CN102103827B - 显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了显示装置的驱动方法，该显示装置包括发光元件；晶体管，该晶体管确定取决于该晶体管的栅极电压的从电源线提供给发光元件的电流；保持晶体管的栅极电压的电容器；第一电路单元，该第一电路单元被配置为允许该电容器保持数据线的电压；以及可以操作以便切断所述电流的开关。该显示装置还包括第二电路单元，该第二电路单元操作，使得当作为电流切断的结果在发光元件两端间的电压中发生改变时，与相对于在电流被切断之前获得的电压的发光元件两端间的电压的差成比例的电压被加到保持在所述电容器内的电压上，并且得到的电压被施加到晶体管的栅极上。

Description

显示装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及包括发光元件的显示装置的驱动方法。
背景技术
在诸如有机电致发光(EL)显示装置的发射型显示装置中，多个像素被以矩阵形式布置在基板上，每个像素包括发光元件。为了允许各像素的发光元件以准确相应于图像数据的亮度发光，精确地控制流过发光元件的电流。
显示装置具有为各个像素提供的像素电路。每个像素电路包括诸如薄膜晶体管(TFT)、电容器等的电路元件。为了逐行地顺序选择像素电路并且向它们写数据，布置有控制信号线，每个该控制信号线连接到位于相应一行内的像素电路，由此逐行地控制像素电路。还布置有数据线，每个数据线连接到位于相应一列内的像素电路，从而向像素传输图像数据。
有机EL元件的长期使用趋向于产生由于取决于经过有机EL元件的电流的积累量的劣化而导致的亮度降低。由经过有机EL元件的电流所导致的有机EL元件的亮度降低是不可逆的。即，一旦有机EL元件的亮度降低，亮度将永远不会返回其初始值。日本专利公开No.2006-91709公开了一种补偿亮度随时间降低的技术。更具体地，在这种技术中，通过检测电路检测当电流经过有机EL元件时在有机EL元件两端间出现的电压，并且将其记录在存储器内，并且根据被记录的在有机EL元件两端间出现的电压校正图像数据。
在通过外部电路读取有机EL元件两端间的电压并且根据读取的电压校正图像数据的技术中，必须在每个像素电路中设置附加电路，以便读取有机EL元件两端间的电压并且将读取的电压输出到像素电路之外。由于在与显示图像的时段不同的时段内执行有机EL元件两端间的电压的读取，存储器必须存储对于所有像素中的每个像素的读取的有机EL元件两端间的电压，并且附加电路必须根据存储在存储器中的电压计算校正值。
发明内容
本发明提供了一种驱动显示装置的方法，该显示装置包括用于每个像素的被配置为自动校正发光元件两端间的电压的像素电路。
根据本发明的一个方面，提供了一种驱动显示装置的方法，所述显示装置包括包含布置在一对电极之间的发光层的发光元件、连接到数据线和电源线的像素电路、连接到所述电源线的恒压电源、以及布置在从所述恒压电源到所述发光元件的所述一对电极中的一个电极的电流路径中的第二开关，其中所述像素电路包括：晶体管，所述晶体管的源极连接到所述电源线，并且所述晶体管从所述晶体管的漏极向所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极提供电流；第一电容器，所述第一电容器的一端直接或通过电容器间接连接到这样的控制节点，所述控制节点直接或通过电容器间接连接到所述晶体管的栅极；第一开关，所述第一开关连接在所述数据线和所述控制节点之间；以及串联连接在所述控制节点和所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极之间的第三开关与第二电容器，该方法包括：导通所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，由此向所述发光元件提供电流，设定所述控制节点以具有等于所述数据线的数据电压的电压，并且在所述第二电容器的两端间保持所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极和所述控制节点之间的电势差；关断所述第二开关，由此切断流过所述发光元件的电流，从而所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极的电势发生改变，并且所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极的电势的此改变通过所述第二电容器产生所述控制节点的电势的改变；以及关断所述第三开关并且导通所述第二开关，由此向所述发光元件提供相应于所述晶体管的栅极电势的电流。
在根据本发明的该方面的驱动显示装置的方法中，经过发光元件的电流取决于由于随时间的劣化而导致的发光元件两端间的电压的增加而增加，由此补偿各像素电路中的劣化所导致的亮度降低，而不需要附加的存储器或外部校正电路。
