CN1578975A - 显示装置和显示装置驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，包括：多个扫描线(X1～Xm)；多个信号线(Y1～Yn)；一扫描驱动器(5)，它顺序向扫描线提供用于选择扫描线的选择信号；一数据驱动器(3)，它在扫描线被选择时的一个选择周期内向多个信号线提供指定电流；多个像素电路，提供对应于流到信号线的指定电流的电流值的驱动电流；多个光学元件(E1，1～Em，n)，它们根据多个像素电路提供的驱动电流而发光；和一电源(6)，它向多个像素电路输出一驱动电流参考电压，以提供驱动电流。

Description

显示装置和显示装置驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置和一种显示装置驱动方法。
背景技术
液晶显示器通常可分为有源矩阵驱动液晶显示器和简单矩阵驱动液晶显示器。有源矩阵驱动液晶显示器与简单矩阵驱动液晶显示器相比，可以显示具有更高亮度、更高对比度和更高分辨率的图像。在有源矩阵驱动液晶显示器中，对应每个像素排列有一作为电容器工作的液晶元件和一用于激活该液晶元件的晶体管。在该有源矩阵驱动液晶显示器中，从作为移位寄存器的扫描驱动器向一扫描线输入选择信号，从而选择该扫描线。此时，当数据驱动器向一信号线施加具有表示亮度的电平的电压时，该电压通过该晶体管施加到该液晶元件上。即使当从输入到扫描线的信号结束到下一信号输入之间的时间期间内该晶体管处于截止状态时，由于液晶元件可以被视为一个电容器，因此该电压电平也可以一致被保持，直到下一信号输入到扫描线为止。如上所述，在信号被输入到扫描线的同时，液晶元件的透光率将被重新刷新。背光源发出的光以该刷新后的透光率穿过液晶元件，从而表示出液晶显示器的灰度级。
另一方面，使用有机EL元件作为自发光学元件的有机EL(电致发光)显示器不需要背光源，这一点与液晶显示器不同。因此，有机EL显示器最好用作薄型显示器。另外，有机EL显示器与液晶显示器不同，它没有视角的限制。因此，人们对实际使用有机EL显示器作为下一代显示装置寄予很高希望。
从高亮度、高对比度和高分辨率的角度来看，电压控制的有源矩阵驱动方案不仅发展可用于液晶显示器，而且可用于有机EL显示器。但是，有机EL元件的电容比液晶元件的电容小得多，从而电流会流向该有机EL元件自身。为了保持电压，需要增加晶体管的数目。这将导致由晶体管构成的电路的复杂度增加。
在一个晶体管中，通常沟道电阻会由于环境温度或长时间使用而改变。因此，栅级阈值电压也会随时间改变或者由于不同晶体管而变化。因此很难通过改变施加到晶体管栅极的电压值而改变施加到有源EL元件上的电流电平，因此很难根据开关晶体管的栅极电压电平，唯一地指定施加到有源EL元件上的电流电平。换句话说，很难通过改变施加到晶体管栅极上的电压的值从而改变该有源EL元件的亮度，来唯一地指定所施加的电流电平。就是说，即使当向多个像素的多个晶体管施加相同电平的栅极电压时，这些像素的有机EL元件也会具有不同的发射亮度。这可能导致显示屏幕上亮度变化。
发明内容
本发明的一个目的是提供根据简单的驱动原理实现稳定显示的一种显示装置和一种显示装置驱动方法。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种显示装置，包括：
多个扫描线(例如选择扫描线X1到Xn)；
多个信号线(例如信号线Y1到Yn)；
一扫描驱动器(例如，一扫描驱动器5)，它顺序向扫描线提供用于选择扫描线的选择信号：
一数据驱动器(例如，一数据驱动器3)，它在扫描线被选择时的一个选择周期(例如，一选择周期TSE)内向多个信号线提供指定电流(例如，灰度级指定电流IDATA)；
多个像素电路(例如，像素电路D1，1到Dm，n)，它们提供一驱动电流，该驱动电流对应于流到信号线的指定电流的电流值；
多个光学元件(例如，发光元件E1，1到Em，n)，它们根据多个像素电路提供的驱动电流而发光；和
一电源(例如，一通用信号电源6)，它向多个像素电路输出一驱动电流参考电压(例如，电压VHIGH)从而提供驱动电流。
在上述装置中，根据电源输出驱动电流参考电压时的定时，多个像素电路根据在每个选择周期内流动的指定电流的电流值而提供驱动电流。相应地，光学元件发射光。
这样，当电源从预定扫描线的选择周期结束直到下一扫描线选择周期开始期间输出驱动电流参考电压时，与对应于预定扫描线的光学元件和对应于下一扫描线的光学元件相对应的驱动电流流出。这样，光学元件可以发射出所需亮度的光。
当电源在所有扫描线都被选择后马上输出驱动电流参考电压给像素电路时，所有的光学元件都可发光。
当在多个光学元件中没有一个被选择的一个周期内向多个信号线输出一复位电压时，信号线清除在前一选择周期内存储的电荷。由于这一原因，信号线的寄生电容就可以在下一选择周期内被快速充电，使得即使当提供具有更小电流值的指定电流时，该指定电流的电流值也可以快速被设定在稳定状态。这样，即使是利用uA级的小电流进行亮度调节的光学元件(例如有机EL元件)，也可以快速显示多个灰度级亮度。
附图说明
图1示出根据本发明第一实施例用作显示装置的有机EL显示器；
图2示出图1中所示的像素的平面图，其中省略了氧化绝缘薄膜、沟道保护绝缘薄膜、公共电极以便于理解；
图3示出沿图2中III-III线的截面图；
图4示出沿图2中IV-IV线的截面图；
图5示出沿图2中V-V线的截面图；
图6示出四个相邻像素的等效电路图；
图7示出在第一实施例中使用的N沟道场效应晶体管的电流-电压特征曲线图；
图8示出在根据第一实施例的装置中信号电平的时序图；
图9A示出当没有布置开关电路、且在第i行的选择周期期间在晶体管的漏极和源极以及一信号线上施加具有最大电流值的灰度级指定电流时的电压状态；
图9B示出当布置有开关电路、且在第i行的选择周期期间在晶体管的漏极和源极以及一信号线上施加具有最大电流值的灰度级指定电流时的电压状态；
图10示出根据本发明第二实施例用作显示装置的有机EL显示器，其中在控制器中布置有一公共信号电源；
图11示出根据本发明第三实施例用作显示装置的有机EL显示器，其中像素电路的晶体管的漏极与一选择扫描线连接；
图12A和12B示出第三实施例中相邻多个像素的等效电路图，以指示在不同操作周期中流动的电流；
图13示出在根据第三实施例的装置中信号的电平的时序图。
实施本发明的最佳实施例
下面将参照附图说明本发明的详细实施例。所述显示设备或显示板的范围和精神并不局限于所述的实施例。
[第一实施例]
图1示出本发明所应用的有机EL显示器。作为基本配置，一有机EL显示器1包括一有机EL显示板2、数据驱动器3、选择扫描驱动器5、公共信号电源6、开关电路7和控制器11。
在有机EL显示板2中，在一透明衬底8上形成实际显示图像的显示部分4。在该显示部分4的周围布置有数据驱动器3、选择扫描驱动器5、公共信号电源6、和开关电路7。数据驱动器3、选择扫描驱动器5、和公共信号电源6可以被布置在透明衬底8或位于该透明衬底8的周围的柔性电路板上。
在显示部分4中，在透明衬底8上以矩形形式排列(m×n)像素P1，1到Pm，n(m和n都是任意自然数)。在列方向上，即在垂直方向上，排列有m个像素P1，j到Pm，j(j为任意自然数，1≤j≤n)。在行方向上，即水平方向上，排列有n个像素Pi，1到Pi，n(i为任意自然数，1≤i≤m)。即，将位于垂直方向上从上面数第i线(即第i行)和水平方向上从左面数第j线(即第j列)上的像素定义为像素Pi，j。
在显示部分4中，在透明衬底8上沿列方向平行设置m个在行方向上布置的选择扫描线X1到Xm。另外，在透明衬底8上沿列方向平行设置m个在行方向上布置的公共信号电源线Z1到Zm，它们对应于选择扫描线X1到Xm。在选择扫描线Xk和Xk+1之间插入每个公共信号电源线Zk(1≤k≤m-1)。选择扫描线Xm被插入在公共信号电源线Zm-1与Zm之间。另外，在透明衬底8上沿行方向平行设置n个在列方向上布置的信号线Y1到Yn。选择扫描线X1到Xn、公共信号电源线Z1到Zm、和信号线Y1到Yn通过插入绝缘薄膜而彼此绝缘。选择扫描线Xi和公共信号电源线Zi与在行方向排列的n个像素Pi，1到Pi，n连接，信号线Yj与在列方向排列的m个像素Pi，j到Pm，j连接。像素Pi，j位于由选择扫描线Xi、公共信号电源线Zi和信号线Yj包围的部分中。选择扫描线X1到Xm与选择扫描驱动器5的输出端子连接。公共信号电源线Z1到Zm彼此导电并与公共信号电源6的输出端子连接。即向公共信号电源线Z1到Zm提供相同的信号。
