CN1989539B - 显示驱动装置、显示装置及其驱动控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种显示驱动装置(130),用于根据显示数据操作每个都具有显示像素(PX)的电流控制型光学元件(OEL),该显示像素(PX)带有光学元件(OEL)和提供驱动电流给光学元件的驱动元件(Tr13)。该显示驱动装置包括产生相应于显示数据的亮度灰度的灰度信号、并且提供该灰度信号给显示像素的灰度信号产生电路(130)、检测显示像素的驱动元件特有的阈值电压的阈值电压检测电路(140)以及根据该阈值电压产生用于补偿驱动元件的阈值电压的补偿电压、并且施加该补偿电压给驱动元件的补偿电压施加电路(150)。

Description

显示驱动装置、显示装置及其驱动控制方法
技术领域
本发明涉及显示驱动装置、设置有该显示驱动装置的显示装置及其驱动控制方法,尤其涉及适用于通过设置用对应于显示数据的电流驱动的多个电流控制型光学元件形成的显示板的显示驱动装置、带有该显示驱动装置的显示装置及其驱动控制方法。
背景技术
近年来,消耗更低电能的重量轻且薄型的显示器作为个人电脑和视频设备的监视器和显示器显著地普及起来。特别是液晶显示(LCD)装置广泛地用作移动电话、数码照相机、个人数据助理(PDA)和便携式装置(移动手持设备)例如电子词典的显示器。
作为这种LCD装置之后的下一代显示器,已经针对自发光型显示器(自发光型显示器)的全面普及而进行了积极的研究和开发,该自发光型显示器带有其中有机电致发光元件(有机EL元件)、无机电致发光元件(无机EL元件)或光学元件例如发光二极管(LED)设置成矩阵的显示板。
特别地,其中应用有源矩阵驱动模式的自发光型显示器具有比上述液晶显示器更高的显示响应速度。而且,自发光型显示器没有视角相关性,并且可以实现亮度/对比度和显示器图像质量优良性的提高。此外,自发光型显示器与液晶显示器不同的是不需要背光,因此自发光型显示器在应用于便携式装置时具有非常有益的特性,可以进一步减小厚度和重量和/或进一步降低能耗。
于是,在这种自发光型显示器中,已经提出用于控制光学元件的操作的各种驱动控制机制和/或控制方法。
图35是示出电压控制有源矩阵型的常规自发光显示器主要部分的示意性结构图。
图36是示出适用于常规自发光型显示器的显示像素的结构例子的等效电路图。
这里,图35示出包括由作为光学元件的有机EL元件OEL形成的发光元件的显示像素的电路结构。
如图35所示,有源矩阵型的常规有机EL显示装置通常具有以下结构,包括:显示板110P,其中在被设置成分别在行方向和列方向上延伸的多个扫描线(选择线)SLp和多个数据线(信号线)DLp的交叉点附近将多个显示像素EMp排列成矩阵;和与扫描线SLp连接的扫描驱动器120P;以及与数据线DL连接的数据驱动器130P。
如图36所示,每个显示像素EMp包括像素驱动电路DCp。电路DCp包括薄膜晶体管(TFT)Tr111和薄膜晶体管Trl12,薄膜晶体管Tr1ll具有与扫描线SLp连接的栅极端子以及分别与数据线DL和接点N111连接的源极端子和漏极端子,薄膜晶体管Trl12具有与接点N111连接的栅极端子和接收预定电源电压Vdd的源极端子。有机EL元件OEL具有与像素驱动电路DCp的薄膜晶体管Tr112的漏极端子D连接的阳极端子和接收比电源电压Vdd更低的地电位Vgnd的阴极端子。在图36中,附图标记Cp表示在薄膜晶体管Tr112的栅极和源极端子之间形成的电容器。
在包括具有这种结构的显示像素EMp构成的显示板110P的显示器装置中,首先,从扫描驱动器120P顺序地向每排扫描线SLp施加导通电平的扫描信号电压Ssel,从而导通每排显示像素EMp(驱动电路DCp)的薄膜晶体管Tr111,由此将显示像素EMp设置为选择状态。
在这个选择定时的同时,数据驱动器130P产生具有相应于显示数据的电压值的灰度电压Vpix,并且施加给每列数据线DLp,由此灰度电压Vpix通过每个显示像素EMp(驱动电路DCp)的薄膜晶体管Tr111施加给接点N111(即,薄膜晶体管Tr112的栅极端子)。
结果,薄膜晶体管Tr112在相应于接点N111的电位(精确地说是在栅极和源极之间的电位差)的导电状态(即,相应于灰度电压Vpix的导电状态)下导通。因此,预定的驱动电流通过薄膜晶体管Tr112和有机EL元件OEL从电源电压Vdd流向地电压Vgnd。因此,有机EL元件OEL工作,以相应于显示数据(灰度电压Vpix)的亮度灰度(luminance gradation)发光。
随后,截止电平的扫描信号电压Ssel从扫描驱动器120P施加给扫描线SLp。因此,每排中的显示像素EMp的薄膜晶体管Tr111截止,显示像素Emp被设置为非选择状态,并且数据线DLp和驱动电路DCp电性地断开。这时,薄膜晶体管Tr112以如下的方式保持导通状态,即根据已经施加给栅极端子(接点N111)的电位在薄膜晶体管Tr112的栅极和源极端子之间施加预定的电压,并且保持在电容器Cp中。
因此和在选择状态下的发光操作一样,预定的驱动电流通过薄膜晶体管Trl12从电源电压Vdd流向有机EL元件OEL,由此保持发光操作。控制这种发光操作使其持续例如一个帧周期,直到相应于下一个显示数据的灰度电压Vpix被施加给(写入)每排的显示像素EMP。
这种驱动控制方法被称为电压灰度规范模式(或电压灰度规范驱动),因为通过调整施加给每个显示像素EMp(具体地,驱动电路DCp的薄膜晶体管Tr112的栅极端子)的灰度电压Vpix的电压值,来控制流向有机EL元件OEL的驱动电流的电流值,从而以预定的亮度灰度进行发光操作。
在如图36所示的驱动电路DCp中,电流路径串联连接到有机EL元件OEL,从而允许相应于显示数据(灰度电压)的驱动电流流动的用于驱动的薄膜晶体管Trr112的元件特性(尤其是阈值电压特性)可能随着使用时间、驱动过程等等而改变(偏移)。在这种情况下,在栅极电压(接点111的电位)与源极和漏极端子之间流动的驱动电流(在源极和漏极端子之间的电流)之间的关系改变,因此在预定的栅极电压下流动的驱动电流的电流值发生波动(例如减小)。结果,变得难以长时间稳定地实现具有相应于显示数据的适当亮度灰度的发光操作。
此外,在显示板110P中每个显示像素EMp(驱动电路DCp)的薄膜晶体管Tr111和Tr112的元件特性(阈值电压)发生变化的情况下,或者在用于每个显示板110P的晶体管Tr111和Trl12的元件特性随着制造批次不同而发生变化的情况下,在电压灰度规范模式的驱动电路中,每个显示像素或每个显示板的驱动电流的电流值大大地改变,因此变得不能进行适当的灰度控制。
发明内容
本发明具有补偿驱动元件的元件特性改变和变化,并在显示驱动装置和带有该显示驱动装置的显示装置中提供良好和均匀的显示图象质量的优点,该显示驱动装置根据显示数据操作设置有光学元件和用于提供驱动电流给该光学元件的驱动元件的显示像素的光学元件。
为了获得上述优点,根据本发明的显示驱动装置包括:灰度信号产生电路,其产生相应于显示数据的亮度灰度的灰度信号,并提供该灰度信号给显示像素;阈值电压检测电路,其检测显示像素的驱动元件所特有的阈值电压;和补偿电压施加电路,其根据阈值电压产生补偿电压以用于补偿驱动元件的值阈电压,并施加该补偿电压给驱动元件。
该显示驱动装置还可以包括:储存相应于阈值电压检测电路检测的阈值电压的阈值数据的存储电路。该补偿电压施加电路根据储存在存储电路中的阈值数据产生补偿电压。
该显示驱动装置还可以包括:检测电压施加电路,其向驱动元件施加电位高于阈值电压的用于阈值检测的电压。该驱动元件优选包括使驱动电流可以流向光学元件的电流路径和控制驱动电流供应状态的控制端子。该检测电压施加电路在驱动元件的控制端子和该电流路径的一端侧之间施加用于阈值检测的电压。在该电流路径中没有电流流动时,该阈值电压检测电路检测驱动元件的控制端子和该电流路径的该一端侧之间的电位差作为阈值电压。该补偿电压施加电路将根据储存在存储电路中的阈值数据的补偿电压施加在驱动元件的控制端子和该电流路径的该一端侧之间。
光学元件可以包括以相应于所施加电流的电流值的亮度进行发光操作的发光元件。该灰度信号产生电路可以包括:产生灰度电流作为灰度信号的电路,该灰度电流的电流值使得发光元件可以以相应于显示数据亮度灰度的亮度进行发光操作;和产生非发光显示电压作为灰度信号的电路,该非发光显示电压具有使发光元件可以进行不发光操作的预定电压值。
该显示驱动装置可以至少包括信号路径开关电路,该信号路径开关电路有选择地开关和控制以下连接,即在相应于显示像素设置的单个数据线与用阈值电压检测电路检测阈值电压的信号路径、用补偿电压施加电路施加补偿电压的信号路径和用灰度信号产生电路来输送灰度信号的信号路径中的每一个之间的连接,以及在该单个数据线和用检测电压施加电路施加用于阈值检测的电压的信号路径之间的连接。
为了获得上述优点,根据本发明的显示装置包括:其中设置有多个显示像素的显示板,每个像素包括电流控制型光学元件和驱动元件,该驱动元件提供驱动电流给在被设置为分别在行方向和列方向上延伸的多个选择线和多个数据线的各个交叉点的光学元件;选择驱动单元,其顺序地施加选择信号给显示板的多个选择线中的每一个,由此顺序地将每排显示像素设置为选择状态;以及数据驱动单元,该数据驱动单元包括:灰度信号产生电路,其产生相应于显示数据亮度灰度的灰度信号,并通过所述每个数据线提供灰度信号给所述每个显示像素;阈值电压检测电路,其通过所述每个数据线检测所述每个显示像素的驱动元件特有的阈值电压;和补偿电压施加电路,其根据所述每个阈值电压产生补偿电压以用于补偿所述每个显示像素的阈值电压,并通过所述每个数据线施加该补偿电压给所述每个显示像素。
该数据驱动单元还可以包括:储存相应于阈值电压检测电路检测的阈值电压的阈值数据的存储电路。该补偿电压施加电路根据储存在存储电路中的阈值数据产生补偿电压。
优选地,该数据驱动单元还包括检测电压施加电路,其通过所述每个数据线向所述每个显示像素的驱动元件施加电位高于阈值电压的用于阈值检测的电压。该驱动元件可以包括使驱动电流可以流向光学元件的电流路径和控制驱动电流的供应状态的控制端子。该检测电压施加电路在驱动元件的控制端子和该电流路径的一端侧之间施加用于阈值检测的电压。在该电流路径中没有电流流动时,该阈值电压检测电路通过所述每个数据线检测驱动元件的控制端子和该电流路径的该一端侧之间的电位差作为阈值电压。该补偿电压施加电路通过所述每个数据线将根据储存在存储电路中的阈值数据的补偿电压施加在驱动元件的控制端子和该电流路径的该一端侧之间。
该光学元件优选包括以相应于所施加电流的电流值的亮度进行发光操作的发光元件,并且该光学元件例如是有机电致发光元件。
该灰度信号产生电路可以包括:产生灰度电流作为灰度信号的电路,该灰度电流的电流值使得发光元件可以以相应于显示数据亮度灰度的亮度进行发光操作;和产生非发光显示电压作为灰度信号的电路,该非发光显示电压具有使发光元件可以进行不发光操作的预定电压值。
优选地,该数据驱动单元还包括:阈值获取电路,其通过所述每个数据线分别取得相应于从所述多个显示像素中的每一个检测的所述每个阈值电压的所述每个阈值数据,并顺序地传输所述每个阈值数据;以及数据获取电路,其顺序地和分别地取得并保持亮度灰度数据,以产生关于每个显示像素的灰度信号。该存储电路分别储存从阈值获取电路传输的相应于所述多个显示像素中的每一个的所述每个阈值数据。该灰度信号产生电路产生相应于在数据获取电路中保持的亮度灰度数据的灰度信号,并通过所述每个数据线提供该灰度信号给所述每个显示像素。在数据获取电路中、顺序地和分别地取得亮度灰度数据的结构与在阈值获取电路中、取得阈值数据和顺序地传输阈值数据的结构共用。
该数据驱动单元可以至少包括信号路径开关电路,该信号路径开关电路有选择地开关和控制以下连接,即在相应于显示像素设置的单个数据线与用阈值电压检测电路检测阈值电压的信号路径、用补偿电压施加电路施加补偿电压的信号路径和用灰度信号产生电路提供灰度信号的信号路径中的每一个之间的连接,以及在该单个数据线和用检测电压施加电路施加用于阈值检测的电压的信号路径之间的连接。
优选地,该显示装置还包括施加预定电源电压给所述多个显示像素中的每一个的电源驱动单元。该电源驱动单元按预定的定时、顺序地施加电源电压给显示板的每排中的显示像素,由此将每排显示像素设置为操作状态。或者,电源驱动单元可以按预定的定时顺序地施加电源电压给每组显示像素,所述每组显示像素是通过将显示板上设置的所述多个显示像素为多排中的每一排划分为组而获得,由此将每组中的显示像素设置为操作状态。
优选地,该显示装置还包括产生定时控制信号的驱动控制单元,该定时控制信号用于控制由阈值电压检测电路检测阈值电压的操作定时。该驱动控制单元通过选择驱动单元和数据驱动单元用定时控制信号进行控制,以便使得对于其中将灰度信号提供给显示板上设置的所有所述多个显示像素的每个操作周期,阈值电压检测电路检测显示板的不同排中显示像素的驱动元件的阈值电压。或者,该驱动控制单元通过选择驱动装置和数据驱动单元用定时控制信号进行控制,以便使得对于其中将灰度信号提供给显示板上设置的所有所述多个显示像素的每个操作周期,阈值电压检测电路检测显示板的相邻行中显示像素的驱动元件的阈值电压。
为了获得上述优点,根据本发明显示装置的驱动控制方法包括:检测显示板上所述每个显示像素的驱动元件特有的阈值电压;根据阈值电压产生用于补偿驱动元件的阈值电压的补偿电压,施加补偿电压给所述每个显示像素的驱动元件,并且保持补偿电压作为电压分量;提供灰度信号给所述每个显示像素,添加基于灰度信号的电压分量给基于补偿电压的电压分量,并且使所述每个显示像素的驱动元件可以保持该电压分量;以及将根据所述每个显示像素的驱动元件中保持的电压分量产生的驱动电流提供给光学元件,并且使光学元件可以根据灰度信号来工作。
检测阈值电压的操作可以包括:将电位高于阈值电压的用于阈值检测的电压施加给所述每个显示像素的驱动元件的操作;以及检测在将相应于用于阈值检测的电压的部分电荷释放和收敛之后的电压作为阈值电压的操作。
检测阈值电压的操作可以包括:储存相应于阈值电压的阈值数据的操作。在施加补偿电压给驱动元件和保持基于灰度信号的电压分量之前的定时,对显示板上设置的所有所述多个显示像素进行通过检测阈值电压来储存阈值数据的操作。或者,对于其中将灰度信号提供给显示板上设置的所有所述多个显示像素的每个操作周期,对显示板的不同行中显示像素的驱动元件进行通过检测阈值电压来储存阈值数据的操作。或者,对于其中将灰度信号提供给显示板上设置的所有所述多个显示像素的每个操作周期,对显示板的相邻行中显示像素的驱动元件进行通过检测阈值电压来储存阈值电压的操作。
可以对显示板上设置的每排所述多个显示像素顺序地进行将基于灰度信号的电压分量添加到基于补偿电压的电压分量、并使所述每个显示像素的驱动元件可以保持该电压分量的操作。优选从添加基于灰度信号的电压分量到基于要保持的补偿电压的电压分量的操作完成的一排开始,顺序地进行使得光学元件可以以相应于灰度信号的亮度灰度执行发光操作的操作。
或者,可以对每组顺序地进行将基于灰度信号的电压分量添加到基于补偿电压的电压分量、并使所述每个显示像素的驱动元件可以保持该电压分量的操作,其中所述每组是通过使显示板上设置的所述多个显示像素对每一排进行分组而获得的。可以从添加基于灰度信号的电压分量到基于要保持的补偿电压的电压分量的操作完成的一组开始,顺序地进行使得光学元件可以以相应于灰度信号的亮度灰度执行发光操作的操作。