从下文参考附图对示例实施例的描述中，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出了根据本发明的一个实施例的显示装置的像素电路的图。
图2是示出了根据本发明的一个实施例的整个显示装置的图。
图3是示出了根据本发明的一个实施例的像素电路的操作的时序图。
图4A示出了发光元件在初始状态中的V-I特性和在劣化状态中的V-I特性，并且图4B示出了随时间的亮度改变。
图5是示出了根据本发明的变型实施例的显示装置的像素电路的图。
图6是示出了根据本发明的一个实施例的显示装置的像素电路的图。
图7是示出了根据本发明的一个实施例的像素电路的操作的时序图。
图8是示出了根据本发明的一个实施例的像素电路的操作的时序图。
图9是示出了根据本发明的一个实施例的显示装置的像素电路的图。
图10是示出了根据本发明的一个实施例的像素电路的操作的时序图。
图11是示出了根据本发明的变型实施例的显示装置的像素电路的图。
图12是示出了根据本发明的实施例的数字静态照相机的总体配置的框图。
具体实施方式
下文参考实施例进一步详细地描述本发明。在下文描述的实施例中，仅以示例方式假定显示装置是有机EL显示装置。应注意，本发明可被应用于使用其它类型的发光元件(诸如无机EL元件、LED等)的显示装置。
第一实施例
像素电路的配置
图1示出了根据本发明的第一实施例的显示装置中的像素和连接到该像素的关联布线。像素1包括像素电路2和发光元件EL。
像素电路2连接到两条控制信号线5和6以及一条数据线9。用于选择行的控制信号P1和P2通过两条控制信号线5和6被输入像素电路2。与这些信号同步地，数据电压Vdata通过数据线9作为灰度级数据被输入。
第一晶体管Tr1用作给发光元件提供电流的驱动晶体管。第一晶体管Tr1的源极连接到电源线10，并且其漏极连接到发光元件EL的阳极。
在本描述中，晶体管的源极和漏极被如下这样定义，即当晶体管取决于该晶体管的栅极和一个端子之间的电势差而导通或关断时，此端子被称为源极，并且另一个端子被称为漏极。在晶体管为P沟道类型的情况下，电流从源极流到漏极。当电流沿相反方向流动时，电极的角色在源极和漏极之间交换。
第二晶体管Tr2是用作将数据线9连接到第一晶体管Tr1的栅极的第一开关的N沟道类型的晶体管。当控制信号P1上升到“H”(高)电平时，第二晶体管Tr2导通。当第二晶体管Tr2导通时，数据线9上的电势Vdata被捕捉到像素电路2中。在数据线电势Vdata高于第一晶体管Tr1的栅极电势的情况下，第二晶体管Tr2的连接到数据线9的端子作为漏极，而连接到第一晶体管Tr1的栅极的端子作为源极，并且电流从数据线9流向第一晶体管Tr1的栅极。另一方面，在数据线电势Vdata低于第一晶体管Tr1的栅极电势的情况下，电流在相反方向上流动。在这种情况下，源极和漏极相反地起作用。此后为了方便起见，当数据线电势Vdata低于第一晶体管Tr1的栅极电势时，第一晶体管Tr1被称为处于正常状态，并且连接到数据线9的端子被称为源极，而连接到第一晶体管Tr1的栅极的端子被称为漏极。
电容器C1的一端连接到控制节点N，控制节点N是Tr1的栅极和Tr2的漏极之间的节点，而电容器C1的另一端连接到恒定电势SC。电容器C1具有保持第一晶体管Tr1的栅极-源极电压的功能。
第三晶体管Tr3是N沟道类型的晶体管，其被串联到第二电容器C2。第三晶体管Tr3用作这样的开关，该开关位于控制节点N(Tr1的栅极和Tr2的漏极之间的节点)和发光元件EL的阳极端子之间，并且根据控制信号P2导通/关断。提供第三晶体管Tr3和电容器C2，以将由流过发光元件EL的电流的改变导致的发光元件EL两端间的电压的改变馈送回驱动晶体管的栅极。
发光元件EL包括两个电极，即阳极(A)和阴极(K)，并且还包括布置在阳极(A)和阴极(K)之间的有机EL发光层。发光元件EL的阳极或阴极连接到像素电路2。在图1所示的例子中，阳极被连接到像素电路2中的Tr1的漏极电极，而阴极被连接到地电势GND。可替换地，发光元件EL可被相反地连接，从而阳极接地。在此情况下，电流在从发光元件EL到晶体管Tr1的方向上流动。
在本描述中，任意电压被相对于地电势GND定义，地电势GND被连接到发光元件的与连接到像素电路的电极相对的电极。
像素电路2连接到电源线10，从恒压电源PW给电源线10提供恒定电压VCC。通过在行方向或列方向上延伸的电源线10给各像素电路2提供电源电压VCC。
在本实施例中，像素电路包括开关SW，该开关SW针对在行方向或列方向上延伸的各电源线10被设置，以便导通或关断电源线10和恒压电源之间的连接，从而导通或关断流过发光元件EL的电流。尽管在本实施例中开关SW被布置在电源线10和恒压电源之间，但是开关SW可被布置在恒压电源和发光元件EL之间的电流路径内的任意位置。此后，开关SW将被称为第二开关，并且第三晶体管Tr3将被称为第三开关。
显示装置的配置
