(采样电位)Vsig与驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids之间的关系。
图9A示出了既不执行阈值校正处理也不执行迁移率校正处理的情况，图9B示出了仅执行阈值校正处理而不执行迁移率校正处理的情况，图9C示出了执行阈值校正处理和迁移率校正处理两者的情况。如图9A所示，当既不执行阈值校正处理也不执行迁移率校正处理时，由于像素A和B的阈值电压Vth及迁移率μ的变化，引起像素A与B之间的漏极-源极电流Ids的较大差异。
相反，当仅执行阈值校正处理时，如图9B所示，能够一定程度上减小漏极-源极电流Ids的变化，但是由像素A与B的迁移率μ的变化所导致的像素A与B之间的漏极-源极电流的差异仍然存在。当执行阈值校正处理和迁移率校正处理两者时，如图9C所示，由像素A和B的阈值电压Vth及迁移率μ的变化所导致的像素A与B之间的漏极-源极电流Ids的差异能够基本消除。因此，在任意灰度级下也不会发生有机EL元件21的亮度变化，使得能够提供具有良好图像质量的图像。
由于图2所示的像素20A除了具有阈值校正和迁移率校正的功能之外，还具有由存储电容器24所执行的上述自举操作的功能，所以能够提供以下优点。
具体地，即使当驱动晶体管22的源极电压Vs与有机EL元件21的I-V特性的经时变化相关地变化时，存储电容器24的自举操作也使驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs保持恒定。因此，流入有机EL元件21的电流变得恒定而没有变化。因此，有机EL元件21的发光亮度也维持恒定。因此，即使当有机EL元件21的I-V特性随时间变化时，也能够显示出不受此变化引起的亮度劣化影响的图像。
(迁移率校正处理涉及的问题)
如上所述，假设每个像素的驱动晶体管22的迁移率μ不同，为了校正迁移率μ的变化，根据参考例的有机EL显示装置10A与信号写入处理并行地执行迁移率校正处理。
从上述电路操作可以明显看出，在驱动晶体管22的源极电压Vs增大的同时，执行迁移率校正处理。因此，如上所述，为了获得所期望的发光亮度，施加到驱动晶体管22的栅极的视频信号的信号电压Vsig的源极电压Vs必须增加与源极电压Vs的增量相对应的量。
另一方面，近年来，处理(工艺)技术的开发正在进行，从而减小驱动晶体管22的迁移率μ的变化。驱动晶体管22的迁移率μ的变化的减小能够取消执行迁移率校正处理。但是，根据参考例的有机EL显示装置10A具有与信号写入处理并行地执行迁移率校正处理的像素结构。
如上所述，为了执行迁移率校正处理，视频信号的信号电压Vsig必须增加与驱动晶体管22的源极电压Vs的增量相对应的量，这与不执行迁移率校正处理的情况相反。因此，在其驱动晶体管22的迁移率μ具有较小的变化的显示装置中，即使没必要执行迁移率校正处理时，处理信号电压Vsig的驱动器也会耗费功率。这会成为减小整个显示装置的功率消耗的一个障碍。
<2.实施方式>
在本发明的一个实施方式中，当写入视频信号的信号电压Vsig时，防止电流流入驱动晶体管22，并且执行阈值校正处理而不执行迁移率校正处理。利用这种配置，与执行用于执行迁移率校正处理的结构相比，能够减小视频信号的信号电压Vsig。因此，能够减小用于写入信号电压Vsig的驱动器所消耗的功率，也能够减小整个显示装置所消耗的功率。下面，将详细描述本实施方式。
[系统结构]
图10是示出了根据本发明一个实施方式的有源矩阵显示装置的结构的概观的系统框图。在图10中，与图1所示相同的部件用相同的参考数字来标示。下述给出了有源矩阵有机EL显示装置的一个实例，其中，其发光亮度随着流过所述元件的电流值改变的电流驱动光电元件(例如，有机EL元件)用作像素(像素电路)的发光元件。
如图10所示，根据本实施方式的有机EL显示装置10包括：包括发光元件的像素20；像素阵列部30，其中以矩阵形式二维配置像素20；以及驱动部，设置在像素阵列部30的附近。