光学元件优选包括以相应于所施加电流的电流值的亮度进行发光操作的发光元件。保持基于灰度信号的电压分量的操作包括:在使得所述每个显示元件的发光元件可以以相应于显示数据灰度亮度的亮度进行发光操作的情况下,产生其电流值使得光学元件可以以相应于显示数据灰度亮度的亮度进行发光操作的灰度电流作为灰度电流,并提供该灰度电流给显示像素;并且在使得所述每个显示像素的发光元件可以进行不发光操作的情况下,产生具有使光学元件可以进行不发光操作的预定电压的不发光显示电压作为灰度信号,并提供该不发光显示电压给显示像素。
附图说明
图1是示出根据本发明的显示驱动装置和由该显示驱动装置驱动并控制的显示像素的一个实施例的一部分的结构图;
图2是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的阈值电压检测操作的时序图;
图3是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的电压施加操作的示意图;
图4是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的电压收敛(voltage convergence)操作的示意图;
图5是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的电压读取操作的示意图;
图6是示出在n沟道型薄膜晶体管中将栅极和源极之间的电压设置为预定条件以及调制漏极和源极之间的电压时、漏极和源极之间的电流特性的一个例子的视图;
图7是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的驱动控制方法的时序图;
图8是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的预充电操作的示意图;
图9是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的数据写入操作的示意图;
图10是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的发光操作的示意图;
图11是示出根据该实施例显示驱动装置的另一个结构例子的主要部分的结构图;
图12是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的驱动控制方法(不发光操作)的时序图;
图13是示出在根据该实施例的显示驱动装置中数据写入操作的另一个例子的示意图;
图14是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的不发光操作的示意图;
图15是示出根据本发明的显示装置的全部结构的一个例子的示意性框图;
图16是示出应用于根据该实施例的显示器的显示板及其外围电路(选择驱动器、电源驱动器)的一个例子的示意性结构图;
图17是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第一例子的时序图;
图18是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第二例子的时序图;
图19是示出用于实现根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第二例子的显示装置的一个例子的主要部分结构图;
图20是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第三例子的时序图;
图21是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第二例子的第一改进例子的时序图;
图22是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第三例子的第一改进例子的时序图;
图23是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第二例子的第二改进例子的时序图;
图24是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第三例子的第二改进例子的时序图;
图25是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第四例子的时序图;
图26是示出用于实现根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第四例子的显示装置的一个例子的主要部分结构图;
图27是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第五例子的时序图;
图28是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第六例子的时序图;
图29是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第七例子的时序图。
图30是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第六例子的第一改进例子的时序图;
图31是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第七例子的第一改进例子的时序图;
图32是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第六例子的第二改进例子的时序图;
图33是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第七例子的第二改进例子的时序图;
图34是示意性示出根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第八例子的时序图;
图35是示出电压控制有源矩阵型的常规自发光型显示器主要部分的示意性结构图;
图36是示出适用于常规自发光型显示器的显示像素的结构例子的等效电路图。
最佳实施方式
以下参考附图详细说明根据本发明的显示驱动装置、显示装置和驱动控制方法的实施例。
首先,参考附图说明应用于根据本发明的显示装置的显示驱动装置及其驱动控制方法。
图1是示出根据本发明的显示驱动装置和由该显示驱动装置驱动和控制的多个显示像素之一的一个实施例的一部分的结构图。
在这里,将说明在显示装置的显示板上设置的显示像素与用于驱动和控制显示像素的显示驱动装置之间的关系。
<显示驱动装置>
如图1所示,根据该实施例的显示驱动装置100通常包括:移位寄存器/数据寄存器单元110、显示数据锁存单元120、灰度信号产生单元(灰度信号产生电路)130、阈值检测电压模数转换器(以下缩写为“检测电压ADC”并在附图中表示为“VthADC”)140、阈值补偿电压数模转换器(以下称为“补偿电压DAC”并在附图中表示为“VthDAC”)150、阈值数据锁存单元(在附图中表示为“Vth数据锁存单元”)160、帧存储器170和数据线输入/输出开关单元180。
该移位寄存器/数据寄存器单元(数据获取电路和阈值获取电路)110包括用于顺序地输出移位信号(shift signals)的移位寄存器和用于顺序地取得由至少从外部提供的数字信号组成的亮度灰度数据的数据寄存器,在这幅图中没有示出这两个寄存器。
更具体地说,顺序地进行下列三个操作之一。第一个是顺序地取得在显示板的一行中的显示像素PX的显示数据(亮度灰度数据)、并传输该数据给显示数据锁存单元120的操作。第二个是顺序地取得在阈值数据锁存单元160中保持的一行中显示像素PX的阈值电压(阈值检测数据)、并传输该数据给帧存储器170的操作。第三个是从帧存储器170顺序地取得特定一行显示像素(PX)的阈值补偿数据、并传输该数据给阈值数据锁存单元160的操作。顺便说一下,后面将详细说明第一到第三个操作中的每一个。
显示锁存单元120保持由数据寄存器/数据寄存器单元110从外部取得并传输的一行显示像素PX的显示数据(亮度灰度数据)。
灰度信号产生单元(灰度信号产生电路)130具有有选择地提供灰度电流Idata和不发光显示电压Vzero中任何一个作为用于使有机EL元件(电流控制型光学元件)OEL可以进行具有相应于显示数据的灰度亮度的发光操作或者进行不发光操作的灰度信号的功能。电流Idata具有使有机EL元件OEL可以进行预定亮度灰度的发光操作的预定电流值。显示电压Vzero具有设置有机EL元件OEL为不发光操作状态的预定电压值,即不被允许进行发光操作的黑色显示(最小亮度灰度)。
在这里,例如,作为提供具有相应于显示数据的电流值的灰度电流作为灰度信号的结构,可以采用以下结构,该结构设置有:用于根据电源电路(未示出)提供的灰度参考电压将显示数据锁存单元120中保持的每个显示数据的数字信号电压转换成模拟信号电压的数模转换器(D/A转换器);和用于产生具有相应于该模拟信号电压的电流值的灰度电流Idata的电压电流转换器。
在下面的说明中,将解释通过提供具有预定电流值的灰度电流到每个显示像素作为灰度信号进行灰度显示的情况。然而,本发明不限于此。可以应用任何信号,只要信号使得可以施加电压值相应于显示数据的灰度电压作为灰度信号即可。在这种情况下,例如,可以采用仅仅包括数模转换器的结构。
检测电压ADC(阈值电压检测电路)140检测和取得用于提供驱动电流给每个显示像素PX上设置的发光元件(例如有机EL元件OEL)的开关元件(薄膜晶体管Tr13)的阈值电压(或相应于该阈值电压的电压分量)作为模拟信号电压,这在后面将进行说明,并将阈值电压转换成包括数字信号电压的阈值检测数据。
补偿电压DAC(补偿电压施加电路、检测电压施加电路)150将阈值补偿数据转换成包括模拟信号电压的预充电电压(阈值补偿电压),该阈值补偿数据包括用于补偿每个显示像素PX上设置的开关元件的阈值电压的数字信号电压。
此外,如在后面说明的驱动控制方法中所示,如下设置由检测电压ADC 140测量开关元件的阈值电压的操作(阈值电压检测操作)。可以输出预定检测电压,从而在构成开关元件的薄膜晶体管的栅极和源极(电容器Cs的两端)之间设置高电位差(保持该电压分量),该电位差高于开关元件的阈值电压。
而且,阈值数据锁存单元160有选择地进行下列两个操作中的任何一个。一个是取得和保持由检测电压ADC 140为一行中的显示像素PX中的每一个转换和产生的阈值检测数据、并通过移位寄存器/数据寄存器单元110顺序地传输该阈值检测数据给帧存储器170的操作,后面将对该帧存储器170进行说明。另一个是从帧存储器170顺序地取得和保持用于相应于该阈值检测数据的一行中的显示像素PX中的每一个的阈值补偿数据、并传输该阈值补偿数据给补偿电压DAC 150的操作。
而且,在对每个显示像素PX写入显示数据(亮度灰度数据)的操作之前,帧存储器(存储电路)170根据检测电压ADC 140和阈值数据锁存单元160对一行中的每个显示像素PX检测的阈值电压,通过移位寄存器/数据寄存器单元110顺序地取得阈值检测数据,并在显示板的一屏(一帧)中分别储存每个显示像素PX的数据,同时帧存储器通过移位寄存器/数据寄存器单元110顺序地输出阈值检测数据作为阈值补偿数据,或者输出相应于阈值检测数据的阈值补偿数据,并传输该数据给阈值数据锁存单元160(补偿电压ADC 150)。
此外,数据线输入/输出开关单元(信号路径开关电路)180包括:电压检测侧开关181,用于通过显示板的列方向上设置的每个数据线DL将每个显示像素PX上设置的开关元件(薄膜晶体管)的阈值电压取进检测电压ADC 140,并测量该阈值电压;输入选择开关182,用于选择提供预充电电压或灰度信号(灰度电流或不发光显示电压)中的至少任何一个给数据线DL的模式,该预充电电压用于补偿每个显示像素PX上设置的开关元件的阈值电压,该灰度信号用于使每个显示像素PX可以以相应于显示数据的亮度灰度进行发光操作;以及写入侧开关183,用于通过数据线DL给每个显示像素PX提供输入信号选择开关182选择的预充电电压或者灰度信号。
在这里,电压检测侧开关181和写入侧开关183例如可以由具有不同沟道极性的薄膜晶体管(场效应晶体管)构成。如图1所示,p沟道型薄膜晶体管可以用作电压检测侧开关181,而n沟道型薄膜晶体管可以用作写入侧开关183。这些薄膜晶体管的栅极端子(控制端子)与同一信号线连接,从而根据施加给该信号线的开关控制信号AZ的信号电平来控制导通和截止状态。
<显示像素>
如图1所示,根据该实施例的显示像素PX包括:作为电流控制型光学元件的有机EL元件OEL;以及用于提供电流值相应于显示数据的驱动电流给有机EL元件OEL的驱动电路DC。光学元件和驱动电路被设置在显示板的行方向上(图中的水平方向)设置的选择线SL和列方向上(图中的垂直方向)设置的数据线的每个交叉点附近。
驱动电路DC包括薄膜晶体管Tr11、Tr12、Tr13和电容器C5。晶体管(第二开关电路)Tr11具有与选择线SL连接的栅极端子(控制端子),以及分别与接收预定电压Vsc的电源电压线VL和接点N11连接的漏极和源极端子(电流路径的一端和另一端)。晶体管(第三开关电路)Tr12具有与选择线SL连接的栅极端子(控制端子),以及分别与数据线DL和接点N12连接的源极和漏极端子(电流路径的一端和另一端)。晶体管(驱动元件、第一开关电路)Tr13具有与接点N11连接的栅极端子(控制端子),以及分别与电源电压线VL和接点(连接接点)N12连接的漏极和源极端子(电流路径的一端和另一端)。电容器Cs连接在接点N11和接点N12之间(在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极端子之间)。在这里,薄膜晶体管Tr13对应于用于驱动的开关元件,其中阈值电压成为由上述显示驱动装置100中的检测电压ADC
140和阈值数据锁存单元160测量的目标。
有机EL元件OEL具有与驱动电路DC的接点N12连接的阳极端子和施加公共电压Vcom的阴极端子。在这里,在其中将相应于显示数据的灰度信号(灰度电流或不发光显示电压)在后面说明的显示驱动操作中提供给驱动电路DC的写入操作周期中,公共电压Vcom的电位等于或高于设置为低电位(Vs)的电源电压Vsc。此外,在其中通过给有机EL元件(光学元件)OEL提供驱动电流从而以预定亮度灰度进行发光操作的发光操作周期中,公共电压Vcom被设置为低于电源电压Vsc的任意电位(例如地电位GND),该电源电压Vsc被设置为高电位(Ve)(Vs≤Vcom<Ve)。
在这里,电容器Cs可以是在薄膜晶体管Tr13的栅极端子和源极端子之间形成的寄生电容,或者可以是其中除寄生电容之外还在接点N11和接点N12之间并联连接电容元件的电容。
薄膜晶体管Tr11到Tr13不特别限于任何特定类型。例如,可以通过构成薄膜晶体管Tr11到Tr13而有利地应用n沟道型非晶硅薄膜晶体管。在这种情况下,可以应用已经形成的非晶硅制造技术,从而相对经济地制造包括具有稳定元件特性(电子移动程度等)的非晶硅薄膜晶体管的驱动电路。
在下面的说明中,将说明薄膜晶体管Tr11到Tr13全部由n沟道型薄膜晶体管形成的情况。而且,由驱动电路DC驱动的光学元件不限于有机EL元件OEL,而可以是其它的光学元件,例如发光二极管,只要它们是电流控制型光学元件即可。
<显示驱动装置和显示像素的驱动控制方法>
