CN103229227B - 显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种具备配置为矩阵状的多个像素电路和电源电路的显示装置的驱动方法，所述像素电路分别具备发光元件、驱动晶体管、电容元件和开关晶体管，并由电源线与所述电源电路连接；所述驱动方法包括：调整所述电源电路对所述电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为所述发光元件的阈值电压以下；对所述驱动晶体管的栅电极施加复位电压，所述复位电压使所述驱动晶体管的栅电极-源电极间电压成为比所述驱动晶体管的阈值电压大的电压（a）；使数据电压保持于所述电容元件（c）；调整所述电源电路对所述电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为比所述发光元件的阈值电压大的电压，使所述发光元件与所述数据电压相应地发光（d）。

Description

显示装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及显示装置的驱动方法，特别涉及使用了有机电致发光（EL）元件的显示装置的驱动方法。
背景技术
近来，使用了有机EL元件的显示装置（以下称为有机EL显示装置）的开发以及实用化不断取得进展。有机EL显示装置一般具有：将分别具有有机EL元件的多个像素电路配置为矩阵状而成的显示部；和用于控制该显示部的控制电路。
关于在作为有源矩阵型而熟知的类型的有机EL显示装置中使用的像素电路，提出了包括少数的电路要素并且具有用于使有机EL元件以更正确且稳定的辉度发光的各种功能的电路结构及驱动方法（例如专利文献1）。
图8是表示专利文献1所公开的现有的像素电路90的电路图。像素电路90包括驱动晶体管TD、开关晶体管T1、T2、电容元件Cs以及有机EL元件EL。
像素电路90从未图示的控制电路经由选择线Lsea、Lseb被供给选择信号Vsea、Vseb，经由数据线Ld被供给检查用电压Vmeas以及色阶电压Vdata，经由电源线La、共用电极Ec被供给电源电压。
根据像素电路90，首先，通过测定与检查用电压Vmeas的施加相应地在驱动晶体管TD中流动的电流，确定驱动晶体管TD的随时间变化的阈值电压，存储于图外的控制电路。然后，使用基于所存储的阈值电压而校正了的色阶电压Vdata使有机EL元件发光，由此与驱动晶体管TD的阈值电压的随时间变化无关地，使有机EL元件以更正确且稳定的辉度发光。
专利文献
专利文献1：特开2010-281872号公报
发明内容
但是，在上述现有的技术中，虽然能够通过对驱动晶体管的阈值电压的随时间变化进行校正而使有机EL元件以正确且稳定的辉度发光，但对减小1帧内的辉度变动在能够察觉的程度的、驱动晶体管的阈值电压的变动的对策，却还没有进行研究。
本发明是鉴于上述的课题而实现的，其目的在于提供可以在包括少数的电路要素的像素电路中减小驱动晶体管的阈值电压的随时间变化的显示装置的驱动方法。
为了达到上述目的，本发明的一技术方案所涉及的驱动方法，是显示装置的驱动方法，所述显示装置具备配置为矩阵状的多个像素电路和电源电路；所述像素电路分别具备：发光元件，其具有第1电极以及第2电极，所述第2电极连接于第2电源线；驱动晶体管，其源电极以及漏电极的一方连接于第1电源线，源电极以及漏电极的另一方连接于所述发光元件的第1电极；电容元件，其连接于所述驱动晶体管的栅电极，用于保持数据电压；以及开关晶体管，其切换所述电容元件与数据线的导通以及非导通；所述电源电路对所述第1电源线以及所述第2电源线输出电压；所述驱动方法包括：对全部所述像素电路同时调整所述电源电路对所述第1电源线或者所述第2电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为所述发光元件的阈值电压以下的步骤；对全部所述像素电路同时对所述驱动晶体管的栅电极施加复位电压，抑制所述驱动晶体管的阈值电压的变动的复位步骤，所述复位电压使所述驱动晶体管的栅电极-源电极间电压成为比所述驱动晶体管的阈值电压大的电压；按所述矩阵的每行依次使数据电压保持于所述电容元件的步骤；以及对全部所述像素电路同时调整所述电源电路对所述第1电源线或者所述第2电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为比所述发光元件的阈值电压大的电压，使所述发光元件根据所述数据电压而发光的步骤。