在本实施方式中，驱动部除了具有写入扫描电路40和电源扫描电路50之外，还具有控制扫描电路80，以作为扫描驱动部。类似于写入扫描电路40和电源扫描电路50，控制扫描电路80设置在显示面板70的外部。写入扫描电路40、电源扫描电路50及信号输出电路60的结构与参考例中的相同，故下面不给出其冗余的描述。
如参考例的情况一样，在根据本实施方式的像素20中，切换电源线32的电源电位(Vccp/Vini)DS，从而控制有机EL元件21的发光/不发光。信号线33至少获取反映灰度级的信号电压Vsig及用于初始化驱动晶体管22的栅极电压Vg的基准电位Vofs这两个值。但是，信号线33所获取的值的数目不局限于两个。
控制扫描电路80包括与时钟脉冲ck同步地按顺序移动启动脉冲sp的移位寄存器等。控制扫描电路80与由写入扫描电路40执行的线序扫描同步地按顺序输出控制扫描信号AZ(AZ1～AZm)。控制扫描信号AZ通过设置在像素阵列部30中沿行方向的各个像素行的控制扫描线35-1～35-m而被提供至相应行中的像素20。
(像素电路)
图11是示出了根据本实施方式的有机EL显示装置10中使用的像素(像素电路)20的结构实例的电路图。在图11中，与图2所示相同的部件用相同的参考数字来标示。
如图11所示，根据本实施方式的像素20除了包括驱动晶体管22、写入晶体管23及存储电容器24之外，还包括开关晶体管25，以作为用于有机EL元件21的驱动电路。
即，像素20与图2所示的像素20A具有相同的结构，只是添加了开关晶体管25。因此，下面不再描述驱动晶体管22、写入晶体管23及存储电容器24的连接关系及功能。
开关晶体管25由n沟道TFT来实现，其与驱动晶体管22和写入晶体管23具有相同的导电型。但是，驱动晶体管22、写入晶体管23及开关晶体管25的导电型的组合仅为一个实例，因此，其组合不限于此。
开关晶体管25连接在驱动晶体管22的栅极与写入晶体管23的一个电极和存储电容器24的一个电极彼此连接的节点N之间。通过从控制扫描电路80所提供的控制扫描信号AZ来控制开关晶体管25的电连接(ON)/断开(OFF)。控制扫描信号AZ至少在写入晶体管23写入信号电压的期间进入非有效状态(在该实例中为低电平)而在其他期间进入有效状态(在该实例中为高电平)。
通过基于控制扫描信号AZ的控制，开关晶体管25在写入视频信号的信号电压Vsig期间，断开节点N与驱动晶体管22的栅极之间的电连接，从而防止电流流入驱动晶体管22。即，在写入视频信号的信号电压Vsig期间，开关晶体管25用作执行控制以防止电流流入驱动晶体管22的控制元件的功能。
控制元件不限于晶体管，而可以通过能够选择性断开节点N与驱动晶体管22的栅极之间的电连接的任意元件来实现。像素20的结构基本上与根据图3所示的参考例的像素20A相同，不同之处为，像素20还具有开关晶体管25。
[根据实施方式的有机EL显示装置的电路操作]
接下来，将根据图12所示的时序波形图并参照图13A～图14D所示的操作图来描述根据本实施方式的有机EL显示装置10(其中二维配置具有上述结构的像素)的电路操作。
在图13A～图14D所示的操作图中，为了简化图示，写入晶体管23和开关晶体管25用表示开关的符号进行表示。其中，还示出了有机EL元件21的等效电容器Cel。
图12中的时序波形图示出了扫描线31的电位(写入扫描信号)WS的变化、控制扫描线35的电位(控制扫描信号)AZ的变化、电源线32的电位DS的变化、节点N的电位的变化及驱动晶体管22的源极电压Vs的变化。
上文中，以使用仅执行一次阈值校正处理的驱动方法的实例为例描述了根据参考例的电路操作。相反，根据本实施方式的电路操作包括用于执行分割阈值校正的驱动方法。在分割阈值校正中，除了与信号写入处理相关地执行阈值校正处理的一个水平扫描期间之外，多次执行阈值校正处理，即，在阈值校正处理之前的多个分割水平扫描期间执行阈值校正处理。不用说，电路操作也可以采用仅执行一次阈值校正处理的驱动方法。
利用分割阈值校正的驱动方法，即使由于更高分辨率使像素数增加从而减少了分配给一个水平扫描期间的时间时，也能够确保在用于阈值校正期间的多个扫描期间的时间充足。因此，该驱动方法提供了能够可靠地执行阈值校正处理的优点。