下面将参照图2-6说明像素Pi，j。图2示出像素Pi，j的平面图。为了便于理解，其中省略了氧化绝缘薄膜41、沟道保护绝缘薄膜45、公共电极53(下面将会描述)。图3示出沿图2中III-III线的截面图。图4示出沿图2中IV-IV线的截面图。图5示出沿图2中V-V线的截面图。
图6示出四个相邻像素Pi，j、Pi+1，j、Pi，j+1、Pi+1，j+1的等效电路图。
像素Pi，j由发光元件Ei，j和像素电路Di，j构成，该发光元件Ei，j发出具有对应驱动电流的电流值的亮度(nt.＝cd/m2)的光，像素电路Di，j位于发光元件Ei，j周围并用于驱动该发光元件Ei，j。像素电路Di，j根据数据驱动器3、选择扫描驱动器5、电源扫描驱动器6和开关电路7输出的电压信号和电流，在预定的发光周期内保持流到发光元件Ei，j的电流的电流值。利用这种操作，在预定周期内将发光元件Ei，j的亮度保持在预定值。
该发光元件Ei，j是由有机EL元件制成的。发光元件Ei，j具有通过将一像素电极51、一有机EL层52和一公共电极53顺序层迭而形成的多层结构。像素电极51作为透明衬底8上的阳极。该有机EL层52具有通过电场接收空穴和电子的功能，还具有传输空穴和电子的功能。有机EL层52具有复合区域和发光区域，被传输的空穴和电子在该复合区域被复合，在发光区域中通过捕获在复合时产生的激发性电子-空穴对而发射光。该有机EL层52用作广义上的发光层。该公共电极53作为阴极。
像素电极51被构图和分隔而用于由信号线Y1到Yn和选择扫描线X1到Xn包围的每个被包围区域中的每个像素Pi，j。该像素电极51的外围边缘被层间介电薄膜54覆盖，该层间介电薄膜54具有覆盖像素电路Di，j的三个晶体管21、22和23的氮化硅或氧化硅层。像素电极51中心处的上表面通过该层间介电薄膜54中的接触孔而暴露。该层间介电薄膜54还可以具有一由聚酰亚胺或类似物的绝缘薄膜形成的第二层，该第二层位于氮化硅或氧化硅的第一层上。
像素电极51具有导电性和对可见光的透射性。像素电极51最好具有相对较高的功函数并有效地将空穴注入到有机EL层52中。例如像素电极51包含以下主要成分：氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、或氧化锌(ZnO)。
有机EL层52形成在各像素电极51上。有机EL层52还被构图用于应各像素Pi，j。有机EL层52包含作为有机化合物的发光材料(磷)。这种发光材料可以是聚合材料或低分子量材料。有机EL层52可具有例如两层结构，其中从像素电极51的一侧开始顺序形成空穴传输层52A和狭义的发光层52B，如图3所示。发光层52B具有复合区域和发光区域，空穴和电子在该复合区域复合，在发光区域中通过捕获在复合时产生的激发性电子-空穴对而发射光。或者，有机EL层52可以具有三层结构，其中从像素电极51的一侧开始顺序形成空穴传输层、狭义上的发光层和电子传输层。有机EL层52还可具有单层结构，包括狭义上的发光层。有机EL层52还可以具有通过在上述层结构的适当层之间插入电子或空穴注入层而形成的多层结构。有机EL层52还可以具有任何其它层结构。
有机EL显示板2可以全色显示或多色显示。在这种情况下，像素Pi，1到Pi，n中的每一个的有机EL层52由广义上的发光层形成，该发光层可以发射例如红色光、绿色光和蓝色光中的一种。即，当像素Pi，1到Pi，n选择性地发射红、绿和蓝色光时，可以通过适当地将这些颜色合成而显示色调。
有机EL层52最好由电中性的有机化合物制成。在这种情况下，空穴和电子以良好的平衡被注入并传输在有机EL层52中。另外，也可以在狭义上的发光层中适当混合电子可传输物质。在狭义上的发光层中可适当混合空穴可传输物质。电子可传输物质和空穴可传输物质也可以适当地混合到狭义上的发光层中。可以使作为电子传输层或空穴传输层的的电荷传输层作为复合区域。通过将磷混合入电荷传输层中可以发射光。
在有机EL层52上形成的公共电极53是与所有像素Pi，1到Pm，n连接的一单独电极。或者，该公共电极53可以包括多个与相应的列连接的条形电极。详细的说，该公共电极53可以包括在列方向上与一组像素P1，h-1到Pm，h-1连接的一条形公共电极(h为任意自然数；2≤h≤n)和与一组像素P1，h到Pm，h连接的一条形公共电极。通过这种方式，公共电极53包含多个条形电极，每个条形电极与一列连接。或者，公共电极53可以包括在行方向上与一组像素Pg-1，1到Pg-1，n连接的一条形公共电极(g为任意自然数；2≤g≤m)和与一组像素Pg，1到Pg，n.....连接的一条形公共电极。通过这种方式，公共电极53包含连接每行的多个条形电极。
在任何情况下，公共电极53都与选择扫描线Xi、信号线Yj和公共信号电源线Zi电绝缘。公共电极53由具有低功函数的材料制成。例如，公共电极53由单质元素或包含铟、镁、钙、锂、钡和稀土金属中的至少一种的合金制成。该公共电极53可具有通过将由上述材料制成的多个层迭加而形成的多层结构。具体地说，该多层结构可包括一具有低功函数的高纯度钡层和一铝层，该钡层形成在与有机EL层52接触的接触面侧上，该铝层覆盖该钡层。或者，该多层结构可以在下侧具有一锂层，在上侧具有一铝层。当使用透明电极作为像素电极51，且有机EL显示板2的有机EL层52发射的光应该经过该像素电极51从透明衬底8的侧面射出时，该公共电极53最好可以屏蔽从有机EL层52发射的光。更优选的是，该公共电极53对有机EL层52发射的光具有较高的反射系数。
如上所述，在具有多层结构的发光元件Ei，j中，当在像素电极51和公共电极53之间施加正向偏置电压时，空穴从像素电极51注入有机EL层52中，同时电子从公共电极53注入到有机EL层52中。这些空穴和电子被传输在有机EL层52中。当空穴和电子在有机EL层中复合时，产生激发性电子-空穴对。这些激发性电子-空穴对激发有机EL层52。该有机E1层52发射光。
发光元件Ei，j的发光亮度(单位nt.＝cd/m2)取决于流到发光元件Ei，j中的电流的电流值。为了在发光元件Ei，j的发光期间保持发光元件Ei，j的预定发光亮度，或者获得对应于从数据驱动器3引出的灰度级指定电流IDATA的电流值的发光亮度，在各像素Pi，j的发光元件Ei，j的周围布置像素电路Di，j。像素电路Di，j控制发光元件Ei，j的电流值。
每个像素电路Di，j包括三个晶体管21、22和23以及一个电容24。每个晶体管都是由具有N沟道MOS结构的场效应薄膜晶体管(TFT)形成的。
每个晶体管21都是一MOS场效应晶体管，该晶体管由栅电极21g、栅绝缘薄膜42、半导体层43、源电极21s和漏电极21d构成。每个晶体管22都是一由栅电极22g、栅绝缘薄膜42、半导体层43、源电极22s和漏电极22d构成的MOS场效应晶体管。每个晶体管23都是一由栅电极23g、栅绝缘薄膜42、半导体层43、源电极23s和漏电极23d构成的MOS场效应晶体管。
更具体地说，如图3所示，第一晶体管21是一反转交错类型的晶体管，该晶体管包括栅电极21g、氧化绝缘薄膜41、栅极绝缘薄膜42、岛形半导体层43、沟道保护绝缘薄膜45、掺杂半导体层44、源电极21s和漏电极21d。栅电极21g由铝制成，并在透明衬底8上形成。氧化绝缘薄膜41由阳极氧化的铝制成，其覆盖栅电极21g。栅极绝缘薄膜42由氮化硅或氧化硅制成，并覆盖该氧化绝缘薄膜41。半导体层43在栅极绝缘薄膜42上形成。沟道保护绝缘薄膜45由氮化硅制成，并在栅极绝缘薄膜42上形成。掺杂半导体层44由n+-硅制成，并在半导体层43的两端处形成。源电极21s和漏电极21d由从铬、铬合金、铝和铝合金中选择的材料制成，并在掺杂半导体层44上形成。
第二和第三晶体管22和23具有与上述第一晶体管21相似的结构。但是，晶体管21、22、23的形状、大小和尺寸以及半导体层43的沟道宽度和沟道长度都是根据晶体管21、22和23的功能而适当设置的。
晶体管21、22和23可以通过相同的工艺同时形成。在这种情况下，晶体管21、22和23的栅电极、氧化绝缘薄膜41、栅极绝缘薄膜42、半导体层43、掺杂半导体层44、源电极和漏电极具有相同的构成。
即使当晶体管21、22和23的半导体层43都由非晶硅制成时，也可以充分地驱动它们。但是，半导体层43可以由多晶硅制成。晶体管21、22和23的结构并不局限于反转交错类型。也可以使用交错类型或共面类型结构。
每个电容24都由电极24A、电极24B和电介质体构成。电极24A与第三晶体管23的栅电极23g连接。电极24B与晶体管23的源电极23s连接。电介质体具有插入在电极24A和24B之间的栅极绝缘薄膜42。电容24存储晶体管23的源电极23s和漏电极23d之间的电荷。