每个像素电路2被连接到在行方向上延伸的两条控制信号线以及在列方向上延伸的一条数据线。像素1被以矩阵形式在行方向和列方向上布置，从而如图2所示形成有源矩阵显示装置，每个像素1包括发光元件EL和像素电路2。
在图2所示的例子的有源矩阵显示装置中，像素1被以具有m行和n列的二维矩阵的形式布置。每个像素1包括分别被配置用于发射3种颜色，即红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三个发光元件EL，以及给对应发光元件EL提供电流的三个像素电路2。在图2中，仅示出了n条数据线9。然而，实际上，每个像素被连接到三条数据线R、G和B，因此数据线的实际总数是3n。
虽然图2中未示出，但是存在在行方向或列方向上延伸的多条电源线10。行控制电路3和列控制电路4被布置在围绕像素阵列的区域内。信号线从行控制电路3延伸，从而每行具有两条信号线。控制信号P1(1)到P1(m)和P2(1)到P2(m)被输出到m行信号线。每行的第一控制信号P1被通过相应的P1信号线(第一控制信号线)5输入该行中的像素电路2。每行的第二控制信号P2被通过相应的P2信号线(第二控制信号线)6输入该行中的像素电路2。列控制电路4被供给图像信号，并且从全部3n个输出端子输出数据电压Vdata。数据电压Vdata具有相应于灰度级的值，并且被通过数据线9输入到各列中的像素电路。
电路操作
图3是示出了图1中所示的像素电路2的操作的时序图。在这个时序图中，假定像素电路2位于第i行内。在图3中，部分(a)指示数据线上的数据信号Vdata，部分(b)指示第i行内的信号线P1上的控制信号P1(i)，部分(c)指示第i行内的P2信号线上的控制信号P2(i)，部分(d)指示开关SW的导通/关断状态，部分(e)指示晶体管Tr1的源极电压Vs，部分(f)指示晶体管Tr1的栅极电压Vg，并且部分(g)指示发光元件EL的阳极电压。应注意，所有电压被相对于发光元件EL的阴极定义。
在对于第i行的编程时段之前，该操作具有对于第(i-1)行的编程时段，并且在对于第i行的编程时段之后，该操作具有对于第(i+1)行的编程时段。在对于第(i-1)行的编程时段中，通过数据线提供数据信号V(i-1)，而在对于第(i+1)行的编程时段中，提供数据信号V(i+1)。
每个编程时段具有两个子时段，即采样时段(时段A)以及Vel补偿时段(时段B)，在采样时段中灰度级数据被捕捉到像素电路中，在Vel补偿时段中根据本发明的本实施例执行Vel补偿。在每个像素中，在每个编程时段期间对图像数据进行编程，并且在编程时段之后的显示时段(时段C)期间像素发光。紧接在编程时段之前的显示时段(时段C′)是这样的时段，即在该时段中根据在先前编程时段中被写入的数据发光。在图3所示的例子中，从一个编程时段到下一个编程时段发光继续。然而，取决于状况，可以停止发光，并且可以在随后的时段中不发光。
下面将更详细地描述各个时段(A)到(C)中的操作。
采样时段(时段A)
在采样时段(时段A)中，开关SW导通，从而电源VCC被连接到像素电路2，并且由此晶体管Tr1的源极电压(Vs)变为等于VCC。用于像素(位于第i行内)的数据电压Vdata(V(i))被从列控制电路4提供到数据线9。
信号P1(i)＝“H”(高电平)被提供给第i行内的P1信号线，并且信号P2(i)＝“H”被提供给第i行内的P2信号线。用作第一开关的晶体管Tr2响应于通过第i行内的P1信号线被提供的信号P1(i)＝“H”导通，并且用作第三开关的晶体管Tr3响应于通过第i行内的P2信号线被提供的信号P2(i)＝“H”导通。结果，数据电压Vdata(V(i))通过晶体管Tr2被传输到直接连接到晶体管Tr1的栅极和电容器C1的一个端子的控制节点N，并且数据电压Vdata(V(i))被像素电路2采样。因此，发光元件EL的阳极和控制节点N之间的电势差被保持在第二电容器内。
经采样的电压V(i)使得晶体管Tr1的栅极-源极电压Vgs＝Vs-Vg等于VCC-V(i)。如果此栅极-源极电压Vgs高于晶体管Tr1的阈值电压Vth，漏极电流取决于栅极-源极电压Vgs＝Vs-Vg相对于阈值电压Vth的超出部分流过晶体管Tr1。更具体地，如下列式(1)所示，漏极电流由等于VCC-V(i)-Vth的值确定。
I＝β(VCC-V(i)-Vth)2    (1)
其中β是取决于晶体管Tr1的特性的常数。等于上述漏极电流的电流流过发光元件EL。
当电流流过发光元件EL时，由发光元件EL的V-I特性确定阳极电压VelON，即如下面式(2)中描述的，阳极电压VelON取决于流过发光元件EL的电流I与发光元件EL两端间的电压Vel之间的关系。
VelON＝Vel(I)          (2)
因此，电容器C2被充电至等于V(i)-VelON的电压。
Vel补偿时段(时段B)
当P1信号线上的电压从“H”改变为“L”(低电平)时，晶体管Tr2关断，并且采样时段结束，而Vel补偿时段(时段B)开始。作为响应，第二开关SW关断，并且流过发光元件EL的电流被切断。P2信号线被保持为“H”，因此晶体管Tr3保持为导通状态。