[前一帧的发光期间]
在图12的时序波形图中，时刻t11之前的期间为有机EL元件21在前一帧(场)的发光期间。在前一帧的发光期间，电源线32的电位DS为高电位Vccp。写入晶体管23处于非导通状态，而开关晶体管25处于导通状态。
此时，驱动晶体管22被设计为使得在其饱和区进行操作。因此，如图13A所示，与驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs相对应的驱动电流(漏极-源极电流)Ids通过驱动晶体管22从电源线32提供至有机EL元件21。因此，有机EL元件21以与驱动电流Ids的电流值相对应的亮度发光。
[阈值校正准备期间]
在时刻t11，操作进入用于线序扫描的新的一帧(当前帧)。如图13B所示，电源线32的电位DS从高电位Vccp切换至低电位Vini。这里，当低电位Vini小于有机EL元件21的阈值电压Vthel和阴极电压Vcath的和时，即，当满足Vini＜Vthel+Vcath时，有机EL元件21被置为反向偏置状态。因此，有机EL元件21的发光熄灭。此时，有机EL元件21的阳极电位变为低电位Vini。
接下来，在信号线33具有基准电位Vofs的时刻t12，扫描线31的电位WS从低电位侧移向高电位侧。因此，如图13C所示，写入晶体管23被置为导通状态。此时，由于驱动晶体管22的栅极电压Vg达到基准电位Vofs，所以驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs变为通过Vofs-Vini所表示的电压。
在这种情况下，除非Vofs-Vini充分大于驱动晶体管22的阈值电压Vth，否则难以执行下述的阈值校正处理。因此，进行设置，使得满足由Vofs-Vini＞Vth所表示的电位关系。
因此，在将驱动晶体管22的栅极电压Vg设定为基准电位Vofs及将源极电压Vs设定为低电位Vini的初始化中，在下述的阈值校正处理之前执行阈值校正准备处理。在时刻t12至时刻t13的期间(其中，扫描线31的电位WS为高电平，即写入扫描信号WS处于有效状态)，执行阈值校正准备。
[分割Vth校正期间]
接下来，在时刻t14，扫描线31的电位WS从低电位侧移向高电位侧，使得写入晶体管23再次被置为导通状态。此时，开关晶体管25保持导通状态。如图13D所示，当电源线32的电位DS在时刻t15从低电位Vini移向高电位Vccp时，电流流过由电源线32、驱动晶体管22、有机EL元件21的阳极以及存储电容器24所形成的路径。
由于有机EL元件21可以由二极管和电容器(等效电容)来表示，所以只要有机EL元件21的阳极电位Vel满足Vel≤Vcath+Vthel，流过驱动晶体管22的电流就可用于为存储电容器24和等效电容器Cel充电。在这种情况下，当满足Vel≤Vcath+Vthel时，意味着有机EL元件21的泄漏电流比流过驱动晶体管22的电流小很多。
通过充电操作，如图15所示，有机EL元件21的阳极电位Vel(即，驱动晶体管22的源极电压Vs)随着时间而增大。即，参照驱动晶体管22的栅极的初始化电位Vofs来执行阈值校正处理，从而将源极电压Vs向着从初始化电位Vofs中减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所得到的电位而改变。
在从时刻t15过去预定时间后的时刻t16，扫描线31的电位WS从高电位侧移向低电位侧，使得写入晶体管23被置为非导通状态。这时，开关晶体管25保持导通状态。时刻t15至时刻t16的期间为执行第一轮阈值校正的期间。
此时，由于驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs大于阈值Vth，所以，如图14A所示，电流流过由电源线32、驱动晶体管22、有机EL元件21的阳极及存储电容器24所形成的路径。因此，驱动晶体管22的栅极电压Vg和源极电压Vs增大。这里，由于有机EL元件被反向偏置，所以有机EL元件21不发光。