如图6所示，在第i行的像素电路Di，1到Di，n中的每一个的第二晶体管22中，栅电极22g与第i行的选择扫描线Xi连接。漏电极22d与第i行的公共信号电源线Zi连接。如图5所示，第i行的像素电路Di，1到Di，n中的每一个的第三晶体管23的漏电极23d经过接触孔26与第i行的公共信号电源线Zi连接。第i行的像素电路Di，1到Di，n中的每一个的第一晶体管21的栅电极21g与第i行的选择扫描线Xi连接。第j列的像素电路Di，j到Dm，j中的每一个的晶体管21的源电极21s与第j列的信号线Yj连接。
在像素P1，1到Pm，n中的每一个中，如图4所示，第二晶体管22的源电极22s经过在栅极绝缘薄膜42上形成的接触孔25与第三晶体管23的栅电极23g连接。源电极22s也与电容24的一个电极连接。晶体管23的源电极23s与电容24的另一电极连接，并与晶体管21的漏电极21d连接。晶体管23的源电极23s、电容24的另一电极、晶体管21的漏电极21d连接发光元件Ei，j的像素电极51。发光元件Ei，j的公共电极53的电压为参考电压VSS。在该实施例中，将所有发光元件E1，1到Em，n的公共电极53接地，从而将参考电压VSS设定为0[V]。
通过构图与晶体管21到23的半导体层43相同的薄膜而形成的保护薄膜43A被布置在选择扫描线Xi和信号线Yj之间以及公共信号电源线Zi和信号线Yj之间，像栅极绝缘薄膜42一样。
控制器11根据外部输入的点时钟信号CKDT、水平同步信号HSYNC和垂直同步信号VSYNC，向数据驱动器3输出控制信号组DCNT，该控制信号组包括数据驱动器时钟信号CK1、开始信号ST1和锁存信号L。控制器11还输出包括选择扫描驱动器时钟信号CK2和开始信号ST2的控制信号组GCNT。控制器11还向公共信号电源6输出公共信号时钟信号CK3。该控制器11还向开关电路7提供复位电压VRST并向开关电路7输出开关信号φ。
具体地说，数据驱动器时钟信号CK1是用于与点时钟信号CKDT同步顺序移动所选择的列的信号。按照时钟信号CK1的时序从外部电路接收8位红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG和蓝色数字灰度级图像信号SB。开始信号ST1是与水平同步信号HSYNC同步地使所选择的列还原为第一列的信号。锁存信号L是向信号线Y1到Yn并行提供基于模拟灰度级指定信号的模拟灰度级指定电流IDATA的信号。模拟灰度级指定信号是通过利用数据驱动器3中的D/A转换器将一行的数据进行D/A转换而获得的，所述一个行的数据即对应像素Pi，1到Pi，n而接收到的红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG、和蓝色数字灰度级图像信号SB。
选择扫描驱动器时钟信号CK2是用于与水平同步信号HSYNC同步并顺序移动所选择的行的信号。开始信号ST2是与垂直同步信号VSYNC同步地使所选择的行还原为第一行的信号。
公共信号时钟信号CK3是向公共信号电源线Z1到Zm输出公共信号的时钟信号。
下面将说明布置在显示部分4周围的数据驱动器3、选择扫描驱动器5、和公共信号电源6。
选择扫描驱动器5是所谓的移位寄存器，其中串联有m个双稳态多谐振荡器电路。驱动器5向选择扫描线X1到Xm输出一个选择信号。即，根据从控制器11接收到的选择扫描驱动器时钟信号CK2，选择扫描驱动器5向选择扫描线X1到Xm输出一个ON电平(高电平)的选择信号，且输出是按照这个顺序(选择扫描线X1跟随选择扫描线Xm)进行，从而顺序选择这些选择扫描线X1到Xm。
更为具体地说，如图8所示，选择扫描驱动器5分别向选择扫描线X1到Xm提供作为高电平选择信号的ON电压VON(例如远高于参考电压VSS)和作为低电平选择信号的OFF电压VOFF(例如，等于或低于参考电压VSS)中的一个，从而按照预定周期选择各选择扫描线Xi。
在当将要选择选择扫描线Xi的选择周期TSE期间，选择扫描驱动器5向选择扫描线Xi提供作为ON电平(高电平)的选择信号的ON电压VON。相应地，与选择扫描线Xi连接的晶体管21和22(所有像素电路Di，1到Di，n的晶体管21和22)导通。当第一晶体管21导通时，流到信号线Yj的电流可以流到像素电路Di，j。另一方面，从第i行的选择扫描线Xi的选择周期TSE结束到第(i+1)行的选择扫描线Xi+1的选择周期TSE开始之间的时间出现一个非选择周期TNSE。当选择扫描驱动器5向所有选择扫描线X1到Xm提供低电平的OFF电压VOFF时，所有选择扫描线X1到Xm的晶体管21和22截止。当晶体管21截止时，停止向信号线Yj提供灰度级指定电流IDATA。将从第一行的选择扫描线X1的选择周期TSE开始到第一行的选择扫描线X1的下一选择周期TSE开始之间的时间定义为一个扫描周期TSC。选择扫描线X1到Xm的选择周期TSC彼此不重叠。
公共信号电源6是一个独立的电源，用于向所有的公共信号电源线Z1到Zm提供稳定的额定电压。公共信号电源6向公共信号电源线Z1到Zm提供具有对应于公共信号时钟信号CK3的相位的信号。在选择扫描驱动器5向所有选择扫描线X1到Xm中的一个提供ON电压VON作为选择信号时，即在选择周期TSE期间，公共信号电源6向所有公共信号电源线Z1到Zm输出一低电平电压VLOW，将其作为灰度级指定电流的参考电势。在从第i行的选择扫描线Xi的选择周期TSE结束到第(i+1)行的选择扫描线Xi+1的选择周期TSE开始之间的非选择周期TNSE期间，公共信号电源6输出作为驱动电流的参考电势的高电平电压VHIGH。这样，当公共信号电源6输出的公共信号为电压VLOW时，选择扫描驱动器5向选择扫描线X1到Xm中的一个选择扫描线Xi输出具有ON电压VON的选择信号。选择扫描驱动器5向选择扫描线X1到Xm中除了选择扫描线Xi外的其他选择扫描线输出具有OFF电压VOFF的选择信号。当公共信号电源6输出的公共信号从高电平电压VHIGH降低为低电平电压VLOW时，从选择扫描驱动器5输出到选择扫描线X1到Xm中的一个的选择信号升高。当公共信号电源6输出的公共信号从低电平电压VLOW升高为高电平电压VHIGH时，从选择扫描驱动器5输出到选择扫描线X1到Xm中的一个的ON电压VON的选择信号降低。
作为公共信号电源6输出的公共信号的低电平电压VLOW(指定电流的参考电压)低于参考电压VSS。但是，该低电平电压VLOW可能等于参考电压VSS。因此，即使当像素Pi，1到Pi，n的第三晶体管23在第i行的选择周期TSE期间为ON时，由于该公共信号的电压VLOW低于参考电压VSS，因此发光元件Ei，1到Ei，n之每一个的阳极和阴极之间也要施加0伏电压或反向偏置电压。这样，在发光元件Ei，1到Ei，n中没有电流流过。就不会发光。另一方面，将公共信号电源6输出的高电平电压(驱动电流的参考电压)VHIGH设定为高于参考电压VSS。即，当公共信号为电压VHIGH时，选择扫描驱动器5向所有选择扫描线X1到Xm提供OFF电压VOFF。所有像素P1，1到Pm，n的晶体管21和22都被截止。在发光元件E1，1到Em，n和与发光元件E1，1到Em，n串连的晶体管23之间施加正向偏置电压。
下面将说明电压VHIGH。图7示出N沟道场效应晶体管23的电流和电压特征曲线。参照图7，横坐标表示漏极和源极之间的电压值。纵坐标表示漏极和源极之间的电流值。在图7所示的不饱和区域(在该区域中，源-漏极电压VDS＜漏极饱和阈值电压VTH：漏极饱和阈值电压VTH为栅-源极电压VGS的函数，且当栅-源极电压VGS被确定时它根据源-漏极电压VDS被唯一确定)中，当栅-源极电压VGS具有预定值时，源-漏极电流IDS随着源-漏极电压VDS的增加而增大。在图7所示的饱和区域(源-漏极电压VDS≥漏极饱和阈值电压VTH)中，当栅-源极电压VGS具有预定值时，即使源-漏极电压VDS增加时，源-漏极电流IDS也几乎为恒定。
参照图7，栅-源极电压VGSO到VGSMAX具有下式所给出的关系：VGSO＝0[V]＜VGS1＜VGS2＜VGS3＜VGS4＜VGSMAX。即，如图7中很明显示出，当源-漏极电压VDS具有预定值时，源-漏极电流IDS随着栅-源极电压VGS的增加而增加，不论其是在非饱和区域还是饱和区域。另外，随着栅-源极电压VGS增加，漏极饱和阈值电压VTH也增加。
如上所述，在非饱和区域中，即使当源-漏极电压VDS很轻微地改变，源-漏极电流IDS也会改变。在饱和区域中，当栅-源极电压VGS一定时，源-漏极电流IDS唯一确定而与源-漏极电压VDS无关。