根据本发明的显示装置的驱动方法，所述驱动晶体管通过所述复位电压的施加而成为导通状态，由此能够抑制所述驱动晶体管的阈值电压Vth的变动，所以能够减小从所述驱动晶体管向所述发光元件供给的电流量的、因所述驱动晶体管的阈值电压的变动引起的误差。结果，由于从所述驱动晶体管向所述发光元件供给与所述数据电压更正确地对应的量的电流，所以能够使所述发光元件以更正确且稳定的辉度发光。
附图说明
图1是表示实施方式中的显示装置的结构的一例的功能框图。
图2A是表示实施方式中的像素电路的结构的一例的电路图。
图2B是表示实施方式中的像素电路的结构的另一例的电路图。
图3A是表示实施方式中的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
图3B是表示实施方式中的控制信号、电源电压以及数据信号的另一例的时间图。
图4是表示实施方式中的像素电路的工作的一例的电路图。
图5A是表示适于应用本发明的驱动方法的驱动晶体管的构造的一例的剖视图。
图5B是表示适于应用本发明的驱动方法的驱动晶体管的构造的另一例的剖视图。
图6A是表示实施例的像素电路的发光辉度的时间变化的曲线图。
图6B是由使用了实施例的像素电路的显示部进行的滚动显示的一例。
图7A是表示比较例的像素电路的发光辉度的时间变化的曲线图。
图7B是由使用了比较例的像素电路的显示部进行的滚动显示的一例。
图8是表示现有的像素电路的结构的一例的电路图。
符号说明
1：显示装置，2：显示部，3：控制电路，4：扫描线驱动电路，5：信号线驱动电路，6：电源电路，10、20、30：像素电路，TD：驱动晶体管，T1：开关晶体管，Cs：电容元件，EL：发光元件。
具体实施方式
本发明的一技术方案所涉及的驱动方法，是显示装置的驱动方法，所述显示装置具备配置为矩阵状的多个像素电路和电源电路；所述像素电路分别具备：发光元件，其具有第1电极以及第2电极，所述第2电极连接于第2电源线；驱动晶体管，其源电极以及漏电极的一方连接于第1电源线，源电极以及漏电极的另一方连接于所述发光元件的第1电极；电容元件，其连接于所述驱动晶体管的栅电极，用于保持数据电压；以及开关晶体管，其切换所述电容元件与数据线的导通以及非导通；所述电源电路对所述第1电源线以及所述第2电源线输出电压；所述驱动方法包括：对全部所述像素电路同时调整所述电源电路对所述第1电源线或者所述第2电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为所述发光元件的阈值电压以下的步骤；对全部所述像素电路同时对所述驱动晶体管的栅电极施加复位电压，抑制所述驱动晶体管的阈值电压的变动的复位步骤，所述复位电压使所述驱动晶体管的栅电极-源电极间电压成为比所述驱动晶体管的阈值电压大的电压；按所述矩阵的每行依次使数据电压保持于所述电容元件的步骤；以及对全部所述像素电路同时调整所述电源电路对所述第1电源线或者所述第2电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为比所述发光元件的阈值电压大的电压，使所述发光元件根据所述数据电压而发光的步骤。
根据这样的驱动方法，所述驱动晶体管通过所述复位电压的施加而成为导通状态，由此能够使所述驱动晶体管的阈值电压Vth的变动得到抑制，所以能够减小从所述驱动晶体管向所述发光元件供给的电流量的、因所述驱动晶体管的阈值电压的变动引起的误差。结果，由于从所述驱动晶体管向所述发光元件供给与所述数据电压更正确地对应的量的电流，所以能够使所述发光元件以更正确且稳定的辉度发光。
另外，所述驱动方法也可以在所述复位步骤之后且使所述数据电压保持于所述电容元件的步骤之前，还包括对所述驱动晶体管的栅电极施加比所述驱动晶体管的阈值电压小的电压的复位停止步骤。
根据这样的驱动方法，通过复位停止步骤的引入，在复位步骤与数据写入步骤之间的时间依行而不同的情况下，可以排除复位有效期间不同这一情况，结果，可以减轻或者消除显示上的问题，例如残像和/或窗口滚动时的拖尾、黑色浮动（黒浮き）、光栅显示时的均匀性等问题。
另外，也可以：所述发光元件的所述第2电极不经由电路元件而直接连接于所述第2电源线；所述驱动晶体管的源电极以及漏电极的一方不经由电路元件而直接连接于所述第1电源线；所述驱动晶体管的源电极以及漏电极的另一方不经由电路元件而直接连接于所述发光元件的第1电极。
另外，优选：所述像素电路不具备所述发光元件、所述驱动晶体管、所述电容元件以及所述开关晶体管以外的电路元件。