在信号线33具有基准电位Vofs的时刻t17，扫描线31的电位WS再次从低电位侧移向高电位侧，使得写入晶体管23再次被置为导通状态。因此，驱动晶体管22的栅极电压Vg被初始化为基准电位Vofs，第二轮阈值校正处理开始。执行第二轮阈值校正处理，直到在时刻t18扫描线31的电位WS从高电位侧移向低电位侧、并且写入晶体管23被置为非导通状态为止。
此后，在时刻t19至时刻t20的期间，执行第三轮阈值校正。在这个电路操作的实例中，尽管在三个H期间以三个分割阶段来执行阈值校正处理，但是这仅为一个实例，且分割Vth校正的分割阶段数目不限于三个。
由于重复进行分割阈值校正的处理操作，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs最终稳定在驱动晶体管22的阈值电压Vth。对应于阈值电压Vth的电压被存储电容器24所存储。
在阈值校正处理中，需要使电流流至存储电容器24，并且防止电流流至有机EL元件21。因此，设定公共电源线34的电压Vcath，使有机EL元件21处于截止状态。
在时刻t20，扫描线31的电位WS从高电位侧移向低电位侧，使得写入晶体管23被置为非导通状态。此时，驱动晶体管22的栅极断开与信号线33的电连接，使得驱动晶体管22的栅极进入浮置状态。但是，由于栅极-源极电压Vgs等于驱动晶体管22的阈值电压Vth，所以驱动晶体管22处于截止状态。因此，几乎没有漏极-源极电流Ids流入驱动晶体管22。
[信号写入期间]
接下来，在时刻t21，如图14B所示，控制扫描线35的电位(控制扫描信号)AZ从高电位侧移向低电位侧，使得开关晶体管25被置为非导通状态。在信号线33的电位为视频信号的信号电压Vsig的时刻t22，扫描线31的电位WS从低电位侧移向高电位侧。因此，如图14C所示，写入晶体管23再次被置为导通状态。由此，写入视频信号的信号电压Vsig。
视频信号的信号电压Vsig为反映灰度级的电压。由于在写入视频信号的信号电压Vsig期间，开关晶体管25处于非导通状态，所以驱动晶体管22的栅极电压Vg保持在基准电位Vofs。节点N的电位从基准电位Vofs变为信号电压Vsig。随后，节点N的电位变化通过存储电容器24输入至有机EL元件21的阳极。
当由ΔVg来表示节点N处的电压变化时，驱动晶体管22的源极电压Vs的变化ΔVs为：
ΔVs＝{Ccs/(Ccs+Cel)}·ΔVg    (3)
在这种情况下，当存储电容器24的电容值Ccs与有机EL元件21的电容值Cel相比明显小时，可以忽略驱动晶体管22的源极电压Vs的大部分变化。
在视频信号的信号电压Vsig写入节点N之后，在时刻t23，扫描线31的电位WS从高电位侧移向低电位侧，使得写入晶体管23被置为非导通状态。因此，完成了信号电压Vsig的写入。此时，由于驱动晶体管22的栅极断开与信号线22的电连接，所以驱动晶体管22的栅极进入浮置状态。
[发光期间]
接下来，在时刻t24，控制扫描线35的电压从低电位侧移向高电位侧，使得开关晶体管25被置为导通状态。因此，如图14D所示，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs变为基本上等于Vsig-Vofs+Vth所表示的值，且根据上面所表示的式(1)的电流Ids′开始流入驱动晶体管22。与之响应地，有机EL元件21的阳极电位相应于驱动晶体管22的漏源电流Ids而升高。
当有机EL元件21的阳极电位超过Vthel+Vcath时，驱动电流(漏源电流)Ids′开始流入有机EL元件21，从而使有机EL元件21的发光亮度与驱动电流Ids′的值相对应。有机EL元件21的阳极电位的增量等于驱动晶体管22的源极电压Vs的增量。
当驱动晶体管22的源极电压Vs增大时，存储电容器24的自举操作使驱动晶体管22的栅极电压Vg与源极电压Vs相关地(对应地)增大。当假设自举增益为1(理想值)时，栅极电压Vg的增量等于源极电压Vs的增量。因此，在发光期间，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs保持恒定为Vsig-Vofs+Vth。