当向第三晶体管23施加最大栅-源极电压VGSMAX时，源-漏极电流IDS被设定为发出最大亮度光的发光元件Ei，j的阳极51和阴极之间流过的电流的值。
另外，为了即使当第三晶体管23的栅-源极电压VGS为最大电压VGSMAX时，也使该第三晶体管23保持在饱和区域内，满足下面的条件：
VHIGH-VE-VSS≥VTHMAX
其中VE是阳极和阴极电压之间的电压，它是用于以最大亮度发光的发光元件Ei，j在发光寿命期间所需要的。VTHMAX是第三晶体管23的源极和漏极之间的饱和阈值电压，它对应于VGSMAX。设定电压VHIGH，从而满足上述条件。这样，即使当由于与晶体管23串连的发光元件Ei，j的分压而导致第三晶体管23的源-漏极电压VDS变小时，源-漏极电压VDS通常也会落入饱和状态的范围内。因此，流到第三晶体管23的源-漏极电流IDS由栅-源极电压VGS唯一限定。
下面将说明数据驱动器3。如图1所示，信号线Y1到Yn分别与数据驱动器3的电流端子CT1到CTn连接。数据驱动器3从控制器11接收到包括数据驱动器时钟信号CK1、开始信号ST1以及锁存信号L的控制信号组DCNT。数据驱动器3还从外部电路接收到8位的红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG、蓝色数字灰度级图像信号SB。利用数据驱动器3中的D/A转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号。数据驱动器3进行控制，从而使基于锁存信号L和转换后的模拟信号的灰度级指定电流TDATA从信号线Y1到Yn流到数据驱动器3的电流端子CT1到CTn。灰度级指定电流IDATA是等效于流到发光元件E1，1到Em，n的电流电平(电流值)的电流，以使这些发光元件以对应于来自外部电路的灰度级图像信号的亮度发光。灰度级指定电流TDATA从信号线Y1到Yn流到电流端子CT1到CTn。
开关电路7由开关电路S1到Sn形成。开关电路S1到Sn分别与信号线Y1到Yn连接。另外，数据驱动器3的电流端子CT1到CTn分别与开关电路S1到Sn连接。开关电路S1到Sn中的每一个都从控制器11接收开关信号Φ和复位电压VRST。
开关电路Sj(开关电路Sj与第j列的信号线Yj连接)在两个操作之间进行切换：由第三晶体管23的漏极23d和源极23s和信号线Yj的路径将灰度级指定电流IDATA提供给数据驱动器3的电流端子CTj的操作；和从控制器11向信号线Yj输出具有预定电压电平的复位电压VRST的操作。具体地说，当控制器11输入到开关电路Sj的开关信号Φ为高电平时，开关电路Sj切断电流端子CTj的电流。开关电路Sj还将来自控制器11的复位电压VRST输出到信号线Yj。另一方面，当控制器11输入到开关电路Sj的开关信号Φ为低电平时，开关电路Sj将电流端子CTj和信号线Yj之间的灰度级指定电流IDATA提供到晶体管23的漏极23d和源极23s和信号线Yj之间的路径。开关电路Sj还切断来自控制器11的复位电压VRST。
在没有用于复位的开关电路7的有机EL显示器1中，如图9A所示，假设例如在第j列信号线Yj上的第i行的像素Pi，j可以发出最高灰度级的光。假设为了此目的，在选择周期TSE期间将具有最大电流值的灰度级指定电流IDATA提供到第三晶体管23的漏极23d和源极23s和信号线Yj之间的路径上。此时，电流端子CTj上的最高灰度级电压Vhsb远小于公共信号电源6的电压VLOW和参考电压VSS。即，公共信号电源6的电流端子CTj和电压VLOW之间的电势差足够大。因此，可以很快地向晶体管23的漏极23d和源极23s和信号线Yj之间提供大电流，从而对信号线Yj的寄生电容充电，从而很快达到稳定状态。然后，假设第(i+1)行的像素Pi+1，j可以发出最低灰度级亮度的光。假设为了此目的，将具有最小电流值(电流值不为0)的灰度级指定电流IDATA提供到信号线Yj。就是说假设通过提供非常小的灰度级指定电流IDATA，电流端子CTj的电势将变为最低灰度级电压Vlsb，该最低灰度级电压Vlsb与公共信号电源6的电压VLOW之间具有很小的电势差，灰度级指定电流IDATA从而可被设定为稳定状态。此时，当提供第i行的灰度级指定电流IDATA时存储在信号线Yj的寄生电容中的电荷量较大。因此，对应每个单位时间内信号线Yj电势变化的电势差变得非常小。因此，信号线的电势从最高灰度级电压Vhsb变化到最低灰度级电压Vlsb并设定为稳定状态可能需要较长时间，另外，当将选择周期TSE设定为很短时，在电势达到最低灰度级电压Vlsb之前，将产生对应于电压VDF的电势差。因此，像素Pi+1，j不能以精确亮度发光。
本实施例的有机EL显示器1具有开关电路7。因此，如图9B所示，在非选择周期TNSE期间，即在将第(i+1)行的灰度级指定电流IDATA提供到晶体管23的漏极23d和源极23s和信号线Yj之间的路径之前，开关电路Sj强制将信号线Yj的电势切换到远大于最高灰度级电压Vhsb的复位电压VRST。在选择周期TSE期间，存储在作为寄生电容的信号线Yj中的电荷量将快速改变，从而可以快速将信号线Yj设定为高电势。因此，即使当第(i+1)行的灰度级指定电流IDATA具有对应于最低灰度级的非常小的电流值时，电势也可以很快达到最低灰度级电压Vlsb。
复位电压VRST被设定为远大于最高灰度级电压Vhsb。根据存储在信号线Y1到Yn中的电荷，利用具有等于最大灰度级驱动电流IMAX的电流值的灰度级指定电流IDATA，将最高灰度级电压Vhsb设定为稳定状态。当发光元件Ei，1到Em，n在选择周期TSE期间发射出具有对应最亮光的最大灰度级亮度LMAX的光时，最大灰度级驱动电流IMAX流到这些发光元件中。更优选地，复位电压VRST被设定为等于或大于中间电压，该中间电压具有位于最低灰度级电压Vlsb和最高灰度级电压Vhsb之间的中间值。利用灰度级指定电流IDATA，根据信号线Y1到Yn中存储的电荷，将最低灰度级电压Vlsb设定为稳定状态，该灰度级指定电流IDATA的电流值等于最小灰度级驱动电流IMIN。当发光元件E1，1到Em，n具有对应最暗光线的最小灰度级亮度LMIN(但是电流电平大于0A)时，最小灰度级驱动电流IMIN流到这些发光元件中。复位电压VRST的值更优选地等于或大于最低灰度级电压Vlsb。
下面将说明第j列的开关电路Sj的一个例子。开关电路Sj由P沟道场效应晶体管形成的第四晶体管31和N沟道场效应晶体管形成的第五晶体管32构成。晶体管31的栅极和晶体管32的栅极与控制器11连接，从而使开关电路Sj接收到开关信号Φ。晶体管31的源极与信号线Yj连接。晶体管31的漏极与数据驱动器3的电流端子CTj连接。晶体管32的漏极与信号线Yj连接。晶体管32的源极与控制器11连接，从而使开关电路Sj接收到复位电压VRST。在这种结构中，当来自控制器11的开关信号Φ为高电平时，第五晶体管32导通而第四晶体管31截止。另一方面，当来自控制器11的开关信号Φ为低电平时，晶体管31导通而晶体管32截止。晶体管31可以被设为P沟道类型，而晶体管32可被设为N沟道类型。在这种情况下，通过反转开关信号Φ的相位，改变开关电路Sj的开关模式。
下面将说明输入到控制器11中的开关信号Φ的周期。如图8所示，当选择扫描驱动器5向选择扫描线X1到Xm中的一个施加ON电压VON时，输入到控制器11的开关信号Φ为低电平。另一方面，在选择扫描驱动器5向所有选择扫描线X1到Xm施加OFF电压VOFF时的非选择期间，输入到控制器11的开关信号Φ为高电平。即输入到控制器11的开关信号Φ是脉冲信号，它在一个选择周期TSE中的m个非选择周期TNSE中的每一个内变为高电平。
开关电路S1到Sn是在两个操作间进行切换的电路，这两种操作是：用于根据来自控制器11的开关信号Φ从信号线Y1到Yn向电流端子CT1到CTn提供灰度级指定电流IDATA的操作；和用于强制将信号线Y1到Yn充电到复位电压VRST的操作。当由控制器11输入的开关信号Φ为低电平时，即在选择扫描线X1到Xm中的一个的选择周期TSE期间，每个开关电路接通晶体管31并断开晶体管32。通过这样的操作，灰度级指定电流IDATA经过晶体管23的漏极23d和源极23s以及信号线Y1到Yn的之间的路径，流到电流端子CT1到CTn。当由控制器11输入的开关信号Φ为高电平时，即在所有选择扫描线X1到Xm的非选择周期TNSE期间，每个开关电路断开晶体管31并接通晶体管32。此时，灰度级指定电流IDATA不会流到晶体管23的漏极23d和源极23s以及信号线Y1到Yn。相反，将信号线Y1到Yn的电势强制设定为复位电压VRST。