下面,关于具有上述结构的显示驱动装置,将参考附图说明在通过使显示像素的光学元件可以进行发光操作来进行灰度显示的情况下的驱动控制方法(驱动控制操作)。
在根据该实施例的显示驱动装置100中的驱动控制操作大致包括:阈值电压检测操作(阈值电压检测周期;第一步),在将在后面说明的显示驱动操作(预充电操作、写入操作和发光操作)之前的任意定时,测量和储存显示板上设置的每个显示像素PX(驱动电路DC)上设置的驱动薄膜晶体管Tr13(开关元件;驱动元件)的阈值电压;以及显示驱动操作(显示驱动周期),在阈值电压检测操作结束之后,使得每个显示像素PX上设置的驱动薄膜晶体管Tr13可以保持相应于阈值电压的电压分量(用于补偿阈值电压),还写入相应于显示数据的灰度信号(具有预定电流值的灰度电流),并使得有机EL元件OEL可以以相应于灰度信号的所需亮度灰度进行发光操作。
现在将说明相应的控制操作。
(阈值电压检测操作)
图2是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的阈值电压检测操作的时序图。
图3是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的电压施加操作的示意图。
图4是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的电压收敛操作的示意图。
图5是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的电压读取操作的示意图。
图6是示出在n沟道型薄膜晶体管中将栅极和源极之间的电压设置为预定条件并且调制漏极和源极之间的电压时、漏极和源极之间的电流特性的一个例子的视图。
如图2所示,在根据该实施例的显示驱动装置中的阈值电压检测操作被设置为包括:电压施加周期(检测电压施加步骤)Tpv,在预定阈值电压检测周期Tdec内,通过数据线DL从显示驱动装置100将用于阈值电压检测的电压(检测电压Vpv)施加给显示像素PX,并在显示像素PX的驱动电路DC上设置的驱动薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间保持相应于检测电压Vpv的电压分量(在电容器Cs中积累相应于检测电压Vpv的电荷);电压收敛周期Tcv,释放在电压施加周期Tpv中在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间保持的一部分电压分量(在电容器Cs中积聚的电荷),并且仅仅保持相应于薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids的阈值电压的电压分量(电荷)(使该电压分量(电荷)可以保留在电容器Cs中);以及电压读取周期(阈值电压检测步骤)Trv,在电压收敛周期Tcv过后,测量保持在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压分量(基于保留在电容器Cs中的电荷的电压值;阈值电压Vth13),并将测量值转换成数字数据,从而在帧存储器170的预定存储区内储存该数据(Tdec≥Tpv+Tcv+Trv)。
在这里,在薄膜晶体管Tr13的源极和漏极之间的电流Ids的阈值电压Vth13是指形成操作边界的、薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs,在该操作边界,通过再在漏极和源极之间施加少量电压,就使薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids开始流动。特别地,在薄膜晶体管Tr13的最初制造状态中的阈值电压由于驱动过程(亮度过程)、使用时间等等而发生改变(Vth偏移)之后,根据该实施例在电压读取周期Trv中测量的阈值电压Vth13示出了在进行阈值电压检测操作时的阈值电压。
下面,将进一步详细说明与阈值电压检测操作有关的相应的操作周期。
(电压施加周期)
首先,在电压施加周期Tpv中,如图2和3所示,将导通电平(高电平)选择信号Sse1施加给驱动电路DC的选择线SL,而将低电位电源电压Vsc(=Vs)施加给电源电压线VL。在这里,低电位电源电压Vsc(=Vs)可以是等于或低于公共电压Vcom的电压,例如可以是地电位GND。
另一方面,在这个定时的同时,将开关控制信号AZ设置为高电平,从而将写入侧开关183设置为导通状态,并且将电压检测侧开关181设置为截止状态,而将输入选择开关182切换到补偿电压DAC(电路)150侧。结果,从补偿电压DAC 150输出的阈值电压的检测电压Vpv通过数据线输入/输出开关单元180(输入选择开关182和写入侧开关183)施加给数据线DL。
因此,构成显示像素PX的驱动电路DC上设置的薄膜晶体管Tr11和Tr12导通。因此,电源电压Vsc通过薄膜晶体管Trl1施加给薄膜晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(接点N11),而施加给数据线DL的检测电压Vpv通过薄膜晶体管Tr12施加给薄膜晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(接点N12)。
在这里,对于提供驱动电流给显示像素PX(驱动电路DC)中的有机EL元件OEL的n沟道型薄膜晶体管Tr13,在源极和漏极之间的预定电流Ids时调制漏极和源极之间的电压Vds的情况下来验证漏极和源极之间电流的变化特性时,该变化特性可以表示为图6所示的特性图。
在图6中,横轴表示薄膜晶体管Tr13的分压和与之串联连接的有机EL元件OEL的分压,而纵轴表示在薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids的电流值。图6中的点划线表示在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的阈值电压的边界线,边界线左侧表示不饱和区域,边界线的右侧表示饱和区域。实线表示当薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs分别固定为具有最大亮度灰度的发光操作时的电压Vgsmax以及具有最大亮度灰度或较少亮度灰度的任意(不同)亮度灰度的发光操作时的电压Vgs1(<Vgsmax)和Vgs(<Vgsl)时,在调制薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电压Vds时,在漏极和源极之间的电流Ids的变化特性。虚线表示在使得有机EL元件OEL可以进行发光操作的情况下的负载特性线(EL负载线)。EL负载线右侧的电压成为在电源电压Vsc和公共电压Vcom之间的电压中的有机EL元件OEL的分压(作为一个例子,在图6中是20V)。有机EL元件OEL左侧的电压对应于薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电压Vds。随着灰度亮度增加,即薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids的电流值增加(驱动电流≈灰度电流),有机EL元件OEL的分压逐渐增加。
在图6中,即使在将薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs设置为确定电平的情况下,在不饱和区域内,随着薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电压Vds增加,漏极和源极之间的电流Ids的电流值也变为非常高(改变)。另一方面,在将薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs设置为确定电平的情况下,在饱和区域内,即使随着漏极和源极之间的电压Vds增加,薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids也不增加太多,而是停留在确定电平。
在这里,在电压施加周期Tpv内,从补偿电压DAC(电路)150施加给数据线DL(并进一步施加给显示像素PX(驱动电路DC)的薄膜晶体管Tr13的源极端子)的检测电压Vpv充分地低于在图6所示特性图中设置为低电位的电源电压Vsc(=Vs),将薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs设置为以下电压值,在该电压值下,可以获得显示饱和特性的区域的漏极和源极之间的电压Vds。在本实施例中,作为检测电压Vpv,例如可以设置可从补偿电压DAC 150施加给数据线DL的最大电压。
检测电压Vpv被设置为满足下列数学表达式(1)。
|Vs-Vpv |>Vth12+Vth13...(1)
在数学表达式(1)中,附图标记Vth12表示在导通电平选择信号Ssel施加给晶体管Tr12的栅极端子时,薄膜晶体管Tr12的漏极和源极之间的阈值电压。此外,将低电位电源电压Vsc施加给薄膜晶体管Tr13的栅极和漏极端子两者,从而两者的电位变为彼此相等。因此,Vth13是晶体管Tr13的漏极和源极之间的电压的阈值电压,也是薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的阈值电压。在这里,尽管Vth12+Vth13随着时间的推移而逐渐变高,但是将(Vs-Vpv)的电位差设置为高电平,以便始终满足数学表达式(1)。
这样,在晶体管Tr13的栅极和源极之间(即电容器Cs的两端)施加大于薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13的电位差Vcp(在两端之间的电位Vc),由此具有相应于电压Vcp的大电流的检测电流Ipv被迫通过薄膜晶体管Tr13的漏极和源极从电源电压线VL流向补偿电压(电路)DAC 150。因此,相应于基于检测电流Ipv的电位差的电荷快速积聚在电容器Cs的两端(即,电压Vcp积聚在电容器Cs中)。顺便说一下,在电压施加周期Vpv内,不仅电荷积聚在电容器Cs中,而且电荷还积聚在从电源电压线VL通向数据线DL的电流路线中的其它电容元件中,以用于检测电流Ipv的流动。
这时,因为等于或大于施加给电源电压线VL的低电位电源电压Vsc(=Vs)的公共电压Vcom(=GND)被施加给有机EL元件OEL的阴极端子,所以将有机EL元件OEL的阳极和阴极之间的位置设置为非电场状态或反向偏压状态,因此驱动电流不流入有机EL元件OEL,并且不进行发光操作。
(电压收敛周期)
下面,在电压施加周期Tpv结束之后的电压收敛周期Tcv中,如图2和3所示,将导通电平选择信号Ssel施加给选择线SL。而且,在将低电位电源电压Vsc(=Vs)施加给电源电压线VL的状态中,将开关控制信号AZ设置为低电平,因此,将电压检测侧开关181设置为导通状态,而将写入侧开关183设置为截止状态。此外,暂停补偿电压DAC 150的检测电压Vpv输出。因此,薄膜晶体管Tr11和Tr12保持导通状态,由此显示像素PX(驱动电路DC)保持与数据线DL电连接的状态。然而,将电容器Cs的另一端侧(接点N12)设置为高阻态,因为阻断了电压施加给数据线DL。
这时,通过在电压施加周期Tpv内积聚在电容器Cs中的电荷(两端电位Vc=Vcp>Vth13)来保持薄膜晶体管Tr13的栅极电压。因此,薄膜晶体管Tr13保持在导通状态,并且电流继续在其漏极和源极之间流动。因此,薄膜晶体管Tr13源极端子侧(接点N12;电容器Cs的另一端侧)的电位逐渐升高,该电位接近漏极端子侧(电源电压线VL侧)的电位。
这样,积聚在电容器Cs中的一部分电荷被释放,因此薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs下降。最后,电压Vgs改变,以便收敛到薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13。与此同时,薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流I ds减小,最后电流的流动中止。
同样在这个电压收敛周期Tcv中,有机EL元件OEL阳极端子(接点N12)的电位具有等于或低于阴极端子侧上的公共电压Vcom的电位。由于这个原因,没有电压施加给有机EL元件OEL,或者将反向偏压施加给有机EL元件OEL。因此,有机EL元件OEL不进行发光操作。
(电压读取周期)
下面,在电压收敛周期Tcv过去之后的电压读取周期Trv中,如图2和5所示,和在这种状态下的电压收敛周期Tcv中一样,将导通电平选择信号Ssel施加给选择线SL,将低电位电源电压Vsc(=Vs)施加给电源电压线VL,将开关控制信号AZ设置为低电平,并且用和数据线DL电连接的检测电压ADC 140和阈值数据锁存单元160来测量数据线DL的电位(检测电压Vdec)。
在这里,电压收敛周期Tcv过去之后的数据线DL被设置为通过设置为导通状态的薄膜晶体管Tr12与薄膜晶体管Tr13的源极端子侧(接点N12)连接的状态。而且,如上所述,薄膜晶体管Tr13的源极端子侧(接点N12)电位相应于其中已经积聚相应于薄膜晶体管Vth13的阈值电压Vth13的电荷的电容器Cs的另一端侧上的电位。
薄膜晶体管Tr13的栅极端子侧(接点N11)电位是其中已经积聚相应于薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13的电荷的电容器Cs的一端侧上的电位。这时,该电位被设置为通过设置为导通状态的薄膜晶体管Tr11与低电位电源电压Vsc连接的状态。
因此,由检测电压ADC 140测量的数据线DL的电位相应于薄膜晶体管Tr13的源极端子侧电位,或者相应于它的电位。因此,可以根据检测电压Vdec和低电位电源电压Vsc(例如地电位GND)之间的差值(电位差)(其中该低电位供电电压Vsc的设置电压之前已经解释过),来检测薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs(电容器Cs的两端电位Vc),即,薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13,或者相应于阈值电压Vth13的电压。
以这种方式检测的薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13(模拟信号电压)由检测电压ADC 140转变为包括数字信号电压的阈值检测数据,并且暂时保持在阈值数据锁存单元160中,之后顺序地读取要储存(存储)在帧存储器170的预定存储区的、一行中各个显示像素PX的阈值检测数据。在这里,因为每个显示像素PX的驱动电路DC上设置的薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13由于驱动过程(亮度过程)等等引起的改变(Vth偏移)程度不同,所以每个显示像素PX所特有的阈值检测数据都储存在帧存储器170中。
(显示驱动操作:灰度显示操作)
图7是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的驱动控制方法的时序图。