在开关SW关断之后，晶体管Tr1的漏极电压向着发光元件EL的关断电压VelOFF下降。虽然栅极电压也下降，但是第二晶体管Tr2自采样时段的结束已经处于关断状态，因此存储在电容器C1的正电极上的电荷和存储在电容器C2的负电极上的电荷维持在其内而不会离开。总电荷被以下面所示的式(3)给出。
-C1(VCC-V(i))+C2(V(i)-VelON)    (3)
因此，当如图3的部分(f)和(g)所示，在Vel补偿时段中发光元件的阳极电压已经改变并且最终稳定在等于关断电压VelOFF的值时，晶体管Tr1的栅极电压Vg被以下面示出的式(4)给出。
Vg＝V(i)-(C2/(C1+C2))(VelON-VelOFF)    (4)
也就是说，在此状态下，栅极电压Vg低于通过数据线给出的V(i)，并且差值等于发光元件EL两端间的电压的改变(即，VelON-VelOFF)乘以电容比(即，C2/(C1+C2))。这个电压作为用于第i行的经编程的电压被给予像素电路。该经编程的电压被施加到第一晶体管Tr1的栅极，从而确定流过发光元件EL的电流。
在本实施例中，如上所述，数据电压V(i)未被直接用作经编程的电压，而是作为替代，数据电压V(i)加上与发光元件EL两端间的电压的改变成比例的电压被用作经编程的电压，从而由发光元件EL的劣化导致的发光元件EL两端间的电压的改变被反馈回栅极电压，从而通过电流增大来补偿由劣化导致的亮度降低。稍后将更详细地讨论对亮度降低的补偿。
显示时段(时段C)
在晶体管Tr1的栅极电压已经改变并且稳定在上述电压，并且编程已经完成之后，P2信号线从″H″切换到″L″，以便使得晶体管Tr3关断。
晶体管Tr3的关断使得晶体管Tr1的栅极与发光元件EL的阳极断开。然而，由于电容器C1上的电荷维持不变，栅极电压Vg维持为由式(4)给出的值。如果在晶体管Tr3保持在关断状态时，连接在电源和像素之间的开关SW再次导通，则晶体管Tr1的源极电压Vs变得等于VCC，并且晶体管Tr1被以取决于由式(4)给出的栅极电压Vg的导通水平(conduction level)而导通。由式(4)给出的显示时段中的栅极电压Vg低于采样时段中的栅极电压V(i)，因此与采样时段相比，在显示时段中更大的电流流过发光元件EL，并且发光元件EL的阳极电压变得高于VelON。
也就是说，如上所述，经编程的电压被如下地给出。首先，在像素电路中对通过数据线给出的数据电压采样。在采样完成之后，开关SW被一度与驱动晶体管(晶体管Tr1)的源极断开，并且驱动晶体管(晶体管Tr1)的栅极与发光元件断开。在这种状态下，如果开关SW再次导通，驱动晶体管(晶体管Tr1)的栅极电势变得下降取决于发光元件EL两端间的电压的量，并且此栅极电压最终被作为经编程的电压给出。当编程完成时，驱动晶体管(晶体管Tr1)的栅极-源极电压等于通过对数据线上的电压采样而获得的栅极-源极电压加上发光元件EL的电压的改变，并且因此该栅极-源极电压的绝对值大于编程之前获得的值。
在显示时段中流过发光元件EL的电流由该经编程的电压确定，即由在栅极电势已经下降的状态下的驱动晶体管(晶体管Tr1)的栅极电压确定。在此状况下流动的此电流大于通过以上述方式采样的初始数据电压确定的电流。可通过测量预先得知经过发光元件EL的电流Iel和发光亮度L之间的关系。因此，数据电压V(i)可被设定为使得当电流经过发光元件EL时，发光元件EL以等于由图像数据所预期的正确亮度的亮度发光。
虽然数据电压V(i)自身不直接确定发光亮度，但是数据电压V(i)可被设定为接近最终的经编程的电压。发光元件EL两端间的电压的改变(即，VelON-VelOFF)源于在栅极电压V(i)下流动的电流。如果此电流比发光时流过发光元件EL的电流小得多，则栅极电势的大量的下降是必需的，这可导致准确性降低。
对于亮度降低的补偿
如上所述，有机EL元件的长期使用可导致V-I特性改变，而V-I特性的改变可导致亮度降低。在具有大量像素的有机EL显示装置的情况下，每个像素具有不同的发光方面的历史，即，即使所有像素最初具有类似的特性，亮度随时间的改变对于每个像素也是不同的。由于亮度降低是由有机EL元件的劣化导致的，因此即使停止发光，降低的亮度也不会回到初始值。
图4A示出了由发光元件EL的长期使用导致的V-I特性的改变的例子。V-I特性的改变可导致相同电流量所需的发光元件EL两端间的电压的增加。图4B示出了针对恒定电流连续经过发光元件EL的情况的作为时间函数的亮度的改变的例子。可以看到，亮度随着时间降低。
在根据本发明的本实施例的像素电路中，栅极电压电平(栅极电势)下降等于发光元件EL两端间的电压的改变的量，因此，由劣化导致的发光元件EL的电压的增加使得栅极电压电平的下降量增大，其被反馈以便增大流过发光元件EL的电流。结果，抑制了由于发光元件EL的劣化导致的亮度降低。