这样，在每行的选择周期TSE中，灰度级指定电流IDATA从信号线Y1到Yn流到电流端子CT1到CTn中。另一方面，在行之间的非选择周期TNSE内，将复位电压VRST强制施加给信号线Y1到Yn。信号线Y1到Yn的寄生电容的电荷量变得几乎与当很小的灰度级指定电流IDATA流过时的电荷量相同，且建立稳定状态。因此，即使当灰度级指定电流IDATA的电流值非常小时，也可以很快地建立稳定状态。
在每一行的选择周期TSE内，数据驱动器3产生灰度级指定电流IDATA，该灰度级指定电流IDATA从公共信号电源线Z1到Zm经过晶体管23、晶体管21、信号线Y1到Yn和开关电路S1到Sn而流到电流端子CT1到CTn。灰度级指定电流IDATA的电流值等于驱动电流的电流值，该驱动电流被提供到发光元件E1，1到Em，n，从而使它们以对应图像数据的亮度灰度级发光。
下面将说明使数据驱动器3、选择扫描驱动器5、和公共信号电源6驱动有机EL显示板2的方法和有机EL显示器1的显示操作。
如图8所示，根据从控制器11接收到的选择扫描驱动器时钟信号CK2，选择扫描驱动器5在每一选择周期TSE内按照这一次序(选择扫描线X1紧随选择扫描线Xm)顺序向第一行的选择扫描线X1到第m行的选择扫描线Xm提供ON电压VON，从而选择扫描线。相应地，按照这一次序来扫描这些选择扫描线X1到Xm。
在选择扫描驱动器5顺序选择并扫描这些选择扫描线的同时，公共信号电源6向所有公共信号电源线Z1到Zm输出公共信号。输出到公共信号电源线Z1到Zm的公共信号彼此同步。在所有的像素电路D1，1到Dm，n中，电压VLOW的公共信号被输入到第二晶体管22的源极22s和第三晶体管23的源极23s中。
另外，在选择扫描驱动器顺序扫描期间，数据驱动器3根据控制器11输入的数据驱动器时钟信号CK1，从外部电路接收8位红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG、蓝色数字灰度级图像信号SB并锁存这些信号。当输出选择该选择扫描线Xi的选择信号VON时，将开关信号Φ同步输入到开关电路7中。该开关信号Φ接通晶体管31并断开晶体管32。具有基于被锁存信号的灰度级的电流值的灰度级指定电流IDATA经过公共信号电源线Zi、像素Pi，1到Pi，n的晶体管23的漏极23d和源极23s之间的路径、和像素Pi，1到Pi，n的晶体管21的漏极21d和源极21s之间的路径以及信号线Y1到Yn而流到数据驱动器3的电流端子CT1到CTn。
当ON电平VON的选择信号输出到指定选择扫描线Xi时，OFF电平的选择信号被输出到剩余的选择扫描线X1到Xm(除了Xi)。该周期是第i行的选择周期TSE。因此，对于第i行的像素电路Di，1到Di，n，第一晶体管21和第二晶体管22导通。对于剩余行的像素电路D1，1到Dm，n(除了像素电路Di，1到Di，n)，第一晶体管21和第二晶体管22截止。
即，当在第i行的选择周期TSE期间将电压VON施加到选择扫描线Xi时，像素电路Di，1到Di，n中的第一晶体管21和第二晶体管22导通。此时，电压VLOW从公共信号电源线Z1到Zm被施加到所有像素电路D1，1到Dm，n中的第三晶体管23的漏极23d和第二晶体管22的漏极22d。同时，数据驱动器3将根据锁存信号L向电流端子CT1到CTn提供灰度级指定电流IDATA。此时，从控制器11向开关电路7输入开关信号Φ，从而导通晶体管31并断开晶体管32。这样，电流端子CT1到CTn就与公共信号电源线Zi电连接。将公共信号电源线Zi的电压VLOW设定为大于电流端子CT1到CTn的电势。因此，在第三晶体管23的栅极23g和源极23s之间和源极23s和漏极23d之间提供一个电压，该电压向第三晶体管23的源极和漏极之间的路径提供灰度级指定电流IDATA。
灰度级指定电流IDATA的电流值取决于输入到数据驱动器3中的红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG、蓝色数字灰度级图像信号SB。在选择周期TSE期间内，数据驱动器3在电容24中存储电荷，该电容24位于像素Pi，1到Pi，n中每一个的晶体管23的栅极23g和源极23s之间。通过这种操作，将经过公共信号电源线Zi、像素Pi，1到Pi，n的晶体管23的漏极23d和源极23s之间的路径、像素Pi，1到Pi，n的晶体管21的漏极21d和源极21s之间的路径和信号线Y1到Yn而流到数据驱动器3的电流端子CT1到CTn中的灰度级指定电流IDATA的电流值设定为稳定状态。即，将具有预定电流值的灰度级指定电流IDATA提供到像素Pi，1到Pi，n的晶体管23的漏极23d和源极23s之间的路径。这以后，电容24可以在至少一个扫描周期TSC或更长时间内保持电荷。换句话说，晶体管23将利用电容24中的电荷，在至少对应于一个扫描周期TSC或更长时间内提供一个驱动电流，该驱动电流具有等于灰度级指定电流IDATA的电流值。即，电容24可以作为一个存储装置，从而将选择周期TSE内流动的灰度级指定电流IDATA的电流值存储起来，并在非选择周期TNSE期间内向发光元件Ei，1到Ei，n流出具有等于灰度级指定电流IDATA的电流值的驱动电流。
这样，在第i行的选择周期TSE期间内，第i行的像素电路Di，1到Di，n的第一晶体管21和第二晶体管22被导通。因此，从信号线Y1到Yn提供到数据驱动器3中的灰度级指定电流IDATA被存储在第i行的像素电路Di，1到Di，n的每一个的电容24中。在剩余行的像素电路D1，1到Dm，n的每一个中(除了像素电路Di，1到Di，n外)，第一晶体管21和第二晶体管22截止。因此，灰度级指定电流IDATA不会存储在剩余行的电容24内，即，剩余行的第三晶体管23不能流出灰度级指定电流IDATA。如上所述，在第i行的选择周期TSE内，像素电路Di，1到Di，n的每一个根据灰度级指定电流IDATA接收位于第三晶体管23的栅极和源极之间的电荷。因此，至此已经被存储在第三晶体管23的栅极和源极之间的电荷被刷新。在第i行的选择周期TSE之后的多个非选择周期TNSE期间，像素电路Di，1到Di，n向发光元件Ei，1到Ei，n提供对应于存储在第三晶体管23的栅极和源极之间的电荷的驱动电流(这些驱动电流与灰度级指定电流IDATA具有相同的电平)，从而使这些发光元件发光。
如上所述，选择扫描驱动器5按照线顺序从第一行到第m行移动选择信号。因此，灰度级指定电流也根据输入到数据驱动器3中的红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG、蓝色数字灰度级图像信号SB顺序流到第一行的像素电路D1，1到D1，n到第m行的像素电路Dm，1到Dm，n。通过该操作，刷新存储在各第三晶体管23的栅极和源极之间的电荷。当重复这种线顺序扫描时，图像被显示在有机EL显示板2的显示部分4上。
下面将详细说明使像素电路Di，1到Di，n在第i行的选择周期TSE期间接收灰度级指定电流IDATA的操作和根据所接收到的灰度级指定电流IDATA而使发光元件Ei，1到Ei，n发光的操作。
在第i行的选择周期TSE内，根据来自控制器11的控制信号组GCNT，从选择扫描驱动器5向第i行的选择扫描线Xi输出ON电压VON的选择信号，该控制信号组GCNT包括时钟信号CK2。然后在选择周期TSE期间，所有与选择扫描线Xi连接的像素电路Di，1到Di，n的第一晶体管21和第二晶体管22都被设定为导通状态。在第i行的选择周期TSE开始时，公共信号变为电压VLOW。在第i行的选择周期TSE期间，向所有的公共信号电源线Z1到Zm提供电压VLOW。由于第二晶体管22导通，因此电压甚至被提供到第三晶体管23的栅极23g。这样第三晶体管23也导通。
另外，当在非选择周期TNSE期间内，使被选择行的发光元件Ei，1到Ei，n的指定列发光时(下面将说明)，数据驱动器3控制电流端子CT1到CTn中的一个端子的电势使其低于电压VLOW，该电流端子对应于将要发光的列。相应地，在将要发光的像素电路Di，j的列中，灰度级指定电流IDATA从公共信号电源线Zi流到数据驱动器3中。当在非选择周期TNSE期间内禁止被选择的第i行的发光元件Ei，1到Ei，n的指定列发光时(下面将说明)，数据驱动器3控制电流端子CT1到CTn中的对应将被禁止发光的列的一个的电势，使其等于电压VLOW。相应地，在将要发光的像素电路Di，j的列中，灰度级指定电流IDATA不会从公共信号电源线Zi流到数据驱动器3中。在第i行的选择周期TSE期间内，数据驱动器3控制电流端子CT1到CTn的电势，从而将灰度级指定电流IDATA提供到数据驱动器3直到信号线Y1到Yn(灰度级指定电流IDATA不会流到被禁止发光的列中)。在第i行的像素电路Di，1到Di，n的每一个中，第一晶体管21和第二晶体管22导通。这样，灰度级指定电流IDATA流动通过以下路径：公共信号电源线Zi→像素Pi，1到Pi，n的晶体管23的漏极23d和源极23s之间的路径→像素Pi，1到Pi，n的晶体管21的漏极21d和源极21s之间的路径→信号线Y1到Yn→开关电路S1到Sn的晶体管31→数据驱动器3的电流端子CT1到CTn。