图8是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的预充电操作的示意图。
图9是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的数据写入操作的示意图。
图10是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的发光操作的示意图。
如图7所示,根据该实施例的显示驱动装置中的显示驱动操作被设置为包括:预充电周期(第二步骤;补偿电压施加步骤)Tth,在显示驱动周期内(一个处理循环周期),通过数据线DL从显示驱动装置100施加预定预充电电压Vpre给显示像素PX,在显示像素PX的驱动电路DC上设置的驱动薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间保持相应于薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids的阈值电压Vth13的电压分量(在电容器Cs中积聚和释放电荷),并且补偿阈值电压;写入操作周期(第三步骤;数据写入步骤)Twrt,施加相应于显示数据的灰度信号(灰度电流),添加相应于灰度信号的电压分量给相应于在预充电周期Tth中保持的阈值电压Vth13的电压分量,并且在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间写入该灰度信号;以及发光操作周期(灰度发光步骤)Tem,通过根据在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间保持的全部电压分量(在电容器Cs中积聚的总电荷)使电流值相应于显示数据的驱动电流在有机EL元件OEL中流动,来以预定的亮度灰度进行发光操作(Tcyc≥Tth+Twrt+Tem)。
在这里,根据该实施例应用于显示驱动周期Tcyc的一个处理循环周期被设置为显示像素PX显示一帧图像中一个像素的图象信息所需的周期。也就是说,如下面将要说明的显示装置的驱动控制方法中所述,这一个处理循环周期被设置为在其中多个显示像素PX在行方向和列方向上设置成矩阵形式的显示板上显示一帧图像的情况下,一行中的显示像素PX显示一帧图像中一行图像所需的周期。
下面,将进一步详细说明与显示驱动操作有关的相应的操作周期。
(预充电周期)
首先,在预充电周期Tth中,如图7和8所示,和电压施加周期Tpv一样,将导通电平(高电平)选择信号Ssel施加给驱动电路DC的选择线SL,并且将低电位电源电压Vsc(=Vs;例如地电位GND)施加给电源电压线VL。
结果,驱动电路DC上设置的薄膜晶体管Tr11和Tr12导通,从而将电源电压Vsc通过薄膜晶体管Tr11施加给薄膜晶体管Tr13的栅极端子(接点N11;电容器Cs的一端侧),而薄膜晶体管Tr13的源极端子(接点N12)通过薄膜晶体管Tr12与数据线DL电连接。
另一方面,在这个定时的同时,将开关控制信号AZ设置为高电平,从而将写入开关183设置为导通状态,并且将电压检测开关181设置为截止状态,而将输入选择开关182切换和设置到补偿电压DAC150侧。
这样,从补偿电压DAC 150输出的预充电电压Vpre通过数据线输入/输出开关单元180(输入选择开关182和写入侧开关183)施加给数据线DC。而且,预充电电压Vpre通过驱动电路DC上设置的薄膜晶体管Tr12施加给薄膜晶体管Tr13的源极端子(接点N12)。
在这里,在预充电周期Tth中,通过检测电压ADC 140和阈值数据锁存单元160为阈值电压检测操作中的每个显示像素PX检测预充电电压Vpre,该预充电电压Vpre通过数据线DL从补偿电压DAC 150施加给显示像素PX(驱动电路DC)的薄膜晶体管Tr13的源极端子(接点N12)。根据在帧存储器170中分别为每个显示像素PX储存的阈值检测数据,预充电电压具有用于补偿每个显示像素PX(驱动电路DC)的薄膜晶体管Tr13所特有的阈值电压Vth13的电流值。预充电电压Vpre的施加使得可以设置以下电压值,该电压值使得可以在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间(电容器Cs的两端)保持相应于阈值电压Vth13的电压分量。
在对薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13进行更详细的说明时,提供了以下优点,即如上所述,在n沟道型非晶薄膜晶体管用作构成显示像素PX上设置的驱动电路DC的薄膜晶体管Tr11到Tr13的情况下,采用已经形成的非晶硅制造技术,从而可以形成具有均匀元件特性的薄膜晶体管,并且可以以相对简易的制造工艺来制造具有稳定工作特性的驱动电路。
但是,已知非晶硅薄膜晶体管通常由于驱动过程而显著地发生阈电压改变(Vth偏移)。作为抑制阈值电压改变的影响的驱动控制方法,已知一种电流灰度规范模式(或电流灰度规范驱动)的驱动控制方法,即,使相应于显示数据的灰度信号的电流分量(灰度电流)通过数据线DL直接流向显示像素PX上设置的驱动电路DC。在这种驱动控制方法中,除了驱动薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间(电容器Cs的两端)的位置之外,甚至在提供有灰度电流的沟道上形成的(寄生的)电容元件也被灰度电流充电到预定的电压。由于这个原因,可能不以理想的亮度灰度进行发光操作,因为在以低亮度灰度进行发光操作(低灰度显示)的情况下,灰度电流变得极小,结果充电操作花费大量时间,灰度信号的写入操作在预定的时间内不能完成,并且产生写入不充分,其中在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间(电容器Cs的两端)保持的电压分量对于显示数据变得不足。
更具体地说,在电流控制规范模式的驱动控制方法中,在后面将说明的写入操作的时候,在薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间流动相应于显示数据的灰度电流所需的、薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs中的许多电压分量对薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13有贡献。特别地,本申请的发明人进行的每种实验的结果已经验证,在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs(=V1sb)中,即,使有机EL元件OEL可以以最小亮度灰度(LSB)进行发光操作所需的电压中,在保持的电压分量(全部的电荷)中对阈值电压Vth13有贡献的电压分量的比率大大地超过50%。
可能产生以下缺点,即,尝试在不采用根据该实施例的预充电操作(施加预充电电压Vpre),而只是在灰度信号(具有微小电流值的灰度电流)的写入操作中,在源极和栅极之间(在电容器Cs中)充入相应于这个阈值电压Vth13的电压分量(电荷电容)时,大大地延长了后面将要说明的写入操作周期Twrt,结果不能在预定的处理周期(帧周期)内以良好的状态显示图像信息。
因此,在本实施例中,在后面将要说明的灰度信号的写入操作之前,提供预充电周期Tth来施加预充电电压Vpre。因此,在薄膜晶体管Tr13当前点的相应于阈值电压Vth13的电压分量(在由于驱动过程而引起Vth偏移之后,在阈值电压检测操作时的阈值电压)被设置为保持在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间(电容器Cs的两端)的状态。此外,只有电压分量(除阈值电压Vth13的一部分之外用于相应于显示数据的灰度显示的实质的电压分量;有效电压Vdata)添加到相应于阈值电压Vth13的电压分量,从而能够被保持在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间,而不用灰度信号甚至是在低灰度显示时的微小灰度电流在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间充入相应于阈值电压Vth13的电压分量。
在这种预充电周期Tth中,薄膜晶体管Tr13特有的、相应于阈值电压Vth13的电压分量被控制为设置在被保持在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的状态。因此,在薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间几乎没有电流流动。此外,在有机EL元件OEL阳极端子侧(接点N12)的电位等于或小于阴极端子侧的公共电压Vcom。因此,没有电压或反向偏压施加给有机EL元件OEL,从而有机EL元件OEL不进行发光操作。
通过这种方式,为了在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间保持相应于阈值电压Vth13的电压分量,将电压值相应于每个薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13的预充电电压Vpre直接施加给源极端子侧(接点N12),而不在驱动电路DC和数据线DL中流动基于该电压分量的电流。因此,可以很快地在每个显示像素PX(驱动电路DC)的驱动薄膜晶体管Tr13(电容器Cs)中充入相应于阈值电压Vth13的电压分量。
(写入操作周期)
下面,在预充电周期Tth结束之后的写入操作周期Twrt中,如图7和9所示,将导通电平选择信号Ssel施加给选择线SL,并且将低电位电源电压Vsc(=Vs)施加给电源电压线VL。因此,在开关控制信号AZ设置为高电平的状态下,将输入选择开关182切换和设置到灰度信号产生单元130侧,使得根据显示数据从灰度信号产生单元130输出的灰度信号(具有负极性的灰度电流Idata)通过数据线输入/输出开关单元180(输入选择开关182和写入侧开关183)提供给数据线DL。在这里,提供具有负极性的灰度电流Idata作为负信号,因而电流从数据线DL侧在灰度信号产生单元130的方向上通过数据线输入/输出开关单元180流动,在灰度信号产生单元130的方向上引出。
结果,显示像素PX上设置的薄膜晶体管Tr11导通,从而将低电位电源电压Vsc(=Vs)通过薄膜晶体管Tr11施加给薄膜晶体管Tr13的栅极和电容器Cs的一端侧(接点N11)。而且,薄膜晶体管Tr12导通,并且通过数据线DL引出灰度电流Idata,由此将电位低于电源电压Vsc的电压施加给薄膜晶体管Tr13的源极端子侧(接点N12;电容器Cs的另一端侧)。结果,薄膜晶体管Tr13以预定的导电状态导通,并且如图9所示,相应于灰度电流Idata的电流值的写入电流Iwrt很快地通过薄膜晶体管Tr13、接点N12、薄膜晶体管Tr12和数据线DL从电源电压线VL流向显示驱动装置100(灰度信号产生单元130)。
在这里,将连接在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电容器Cs设置为以下状态,即在预充电周期Tth中保持(积聚电荷)相应于薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13的电压分量。因此,在薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间,基于灰度电流Idata的写入电流Iwrt被设置为稳定状态所需的电容的电荷不包括阈值电压Vth13。该电荷可以是具有以下电流值的灰度电流Idata(写入电流Iwrt),即仅仅用于充入提供根据显示数据的灰度显示的有效电压Vdata,并且该电荷可以在相对短的时间内充入薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间。
因此,即使在薄膜晶体管Tr13的阈值电压Vth13随着发光过程(驱动过程)等等而发生Vth偏移的情况下,在写入操作周期Twrt中,也可以很快和充分地写入适当地相应于灰度信号(显示数据)的电压分量Vdata。顺便说一下,在这种写入操作周期Twrt内,通过薄膜晶体管Tr13的源极和漏极之间的电流(写入电流Iwrt),明确地设置薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs,即在电容器Cs中积聚的电荷量。结果,在电容器Cs中充入的电压Vc具体地变为相应于薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13和灰度电流Idata的电压分量(有效电压)Vdata的总和(Vth13+Vdata)。
这时,因为将低电位电源电压Vsc(=Vs)施加给电源电压线VL,而且以电流Iwrt从电源电压线VL通过驱动电路DC在数据线DL的方向上流动的方式控制写入电流Iwrt,所以施加给有机EL元件OEL的阳极端子(接点N12)的电位等于或小于阴极端子的电位Vcom(GND)。因此,将反向偏压施加给有机EL元件OEL,使得驱动电流不在有机EL元件OEL中流动,并且不进行发光操作。
(发光操作周期)
下面,在写入操作周期Twrt结束之后的发光操作周期Tem中,如图7和10所示,将截止电平(低电平)选择信号Sse1施加给选择线SL,并且将高电位电源电压Vsc(=Vs)施加给电源电压线VL。此外,在这个定时的同时,中止灰度信号产生单元130引出灰度电流Idata的操作。
结果,驱动电路DC上设置的薄膜晶体管Tr11和Tr12导通,从而阻断电源电压Vsc施加给薄膜晶体管Tr13的栅极端子(接点N11;电容器Cs的一端侧)和漏极端子,而数据线DL和源极端子(接点N12;电容器Cs的另一端)之间的电连接断开。因此,保持在写入操作周期Twrt内积聚在电容器Cs中的电荷。
在发光操作周期Tem中,以下述方式设置施加给电源电压线VL的高电位电源电压Vsc(=Ve),即电源电压Vsc变为不低于阳极电压的电压值(变为相对于与有机EL元件OEL阴极侧连接的电压Vcom正向偏压的正电压),该阳极电压的值是在使有机EL元件OEL可以以最大亮度灰度(MSB)进行发光操作时所需的值。
具体地,将高电位电源电压Vsc(=Ve)设置为满足下列数学表达式(2)的电压值。
|Ve-Vcom |>Vdsmax+Velmax    …(2)
在数学表达式(2)中,附图标记Vdsmax表示在薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间的最高电压值,因此在以最大亮度灰度进行发光操作时使灰度电流Idata流动的情况下,在发光操作Tem中,漏极和源极之间的电压达到图6所示的饱和区域。此外,附图标记Velmax表示在最大亮度灰度时有机EL元件OEL的分压。
这样,保持预充电操作和写入操作时在电容器Cs中充入的电压分量的总和(Vth13+Vdata),作为电容器Cs两端的电位Vc。因此,保持薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs(即,接点N11的电位),结果薄膜晶体管Tr13保持导通状态。