由于不管劣化如何，在采样时段A期间对于相同数据电压V(i)，流过发光元件EL的电流IelON没有差别，因此，由劣化导致的发光元件EL两端间的电压的改变量等于获得相同电流IelON所需的电压的改变量，即，等于图4A所示的从VelON1到VelON2的差。此电压差的值被乘以因子k＝C2/(C1+C2)，并且得到的值被反馈到晶体管Tr1的栅极。因此，显示时段中的电流被如下地给出。
对于初始状态：
I1＝β(VCC-V(i)-Vth+k(VelON1-VelOFF1))2
对于劣化状态：
I2＝β(VCC-V(i)-Vth+k(VelON2-VelOFF2))2
劣化之后施加在发光元件两端间的电压VelON2大于劣化之前施加在发光元件两端间的电压VelON1，并且取决于VelON2和VelON1之间的差，晶体管Tr1的电流从I1增大到I2。通过确定系数k以使得电流的增大导致亮度增加等于由劣化导致的亮度降低的量，可以补偿由于老化导致的发光元件EL劣化所导致的亮度降低，而不必校正数据电压V(i)。可以通过设定C1与C2的电容比将系数k设定为从0至1的任意值。
应注意，由于发光元件EL两端间的电压的改变取决于数据电压，因此电流的校正量还取决于数据电压。也就是说，电流校正不是以恒定量执行，而是以取决于灰度级信号V(i)的电平的量执行。在检测发光元件两端间的电压并且将检测值传输到外部电路的常规技术中，不能获得足够长的时间以便检测发光元件两端间的电压。因此，检测当固定电流经过发光元件时在发光元件两端间出现的电压，并且基于此检测值，计算用于所有灰度级的校正电压。相对照地，在本发明的本实施例中，可对于任意灰度级准确地确定校正电流，并且因此可以在校正中实现高精度。
在本发明的本实施例中，在电流经过发光元件EL的状态下的阳极电压与在没有电流经过发光元件EL的状态下的阳极电压之间的差被自动反馈到像素电路中的驱动晶体管的栅极电压，从而增大电流以消除由于劣化导致的亮度降低。通过对于每个像素检测EL元件电压并且将其记录在存储器内，可逐像素地补偿由劣化导致的亮度降低，而不必校正数据。
图5示出了本发明的本实施例的变型。此变型是通过如下操作根据图1所示的电路实现的，即将开关SW的位置移动到像素电路2内部以使得开关SW被布置在电源线10与第一晶体管Tr1的源极之间，并且进一步除去了恒压线SC，并将电容器C1的另一个端子(与连接到Tr1的栅极的端子相对)连接到第一晶体管Tr1的源极。其它与图1类似的元件被以类似的附图标记指示。以与上文参考图3所示的时序图描述的方式类似的方式执行操作。将开关SW布置在像素电路2内部导致开关电流减少，因此变得可减小开关SW的大小。
第二实施例
图6示出了根据本发明的第二实施例的显示装置的像素电路2。
在根据第二实施例的像素电路中，除去了在第一实施例中使用的第二开关SW，而作为替代，第四晶体管Tr4被布置在第一晶体管Tr1的漏极和发光元件EL的阳极之间，并且另外，提供附加的P3信号线7以给第四晶体管Tr4的栅极提供信号。其它电路元件类似于根据第一实施例的像素电路中的电路元件，并且这些类似的电路元件被以类似于第一实施例的附图标记指示。除了各行具有附加的P3信号线P3(1)到P3(m)之外，显示装置的总体配置类似于图2所示的配置。
作为第一实施例中的开关SW的替代提供第四晶体管Tr4，并且第四晶体管Tr4用作导通和关断流过发光元件EL的电流的第二开关。作为如图5那样定位第四晶体管Tr4的替代，第四晶体管Tr4可被连接在电源线10和第一晶体管Tr1的源极之间。
图7是示出了根据本发明的本实施例的像素电路的操作的时序图。在图7中，与图3类似的信号、时段、部分等被以类似的附图标记指示。第四晶体管Tr4取决于通过P3信号线被供给的控制信号处于“H”电平还是“L”电平而导通或关断。采样时段(A)、Vel补偿时段(B)和显示时段(C)中的操作类似于第一实施例中的操作。以类似于第一实施例的方式执行对于由于劣化导致的发光元件EL的亮度降低的补偿。图8是示出了图6所示的电路的另一个操作的时序图。在图8中，(b′)、(c′)和(d′)指示用于第(i+1)行的控制信号。虽然未示出信号(e)到(f)，但是这些信号与图7中的信号类似。在图8中，在对于第i行的Vel补偿时段(B)开始时，用于接下来的第(i+1)行的P1信号线上的控制信号P1(i+1)以及P2信号线上的控制信号P2(i+1)被切换为“H”电平。同时，第(i+1)行的数据线上的电压被切换为数据电压V(i+1)，并且对于第(i+1)行的采样开始。对于第i行的Vel补偿时段(B)和显示时段(C)中的操作与图7所示的操作类似。通过如上所述在部分编程时段中并行执行对于两行的操作，变得可减少总的垂直扫描时间。
第三实施例
图9示出了根据本发明的第三实施例的包括发光元件EL的像素电路2的配置的例子。