另外，优选：所述驱动晶体管为背沟道蚀刻型或者沟道保护膜型晶体管。
通过根据所述驱动方法驱动这样构成的显示装置，能够使用仅包括所述发光元件、所述驱动晶体管、所述电容元件以及所述开关晶体管的最单纯的像素电路得到上述的效果。
下面，对本发明的实施方式进行说明。另外，以下，在全部图中对于发挥同等的功能的要素赋予相同符号，并适当地省略重复的说明。
实施方式中的驱动方法，是对具有将多个像素电路配置为矩阵状而成的显示部的显示装置进行驱动的方法，包括用于减小构成所述各像素电路的驱动晶体管的阈值电压的变动的复位步骤。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示根据实施方式中的驱动方法而驱动的显示装置1的结构的一例的功能框图。
显示装置1包括显示部2、控制电路3、扫描线驱动电路4、信号线驱动电路5以及电源电路6。
显示部2通过将多个像素电路10配置为矩阵而成。在该矩阵的各行设有共同连接于在相同行配置的多个像素电路10的扫描信号线，在该矩阵的各列设有共同连接于在相同列配置的多个像素电路10的数据信号线。
控制电路3是控制显示装置1的工作的电路，从外部接受图像信号，控制扫描线驱动电路4、信号线驱动电路5，使得由该图像信号表示的图像显示于显示部2。
扫描线驱动电路4经由扫描信号线对像素电路10供给用于控制像素电路10的工作的控制信号。
信号线驱动电路5经由数据信号线对像素电路10供给与辉度对应的数据信号。
电源电路6对显示装置1的各部分供给显示装置1的工作用的电源。
图2A是表示像素电路10的结构的一例以及像素电路10与扫描线驱动电路4以及信号线驱动电路5的连接的一例的电路图。
在显示部2的各行，作为扫描信号线，设有信号线SCAN，在显示部2的各列，作为数据信号线，设有信号线DATA。
另外，在显示部2，设有传递从电源电路6输出的电源电压而分配给像素电路10的电源线VDD、传递从电源电路6输出的电源电压而分配给像素电路10的电源线VSS。电源线VDD、VSS共同连接于全部的像素电路10。
配置于显示部2的各像素电路10由配置有像素电路10的行的信号线SCAN连接于扫描线驱动电路4，并且由配置有像素电路10的列的信号线DATA连接于信号线驱动电路5。
信号线SCAN从扫描线驱动电路4向像素电路10传递用于控制像素电路10的工作的控制信号。信号线DATA从信号线驱动电路5向像素电路10传递与辉度对应的数据信号。
像素电路10是以与数据信号对应的辉度使有机EL元件发光的电路，包括驱动晶体管TD、开关晶体管T1、电容元件Cs以及发光元件EL。驱动晶体管TD、开关晶体管T1由p型的薄膜晶体管（TFT：ThinFilmTransistor）构成，发光元件EL由有机EL元件构成。
驱动晶体管TD的源极s连接于电源线VDD。
电容元件Cs的第1（纸面的左侧）电极连接于驱动晶体管TD的栅电极g，第2（纸面的右侧）电极连接于驱动晶体管TD的源电极s。
开关晶体管T1切换驱动晶体管TD的栅电极g与数据线DATA之间的导通以及非导通。
发光元件EL的第1（纸面的上侧）电极连接于驱动晶体管TD的漏电极d，第2（纸面的下侧）电极连接于电源线VSS。
另外，也可以由n型的晶体管构成驱动晶体管TD以及开关晶体管T1。
图2B是表示像素电路20的结构的一例的电路图。像素电路20与像素电路10相比，驱动晶体管TD以及开关晶体管T1都由n型的TFT构成这一点以及发光元件EL的第1（纸面的上侧）电极连接于驱动晶体管TD的源电极s这一点不同。
图3A是关于1帧期间表示用于使像素电路10工作的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。在图3A中，纵轴表示各信号的电平，横轴表示时间的经过。为了简明，对控制信号、数据电压以及电源电压，以与传递它们的信号线以及电源线相同的名称进行表示。
像素电路10的开关晶体管T1由p型的TFT构成，所以开关晶体管T1的源电极-漏电极之间，控制信号SCAN在低电平的期间成为导通状态，控制信号SCAN在高电平的期间成为非导通状态。
图3B是关于1帧期间表示用于使像素电路20工作的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。在图3B中，纵轴表示各信号的电平，横轴表示时间的经过。为了简明，对控制信号、数据电压以及电源电压，以与传递它们的信号线以及电源线相同的名称进行表示。