因此,在发光操作周期Tem中,如图10所示,驱动电流Iem从电源电压线VL经由薄膜晶体管Tr13和接点N12在有机EL元件OEL的方向上流动,并且有机EL元件OEL以相应于驱动电流Iem的电流值的预定亮度灰度发光。在这里,如上所述在使得相应于灰度电流Idata的写入电流Iwrt可以在薄膜晶体管Tr13中流动的情况下,在发光操作周期中保持在电容器Cs中的电荷(两端电位Vc)相应于电位差。因此,在有机EL元件OEL中流动的驱动电流I em的电流值(Iem≈Iwrt=Idata)等于写入电流Iwrt(灰度电流Idata)。因此,根据在写入操作周期Twrt中写入的电压分量(有效电压Vdata),提供相应于预定发光状态(亮度灰度)的驱动电流Iem,并且有机EL元件OEL连续地以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度发光。
通过这种方式,根据依照该实施例的显示驱动装置和显示像素,在预充电周期内,相应于阈值电压Vth13的电压分量保持在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间。此外,迫使在写入操作周期中规定的、其电流值相应于有机EL元件OEL的发光状态(灰度亮度)的灰度电流Idata(写入电流Iwrt)在薄膜晶体管Tr13的漏极和源极之间流动,从而在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间保持相应于该电流值的电压分量Vdata。因此,通过根据基本上相应于灰度电流Idata的电压分量(有效电压Vdata)来控制可以在有机EL元件(光学元件)OEL中流动的驱动电流Iem,采用用于以预定亮度灰度进行发光操作的电流灰度规范模式的驱动控制方法。此外,实现了以下功能,即通过用于驱动的单个开关元件(薄膜晶体管Tr13),将相应于需要的显示数据(亮度灰度)的灰度电流I data的电流电平转换为电压电平的功能(电流/电压转换功能),和提供具有预定电流值的驱动电流Iem给有机EL元件OEL的功能(驱动功能)。这使得可以实现理想的发光特性,而不受构成驱动电路DC的薄膜晶体管的相应元件特性变化和随着时间推移的改变的影响。
而且,在根据该实施例的显示驱动装置和显示像素中,在对显示像素PX的显示数据(灰度信号)写入操作和有机EL元件OEL的发光操作之前,进行预充电操作。因此,可以设置为以下状态,其中预充电电压Vpre被施加给驱动电路DC上设置的驱动薄膜晶体管Tr13的栅极端子和源极端子之间连接的电容器Cs,从而保持相应于薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13的电压分量(积聚电荷)。
因此,即使在每个显示像素PX(驱动电路DC)上设置的、用于驱动的开关元件(薄膜晶体管Tr13)的阈值电压Vth13由于随着时间推移的变化、驱动过程等等而改变(偏移)时,也可以在预充电操作中设置以下状态,其中可以适当地积聚相应于单独的薄膜晶体管TR13特有的阈值电压Vth13的电荷。结果,在显示数据的写入操作中,不需要用基于显示数据的灰度电流Idata将电容器Cs充电到相应于阈值电压Vth13的电容。可以仅仅通过添加相应于显示数据(亮度灰度)的电压分量(有效电压)Vdata来对电容器Cs充电。因此,基于显示数据的电荷可以很快地积聚在电容器Cs中,并且抑制了写入不充分的发生,从而使得有机EL元件OEL可以以相应于显示数据的适当亮度灰度进行发光操作。
在本实施例中,示出了显示驱动装置的结构及其驱动控制方法,其中在显示驱动操作之间进行的阈值电压检测操作中,在电压施加周期Tpv内施加给每个显示像素PX的驱动电路DC(薄膜晶体管Tr13的源极端子侧)的检测电压Vpv,通过输入选择开关182和写入侧开关183从补偿电压DAC 150施加给数据线DL。然而,本发明不限于此。例如,如下所述,可以设置用于向数据线DL施加检测电压Vpv的专用电源。
图11是示出根据该实施例显示驱动装置的另一个结构例子的主要部分的结构图。将省略对和上述实施例相同结构的说明。
如图11所示,根据本结构例子的显示驱动装置被设置为除了显示驱动装置100的结构(参见图11)之外,还具有独立于补偿电压DAC150的检测电压电源190,用于输出检测电压Vpv。而且,以下述方式构造该显示驱动装置,即在数据线输入/输出开关单元180上设置的输入选择开关182能够有选择地将补偿电压DAC 150(预充电电压Vpre)、灰度信号产生单元130(灰度电流Idata)和检测电压电源190(检测电压Vpre)中的任何一个连接到数据线DL。
利用这种结构,在上述电压施加周期Tpv中,可以仅仅通过将数据线输入/输出开关单元180的输入选择开关182和写入侧开关183切换到检测电压电源190侧的控制,施加具有任意电压值的检测电压Vpv给数据线DL,从而可以减轻输出补偿电压DAC 150中的检测电压Vpv的操作的处理负载。
(显示驱动操作:不发光操作)
下面,参考附图,说明在执行不发光操作(黑色显示)的情况下的驱动控制方法,其中在具有上述结构的显示驱动装置和显示像素中不允许光学元件进行发光操作。
图12是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的驱动控制方法(不发光操作)的时序图。图13是示出在根据该实施例的显示驱动装置中数据写入操作的另一个例子的示意图。图14是示出在根据该实施例的显示驱动装置中的不发光操作的示意图。在这里,将简化或省略对和灰度亮度操作相同的驱动控制的说明。
如图12所示,根据该实施例的显示驱动装置中的驱动控制操作被设置为包括显示驱动操作(显示驱动周期),即,使得每个显示像素PX上设置的驱动薄膜晶体管Tr13可以保持相应于阈值电压Vth13的电压分量,从而补偿阈值电压Vth13,随后写入相应于显示数据的灰度信号(不发光显示电压Vzero),从而将有机EL元件OEL设置为不发光状态。
也就是说,在进行上述灰度显示操作时的驱动控制操作中,在从显示驱动操作(显示驱动周期)时设置的写入操作周期Twrt移动到发光操作周期Tem时,设置电源电压Vsc,以便从低电位(Vs)偏移到高电位(Ve)。由于这个原因,出现以下现象,即施加给薄膜晶体管TR13栅极端子(接点N11)的电位(栅极电位),由于保持在寄生于薄膜晶体管Tr11上的电容部分等等中的电荷变化而上升。
在这里,在将基于显示数据的亮度灰度设置为最小灰度(黑色显示状态)的情况下,将灰度电流Idata的电流值设置为微小的状态或0(即,其中灰度电流Idata不流动的状态)。但是,在预充电周期Tth内充入电容器Cs的电压(两端电位Vc)被设置为薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13附近的值。因此,存在以下可能,即在由于从写入操作周期Twrt进行到发光操作周期Tem而使栅极电位发生微小变化的情况下,薄膜晶体管Tr13导通,并且驱动电流流动,从而不能实现根据显示数据的不发光操作(黑色显示)(变得不稳定)。
为了稳定不发光显示操作,优选在发光操作Tem中释放在电容器Cs中施加的电压分量(积聚的电荷),薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs(电容器Cs的两端电位Vc)被设置为充分低于晶体管Tr13的阈值电压Vth13的电平。更优选将电压Vgs设置为0V(也就是说,接点N11和接点N12都具有相等的电位)。
如上所述,通过利用具有微小电流值的灰度电流Idata来进行写入操作,以便实现这种电压状态。在这种情况下,要花费相对长的时间来释放在电容器Cs中积聚的电荷,从而将栅极和源极之间的电压Vgs设置为所需的电荷电容(电压值)。特别地,随着在之前显示驱动周期(一个处理循环周期)Tcyc的写入操作Twrt中、在电容器Cs中施加的电压分量(两端电位Vc)接近最大亮度灰度电压,在电容器Cs中积聚的电荷电容变大。因此,要花费更长的时间来释放电荷,使得电压被设置为所需的电压值。
因此,如图1所示,根据该实施例的显示驱动装置以如下方式设置,即灰度信号产生单元130包括用于产生和提供使有机EL元件(光学元件)OEL可以以相应于显示数据的预定亮度灰度进行发光操作的灰度电流Idata的装置;以及用于产生和提供使有机EL元件OEL可以进行不发光操作(黑色显示)、而不使有机EL元件OEL进行发光操作的不发光显示电压Vzero的装置,其中在最低灰度亮度(黑色显示状态)时,将该不发光显示电压Vzero施加给数据线DL。
顺便说一下,在本实施例中,示出了通过灰度信号产生单元130将不发光显示电压Vzero经由数据线DL施加给驱动电路DC(薄膜晶体管Tr13的源极端子侧;接点N12)的情况。然而,本发明不限于此。例如,其中可以设置用于向数据线DL施加不发光显示电压Vzero的专用电源。
如图12所示,在上述阈值电压检测操作结束之后的显示驱动操作中,在具有这种结构的显示驱动装置中的驱动控制方法被设置为包括:预充电周期Tth,在预定显示驱动周期(一个处理循环周期)Tcyc内,将预定的预充电电压Vpre施加给显示像素PX,并且在驱动电路DC上设置的晶体管Tr13的栅极和源极(电容器Cs的两端)之间,保持相应于驱动薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13的电压分量(使电容器Cs可以积聚或释放电荷);写入操作周期Twrt,通过数据线DL施加相应于显示数据(不发光数据)的灰度信号(不发光电压Vzero)给每个显示像素PX(驱动电路DC),并释放在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间(在电容器Cs中)保持的基本上全部电荷,从而将薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs设置为0V;以及发光操作Tem,使有机EL元件OEL不进行发光操作(不发光操作)(Tcyc≥Tth+Twrt+Tem)。
也就是说,以和在上述进行灰度显示操作时的驱动控制操作同样的方式,在写入操作周期Twrt之前的预充电操作中,在晶体管Tr13的栅极和源极之间(在电容器Cs中),保持(积聚电荷)相应于驱动薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13的电压分量,之后在灰度信号的写入操作中,如图13所示,例如,从显示驱动装置100(灰度信号产生单元130),通过数据线输入/输出开关单元180和数据线DL,直接施加其电位等于低电位电源电压Vsc(=Vs)的不发光显示电压Vzero给显示像素PX(驱动电路DC)上设置的驱动晶体管Tr13的源极端子侧(接点N12),使得栅极和源极之间的电压Vgs(电容器Cs的两端电位Vc)被设置为0V。
通过这种方式,基本上释放了在电容器Cs中积聚的全部电荷,使得薄膜晶体管Tr13的栅极和源极之间的电压Vgs被设置为充分低于薄膜晶体管Tr13特有的阈值电压Vth 13的电压值(大约0 V)。因此,即使在从写入操作周期Twrt进行到发光操作周期Tem时,将电源电压Vsc从低电位(Vs)变为高电位(Ve),使得薄膜晶体管Tr13的栅极电位(接点Nl1的电位)略微上升,如图14所示,晶体管Tr13也不导通(保持截止状态),没有驱动电流Iem提供给有机EL元件OEL,并且不进行发光操作(提供不发光状态)。
结果,和其中在不发光操作时通过数据线DL提供相应于不发光显示数据的灰度电流,从而释放在驱动晶体管Tr13的栅极和源极之间连接的电容器Cs中积聚的基本上所有的电荷的情况相比,可以在缩短不发光显示数据的写入操作所需时间的同时顺利地实现有机EL元件OEL的不发光状态(不发光显示操作)。因此,除进行常规灰度显示的显示驱动操作之外,还根据显示数据(亮度灰度数据)转换和控制进行不发光显示的显示驱动操作,从而可以以比较高的亮度清楚地实现具有所需数量灰度(例如256灰度)的发光操作。
在根据该实施例的显示像素PX中,如图1所示,已示出以下结构,其中在任何情况下,都采用n沟道非晶硅薄膜晶体管作为设置在驱动电路DC上的薄膜晶体管Tr11到Tr13。但是,可以在其中采用多晶硅薄膜晶体管。此外,p沟道非晶硅薄膜晶体管可以应用于所有的薄膜晶体管Tr11到Tr13。在这里,在向其应用p沟道薄膜晶体管的情况下,以其导通电平及截止电平的高低倒转的方式设置信号。
此外,在本实施例中,如图1所示,通过示出带有三个薄膜晶体管Tr11到Tr13作为各个显示像素PX上设置的驱动电路DC的电路结构进行说明。然而,本发明不限于此。也就是说,不言而喻,可以提供不同的电路结构,只要驱动电路实现电流/电压转换功能和驱动功能,电流/电压转换功能是通过利用单个薄膜晶体管在晶体管的栅极和源极之间连接的电容器中或者在寄生电容中积聚电压分量,将根据显示数据提供的灰度电流转换成电压分量的功能,驱动功能是根据积聚的电压分量控制提供给光学元件(有机EL元件)的驱动电流的功能。
此外,在该显示驱动装置和显示像素的驱动控制方法中,已经解释了其中作为预充电操作、将具有基于阈值补偿数据的电压值的预充电电压Vpre通过数据线DL从补偿电压DAC 150施加给每个显示像素PX的情况。然而,本发明不限于此。简而言之,只有在以下情况下,该装置和方法才有效,即装置和方法使得能够保持用于补偿以下电流Ids的阈值电压的电压分量(相应于驱动晶体管Tr13特有的阈值电压Vth13的电压分量),该电流Ids是在各个显示像素PX的驱动电路DC上设置的每个驱动晶体管Tr13的漏极和源极之间的电流Ids。例如,可以提供其中具有基于阈值补偿数据的电流值的预充电电流通过数据线DL从显示驱动装置100施加给每个显示像素PX的结构。
<显示装置>
下面,将参考附图说明根据本发明的显示装置及其驱动控制方法。
图15是示出根据本发明显示装置的全部结构的一个例子的示意性框图,并且图16是示出应用于根据该实施例的显示装置的显示板及其外围电路(选择驱动器、电源驱动器)的一个例子的示意性结构图。在这里,和本实施例中的上述显示驱动装置和显示像素(驱动电路)相同的元件用相同或等效的附图标记表示,并且参考附图进行说明。
如图15和16所示,根据该实施例的显示装置200通常包括:具有排列成n行×m列(n和m是任意的整数)的矩阵形式的多个显示像素的显示板210,多个显示像素中的每一个包括具有与上述实施例相同电路结构EM的驱动电流DC以及设置在行方向的多个选择线SL与设置在纵向的多个数据线DL的每个交叉点附近的有机EL元件(光学元件)OEL;与显示板210的选择线SL连接的选择驱动器(选择驱动单元)220,用于按预定的定时顺序地为每个选择线SL施加选择信号Ssel;与和各个选择线SL平行地设置在行方向上的电源电压线VL连接的电源驱动器(电源驱动单元)230,该电源驱动器按预定的定时顺序地为每个电源电压线VL施加预定电压电平的电源电压Vsc;与显示板210的数据线DL连接的数据驱动器(数据驱动单元)240,该数据驱动器在上述阈值电压检测周期Tdec内,通过各个数据线DL检测在每列显示像素PX(驱动电路DC)上设置的用于驱动的开关元件(薄膜晶体管)的相关时间的阈值电压,在显示驱动周期Tcyc内通过各个数据线DL给每列显示像素PX施加相应于显示像素PX的开关元件特有的阈值电压的预充电电压Vpre,随后提供相应于每个显示数据的灰度信号(灰度电流Idata,或不发光显示电压Vzero);系统控制器250,用于根据从下面将要说明的显示信号产生电路260提供的定时信号,产生并输出选择控制信号、电源控制信号和数据控制信号,以用于至少控制选择驱动器220、电源驱动器230和数据驱动器240的操作状态;以及显示信号产生电路260,用于根据从显示装置200外部提供的图像信号产生包括数字信号的显示数据(亮度灰度数据),从而提供该数据给数据驱动器240,同时根据显示数据提取或产生用于在显示板210上显示预定图像信息的定时信号(系统时钟等),从而提供该定时信号给系统控制器250。