如上所述，像素电路Di，1到Di，n接收到对应灰度级指定电流IDATA的电流值的电荷。此时，在所有的第一到第n列中，流到发光元件Ei，1到Ei，n的驱动电流的电流值等于灰度级指定电流IDATA的电流值。该电流值由数据驱动器3来指定。因此，在非选择期间TNSE内连续被保持的灰度级指定电流IDATA的电流值是恒定的。
即，在选择周期TSE期间内，灰度级指定电流IDATA流到第三晶体管23内。在公共信号电源线Zi、第三晶体管23、第一晶体管21、信号线Y1到Yn、开关电路S1到Sn以及数据驱动器3上的电压被设定为稳定状态。因此，在第三晶体管23的栅电极23g和源电极23s之间提供一电压，该电压的电平对应于流到第三晶体管23的灰度级指定电流IDATA的电平。具有对应于第三晶体管23的栅电极23g和源电极23s之间的电压电平的大小的电荷被存储在电容24中。在第i行的选择周期TSE期间内，在第i行的像素电路Di，1到Di，n中的每一个中，第一晶体管21和第二晶体管22用于向第三晶体管23提供流到信号线Yj的灰度级指定电流IDATA。第三晶体管23用于将灰度级指定电流IDATA的电流值转换为栅极和源极之间的电压值。
如上所述，在第i行的选择周期TSE期间内，存储在第i行的像素电路Di，1到Di，n的电容24中的电荷的数量从前面扫描周期TSC被刷新。同时，第i行的像素电路Di，1到Di，n的第三晶体管23的漏极-源极电流电平和源极-漏极电压电平也从前次扫描周期TSC被刷新。
第三晶体管23、第一晶体管21和信号线Yj路径上的任意点处的电势根据晶体管21、22、23的内部电阻而改变，该内部电阻随时间改变。但是，在本实施例中，由数据驱动器3强制提供流过第三晶体管23→第一晶体管21→信号线Yj之路径的灰度级指定电流IDATA的电流值。因此，即使当晶体管21、22和23的内部电阻随时间改变时，流过第三晶体管23→第一晶体管21→信号线Yj之路径的灰度级指定电流IDATA的电流值也具有所需的电平。
在第i行的选择周期TSE期间内，将公共信号电源线Zi设定为电压VLOW，该电压VLOW等于或低于参考电压VSS。另外，在第i行的发光元件Ei，1到Ei，n的阳极和阴极之间提供零偏置或反向偏置。这样，就不会有电流流到发光元件Ei，1到Ei，n中，从而使它们不发光。
在第i行的选择周期TSE的结束时间(在第i行的非选择周期TNSE的开始时间)，选择扫描驱动器5输出到选择扫描线Xi的选择信号从高电平电势VON变为低电平电势VOFF。选择扫描驱动器5向第i行的像素电路Di，1到Di，n的第一晶体管21的栅电极21g和第二晶体管22的栅电极22g提供OFF(截止)电压VOFF。
因此，在第i行的非选择周期TNSE期间内，第i行的像素电路Di，1到Di，n的第一晶体管21截止。从公共信号电源线Zi流到对应信号线Y1到Yn的灰度级指定电流IDATA被切断。另外，在第i行的非选择周期TNSE期间内，第i行的所有像素电路Di，1到Di，n中，即使晶体管22被截止，在第i行的前次选择周期TSE期间存储在电容24内的电荷由第二晶体管22限制。因此，在第i行的所有像素电路Di，1到Di，n中，第三晶体管23在非选择周期TNSE内保持为导通。即，在第i行的所有像素电路Di，1到Di，n中，第二晶体管22保持第三晶体管23的栅-源极电压电平VGS，从而使第三晶体管23在非选择周期TNSE期间内的栅-源极电压电平VGS变得等于第三晶体管23在选择周期TSE期间内的栅-源极电压电平VGS。
在非选择周期TNSE期间内，从公共信号电源6输出到公共信号电源线Zi的公共信号上升到电压VHIGH。在非选择周期TNSE期间内，第i行的发光元件Ei，1到Ei，n的阴极的电压为参考电压VSS。公共信号电源线Zi的电压为电压VHIGH，电压VHIGH大于参考电压VSS。另外，在串联的第三晶体管23的栅极23g和源极23s之间存储有对应在选择周期TSE期间流动的灰度级指定电流IDATA的电荷。在这种情况下，在第i行的发光元件Ei，1到Ei，n上施加对应于灰度级指定电流IDATA的正向偏置电压。这样，在第i行的所有像素电路Di，1到Di，n中，等于灰度级指定电流IDATA的驱动电流从公共信号电源线Zi经过第三晶体管23的漏极23d和源极23s而流到第i行的发光元件Ei，1到Ei，n。这样，发光元件Ei，1到Ei，n发光。
更具体地说，在非选择周期TNSE内的像素电路Di，1到Di，n的每一个中，第一晶体管21用于使对应信号线Yj与第三晶体管23断开电连接，从而使流到信号线Yj的灰度级指定电流IDATA不流到第三晶体管23。第二晶体管22用于通过限制电容24中的电荷，保持第三晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压，该电压在选择周期TSE期间被转换。在第i行的所有像素电路Di，1到Di，n中，当在非选择期间TNSE内公共信号被设定为电压VHIGH时，第三晶体管23用于向发光元件Ei，j提供对应于所保持的栅-源极电压电平的电平的驱动电流。
因此，第i行的发光元件Ei，1到Ei，n在第一到第m行的各选择周期TSE期间都不会发光。发光元件Ei，1到Ei，n在一个扫描周期TSC的m个非选择周期TNSE中的每一个期间内发光。当公共信号为VHIGH时流到发光元件Ei，1到Ei，n的驱动电流的电流值与流到像素电路Di，1到Di，n中的每一个的第三晶体管23的电流相等。即，该电流值等于在第i行的选择周期TSE期间流到像素电路Di，1到Di，n中的每一个的第三晶体管23的灰度级指定电流IDATA的值。在第i行的选择周期TSE期间内，当流到第i行的各像素电路Di，1到Di，n的第三晶体管23的电流值被设定时，各发光元件Ei，1到Ei，n的驱动电流具有所需的电流值。因此，发光元件Ei，1到Ei，n以所需灰度级亮度发光。
如上所述，在本实施例中，即使当第三晶体管23的电流一电压特性在像素电路Di，1到Di，n之间变化，在选择周期TSE期间内在第三晶体管23的源极23s和漏极23d之间强制提供具有预定电流值的灰度级指定电流IDATA。另外，当如图7所示，第三晶体管23的源极23s和漏极23d之间的电压经常为饱和时，在非选择周期TNSE期间向公共信号电源线Z1到Zm输出电压VHIGH的公共信号。因此，在第三晶体管23的源极23s和漏极23d之间提供驱动电流，该驱动电流的值等于灰度级指定电流IDATA的值。因此，像素的发光元件E1，1到Em，n之间的亮度不会变化。即，在本实施例中，即使当向像素输出具有相同电压电平的亮度灰度级信号时，也可以抑制像素之间亮度的任何面内变化。因此，本实施例的有机EL显示器1可以显示高质量图像。
在非选择周期TNSE期间内，公共信号m次变为VHIGH。发光元件Ei，j的发光占空比大约为50％。相反，在简单矩阵驱动显示器中，发光占空比为1/m，其中该显示器具有垂直方向上布置的m个发光元件和水平方向上布置的n个发光元件。在简单矩阵驱动显示器中，随着分辨率变高，发光元件的发光占空比下降。但是在本实施例的有机EL显示器1中，即使当分辨率变高时，发光元件Ei，j的发光占空比也不会下降。有机EL显示器1可以高亮度、高对比度和高分辨率显示图像。
在每个行中布置有一个选择扫描线Xi和一个列信号电源线Zi。从公共信号电源6向公共信号电源线Zi输出的不是用于扫描的信号，而只是公共信号。位于有机EL显示器1中的唯一的用于扫描的移位寄存器是选择扫描驱动器5。一个移位寄存器通常由m个双稳态多谐振荡器电路形成。公共信号电源6仅需要向所有的公共信号电源线Zi到Zm输出具有相同波形的信号，因此可以具有简化的电路结构。因此，在公共信号电源6中，安装区域更小、结构更简单、元件的数目比移位寄存器更少。与具有两个用作驱动器的移位寄存器的传统有机EL显示器相比，本实施例的有机EL显示器1可以降低制造成本并增加产量。
[第二实施例]
下面将说明根据本发明第二实施例的有机EL显示器。
即使在第二实施例中，有机EL显示器也与图1所示的第一实施例的有机EL显示器1一样，包含有机EL显示板1、数据驱动器3、和选择扫描驱动器5。数据驱动器3、显示部分4、选择扫描驱动器5、像素电路D1，1到Dm，n和发光元件E1，1到Em，n与第一实施例的有机EL显示器1中相应部分具有相同的结构，因此在第二实施例中省略对它们的详细说明。