在上面所述的一系列电路操作中，在总共3H期间内，即，在执行视频信号的信号电压Vsig的写入处理的一个水平扫描期间(1H)及1H期间之前的2H期间，执行了三次阈值校正处理。在该电路操作的实例中，通过使写入晶体管23进入非导通状态来结束阈值校正处理。也可以通过使作为控制元件的开关晶体管25阻止电流流入驱动晶体管22来结束阈值校正处理。
当有机EL元件21的发光期间延长时，其I-V特性改变。因此，有机EL元件21的阳极电位也改变。但是，如上所述，由于驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs保持恒定，所以即使当I-V特性改变时，流入有机EL元件21的电流也不会改变。因此，即使当I-V特性劣化时，也能持续流入恒定量的电流，从而有机EL元件21的发光亮度不会改变。
根据本实施方式的有机EL显示装置10在校正驱动晶体管22的阈值电压Vth的像素间的变化时，能够补偿有机EL元件21的I-V特性的变化。因此，可以提供均匀的图像质量，而没有亮度的不规则。另外，像素20中的所有晶体管22、23及25均使用n沟道型晶体管，使得能够使用非晶硅处理，因此，能够降低有机EL显示装置10的成本。
另外，根据本实施方式的有机EL显示装置10具有不执行迁移率校正处理的结构，而在根据参考例的有机EL显示装置10A中与信号写入处理并行地执行迁移率校正处理。更具体而言，在视频信号的信号电压Vsig的写入期间，开关晶体管25断开节点N与驱动晶体管22的栅极之间的电连接，从而防止电流流入驱动晶体管22。
当在信号电压Vsig的写入期间没有电流流入驱动晶体管22时，将具有与漏源电流Ids相对应的反馈量ΔV的负反馈施加于栅极-源极电压Vgs，这可以取消执行用于校正迁移率μ的变化的迁移率校正处理。这可以通过根据上述参考例的有机EL显示装置10A的电路操作的描述明显看出。
从图4所示的时序波形图可以看出，在增大驱动晶体管22的源极电压Vs的同时，在漏源电流Ids流入驱动晶体管22的期间执行迁移率校正处理。因此，当采用执行迁移率校正处理的结构时，视频信号的信号电压Vsig必须设定为高于不执行迁移率校正处理的情况下的该电压。
将视频信号写入信号线33的驱动器所消耗的功率P由下式给出：
P＝C·V2·f        (4)
其中，C表示信号线33的寄生电容，V表示视频信号的电压，并且f表示驱动频率。
即，驱动器所消耗的功率P与视频信号的电压V的平方成正比。因此，对于其驱动晶体管22的迁移率μ具有较小变化的显示装置，迁移率校正处理的取消能够将视频信号的信号电压Vsig设定为低电压，因此能够减小驱动器所消耗的功率以及整个显示装置所消耗的功率。
对于其驱动晶体管22的迁移率μ具有较大变化的显示装置而言，使控制扫描信号AZ恒定地处于有效状态并将开关晶体管25置于导通状态，这使得迁移率校正处理与信号写入处理并行地被执行。在这种情况下的电路操作与根据参考例的有机EL显示装置10A的电路操作基本相同。
<3.修改例>
在上述实施方式中，在视频信号的信号电压Vsig的写入期间，连接在节点N与驱动晶体管22的栅极之间的开关晶体管25用作控制元件，以执行控制从而防止电流流入驱动晶体管22。但是，这种配置仅为一个实例，并且控制元件不局限于切断节点N与驱动晶体管22的栅极之间的电连接的结构。下面，将描述这种结构的修改例。
(像素结构的第一修改例)
图16是示出了根据第一修改例的像素的结构实例的电路图。在图16中，与图11中所示相同的部件用相同的参考数字来标示。
如图16所示，根据第一修改例的像素(像素电路)20-1使用连接在电源线32与驱动晶体管22的漏极之间的开关晶体管26作为控制元件。在视频信号的信号电压Vsig的写入期间，开关晶体管26响应于控制扫描信号AZ而切断电源线32与驱动晶体管22的漏极之间的电连接，从而防止电流流入驱动晶体管22。
开关晶体管26可以具有任意的导电型。但是，对于开关晶体管26而言，与驱动晶体管22和写入晶体管23一样，使用了n沟道型晶体管，这使得能够使用非晶硅处理，因此，提供了有助于降低有机EL显示装置10的成本的优点。