除了图9所示的根据第三实施例的电路附加地包括连接在第一晶体管Tr1的栅极和第二晶体管Tr2的漏极之间的第三电容器C3、并且附加地包括第五晶体管Tr5和第四控制信号线(P4信号线)之外，图9所示的根据第三实施例的电路类似于图6所示的电路。第五晶体管Tr5连接在第一晶体管的栅极和漏极之间，并且第四控制信号线(P4信号线)连接到第五晶体管Tr5的栅极。其它电路元件及其连接类似于图6所示电路中的电路元件和连接，并且以类似的附图标记指示与图6类似的电路元件。
在本实施例中，第二晶体管Tr2的控制节点N被通过第三电容器C3连接到第一晶体管的栅极。第五晶体管用作被设置用于下面详细描述的自动零调整操作(automatic zero adjustment operation)的第四开关。
图10是示出了图9所示的像素电路的操作的例子的时序图。如同第一和第二实施例，每个像素的操作包括编程时段和显示时段。显示时段不必具有100％的占空比(duty)，而是可以具有任意占空比。在根据本实施例的电路操作中，编程时段具有下列5个子时段，即预充电时段(时段A)、自动零调整时段(时段B)、采样时段(时段C)、VelON检测时段(时段D)和Vel补偿时段(时段E)。
预充电时段(时段A)
在预充电时段(时段A)中，P1信号线和P2信号线被设定为“H”电平，而数据线被设定为等于参考电压Vref。参考电压Vref可被设定为与数据无关的任意恒定值。P3信号线和P4信号线两者为“H”电平，并且晶体管Tr4和Tr5被导通。晶体管Tr1的栅极和漏极被连接在一起，使得晶体管Tr1起二极管的作用(此后，此连接将被简称为二极管连接)。
在这种状况下，电流从以二极管连接形式连接的晶体管Tr1流入发光元件EL，并且晶体管Tr1的栅极电压变得等于发光元件EL的阳极电压。电容器C3被充电到等于Vref-Vel的电压。
自动零调整时段(时段B)
在预充电时段(时段A)之后的自动零调整时段(时段B)中，P3信号线被设定为“L”，而P1信号线、P2信号线和P4信号线都被保持为“H”。结果，晶体管Tr2、晶体管Tr3和晶体管Tr5导通，并且晶体管Tr4关断。因此，在前一时段(A)中流入发光元件EL的晶体管Tr1的漏极电流在此时段(B)中流入晶体管Tr5，从而给电容器C3放电。结果，晶体管Tr1的栅极电势上升，并且该晶体管Tr1的漏极电流减小。在经过一个特定时段之后，晶体管Tr1的栅极-源极电压达到阈值电压Vth，并且晶体管Tr1的漏极电流变得等于零。
结果，电容器C3保持等于数据线9上的参考电压Vref与晶体管Tr1的栅极电压VCC-Vth之间的差的电压。即，自动零调整时段作为这样的时段，在该时段中，晶体管Tr1的栅极-源极电压Vgs被设定为等于阈值电压Vth，从而使得可以设定晶体管Tr1以便在随后时段中提供独立于阈值电压的差异的驱动电流。
采样时段(时段C)
在采样时段(时段C)中，P4信号线被设定为“L”电平，从而隔离晶体管Tr1的栅极。数据线从Vref切换到数据电压Vdata＝V(i)。控制节点上的电势根据数据线上的电压的改变而改变，并且控制节点上的电势的改变通过电容器C3使得晶体管Tr1的栅极电势改变。结果，晶体管Tr1的栅极-源极电压Vgs变得比Vth大Vref-V(i)。因此，晶体管Tr1被设定为使得不管阈值电压的不均匀性如何或阈值电压的随时间的改变如何，晶体管Tr1均提供仅由数据电压V(i)确定的电流。
VelON检测时段(时段D)
在VelON检测时段(时段D)中，P3信号线被设定为“H”以导通晶体管Tr4，从而使得取决于数据电压V(i)的电流流过发光元件EL。应注意，在此阶段流动的电流仍不能提供准确的亮度。通过流过发光元件EL的电流和取决于在这个时间点的发光元件EL的劣化的V-I特性，确定发光元件EL的阳极电压VelON。在此状况下，施加在电容器C2两端间的电压等于控制节点N与发光元件EL的阳极之间的差，即V(i)和VelON之间的差。
Vel补偿时段(时段E)
在Vel补偿时段(时段E)中，P1信号线和P3信号线被设定为“L”，从而关断晶体管Tr2和晶体管Tr4。结果，经过发光元件EL的电流被切断，并且发光元件EL的阳极电压变得等于VelOFF，即地电势GND。通过阳极电压的改变乘以取决于C1和C2的电容比的因子得到的值被通过晶体管Tr3传递到三个电容器(C1、C2和C3)的公共节点、即控制节点N，并且这通过电容器C3使得晶体管Tr1的栅极电压改变。结果，晶体管Tr1的栅极电势下降等于C2/(C1+C2)×(VelON-VelOFF)的量，从而晶体管Tr1的栅极-源极电压的绝对值出现相应的增加。
在上述处理期间，电容器C3两端间的电压维持为Vref-Vth，并且电容器C1两端间仍然保持相应于数据电压V(i)的电压。通过晶体管Tr1的栅极-源极电压、即电容器C1两端间的电压和电容器C3两端间的电压的和，确定在随后显示时段中的晶体管Tr1的电流。因此，在本实施例中，串联连接的电容器C1和C3的组合电容对应于上述第一实施例中的电容器C1。
显示时段(时段F)