像素电路20的开关晶体管T1由n型的TFT构成，所以开关晶体管T1的源电极-漏电极之间，控制信号SCAN在高电平的期间成为导通状态，控制信号SCAN在低电平的期间成为非导通状态。即，像素电路20构成为，若对像素电路20提供将在像素电路10中使用的控制信号以及数据信号的电平只是分别进行了反相的控制信号以及数据信号，则像素电路20将进行与像素电路10同等的工作。
像素电路10、20分别根据图3A、图3B所示的控制信号、电源电压以及数据信号，按每帧反复进行复位步骤、复位停止步骤、数据写入步骤以及发光步骤。
图4（a）～（d）分别是说明复位步骤、复位停止步骤、数据写入步骤以及发光步骤中的像素电路10的工作的电路图。
首先，复位步骤在前一帧的发光步骤之后并且该帧的发光步骤之前的非发光期间，对所有行同时进行。
在复位步骤中，电源电路6对电源线VDD、VSS输出使发光元件EL的两电极之间的电压成为发光元件EL的阈值电压以下的电压。电源电路6也可以对电源线VDD输出固定的电压VE1并将对电源线VSS输出的电压调整为与从电压VE1减去发光元件EL的阈值电压而得到的电压相同或者比其高的电压（在图示的一例中为电压VE1）。由此，不论对驱动晶体管TD的栅电极的电压施加了什么电压，在发光元件EL的两电极之间都不会被施加阈值电压以上的电压，所以不会发光。
信号线驱动电路5对数据线DATA输出用于将驱动晶体管TD复位的电压。例如输出使栅电极-源电极间电压比驱动晶体管TD的阈值电压大的复位电压Von。
扫描线驱动电路4对所有行的信号线SCAN同时输出低电平的控制信号。
由此，在所有的行同时经由开关晶体管T1对驱动晶体管TD的栅电极g施加复位电压Von，驱动晶体管TD成为导通状态，由此抑制驱动晶体管TD的阈值电压Vth的变动。关于由复位步骤的引入而产生的效果，将在后面基于实验的结果详细地进行说明。
另外，此时，由于电源电压VDD、VSS被调整为使发光元件EL的两端之间的电压成为发光元件EL的阈值电压以下的电压，所以发光元件EL不发光，可抑制由发光元件EL的不必要的发光引起的显示对比度的下降以及功耗的增大。
接下来，在所有的行同时执行复位停止步骤。
在复位停止步骤中，信号线驱动电路5对数据线DATA输出使驱动晶体管TD的栅电极-源电极间电压成为驱动晶体管TD的阈值电压以下的复位停止电压Voff。
由此，对驱动晶体管TD的栅电极g施加复位停止电压Voff，驱动晶体管TD成为截止状态，且复位工作停止。
复位停止步骤是用于在复位步骤与数据写入步骤之间的时间依行而不同的情况下排除复位有效期间不同这一情况的步骤。在显示上的问题，例如残像和/或窗口滚动时的拖尾、黑色浮动（黒浮き）、光栅显示时的均匀性等问题如果在察觉的允许范围内的情况下，也可以省略复位停止步骤的执行。
接下来，按每行在不同的期间执行数据写入步骤。
在第i行的数据写入步骤中，如图4（c）所示，数据电压DATA设定为与第i行的像素电路的辉度对应的电压Vdata（i），第i行的控制信号SCAN成为低电平。
由此，在第i行的像素电路，电压Vdata（i）经由开关晶体管T1保持于电容元件Cs。
然后，在所有的行同时执行发光步骤。
在发光步骤中，电源电路6对电源线VDD、VSS输出使发光元件EL的两端之间的电压比发光元件EL的阈值电压大的电压。电源电路6也可以对电源线VDD输出固定的电压VE1，并将对电源线VSS输出的电压调整为比从电压VE1减去发光元件EL的阈值电压而得到的电压低的电压（在图示的一例中为电压VE2）。
由此，驱动晶体管TD向发光元件EL供给与保持于电容元件Cs的电压Vdata相应的大小的电流。发光元件EL以与从驱动晶体管TD供给的电流的大小对应的辉度发光。
图5A、图5B是表示应用上述的驱动方法优选的驱动晶体管的构造的一例的剖视图。优选上述的驱动方法应用于驱动晶体管TD由例如图5A所示的背沟道蚀刻型TFT或者图5B所示的沟道保护膜型（沟道蚀刻阻止层型）TFT构成的像素电路。
根据上述的驱动方法，由于按每帧执行以复位电压Von将驱动晶体管TD设为导通状态的复位步骤，所以能够抑制驱动晶体管TD的阈值电压Vth的变动，减小1帧内的从所述驱动晶体管向所述发光元件供给的电流量的、因所述驱动晶体管的阈值电压的变动引起的误差。
结果，由于从所述驱动晶体管向所述发光元件供给与所述数据电压更正确地对应的量的电流，所以能够使所述发光元件以更正确且稳定的辉度发光。
对实验的结果进行说明，该实验对由复位步骤的引入实现的、驱动晶体管TD的阈值电压Vth的变动的抑制得到的效果进行了验证。