在第二实施例中，如图10所示，公共信号电源6位于与有机EL显示器1连接的控制器11中。因此，像素在有机EL显示器1的衬底上所占据的面积的比例可以增加。
如在第一实施例中一样，根据第二实施例的有机EL显示器1可以根据图8所示的波形图工作。
[第三实施例]
下面将说明第三实施例。本实施例与第一实施例相似，除了各像素Pi，j的像素电路Di，j的第二晶体管22的漏极22d不与公共信号电源线Zi连接，而与选择扫描线Xi连接，如图11所示。与第一实施例中相同的附图标记在第三实施例中表示相同的部分，并省略对它们的详细说明。
在晶体管22中，漏极电极22d和栅极电极22g连接选择扫描线Xi。源电极22s与第三晶体管23的栅电极23g连接。晶体管22为N沟道由非晶硅薄膜晶体管，与第一晶体管21和晶体管23相似。
晶体管22在接收到如图8中的波形图所示的电压时工作。即，如图12A所示，在选择周期TSE期间内，由来自选择扫描线Xi的ON电平(高电平)电压VON的扫描信号使像素Pi，1到Pi，n之每一个的晶体管22导通，从而使来自选择扫描线Xi的电压施加到晶体管23的栅极上。同时，各像素Pi，1到Pi，n的晶体管21被导通。另外，在选择周期TSE期间，由晶体管22提供的栅极电压使各像素Pi，1到Pi，n的晶体管23导通。这样，数据驱动器3沿图12A中箭头所表示的方向上，向像素Pi，1到Pi，n的晶体管23的漏极23d和源极23s之间的路径以及信号线Y1到Yn提供灰度级指定电流IDATA。此时的灰度级指定电流IDATA的电流值对应于输入到数据驱动器3中的红色数字灰度级图像信号SR、绿色数字灰度级图像信号SG、蓝色数字灰度级图像信号SB的灰度级。在选择周期TSE期间内，在与像素Pi，1到Pi，n的晶体管23的栅极23g和源极23s之间的路径连接的电容24中存储对应于灰度级指定电流IDATA的电流值的电荷。
在非选择周期TNSE期间，通过提供给选择扫描线Xi的OFF(截止)电平电压VOFF的扫描信号，使各像素Pi，1到Pi，n的晶体管21和晶体管22截止。向所有公共信号电源线Z1到Zm施加电压VHIGH。因此，所有晶体管23的源极23s和漏极23d之间的电压饱和。所有晶体管23的栅极23g和源极23s之间的电压都具有对应于在选择周期TSE期间存储在电容24中的电荷的电压值。如图12B所示，驱动电流在所有晶体管23的源极23s和漏极23d之间流动，该驱动电流的电流值等于灰度级指定电流IDATA。由于电压VHIGH远大于参考电压VSS，因此该驱动电流在图12A中箭头所示的方向流动，从而使发光元件E1，1到Em，n发光。
本发明并不局限于上述实施例。可以对设计进行多种改变和修改而不脱离本发明精神和范围。
例如，在上述实施例中，像素电路Di，j的所有第一晶体管21、第二晶体管22、和第三晶体管23都为N沟道晶体管。但是，所有这些晶体管也可以由P沟道晶体管形成，发光元件Ei，j的阳极和阴极可以按相反方向连接。此时，图8所示的波形反向。
在这些实施例中，发光元件E1，1到Em，n的发光周期为选择周期TSE之间的非选择周期TNSE。发光元件Ei，j的发光周期为第i行的选择周期TSE和下面第i行的选择周期TSE之间的m个不连续的非选择周期TNSE。如图13所示，在凭借灰度级指定电流IDATA的电荷被写入所有发光元件E1，1到Em，n电容24中以后，在非选择周期TNSE期间，可以使所有的发光元件E1，1到Em，n同时发光。此时，当一个扫描周期TSC期间的选择周期TSE和向信号线Y1到Yn施加复位电压VRST时的(m-1)个复位周期TR中的至少一个被设为很短时，可以使非选择周期TNSE，即发光元件E1，1到Em，n的发光周期相对较长。参照图13，在选择扫描线)Xm被选择后，为了在选择扫描线Xm的像素Pm，1到Pm，n的写入模式中恢复信号线Y1到Yn的寄生电容中存储的电荷，可以施加复位电压VRST，从而将一个扫描周期TSC期间内的复位周期TR的数目增加为m。
在上述实施例中，使用了有机EL元件。但是，也可以使用其他具有检波特性的发光元件。即，发光元件可以是在施加反向偏置电压时没有电流流过、而在施加正向偏置电压时有电流流过、而且还以对应所流动电流之大小的亮度发光的元件。具有检波特性的发光元件的一个例子是LED(发光二极管)元件。
在上述实施例中，数据驱动器3和选择扫描驱动器5根据由控制器11输入的时钟信号工作。但是，从公共信号电源6输出并用作公共信号的时钟信号CK3也可作为时钟信号CK2而输入到选择扫描驱动器5中。
在上述实施例中，公共信号电源6输出的公共信号的次数变为较低水平，即灰度级指定电流IDATA每个选择周期TSE提供一次。但是，该次数也可以是每个选择周期TSE两次或更多次。
根据本发明，当驱动电流流到发光元件时，发光元件发光。驱动电流的电流值对应于像素电路的晶体管23的栅极23g和源极23s之间保持的电压。通过转换指定电流的电流值来获得电压值。由于这些原因，驱动电流的电流值与指定电流的电流值一致。发光元件以取决于指定电流的电流值的亮度发光。即，发光元件以由指定电流的电流值来设定的亮度发光。这样，如果指定电流的电流值在像素之间没有变化，则亮度不会在多个发光元件之间变化，并可以显示高质量图像。
仅有扫描驱动器5向各扫描线提供选择信号。没有设置用于扫描的驱动器。另外，公共信号电源6与扫描驱动器相比具有更少数目的元件，因此具有简单结构。因此驱动器的安装面积较小。

Claims (45)

1.一种显示装置，包括：
多个扫描线；
多个信号线；
一扫描驱动器，它顺序地向扫描线提供选择扫描线的选择信号；
一数据驱动器，该数据驱动器在所述扫描线被选择时的一个选择周期内向所述多个信号线提供一指定电流；
多个像素电路，它们提供一驱动电流，该驱动电流对应于流到信号线的该指定电流的电流值；
多个光学元件，它们根据所述多个像素电路提供的驱动电流而发光；和
一电源，它向所述多个像素电路输出一驱动电流参考电压，以提供驱动电流。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，该电源在非选择周期内向所述多个像素电路输出驱动电流参考电压。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中，该非选择周期是当所述多个光学元件中没有一个被选择时的周期。
4.如权利要求2所述的显示装置，其中，在该非选择周期内向所述多个信号线输出复位电压。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中，该电源选择性地输出驱动电流参考电压和指定电流参考电压，以提供指定电流。
6.如权利要求5所述的显示装置，其中，该指定电流参考电压低于该驱动电流参考电压。
7.如权利要求5所述的显示装置，其中，该电源在该选择周期内输出指定电流参考电压。
8.如权利要求1所述的显示装置，其中，该电源交替输出指定电流参考电压以提供该指定电流、和该驱动电流参考电压。
9.如权利要求1所述的显示装置，其中
该数据驱动器根据电源在选择周期内输出的指定电流参考电压，向所述信号线和像素电路提供指定电流；
每一个像素电路存储指定电流的电流值，并根据该电源输出的驱动电流参考电压提供等于指定电流之电流值的驱动电流。
10.如权利要求1所述的显示装置，其中
每一个像素电路包括一驱动晶体管和一电容，该电容连接在该驱动晶体管的栅极和源极之间，
该数据驱动器根据该电源在该选择周期内输出的指定电流参考电压，向所述信号线和像素电路的驱动晶体管提供指定电流，以及
该电容存储对应于该栅极和该源极之间的指定电流的电荷，当从该电源输入了驱动电流参考电压时，该驱动晶体管提供对应于存储在该栅极和该源极之间的电荷的驱动电流。
11.如权利要求1所述的显示装置，其中每个像素电路包括：
一第一晶体管，其中栅极与扫描线连接，漏极和源极中的一个与信号线连接，
一第二晶体管，其中栅极与扫描线连接，指定电流参考电压和驱动电流参考电压被选择性地输入到漏极和源极中的一个，和
一驱动晶体管，其中栅极与第二晶体管的漏极和源极中的另一个连接，漏极和源极中的一个与第二晶体管的漏极和源极中的一个连接，漏极和源极中的另一个与第一晶体管的漏极和源极中的另一个以及光学元件连接。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中，该扫描驱动器在选择周期内选择与一预定扫描线连接的第一晶体管和第二晶体管。