在包括上述子时段A～E的编程时段之后的显示时段(时段F)中，P2信号线被设定为“L”，以关断晶体管Tr3。结果，反馈环被切断，从而阳极电压的任何进一步的改变不再导致晶体管Tr1的栅极电压改变。与P2信号线的设定同时地，P3信号线被设定为“H”，从而晶体管Tr4导通。结果，开始发光。发光元件EL的阳极电压变得比在VelON检测时段(时段D)中出现的电压VelON高，并且从晶体管Tr1提供的电流增大相应于发光元件EL的阳极电压的增加的量。因此，从晶体管Tr1提供给发光元件EL的电流变得比采样时段中的电流大。
当对于特定的经编程的行(第i行)的显示时段开始时，对于下一行(第(i+1)行)的编程时段开始。即，当相对于下一行来看时，对于第i行的显示时段(F)基本与对于第(i+1)行的预充电时段的开始同时地开始。应注意，在显示时段(F′)中，数据电压Vdata是针对前一行(第(i-1)行)的数据电压(V(i-1))。
以类似于上述第一实施例的方式执行对发光元件EL的劣化的补偿。参数被设定为使得晶体管Tr1的电流的增大导致亮度增加等于由发光元件EL的劣化导致的亮度降低量的量，从而补偿由发光元件EL的时间相关的劣化所导致的亮度降低。更具体地，通过适当选择电容器C1和C2的电容比完成该设定。
在本实施例中，即使在多个第一晶体管之间存在阈值差异，仍可通过在自动零调整时段中设定栅极-源极电压以便消除阈值差异的影响，以在不受阈值差异的影响的情况下显示图像。另外，在本实施例中，在如下两个状态之间的阳极电压的差被反馈到像素中的驱动晶体管的栅极电压，从而流过发光元件EL的电流增大，以便使亮度增加等于由劣化导致的亮度降低的量，从而逐像素地补偿由劣化导致的亮度降低，该两个状态为没有电流经过发光元件EL的状态，以及电流经过发光元件EL从而获得准确的预期亮度的状态。
图11示出了图9所示的像素电路的变型的例子。在图9所示的像素电路中，电容器C1的一端被连接到晶体管Tr2的源极。相对照地，在图11所示的像素电路中，电容器C1的一端被连接到晶体管Tr1的栅极。除了上述内容之外，图11所示的像素电路的配置类似于图9所示的配置。在此电路中，与图9所示的电路不同，利用C1和C3的比来调整通过采样数据线上的数据电压而给出的栅极电压，并且通过C2和C3的组合电容与C1的电容的比，调整从发光元件EL的阳极电压反馈到晶体管Tr1的栅极电压的电压。通过电容器C1两端间的电压确定流过发光元件EL的电流。
在本发明的上述第一到第三实施例中，显示装置包括发光元件EL、调整提供给发光元件EL的电流的晶体管、保持相应于由该晶体管提供给发光元件EL的电流的电压的电容器、第一开关、第二开关以及第三开关，该第一开关操作以便将数据线上的信号电压捕捉到像素电路内并且将其保持在该像素电路内，该第二开关布置在这样的电流路径中间并且操作以切断电流，通过该电流路径电流被提供给发光元件EL，该第三开关操作以便通过电容器将发光元件EL两端间的电压的改变反馈到像素电路。第二开关通常布置在像素电路内。然而，第二开关可如同第一实施例那样被布置在像素电路之外，在第一实施例中，第二开关SW被在外部布置在电源线和恒压电路之间。
下面所示的表总结了不同实施例(第一实施例(图1)、第二实施例(图6)、第三实施例(图9)和第三实施例的变型(图11))之中的电路元件的相应关系。
表
第一开关和用于控制第一开关的关联控制信号线形成这样的电路单元，该电路单元操作以将数据线上的信号电压捕捉到像素电路中，并且将其保持在该像素电路内。此电路单元被称为第一电路单元。第一电路单元具有对数据线上的信号电压进行采样的功能。第一开关可将数据线直接或通过电容器间接连接到像素电路。
第三开关和用于控制第三开关的关联控制信号线形成第二电路单元，该第二电路单元操作以通过电容器将发光元件EL两端间的电压的改变反馈到像素电路。更具体地，发光元件EL两端间的电压的改变被加到控制被提供给发光元件EL的电流的驱动晶体管的栅极电压上，从而提供被实际施加到驱动晶体管的栅极的新栅极电压。在上述实施例中，通过电容器和开关的串联连接实现第二电路单元。可替换地，可以用更复杂的方式配置第二电路单元，以便输入发光元件EL两端间的电压，以适当的因子减小输入电压，并且将结果电压加到栅极电压上。
第四实施例
图12是示出了包括根据本发明的实施例的显示装置的数字静态照相机系统的框图。由图像拾取单元51捕获的图像或存储在存储器54中的图像被图像信号处理电路52处理，并且被显示在显示板53上。根据通过操作单元56输入的命令，CPU55控制图像拾取单元51、存储器54、图像信号处理电路52和其它部件，以执行图像的捕获、记录、回放或显示。
根据本发明的上述实施例之一的包括以矩阵形式布置的自发光类型的发光元件的显示装置以及该显示装置的驱动方法可获得诸如有源矩阵显示装置的应用，该有源矩阵显示装置被配置为使用在电路的控制下在特定时段期间导通和关断的自发光类型的发光元件(诸如EL(电致发光)元件)显示图像。