图6A是表示由上述的包括复位步骤的驱动方法驱动像素电路10的实施例中的发光辉度的时间变化的曲线图，表示刚从白或者黑的显示切换为灰色的显示之后的35帧中的发光辉度的测定结果。
在实施例中，虽然依前一帧的显示为白还是黑，在切换为灰色的显示之后的最初的帧中会观察到一些发光辉度的差异，但在第2帧以后，就会得到大致相同的发光辉度，迅速地控制为正确的灰色显示。另外，各帧内的发光辉度也几乎不变动，很稳定。
结果，例如如图6B所示，即使是在中间色阶的背景色中使黑或者白的窗口滚动的情况，窗口通过并再次成为背景色的区域也会迅速地稳定为正确的中间色阶的辉度，所以不会察觉到被称为拖尾的显示劣化。
与此相对，图7A是表示由省略了复位步骤的驱动方法驱动像素电路10的比较例中的发光辉度的时间变化的图，表示刚从白或者黑的显示切换为灰色的显示之后的35帧中的发光辉度的测定结果。
在比较例中，依前一帧的显示为白还是黑，在切换为灰色的显示之后的10帧以上的帧中会察觉到发光辉度的不一致，特别是在最初的1～2帧的发光辉度上会察觉到较大的差异。因该现象，如图7B所示，当在中间色阶的背景色中使白或者黑的窗口滚动的情况下，到窗口通过并再次成为背景色的区域稳定为正确的中间色阶的辉度为止需要相当长的时间，所以会察觉到有拖尾。
根据该实验的结果，通过复位步骤的引入，能够确认到改善了例如使窗口滚动显示时的辉度误差（拖尾）。即，通过复位步骤的引入，提高了显示品质(质量)。
以上，基于实施方式对本发明所涉及的显示装置的驱动方法进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内实施本领域技术人员想出的各种变形或者将实施方式中的构成要素以及工作任意组合而实现的显示装置及其驱动方法也包含于本发明。
本发明对于使用了有机EL元件的显示装置有用，特别是对于有源矩阵型的有机EL显示装置有用。

Claims (4)

1.一种显示装置的驱动方法，
所述显示装置具备配置为矩阵状的多个像素电路和电源电路；
所述像素电路分别具备：
发光元件，其具有第1电极以及第2电极，所述第2电极连接于第2电源线；
驱动晶体管，其源电极以及漏电极的一方连接于第1电源线，源电极以及漏电极的另一方连接于所述发光元件的第1电极；
电容元件，其连接于所述驱动晶体管的栅电极，用于保持数据电压；以及
开关晶体管，其切换所述电容元件与数据线的导通以及非导通；
所述电源电路对所述第1电源线以及所述第2电源线输出电压；
所述驱动方法的特征在于，包括：
对全部所述像素电路同时调整所述电源电路对所述第1电源线或者所述第2电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为所述发光元件的阈值电压以下的步骤；
对全部所述像素电路同时对所述驱动晶体管的栅电极施加复位电压，抑制所述驱动晶体管的阈值电压的变动的复位步骤，所述复位电压使所述驱动晶体管的栅电极-源电极间电压成为比所述驱动晶体管的阈值电压大的电压；
在所述复位步骤之后，对所述驱动晶体管的栅电极施加比所述驱动晶体管的阈值电压小的电压的复位停止步骤；
在所述复位停止步骤之后，按所述矩阵的每行依次使数据电压保持于所述电容元件的步骤；以及
对全部所述像素电路同时调整所述电源电路对所述第1电源线或者所述第2电源线输出的电压，使所述发光元件的两端之间的电压成为比所述发光元件的阈值电压大的电压，使所述发光元件根据所述数据电压而发光的步骤。
2.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，
所述发光元件的所述第2电极不经由电路元件而直接连接于所述第2电源线；
所述驱动晶体管的源电极以及漏电极的一方不经由电路元件而直接连接于所述第1电源线；
所述驱动晶体管的源电极以及漏电极的另一方不经由电路元件而直接连接于所述发光元件的第1电极。
3.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，
所述像素电路不具备所述发光元件、所述驱动晶体管、所述电容元件以及所述开关晶体管以外的电路元件。
4.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，
所述驱动晶体管为背沟道蚀刻型或者沟道保护膜型晶体管。
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