(像素结构的第二修改例)
图17示出了根据第二修改例的像素结构的实例的电路图。在图17中，与图11中所示相同的部件用相同的参考符号来标示
如图17所示，根据第二修改例的像素(像素电路)20-2使用连接在驱动晶体管22的源极和有机EL元件21的阳极之间的开关晶体管27作为控制元件。在视频信号的信号电压Vsig的写入期间，开关晶体管27在响应控制扫描信号AZ时切断驱动晶体管22的源极和有机EL元件21之间的电连接，从而防止电流流入驱动晶体管22。
开关晶体管27可以具有任意的导电型。但是，对于开关晶体管27，与驱动晶体管22和写入晶体管23一样，使用了n沟道型晶体管，这使得能够使用非晶硅处理，因此，提供了有助于降低有机EL显示装置10的成本的优点。
即使利用根据第一和第二修改例的像素20-1和20-2，当视频信号的信号电压Vsig写入时，也可以防止电流流入驱动晶体管22。因此，如上述实施方式的情况一样，可以取消执行迁移率校正处理。
由于在电源线32与有机EL元件21之间的电流路径上没有设置控制元件，所以如上述实施方式的情况一样，用于断开节点N与驱动晶体管22的栅极之间的电连接的结构更为优选。当在电源线32与有机EL元件21之间的电流路径上设置了控制元件时，在控制元件中产生电压降。因此，电源电压必须设定得很高。
尽管在上面的实施方式中描述了使用有机EL元件作为像素的光电元件的有机EL显示装置的实例，但是本发明不局限于所述的具体实施方式。更具体而言，本发明也可以应用于使用其发光亮度随着流入所述元件的电流值而改变的电流驱动型光电元件(发光元件)的任意显示装置。这种光电元件的实例包括无机EL元件、LED(发光二极管)元件及半导体激光元件。
<4.应用实例>
根据本发明的上述显示装置能够应用于以图像或视频形式显示输入至电子设备的视频信号或在其中产生的视频信号的任意领域的电子设备的显示装置。
根据本发明实施方式的显示装置能够降低视频信号的信号电压，从而能够减小显示装置所消耗的功率。因此，根据本发明的显示装置用作任意领域的电子设备的显示装置能够减小电子设备所消耗的功率。
能够通过具有密封结构的模块形式来实现根据本发明实施方式的显示装置。例如，模块形式对应于将由透明玻璃等所构成的相对部层压至像素阵列部所形成的显示模块。透明相对部可以设置有滤色片和保护膜以及遮光膜。例如，显示模块还可以设置有用于从外部向像素阵列部输入信号等或从像素阵列部输出信号等的FPC(柔性印刷电路)或电路部。
下面，将描述根据本发明应用实例的电子设备的具体实例。例如，本发明能够应用于如图18～图22G所示的诸如电视机、数码相机、笔记本计算机、视频摄像机及诸如移动电话的移动终端设备的各种类型的电子设备的显示装置。
图18是示出了应用了本发明的电视机的外观的透视图。根据应用实例的电视机包括具有前面板102、滤色玻璃103等的视频显示画面部101。根据本发明实施方式的显示装置用作视频显示画面部101，从而提供了根据应用实例的电视机。
图19A和图19B是分别示出了应用了本发明的数码相机的外观的前透视图和背透视图。根据应用实例的数码像机包括闪光灯发光部111、显示部112、菜单开关113、快门按钮114等。根据本发明实施方式的显示装置用作显示部112，从而提供了根据应用实例的数码相机。
图20是示出了应用了本发明的笔记本计算机的外观的透视图。根据应用实例的笔记本计算机具有这样一种结构，其中，主单元121包括：键盘122，用于输入字符等操作；显示部123，用于显示图像等；以及等等。根据本发明实施方式的显示装置用作显示部123，从而提供了根据应用实例的笔记本计算机。
图21是示出了应用了本发明的视频摄像机的外观的透视图。根据应用实例的摄像机包括主单元131、设置在其前侧表面的摄像镜头132、用于拍摄的启动/停止开关133、显示部134等。根据本发明实施方式的显示装置用作显示部134，从而提供了根据应用实例的视频摄像机。
图22A～图22G是示出了应用了本发明实施方式的移动终端设备(例如，移动电话)的外观。具体地，图22A示出了当移动电话打开时的前视图，图22B示出了其侧视图，图22C示出了当移动电话合上时的前视图，图22D示出了左侧视图，图22E示出了右侧视图，图22F示出了顶视图，图22G示出了底视图。