下面,将具体地解释各个结构。
(显示板)
和在上述实施例所示显示像素(参考图1)一样,设置在图6所示显示板210上的每个显示像素PX包括:用于根据通过选择线SL从选择驱动器220施加的选择信号Ssel、通过电源电压线VL从电源驱动器230施加的电源电压Vsc以及通过数据线DL从数据驱动器240提供的灰度信号(灰度电流Idata,或不发光显示电压Vzero),产生相应于显示数据的驱动电流Iem的驱动电路DC;和用于根据从驱动电路DC提供的驱动电流Iem的电流值,以预定亮度灰度进行发光操作的有机EL元件(光学元件)OEL。在本实施例中,示出了和上述实施例一样(参考图1)将有机EL元件OEL用作光学元件的情况。也可以采用其它的光学元件,只要它们是用于根据驱动电流的电流值以预定亮度灰度进行发光操作的电流控制型光学元件。
(选择驱动器)
选择驱动器220通过根据从系统控制器250提供的选择控制信号将导通电平的(在上述显示像素中的高电平)选择信号Ssel施加给每个选择线SL,从而将每行中的显示像素PX设置为选择状态。具体地,在对每行显示像素PX进行阈值电压检测操作和除发光操作之外的显示驱动操作(预充电操作和写入操作)的周期内,通过按预定的定时顺序地为每行进行施加选择信号Ssel给该行的选择线SL的操作,从而将每行中的显示像素PX顺序地设置为选择状态。
在这里,例如,如图16所示,选择驱动器220包括:已知的移位寄存器221,用于根据从后面将说明的系统控制器250提供的作为选择控制信号的选择时钟信号SCK和选择起动信号SST,顺序地输出相应于每行的选择线SL的移位信号;以及输出电路单元(输出缓冲器)222,用于根据从系统控制器250提供的作为选择控制信号的输出控制信号SOE,将从移位寄存器221输出的移位信号转换成预定的信号电平,并将该信号作为选择信号Ssel输出到每个选择线SL。
(电源驱动器)
电源驱动器230根据从系统控制器250提供的电源控制信号,只有在对每行显示像素PX的发光操作周期内,才施加高电位电源电压Vsc(=Ve)到该行的电源电压线VL,并在除发光操作周期(阈值电压检测周期Tdec以及显示驱动周期Tcyc中的预充电周期Tth和写入操作周期Twrt)之外的操作周期内,向其施加低电位电源电压Vsc(=Vs)。
在这里,和选择驱动器220一样,例如,如图16所示,电源驱动器230包括:已知的移位寄存器231,用于根据从系统控制器250提供的作为电源控制信号的时钟信号VCK和起动信号VST,顺序地输出相应于每行的电源电压线VL的移位信号;以及输出电路单元232,用于根据作为电源控制信号提供的输出控制信号VOE,将该移位信号转换成预定的电压电平(电压值Ve、Vs),并作为电源电压Vsc输出该移位信号到每个电源电压线VL。
(数据驱动器)
和上述实施例所示的显示驱动装置100一样,数据驱动器240具有:图1所示的移位寄存器数据寄存器部分110、显示数据锁存单元120、灰度信号产生单元130、检测电压ADC 140、补偿电压DAC 150、帧存储器170和数据线输入/输出开关单元180。
在图1中示出了相应于单个显示像素PX的结构。在根据该实施例的数据驱动器240中,为显示板210上设置在列方向上的每个数据线DL提供数据线输入/输出开关单元180。因此,根据上述驱动控制方法,通过切换和控制构成数据线输入/输出开关单元180的电压检测侧开关181、输入选择开关182和写入侧开关183,有选择地对每行中的显示像素PX进行并行地同时地或顺序地给每行施加检测电压Vpv、预充电电压Vpre和灰度信号(灰度电流Idata或不发光显示电压Vzero)中任何一个的操作,或者测量检测电压Vdec的操作。
也就是说,根据该实施例在数据驱动器(显示驱动装置)240上设置的移位寄存器/数据寄存器单元110根据从系统控制器250提供的数据控制信号(移位时钟信号和采样起动信号),顺序地取得根据与每列中显示像素PX的一行部分(或每列的数据线DL)相应产生的移位信号输出定时、从显示信号产生电路260提供的显示数据的一行部分。
在显示数据锁存单元120中,根据数据控制信号(数据锁存信号)传送在移位寄存器/数据寄存器单元110中取得的显示数据的一行部分,并且为每列中的每个显示像素PX保持该显示数据。
根据保持在数据锁存单元120中的每个显示数据,灰度信号产生单元130产生电流值相应于该显示数据的灰度电流Idata,或者产生具有预定电压值的不发光显示电压Vzero,并且同时并行地(在一包中)或者顺序地施加该电流或电压以作为灰度信号。
具体地,例如,在显示数据是用于进行伴有有机EL元件OEL发光操作的常规灰度显示的灰度显示数据时,电压根据灰度参考电压而转换(数模转换)成具有预定电压值的模拟信号电压。此外,产生电流值相应于显示数据的灰度电流Idata(电压-电流转化过程),并按预定的定时输出到每列的数据线DL。另一方面,在显示数据是不伴有有机EL元件(光学元件)OEL发光操作的不发光显示数据时,将预定的不发光显示电压Vzero按预定的定时输出到该列的数据线DL。
如在驱动控制方法(不发光显示操作)中所述,通过释放由预充电操作在构成显示像素PX的驱动电路DC上设置的、用于驱动的开关元件(薄膜晶体管Tr13)的栅极和源极之间(在电容器Cs中)积聚的电荷,将不发光显示电压Vzero设置为将栅极和源极之间的电压Vgs(电容器Cs的两端电位Vc)设置为0V(或近似为0V)所需的任意电压值。在这里,例如从电源供电电路等(未示出)提供不发光显示电压Vzero和用于产生灰度电流Idata的灰度参考电压。
在显示板210中的图像信息的显示操作(显示像素PX的显示驱动操作)之前的阈值电压检测操作中,通过在设置为选择状态的行的每列显示像素PX上提供的、用于驱动的开关元件(薄膜晶体管Tr13)中,通过每个数据线DL进行阈值电压检测操作时,与检测电压Vdec并行地同时测量阈值电压(或相应于阈值电压的电压分量),或者与检测电压Vdec依次地测量阈值电压(或相应于阈值电压的电压分量),并且将该阈值电压转换成包括数字信号电压的阈值电压检测数据,检测电压ADC 140输出阈值数据给阈值数据锁存单元160。
在显示板210中的图像信息的显示操作(显示像素PX的显示驱动操作)之前的阈值电压检测操作中,补偿电压DAC 150通过每个数据线DL同时并行地或顺序地输出预定检测电压Vpv给设置为选择状态的行中的每列显示像素PX(驱动电路DC上提供的用于驱动的开关元件)。
而且,在显示板210中的图像信息的显示操作(显示像素PX的显示驱动操作)中,补偿电压DAC 150根据用于补偿以下阈值电压的阈值补偿数据产生预充电电压Vpre,该阈值电压是在设置为选择状态的行中的每列显示像素PX上提供的开关元件特有的阈值电压,并且通过各个数据线DL同时并行地或者顺序地输出该预充电电压给每列的显示像素PX。
在显示板120中的图像信息显示操作(显示像素PX的显示驱动操作)之前的阈值电压检测操作中,阈值数据锁存单元160取得和保持检测电压ADC 140为设置为选择状态的行中的每列的每个显示像素PX转换和产生的阈值检测数据,随后使移位寄存器/数据寄存器单元110可以取得顺序地传送到帧存储器170的阈值检测数据的一行部分。
此外,在显示板210中的图像信息显示操作(显示像素PX的显示驱动操作)中,阈值数据锁存单元160取得和保持相应于阈值检测数据的阈值补偿数据,用于设置为选择状态的行中的每列的每个显示像素PX,并为每列将该阈值补偿数据传送给补偿电压DAC 150,该阈值补偿数据是通过移位寄存器/数据寄存器单元110顺序地从帧存储器170取得的。
(系统控制器)
系统控制器250产生和输出选择控制信号、电源控制信号和数据控制信号,以用于控制选择驱动器220、电源驱动器230和数据驱动器240的操作状态,从而按预定的定时操作相应的驱动器。因此,产生和输出具有预定电压电平的选择信号Ssel、电源电压Vsc、灰度信号(灰度电流Idata或不发光电压Vzero),从而使得可以在各个显示像素(驱动电路DC)中进行阈值电压检测操作(电压施加操作、电压收敛操作和电压读取操作)和显示驱动操作(预充电操作、写入操作和发光操作),因此进行控制,以用于将根据图像信号的预定的图像信息显示在显示板210上。
(显示信号产生电路)
显示信号产生电路260从例如显示装置200的外部提供的图像信号提取亮度灰度信号成分,并且为显示板210的每一行提供亮度灰度信号成分给数据驱动器240的移位寄存器/数据寄存器单元,作为包括数字信号的显示数据(亮度灰度数据)。在这里,在该图像信号包括用于调节象电视广播信号(合成图象信号)的图像信息的显示定时的定时信号成分时,除了提取亮度灰度信号成分的功能之外,显示信号产生电路260还可以具有提取定时信号成分并将该成分提供给系统控制器250的功能。在这种情况下,系统控制器250根据从显示信号产生电路260提供的定时信号,产生分别提供给选择驱动器220、电源驱动器230和数据驱动器240的控制信号。
顺便说一下,在根据该实施例的显示装置中,示出了在显示板210的外围分别提供与选择线SL连接的选择驱动器220和与电源电压线VL连接的电源驱动器230的结构。但是,如在上述显示驱动装置(相应于数据驱动器240)的驱动控制方法(参考图7和12)中解释的一样,对特定行中的显示像素PX,(从选择驱动器220)施加给选择线SL的选择信号Ssel和(从电源驱动器230)施加给电源电压线VL的电源电压Vsc被设置为信号电平具有彼此反相关系的状态。因此,在使显示板210上设置的每个显示像素PX可以以行为单位独立地进行显示驱动操作(尤其是发光操作)时(具体地,在后面将说明的显示装置的驱动控制方法的第一个例子的情况下),可以通过提供使选择驱动器220产生的选择信号Ssel的信号电平反相(电平反相处理)的结构来应用没有电源驱动器230的结构,并且进一步转换该信号的电平,使其具有预定的电压电平,从而施加该信号电平给特定行中的电源电压线VL。
<显示装置的显示驱动控制方法>
下面,将说明在根据该实施例的显示装置中的驱动控制方法(显示驱动操作)。
根据从系统控制器250输出的相应控制信号来控制进行一系列阈值电压检测操作的定时。
首先,将说明该显示装置的显示驱动控制方法的第一到第四例子及其变化,其中控制阈值电压检测操作,从而在显示驱动操作之前的任意定时进行该操作,例如,在系统(显示装置)启动时和在其暂停工作时。
(第一例子)
图17是示意性示出根据该实施例显示装置的显示驱动方法的第一例子的时序图。
在这里,将省略对和上述实施例所示的显示驱动装置和显示像素(驱动电路)中的情况相同的驱动控制方法(参考图2和7)的说明。
顺便说一下,为了说明的目的,本实施例为了方便而解释了提供其中设置十二行(第一到第十二行)显示像素的结构。然而,显然本发明不限于此。
如图17所示,通常,在根据该实施例的显示装置200的驱动控制操作的第一例子中,在显示板210上显示图像信息的显示驱动操作(显示驱动周期)之前,首先对显示板210上设置的所有显示像素PX进行阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec),用于检测用于控制每个显示像素PX上提供的驱动电路DC中有机EL元件(光学元件)OEL的发光状态的驱动开关元件(薄膜晶体管)的阈值电压(或相应于阈值电压的电压分量)。此后,在一个帧周期Tfr(大约16.7毫秒)内,对显示板210的每行而言,相应于开关元件的阈值电压的电压分量被保持(该阈值电压被补偿)在显示像素PX中,随后写入相应于显示数据的灰度信号(灰度电流Idata或不发光显示电压Vzero),并且对所有行都顺序地重复该显示驱动操作(显示驱动周期Tcyc),使每行中的显示像素PX可以以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度进行发光操作,由此显示显示板210的一屏部分的图像信息。
在这里,对于阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec),以和上述实施例相同的方式,按每行的预定定时对显示板210的每行显示像素PX顺序地进行一系列驱动控制,该控制包括:施加预定检测电压Vpv的电压施加操作(电压施加周期Tpv);在每个开关元件(薄膜晶体管Tr13)的检测时间将根据检测电压Vpv的电压分量收敛到阈值电压的电压收敛操作(电压收敛周期Tcv);以及在该电压收敛之后测量(读取)每个显示像素PX中的阈值电压Vth13、并储存该阈值电压作为每个显示像素PX的阈值检测数据的电压读取操作(电压读取周期)。
在这里,在图17所示的时序图中,用斜线表示的阈值电压检测周期Tdec中每行的阴影部份表示该实施例所示的一系列阈值电压检测操作。每个操作包括电压施加操作、电压收敛操作和电压读取操作。通过以每行的阈值电压检测在时间上彼此不重叠的方式变换定时来顺序地进行阈值电压检测操作。
此外,对显示驱动操作(显示驱动周期Tcyc)也一样,以和上述实施例同样的方式,按每行的预定定时在一个帧周期Tfr中对显示板210的每行显示像素PX(驱动电路DC)顺序地进行一系列驱动控制。驱动控制包括预充电操作、写入操作和发光操作。预充电操作(预充电周期)根据通过阈值电压检测操作对每个显示图象PX(用于驱动的开关元件)检测和储存的阈值检测数据(阈值补偿数据),写入用于补偿每个显示像素PX的阈值电压的预充电电压Vpre。写入操作(写入操作周期Twrt)写入相应于显示数据的灰度信号(灰度电流Idata或不发光电压充电周期Tth)。发光操作(发光操作周期Tem)使得每个显示像素PX(有机EL元件OEL)可以按预定的定时以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度发光。
在这里,在图17所示的时序图中,用交叉网格表示的显示驱动周期Tcyc中每行的阴影部分(表示为“Tth+Twrt”)表示在上述实施例中所示的预充电操作和写入操作。特别地,在该实施例中,以时间偏移来顺序地进行对每行的预充电操作和写入操作,从而对每行的预充电操作和写入操作彼此不重叠,因而按照从完成写入操作的行中的显示像素PX开始的顺序进行发光操作。也就是说,只对每行进行显示驱动操作中的发光操作,因而在各个行中,只有发光操作在时间上彼此重叠(部分并行)。
下面,将进一步详细说明根据该实施例的显示驱动操作的第一例子。
如图17所示,在显示驱动操作(显示驱动周期Tcyc)的预充电周期Tth和写入操作周期Twrt(在图中用交叉网格表示)中,如图7和12所示,从选择驱动器220施加导通电平(高电平)的选择信号Ssel给显示板210的特定行(例如第i行;1≤i≤12)的选择线SL,结果有选择地将第i行中的显示像素PX设置为选择状态。此外,在预充电周期Tth和写入操作周期Twrt中,低电位电源电压Vsc(=Vs)从电源驱动器230施加给第i行的电源电压线VL。