13.如权利要求1所述的显示装置，其中每个像素电路包括：
一第一晶体管，其中栅极与扫描线连接，漏极和源极中的一个与信号线连接，
一第二晶体管，其中栅极与扫描线连接，漏极和源极中的一个与扫描线连接，和
一驱动晶体管，其中栅极与第二晶体管的漏极和源极中的另一个连接，漏极和源极中的一个与该电源连接，漏极和源极中的另一个与第一晶体管的漏极和源极中的另一个以及光学元件连接。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中，该扫描驱动器在选择周期内选择与一预定扫描线连接的第一晶体管和第二晶体管。
15.如权利要求1所述的显示装置，其中，该电源从一预定扫描线的选择周期之结束直到下一扫描线的选择周期之开始期间输出驱动电流参考电压。
16.如权利要求1所述的显示装置，其中，该光学元件具有通过像素电路与该电源连接的第一电极和被提供参考电压的第二电极。
17.如权利要求16所述的显示装置，其中
该电源选择性地输出驱动电流参考电压和指定电流参考电压，从而提供指定电流，和
该驱动电流参考电压不小于该参考电压，该指定电流参考电压不大于该参考电压。
18.如权利要求1所述的显示装置，其中该光学元件为有机EL元件。
19.一种显示装置，包括：
一扫描线组，具有第一行的扫描线和第二行的扫描线；
一光学元件组，具有第一光学元件和第二光学元件，该第一光学元件与第一行的扫描线连接并根据所提供的第一驱动电流的电流值而发光，该第二光学元件与第二行的扫描线连接并根据所提供的第二驱动电流的电流值而发光，
一像素电路组，具有第一像素电路和第二像素电路，该第一像素电路与第一光学元件连接并提供等于所提供的第一指定电流的电流值的第一驱动电流，该第二像素电路与第二光学元件连接并提供等于所提供的第二指定电流的电流值的第二驱动电流；和
一电源，它在第一行的扫描线的选择周期和第二行的扫描线的选择周期之间，提供一驱动电流参考电压，以通过第一像素电路向第一光学元件提供第一驱动电流，并提供驱动电流参考电压，以通过第二像素电路向第二光学元件提供第二驱动电流。
20.如权利要求19所述的显示装置，其中，该电源在非选择周期内向该光学元件组输出驱动电流参考电压。
21.如权利要求20所述的显示装置，其中，该非选择周期是当该光学元件组的光学元件中没有一个被选择时的周期。
22.如权利要求20所述的显示装置，其中，在该非选择周期内向所述多个信号线输出复位电压。
23.如权利要求19所述的显示装置，其中，该电源选择性地输出驱动电流参考电压和指定电流参考电压，以向第一和第二像素电路提供第一和第二指定电流。
24.如权利要求23所述的显示装置，其中，该指定电流参考电压低于驱动电流参考电压。
25.如权利要求23所述的显示装置，其中，该电源在该选择周期内输出该指定电流参考电压。
26.如权利要求19所述的显示装置，其中，该电源交替地输出指定电流参考电压以提供第一和第二指定电流、和驱动电流参考电压。
27.如权利要求19所述的显示装置，还包括一数据驱动器，它根据该电源在选择周期内输出的指定电流参考电压来向第一和第二像素电路提供第一和第二指定电流。
28.如权利要求27所述的显示装置，还包括一信号线，它将数据驱动器与像素电路连接。
29.如权利要求19所述的显示装置，其中每个像素电路存储在选择周期内提供的指定电流的电流值，并根据选择周期后从该电源输出的驱动电流参考电压来提供等于指定电流的电流值的驱动电流。
30.如权利要求19所述的显示装置，其中
每个像素电路包括一驱动晶体管和一电容，该电容连接在该驱动晶体管的栅极和源极之间，
该数据驱动器根据该电源在选择周期内输出的指定电流参考电压，向像素电路的驱动晶体管提供指定电流，及
该电容存储对应于栅极和源极之间的指定电流的电荷，当从该电源输入了驱动电流参考电压时，驱动晶体管提供驱动电流，该驱动电流对应于存储在栅极和源极之间的电荷。
31.如权利要求19所述的显示装置，其中每个像素电路包括：
一第一晶体管，其中栅极与该扫描线组的一个扫描线连接，漏极和源极中的一个与该数据驱动器连接，
一第二晶体管，其中栅极与该扫描线连接，指定电流参考电压和驱动电流参考电压被选择性地输入到漏极和源极中的一个，和
一驱动晶体管，其中栅极与第二晶体管的漏极和源极中的另一个连接，漏极和源极中的一个与第二晶体管的漏极和源极中的一个连接，漏极和源极中的另一个与第一晶体管的漏极和源极中的另一个以及该光学元件组的一个光学元件连接。
32.如权利要求31所述的显示装置，还包括一选择扫描驱动器，它在选择周期内选择与该扫描线组的预定扫描线连接的第一晶体管和第二晶体管。
33.如权利要求19所述的显示装置，其中每个像素电路包括：
一第一晶体管，其中栅极与该扫描线组的一个扫描线连接，漏极和源极中的一个与该数据驱动器连接，
一第二晶体管，其中栅极与该扫描线连接，漏极和源极中的一个与该扫描线连接，和
一驱动晶体管，其中栅极与第二晶体管的漏极和源极中的另一个连接，漏极和源极中的一个与该电源连接，漏极和源极中的另一个与第一晶体管的漏极和源极中的另一个以及该光学元件组的一个光学元件连接。
34.如权利要求33所述的显示装置，还包括一选择扫描驱动器，它在选择周期内选择与该扫描线组的预定扫描线连接的第一晶体管和第二晶体管。
35.如权利要求19所述的显示装置，其中，该电源在一预定扫描线的选择周期和下一扫描线的选择周期之间的非选择周期内输出驱动电流参考电压。
36.如权利要求19所述的显示装置，其中该光学元件具有通过像素电路与该电源连接的第一电极和被提供参考电压的第二电极。
37.如权利要求36所述的显示装置，其中
该电源选择性地输出驱动电流参考电压和指定电流参考电压，从而提供第一和第二指定电流，和
驱动电流参考电压不小于参考电压，指定电流参考电压不大于参考电压。
38.如权利要求19所述的显示装置，其中该光学元件为有机EL元件。
39.一种显示装置，包括：
多个扫描线；
一扫描驱动器，它顺序向所述扫描线提供选择所述多个扫描线中的一个的选择信号；
多个像素电路，其中每个像素电路都与所述多个扫描线中的对应一个连接，并提供对应于指定电流之电流值的驱动电流；
多个光学元件，其中每个光学元件根据所述多个像素电路中的对应一个所提供的驱动电流而发光；
一数据驱动器，该数据驱动器在所述扫描线被选择时的一个选择周期内向所述多个像素电路提供指定电流；和
一公共电压输出电路，它向被选择的像素电路输出一指定电流参考电压从而在所述扫描线的选择周期内提供指定电流，并向所述多个像素电路输出一驱动电流参考电压，从而在非选择周期内提供驱动电流。
40.如权利要求39所述的显示装置，其中该公共电压输出电路在非选择周期内向所有像素电路输出驱动电流参考电压。
41.如权利要求39所述的显示装置，其中该指定电流参考电压低于该驱动电流参考电压。
42.一种显示装置驱动方法，包括：
一第一指定电流步骤，用于在第一选择周期内向第一驱动晶体管提供第一指定电流，从而存储对应于第一驱动晶体管的栅极和源极之间的第一指定电流的电流值的电荷；
一第二指定电流步骤，用于在第二选择周期内向第二驱动晶体管提供第二指定电流，从而存储对应于第二驱动晶体管的栅极和源极之间的第二指定电流的电流值的电荷；
一驱动电流参考电压输出步骤，用于在第一选择周期之结束到第二选择周期之开始之间，向第一驱动晶体管和与第一驱动晶体管串联的第一光学元件输出驱动电流参考电压，并向第二驱动晶体管和与第二驱动晶体管串联的第二光学元件输出驱动电流参考电压。
43.如权利要求42所述的显示装置驱动方法，其中，该驱动电流参考电压是第一驱动晶体管的源极-漏极电压和第二驱动晶体管的源极-漏极电压被设定为饱和状态的电压。
44.一种显示装置驱动方法，包括：
一第一指定电流步骤，用于在第一选择周期内向第一驱动晶体管提供第一指定电流，以存储对应于第一驱动晶体管的栅极和源极之间的第一指定电流的电流值的电荷；
一第二指定电流步骤，用于在第一指定电流步骤之后，在第二选择周期内向第二驱动晶体管提供第二指定电流，以存储对应于第二驱动晶体管的栅极和源极之间的第二指定电流的电流值的电荷；
一驱动电流参考电压输出步骤，用于在第二指定电流步骤之后，向第一驱动晶体管和与第一驱动晶体管串联的第一光学元件输出驱动电流参考电压，并向第二驱动晶体管和与第二驱动晶体管串联的第二光学元件输出驱动电流参考电压。
45.如权利要求44所述的显示装置驱动方法，其中，该驱动电流参考电压是第一驱动晶体管的源极-漏极电压和第二驱动晶体管的源极-漏极电压被设定为饱和状态的电压。
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