根据应用实例的移动电话包括上机壳141、下机壳142、连接部(在这种情况下，铰链部)143、显示部144、副显示部145、图像灯146、相机147等。根据本发明实施方式的显示装置用作显示部144和/或副显示部145，从而提供了根据应用实例的移动电话。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以有各种修改、组合、子组合和改变，只要它们在所附权利要求或其等同替换的范围内。

Claims (10)

1.一种显示装置，其中以矩阵形式配置了多个像素，每个像素包括：
光电元件；
写入晶体管，写入视频信号；
驱动晶体管，根据由所述写入晶体管所写入的所述视频信号来驱动所述光电元件；
存储电容器，连接在所述驱动晶体管的栅极与源极之间，用来存储由所述写入晶体管所写入的所述视频信号；以及
控制元件，执行控制，使得当所述写入晶体管写入所述视频信号时防止电流流入所述驱动晶体管。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述像素中，切换向所述驱动晶体管提供驱动电流的电源供给线的电源电位，从而控制所述光电元件的发光和不发光。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，当所述写入晶体管写入所述视频信号时，所述控制元件切断所述驱动晶体管的栅极与所述写入晶体管和所述存储电容器的节点之间的电连接。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，当所述写入晶体管写入所述视频信号时，所述控制元件切断所述驱动晶体管与所述电源线之间的电连接。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，当所述写入晶体管写入所述视频信号时，所述控制元件切断所述驱动晶体管与所述光电元件之间的电连接。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，提供所述视频信号的所述信号线至少获取反映灰度级的信号电位及用于初始化所述驱动晶体管的栅极电压的基准电位这两个值。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，当所述信号线具有所述基准电位时，所述控制元件使电流流入所述驱动晶体管，所述写入晶体管写入所述基准电位，从而初始化所述驱动晶体管的栅极电压，并执行阈值校正处理，以将所述驱动晶体管的源极电压向着从初始化电位中减去所述驱动晶体管的阈值电压获得的电位而改变。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，通过将所述写入晶体管置于非导通状态或使所述控制元件防止电流流入所述驱动晶体管来结束所述阈值校正处理。
9.一种用于显示装置的驱动方法，所述显示装置中以矩阵形式配置多个像素，每个像素具有：光电元件；写入晶体管，写入视频信号；驱动晶体管，根据由所述写入晶体管所写入的所述视频信号来驱动所述光电元件；存储电容器，连接在所述驱动晶体管的栅极与源极之间，用来存储由所述写入晶体管所写入的所述视频信号，所述驱动方法包括以下步骤：
当所述写入晶体管写入所述视频信号时，防止电流流入所述驱动晶体管。
10.一种具有显示装置的电子设备，所述显示装置中以矩阵形式配置多个像素，每个像素包括：
光电元件；
写入晶体管，写入视频信号；
驱动晶体管，根据由所述写入晶体管所写入的所述视频信号来驱动所述光电元件；
存储电容器，连接在所述驱动晶体管的栅极与源极之间，用来存储由所述写入晶体管所写入的所述视频信号；以及
控制元件，执行控制，从而当所述写入晶体管写入所述视频信号时防止电流流入所述驱动晶体管。
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