然后,与这个定时(方便地表示为″选择定时″)同步,在预充电周期Tth中,用于补偿每个显示像素PX(驱动电路DC)上设置的开关元件(薄膜晶体管)的阈值电压的单独预充电电压Vpre首先从数据驱动器240上设置的补偿电压DAC 150施加给每个数据线DL。结果,相应于开关元件(薄膜晶体管Tr13)特有的阈值电压的电压分量被保持(电荷被积聚)到第i行中每个显示像素PX的开关元件的控制端子(具体地说,是在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极端子之间;电容器Sc的两端)。
随后,与选择定时同步,在写入操作周期Twrt中,相应于每个显示像素PX(驱动电流DC)的显示数据的灰度信号(灰度电流Idata或不发光显示电压Vzero)从数据驱动器240上设置的灰度信号产生单元130单独地施加给每列的数据线DL。因此,相应于灰度信号(显示数据)的电压分量保持(电荷被积累或释放)在第i行中的每列显示像素PX的开关元件的控制端子中(具体地说,是在薄膜晶体管Tr13的栅极和源极端子之间;电容器Cs的两端)。
在这里,以和上述驱动控制方法相同的方式,在从显示信号产生电路260提供给数据驱动器240的显示数据是伴随有有机EL元件(光学元件)OEL的发光操作的灰度显示数据(除0比特之外的灰度值;灰度显示操作)时,由数据驱动器240(灰度信号产生单元130)产生相应于显示数据的灰度电流Idata,以提供给相应列的显示像素PX。另一方面,在显示数据是不伴随有机EL元件(光学元件)OEL的发光操作的不发光显示数据(具有0比特的灰度值;不发光操作)时,由数据驱动器240产生预定的不发光显示电压Vzero,以提供给相应列的显示像素PX。
因此,对于被提供灰度电流Idata作为灰度电流的显示像素PX,通过加到相应于阈值电压Vth13的电压分量来充入基于灰度电流Idata的电压分量(有效电压Vdata),该阈值电压Vth13是通过预充电操作而在该行的每个显示像素PX中(驱动薄膜晶体管的栅极和源极之间)充入的。
此外,在提供有不发光显示电压Vzero作为灰度信号的显示像素中,相应于该行中每个显示像素PX中充入的阈值电压Vth13的电压分量(电荷)基本上被完全释放,结果相应于显示数据的电压(0V)被设置到用于驱动的开关元件(在薄膜晶体管的栅极和源极之间)。
然后,如图17所示,在显示驱动操作(显示驱动周期Tcyc)的发光操作周期Tem中(在图中用阴影点表示),截止电平(低电平)的选择信号Ssel从选择驱动器220施加给第i行中的选择线SL,如图7和12所示,由此将第i行中的各个显示像素PX设置为非选择状态。此外,阻止灰度信号从数据驱动器240上设置的灰度信号产生单元130施加给每个数据线DL。
与这个定时同步,将高电位电源电压Vsc(=Ve)从电源驱动器230施加给第i行的电源电压线VL。因此,根据在第i行显示像素PX中充入的电压分量,将相应于显示数据(灰度信号)的驱动电流Iem提供给有机EL元件OEL,由此以预定亮度灰度进行发光操作或不发光操作。
在这里,在写入每个显示像素PX的灰度信号是基于伴随有机EL元件OEL发光操作的灰度显示数据(除0比特之外的灰度值)的情况下,等于灰度电流Idata的驱动电流Iem提供给有机EL元件OEL,并且有机EL元件OEL以相应于显示数据的预定亮度灰度进行发光操作(灰度显示操作)。另一方面,在灰度信号基于不伴随有机EL元件OEL发光操作的不发光显示数据(0比特灰度值)的情况下,驱动电流Iem不提供给有机EL元件OEL,并且不进行发光操作(不发光显示操作/黑色显示操作)。
例如,在一个帧周期Tfr中,与对第i行显示像素PX的预充电操作和写入操作的结束定时同步(紧接其定时之后),开始这种发光操作(或不发光操作),并且连续地对第i行进行发光操作,直到下一个预充电操作和写入操作的开始定时(就在其启动之前)。
此外,在对第i行显示像素PX的预充电操作和写入操作的结束定时的同时(紧接其该定时之后),对邻接的第i+1行中显示像素PX开始与如上所述同样的预充电操作和写入操作,从而在和预充电操作和写入操作的结束定时的同时(紧接其定时之后)开始对第i+1行的发光操作。
结果,如图17所示,在一个帧周期Tfr中,以时间的偏移而顺序地对显示板210的每行显示像素PX(驱动电路DC)进行以下操作,即通过预充电操作和写入操作给每个显示像素PX充入相应于显示数据(灰度信号)的适当电压分量的操作,从而各行彼此不重叠。同时,实现了其中按从完成预充电操作和写入操作的行中的显示像素PX开始的顺序,以预定亮度灰度进行发光操作(或不发光操作)以便在各行之间在时间上彼此部分重叠的驱动控制操作。
通过这种方式,根据该实施例的显示装置及其驱动控制方法,提供了以下结构,其中相应于常规灰度规范模式的驱动控制方法的显示驱动装置和显示像素应用于每个数据驱动器和显示板。结果,在常规灰度显示操作时(除不发光操作的时间之外),可以根据相应于显示数据的灰度电流的电流值来控制提供给光学元件(有机EL元件)的驱动电流。而且,通过每个显示像素上设置的单个开关元件(驱动薄膜晶体管)将灰度电流的电流电平转变为电压电平,并且可以根据该电压电平来设置驱动电流的电流值。因此,可以长时间稳定地实现要求的发光特性,而不受每个显示像素(驱动电路)上设置的用于驱动的开关元件(薄膜晶体管)的元件特性(阈值电压)变化和随时间推移而改变的影响。
此外,对于根据该实施例的显示装置及其驱动控制方法,在对每个显示像素的显示数据(灰度信号)写入操作和光学元件(有机EL元件)的发光操作之前,对显示板上设置的所有显示像素,首先检测和储存在显示像素(驱动电路)上设置的开关元件(驱动薄膜晶体管)的阈值电压(阈值电压检测操作),随后就刚刚在对每个显示像素的显示数据写入操作之前,对显示像素(驱动电路)上设置的开关元件施加相应于所检测的阈值电压的预充电电压(预充电操作)。因此,可以设置以下状态,其中在每个显示像素上设置的开关元件的控制端子中(在驱动薄膜晶体管的栅极和源极之间)保持相应于开关元件特有的阈值电压的电压分量(电荷)(其中随Vth偏移而变化的阈值电压被单独补偿的状态)。因此,在显示数据的写入操作中,可以通过仅仅向其添加相应于显示数据的电压分量来充入该电压分量,因此可以很快并恰当地写入基于显示数据的电压分量。
因此,在电流灰度规范模式的驱动控制方法中,即使在以低亮度灰度进行显示操作、相应于显示数据的灰度电流变为非常小的时候,也可以很快和恰当地写入相应于显示数据的电压分量。因此,可以抑制在每个显示像素中产生写入不充分,并且可以消除在每个显示像素上设置的开关元件(驱动薄膜晶体管)的Vth偏移的影响。结果,可以长期以相应于图像信号的适当亮度灰度顺利地显示想要的图像信息。
此外,在不发光显示的时候,给每个显示像素提供相应于显示数据(0比特灰度值)的预定不发光显示电压,由此可以很快地充入在用于驱动的开关元件中(在薄膜晶体管的栅极和源极之间)保持的几乎所有电压分量。结果,可以可靠地阻止驱动电流提供给光学元件(有机EL元件),并且可以稳定地实现不发光显示操作。
而且,根据根据该实施例的显示装置及其驱动控制方法,驱动和控制该装置,使得在显示板的每一行的一个帧周期中,除预充电周期和写入操作之外的周期内,持续发光操作,直到下一个预充电周期和写入操作周期的开始定时为止。因此,每个显示像素(光学元件)的发光时间可以设置为长时间,并且可以以高发光亮度来显示图像信息。换句话说,这意味着即使在每个显示像素的发光亮度减小的情况下,也可以以足够的亮度来显示图像信息。因此,可以减小与图像信息显示有关的功耗。
(第二例子)
下面,参考附图,说明适用于根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第二例子。
图18是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第二例子的时序图。
在这里,将简化关于和如上所述的第一例子(参见图17)相同的驱动控制方法的说明。而且,在图中的阴影线部分表示和上述第一例子相同的操作状态。
而且,图19是示出用于实现根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第二例子的显示装置的一个例子的主要部分结构图。
在这里,将用相同附图标记和符号来说明与上述实施例所示显示装置相同的元件。
在根据该实施例显示装置200的驱动控制操作的第二例子中,以和第一例子相同的方式,在一个帧周期Tfr(大约16.7毫秒)中,按每行预定的定时在显示板210上设置的所有显示像素PX上顺序地进行阈值电压检测操作,随后对显示板210的每行的显示像素PX(驱动电路DC)补偿阈值电压。此后,对所有的行顺序地重复写入相应于显示数据的灰度信号(灰度电流Idata或不发光显示电压Vzero)的操作(在附图中的“Tth+Twrt”),并且进行使之前分为多组的多行显示像素PX(有机EL元件OEL)可以同时以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度进行发光操作的显示驱动操作(显示驱动周期Tcyc),从而在显示板210的一屏部分中显示图象信息。
在这里,在根据该实施例显示驱动操作的第二例子中,具体地,设置在显示板210上的所有显示像素PX首先被预先分为用于所述多行的组。例如,如图18所示,构成显示板210的十二行显示像素PX被分成组,设置四行显示像素PX为一组,例如相邻的第一到第四行、相邻的第五到第八行和相邻的第九到第十二行。
然后,在一个帧周期Tfr中,随着定时的变换,为显示板210的每行,对显示像素PX(驱动电路DC)顺序地进行预充电操作和写入操作。接着,在每个组中,对以下组进行发光操作,即完成了对该组中包括的所有行中的显示像素PX的写入操作的组。
例如,在第一到第四行中的显示像素PX设置为一组的组中,按从第一行显示像素PX开始的顺序进行预充电操作和写入操作。在完成对第四行显示像素PX的写入操作的定时,该组中的四行显示像素PX同时根据写入每个显示像素PX的显示数据(灰度信号)进行发光操作。持续这种发光操作,直到继续下一个预充电操作和写入操作的定时。
此外,在对第四行显示像素PX完成写入操作的定时,按从第五到第八行显示像素PX设置为一组的组中的第五行显示像素PX开始的顺序,进行预充电操作和写入操作。在下文中,反复地进行相同的操作,直到完成对下一组的第十二行中显示像素PX的写入操作为止。
通过这种方式,以按每行的预定定时顺序地进行预充电操作和写入操作,并且在对每个预设组完成对该组中包括的所有行中的显示像素PX的写入操作时,对该组的所有显示像素PX同时进行发光操作的方式来驱动和控制显示装置。因此,在根据第二例子的显示驱动操作中,以该组中所有显示像素进行不发光操作的方式来控制显示装置,从而在对同一组中另一行显示像素PX进行预充电操作和写入操作的周期中,将所有的显示像素设置为不发光状态(黑色显示状态)。
例如如图7和12所示,在这种显示器驱动操作中,可以通过以以下方式控制显示装置来实现显示驱动操作,即在对相同组中包括的所有行中显示像素PX进行预充电操作和写入操作的周期中,连续地施加在预充电操作和写入操作时通过电源驱动器230给该行中的电源电压线VL施加的低电位电源电压Vsc(=Vs),随后,在完成对该组中包括的所有行的预充电操作和写入操作之后,给该组的所有行的电源电压线VL施加高电位电源电压Vsc(=Ve)。
此外,如图19所示,通过采用以下结构,其中单个电源电压线VL被分支(branched),并且与第一到第四行(或第五到第八行和第九到第十二行)显示像素PX公共地连接,从而单个电源电压Vsc同时施加于各个组,并且施加从电源驱动器230施加的该单个电源电压Vsc给在同一组中包括的所有行的显示像素,从而可以实现相同的驱动控制。顺便说一下,和图16所示情况一样,在本实施例中也为显示板210的每行设置单独的选择线SL,结果在不同的定时从选择驱动器220施加单独的选择信号Ssel。
因此,根据该显示装置的驱动控制方法(显示驱动操作),可以实现和根据上述第一例子的驱动控制方法一样的操作和优点。而且,在对同一组的每行显示像素进行预充电操作和写入操作的周期中,不进行显示像素(光学元件)的发光操作,并且进行不发光操作(黑色显示操作)。因此,通过多个图像信息项目(静态图象)的连续显示,在移动图像的显示操作时可以抑制移动图像的闪烁,并且可以提高其清晰度。
在这里,在图18所示的时序图中,构成显示板210的十二行显示像素PX被分成三个组,按以下方式控制显示装置,即按各组彼此不同的定时同时进行发光操作。结果,在一个帧周期Tfr中,不发光操作引起的黑色显示周期比率(黑色插入比率(insertion ratio))变为大约33%。在这里,通常在人的视觉中,存在大约30%或更多的黑色插入比率构成了清楚并且没有闪烁的目视识别移动图像的指标。因此,根据本驱动控制方法,可以实现具有良好图像质量的显示装置。
(第三例子)
下面,参考附图说明适用于根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第三例子。
图20是示意性示出根据该实施例显示装置的显示控制方法的第三例子的时序图。
在这里,将简化关于和上述第二例子(参见图18)相同的驱动控制方法的说明。
如图20所示,以和上述第二例子相同的方式设置根据该实施例显示装置200的驱动控制方法的第三例子,因而在显示驱动操作之前,对显示板210上设置的所有显示像素PX按每行的预定定时顺序地进行阈值电压检测操作,随后在互相不相邻的多行显示像素PX设置为像素排列在显示板210上的一组的每个组中,在一个帧周期Tfr(大约16.7毫秒)内,对每个组顺序地进行以下操作,随着时间的偏移对特定组中包括的每行显示像素PX顺序地进行预充电操作和写入操作。
在这里,在根据该实施例的显示驱动操作中,例如如图20所示,设置在显示板210上的所有显示像素PX被分成三个组,其中在相应的四行中的显示像素PX设置为一组,诸如第一、第四、第七和第十行的组、第二、第五、第八和第十一行的组以及第三、第六、第九和第十二行的组。
例如,在第一、第四、第七和第十行中的显示像素PX设置为一组的组中,按从第一行中显示像素PX开始的顺序进行预充电操作和写入操作。在对第十行显示像素PX完成写入操作的定时,该组中的四行显示像素PX根据写入每个显示像素PX的显示数据(灰度信号)同时进行发光操作。持续这种发光操作,直到对第一行显示像素PX开始下一个预充电操作和下一个写入操作的定时为止。
此外,在对第十行显示像素PX完成写入操作的定时,按从第二、第五和第八和第十一行显示像素PX设置为一组的组中的第二行显示像素PX开始的顺序,进行预充电操作和写入操作。然后,反复地进行相同操作,直到完成对下一组第十二行显示像素PX的预充电操作和写入操作为止。
通过这种方式,对于每组的每行,按预定的定时顺序地进行预充电操作和写入操作。在完成该组中包括的所有行中显示像素PX的写入操作时,驱动和控制该组中所有的显示像素PX,以便同时进行发光操作。因此,在根据第三例子的驱动控制操作中,和第二例子一样,以在对同一组中其它行显示像素PX进行预充电操作和写入操作的周期中,该组中所有显示像素进行不发光操作(黑色显示操作)的方式来控制显示装置。