该显示装置可被用于例如实现便携电话、便携计算机、静态照相机和摄像机等中使用的信息显示装置。该显示装置还可用于实现上述的两个或多个功能。信息显示装置可包括信息输入单元。在便携电话的情况下，信息输入单元可以是天线。在PDA或便携计算机的情况下，信息输入单元可以包括用作与网络的接口的单元。在静态照相机或摄像机的情况下，信息输入单元可以包括诸如CCD传感器和CMOS传感器等的传感器。
虽然已经参考示例实施例描述了本发明，应当理解，本发明不限于公开的示例实施例。下面的权利要求的范围应被给予最宽泛的解释，以便包含所有这些变型以及等同结构和功能。

Claims (2)

1.一种驱动显示装置的方法，所述显示装置包括包含布置在一对电极之间的发光层的发光元件、连接到数据线和电源线的像素电路、连接到所述电源线的恒压电源、以及第二开关，所述第二开关布置在从所述恒压电源到所述发光元件的所述一对电极中的一个电极的电流路径中，其中所述像素电路包括：晶体管，所述晶体管的源极连接到所述电源线，并且所述晶体管从所述晶体管的漏极向所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极提供电流；第一电容器，所述第一电容器的一端连接到晶体管的栅极或者连接到控制节点，所述控制节点直接或通过第三电容器间接连接到所述晶体管的所述栅极；第一开关，所述第一开关连接在所述数据线和所述控制节点之间；以及串联连接在所述控制节点和所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极之间的第三开关与第二电容器，该方法包括：
导通所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，由此向所述发光元件提供电流，设定所述控制节点以具有等于所述数据线的数据电压的电压，并且在所述第二电容器的两端间保持所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极和所述控制节点之间的电势差；
关断所述第一开关和所述第二开关，由此切断流过所述发光元件的电流，从而在电流切断前后所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极的电势发生改变，并且所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极的电势的此改变通过所述第二电容器产生所述控制节点的电势的改变；以及
关断所述第三开关并且导通所述第二开关，由此向所述发光元件提供相应于所述晶体管的栅极电势的电流。
2.一种驱动显示装置的方法，所述显示装置包括包含布置在一对电极之间的发光层的发光元件、连接到数据线和电源线的像素电路、连接到所述电源线的恒压电源、以及第二开关，所述第二开关布置在从所述恒压电源到所述发光元件的所述一对电极中的一个电极的电流路径中，其中所述像素电路包括：晶体管，所述晶体管的源极连接到所述电源线，并且所述晶体管从所述晶体管的漏极向所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极提供电流；第四开关，所述第四开关被配置用于在所述第四开关导通时使所述晶体管的栅极和漏极短路；第三电容器，所述第三电容器的一端连接到所述晶体管的栅极以及所述第四开关；第一电容器，所述第一电容器的一端连接到所述晶体管的所述栅极或者连接到控制节点，所述控制节点通过所述第三电容器间接连接到所述晶体管的栅极；第一开关，所述第一开关连接在所述数据线和所述控制节点之间；以及串联连接在所述控制节点和所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极之间的第三开关与第二电容器，该方法包括：
将所述数据线设为基准电压，导通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关由此向所述发光元件提供电流，并且在所述第三电容器两端间保持所述基准电压与所述发光元件的所述一对电极间的电压之间的电压差；
关断所述第二开关由此切断流过所述发光元件的电流，将所述晶体管的栅极与源极之间的电压设定为所述基准电压，并且此时的所述基准电压与所述晶体管的栅极电压之间的电压差被保持在所述第三电容器的两端间；
关断第四开关并将所述数据线设定为数据电压，从而响应于所述数据线的电压变化来改变所述控制节点的电势以及所述晶体管的栅极电势；
在再次导通所述第二开关之后，关断所述第一开关以及第二开关，由此切断流过所述发光元件的电流，从而在电流切断前后所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极的电势发生改变，并且所述发光元件的所述一对电极中的所述一个电极的电势的此改变通过所述第二电容器产生所述控制节点的电势的改变；以及
关断所述第三开关并且导通所述第二开关，由此向所述发光元件提供相应于所述晶体管的栅极电势的电流。
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