此外,以和上述第二例子相同的方式,可以通过以以下方式控制显示装置来实现显示驱动操作,即在对同一组中其它行中的显示像素PX进行预充电操作和写入操作的周期中,从电源驱动器230施加给该组中的每个电源电压线VL的电源电压Vsc保持低电位状态(Vsc),并且在完成对该组中包括的所有行的显示像素PX的预充电操作和写入操作之后,给该组中包括的所有行的电源电压线VL施加高电位电源电压Vsc(=Ve)。顺便说一下,和上述第二例子(参考图19)一样,可以采用以下结构,其中电源电压线VL被分支,并且以单个电源电压Vsc施加给每个组中包括的所有行的显示像素PX的方式来设置。
因此,根据该显示装置的驱动控制方法(显示驱动操作),以和根据上述第二例子的驱动控制方法相同的方式,按以下方式控制显示装置,即构成显示板210的十二行显示像素PX被分成多组显示像素,并且按各个组彼此不同的定时同时进行发光操作。因此,在一个帧周期Tfr中的预定的周期进行不发光操作(黑色显示操作)。特别地,在本驱动控制方法中,因为不发光操作引起的黑色显示周期的比率(黑色插入比率)可以设置为大约33%,因此可以通过抑制移动图像的闪烁而实现具有更高清晰度的显示装置。
顺便说一下,在根据第二和第三例子的驱动控制方法中,已经说明了构成显示板210的显示像素PX被分成三个组的情况。然而,本发明不限于此。例如,显然可以适当地增减组的数目来设置。
(第二和第三例子的修改例)
下面将说明根据第二和第三例子的驱动控制方法的修改例。
图21是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第二例子的第一修改例的时序图。
图22是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第三例子的第一修改例的时序图。
图23是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第二例子的第二修改例的时序图。
图24是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第三例子的第二修改例的时序图。
如图21和22所示,在根据第二和第三例子的显示装置的驱动控制方法的修改例(第一修改例)中,构成显示板210的显示像素PX被分成四个组(在图21中的四个组:第一到第三行的组、第四到第六行的组、第七到第九行的组以及第十到第十二行的组;在图22中的四个组:第一、第五和第九行的组、第二、第六和第十行的组、第三、第七和第十一行的组以及第四、第八和第十二行的组)。以按各组彼此不同的定时同时进行发光操作的方式控制显示装置。在这种情况下,在一个帧周期Tfr中,不发光操作引起的黑色显示周期比率(黑色插入比率)变为25%。结果,移动图像的闪烁变为略少于作为如上所述不能观察到移动图像闪烁的指标的30%,但是可以实现具有相对良好图像质量的显示装置。
此外,在根据第二和第三例子的显示装置的驱动控制方法的第二修改例中,例如如图23和24所示,构成显示板210的显示像素PX被分成两组(在图23中两组是第一到第六行的组和第七到第十二行的组;在图24中两组是奇数行的组和偶数行的组)。以按各组彼此不同的定时同时进行发光操作的方式控制显示装置。在这种情况下,在一个帧周期Tfr中,由不发光操作引起的黑色显示周期的比率(黑色插入比率)变为50%,其超过作为不能观察到上述移动图像的闪烁的指标的30%,但是发光操作周期变为一个帧周期Tfr的仅仅一半,使得不能以足够的亮度显示图像信息。然后,可以以足够的亮度和良好的图像质量来提供图像信息。
(第四例子)
下面,参考附图说明适用于根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第四例子。
图25是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第四例子的时序图。在这里,将简化关于和上述第一到第三例子(参考图17到24)相同的驱动控制方法的说明。此外,图26是示出用于实现根据该实施例显示驱动装置的驱动控制方法的第四例子的显示装置的一个例子的主要部分结构图。在这里,将用相同附图标记和符号来说明与上述根据该实施例的显示装置相同的元件。
如图25所示,在根据该实施例显示装置210的驱动控制操作的第四例子中,以和上述第一到第三例子相同的方式进行显示驱动操作,其中,在显示驱动操作之前,对显示板210上设置的所有显示像素PX按预定的定时顺序地进行阈值电压检测,随后在一个帧周期Tfr(大约16.7毫秒)的前一半(一个帧周期Tfr的1/2周期)中,以时间的偏移对显示板210上设置的每行显示像素PX顺序地进行预充电操作和写入操作,并使得在一个帧周期Tfr的后一半(一个帧周期Tfr的1/2周期)中,显示板210上设置的所有行中的显示像素PX可以同时以相应于显示数据的亮度灰度进行发光操作。
通过这种方式,按以下方式控制显示装置,即在对所有行的显示像素PX进行写入操作时,在通过驱动控制显示装置进行预充电操作和写入操作使得所有显示像素PX可以同时进行发光操作的周期中,不对任何行中的显示像素PX进行发光操作,并且所有显示像素PX进行不发光操作(黑色显示操作)。
例如,可以通过以以下方式控制显示装置来实现显示驱动操作,即在对每行中的显示像素PX进行预充电操作和写入操作的周期中,从电源驱动器230施加给所有行的电源电压线VL的电源电压Vsc(=Ve)保持到低电位(Vs),并且在完成对所有行中的显示像素PX的预充电操作和写入操作之后,给所有行的电源电压线VL施加高电位电源电压Vsc(=Ve)。
还可以通过采用以下结构,其中单个电源电压线VL相应于所有行而被分支,例如如图26所示,并且与显示板210上设置的所有显示像素PX公共地连接,以便同时施加单个电源电压Vsc给所有的显示像素PX,并且施加从电源驱动器230施加的该单个电源电压Vsc给所有行的显示像素PX,从而实现相同的驱动控制操作。在这种情况下电源驱动器230的结构可以具有以下功能,例如在根据从系统控制器250提供的电源控制信号的预定定时、有选择地输出高电位电源电压Vsc(=Ve)和低电位电源电压Vsc(=Vs)。由于这个原因,至少可以不提供如图16所示的移位寄存器电路。顺便说一下,以和图16所示情况相同的方式,在本实施例中也为显示板210的每行设置单独的选择线SL,从而在不同的定时从选择驱动器220施加单独的选择信号Ssel。
因此,根据该显示装置的驱动控制方法(驱动控制操作),显示驱动周期(一个帧周期Tfr)被分成两个周期,前一半周期和后一半周期,从而进行控制,使得在前一半周期中对每行的显示像素顺序地进行预充电操作和写入操作,并且所有显示像素在后一半周期中同时进行发光操作。因此,在一个帧周期Tfr中,具有发光操作的黑色显示周期的比率(黑色插入比率)变为50%,其超过作为不能视觉识别移动图像闪烁的指标的30%。但是,因为发光操作只有一个帧周期Tfr的一半,所以不能以足够的亮度显示图像信息。此外,因为每行中的预充电周期和写入操作周期(尤其是写入操作周期)缩短,所以出现不能确保用于充分地写入显示数据(灰度信号)的时间的可能性。但是,通过适当地增加每个显示像素的发光亮度和进一步增加灰度电流的电流值,可以以足够的亮度和良好的图像质量显示图像信息。
下面,将说明显示装置的驱动控制方法的第五到第八例子及其修改例,其中控制阈值电压检测操作,以便在显示驱动操作中的帧周期的每个周期对特定的行进行操作。
(第五例子)
图27是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第五例子的时序图。
在这里,将简化对和上述显示驱动装置100和显示像素PX(发光驱动电路DC)相同情况下的驱动控制方法(参考图2和7)的说明。
在根据该实施例显示装置200的驱动控制操作的第五例子中,通常,如图27所示,在所有行上顺序地重复下列两个操作,从而在显示板210的一屏部分中显示图像信息:阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec),在一个帧周期(大约16.7毫秒;确定的操作周期)中,对显示板210上设置的显示图象PX中的特定行的显示像素,检测用于发光驱动的开关元件(薄膜晶体管;发光驱动元件)的阈值电压(或相应于阈值电压的电压分量),用于控制每个显示像素PX上设置的发光驱动电路DC中有机EL元件(发光元件)OEL的发光状态;和显示驱动操作(显示驱动周期Tcyc),对显示板210的每行显示像素PX(发光驱动电路DC)补偿开关元件的阈值电压(保持相应于阈值电压的电压分量),随后写入相应于显示数据的灰度信号(灰度信号Idata或不发光显示电压Vzero),从而使每行中的显示像素PX(有机EL元件OEL)可以以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度进行发光操作。
在这里,在阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec)中,进行一系列驱动控制,包括:施加预定检测电压Vpv给显示板210特定行中的显示像素PX(发光电路DC)的电压施加周期(电压施加周期Tpv);在每个开关元件(薄膜晶体管Tr13)的检测时间将基于检测电压Vpv的电压分量收敛到阈值电压的电压收敛操作(电压收敛周期Tcv);以及在为每个显示像素PX收敛电压之后测量(读取)阈值电压Vth13、并储存该阈值电压作为每个显示像素PX的阈值电压数据的电压读取操作(电压读取周期)。
特别地,在根据第五例子的显示装置的显示驱动操作中,对于在连续帧周期中的每个帧周期,对特定一行中的显示像素PX顺序地进行包括一系列上述驱动控制的阈值电压检测操作。
具体地,如图27所示,在其上设置有十二行显示像素PX的显示板210中,在第一帧中对第一行的显示像素PX进行阈值电压检测操作,并且阈值电压检测数据被储存在帧存储器的相应存储区。在第一帧中,在完成对第一行显示像素PX的阈值电压检测操作之后,对显示板210上设置的所有显示像素PX顺序地进行后面将说明的对从第一行到第十二行中的每一行的显示驱动操作。
接着,在第二帧中,在对第一行显示像素PX进行显示驱动操作之后,对第二行的显示像素PX进行阈值电压检测操作,并且阈值检测数据被储存在帧存储器的相应存储区。此后,从显示板210的第二行到第十二行,顺序地为每行对显示像素进行显示驱动操作。
接着,在第三帧中,在对第一和第二行显示像素PX进行显示驱动操作之后,对第三行的显示像素PX进行阈值电压检测操作,并且阈值检测数据被储存在帧存储器的相应存储区。此后,从显示板210的第三行到第十二行,顺序地为每行对显示像素PX进行显示驱动操作。
此后,以同样的方式,顺序地对相应行的显示像素PX重复进行阈值电压检测操作,直到第十二帧,由此对于在显示板210的一屏部分中设置的所有显示像素PX,将阈值数据(阈值电压)储存在帧存储器中。
也就是说,在根据该实施例的显示装置的驱动控制方法(阈值电压检测操作)中,在每个帧周期内,对显示板210的任何行中的显示像素PX进行阈值电压检测操作,并且通过将显示板行数的帧周期设置为一个循环(one cycle),来检测(监视)最新的阈值电压。
在根据该实施例的显示装置的驱动控制方法中,在对显示板上设置的每行的显示像素的显示数据(灰度信号)写入操作和发光元件(有机EL元件)的发光操作之前,对于每个帧周期,对于特定行的显示像素,检测和储存在显示像素(发光驱动电路)上设置的用于发光驱动的开关元件(薄膜晶体管)的阈值电压(阈值电压检测操作),随后就刚刚在对每个显示像素的显示数据写入操作之前,给用于发光驱动的开关元件(薄膜晶体管)施加相应于所检测的阈值电压的预充电电压(预充电操作)。因此,可以一直对显示板上设置的任意行的显示像素监视在执行阈值电压检测操作时、用于发光驱动的开关元件的阈值电压(Vth偏移)。而且,可以设置以下状态,其中在每个显示像素用于发光驱动的开关元件的控制端子中(在薄膜晶体管的栅极和源极之间)保持相应于开关元件特有的阈值电压(该阈值电压由于Vth偏移而变化)的电压分量(电荷)(其中阈值电压被单独补偿的状态)。因此,仅仅添加相应于显示数据的电压分量来在显示数据的写入操作中对该显示像素充电,并且可以很快并恰当地写入基于显示数据的电压分量。
(第六例子)
下面,参考附图说明适用于根据该实施例的显示装置的驱动控制方法的第六例子。
图28是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第六例子的时序图。
在这里,将简化和上述第五例子(参考图27)相同的驱动控制方法的说明。此外,在图27中的阴影线部分表示和上述第五例子相同的操作状态。在这里,作为用于实现根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第六例子的显示装置结构,例如,可以应用上述图19所示的结构。
如图28所示,在根据本实施例显示装置的驱动控制操作的第六例子中,进行下列两个操作,从而在显示板210的一屏部分中显示图象信息:阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec),在一个帧周期中,首先预先将显示板210上设置的显示像素PX分成多个互相相邻行的显示像素的组,并且对特定组的特定行显示像素PX的、用于发光驱动的开关元件(薄膜晶体管)检测阈值电压;以及显示驱动操作,对显示板210的每一行,在所有行上顺序地重复写入相应于补偿阈值电压之后的显示数据的灰度信号(灰度电流Idata或不发光显示电压Vzero)给显示像素PX的操作(预充电周期Tth、写入操作周期Twrt),从而使得多行用于各行的显示像素PX可以同时以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度进行发光操作。
在这里,在根据第六例子的驱动控制操作中,具体地,首先预先将设置在显示板210上的所有显示像素PX分为多行的组。例如,如图28所示,通过设置四行显示像素PX为一组,例如互相相邻的行象第一到第四行、第五到第八行和第九到第十二行,来将构成显示板210的十二行显示像素PX分成多个组。
然后,在第一帧中,对其中将第一到第四行显示像素PX设置为一组的组中的第一行中的显示像素PX进行阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec),并且将阈值检测数据储存在帧存储器的相应存储区。在第一帧中,在完成对第一行显示像素PX的阈值电压检测操作之后,从第一行到第十二行中的每一行,对显示板210上设置的所有显示像素PX顺序地进行显示驱动操作(预充电操作和写入操作;Tth+Twrt)。
在对每行的显示驱动操作中,对以下组进行发光操作,即已完成对每组中包括的所有行显示像素PX的写入操作的组。例如,在其中将第一到第四行中的显示像素PX设置为一组的组中,按从第一行显示像素PX开始的顺序进行预充电操作和写入操作。在对第四行显示像素PX完成写入操作的定时,该组中的四行显示像素PX根据写入每个显示像素PX的显示数据(灰度信号)同时进行发光操作。持续这种发光操作,直到对第一行显示像素PX开始下一个预充电操作和写入操作的定时,或者直到对第一到第四行中任何一行开始阈值电压检测操作的定时。
此外,在对第四行显示像素PX完成写入操作的定时,在其中将第五到第八行显示像素PX设置为一组的组中,按从第五行显示像素PX开始的顺序,进行预充电操作和写入操作。在对第八行显示像素PX进行写入操作的定时,该组中的四行显示像素PX同时进行发光操作。此后,对下一组的每行显示像素PX重复进行相同的操作。
接着,在第二帧中,在其中将第一到第四行显示像素PX设置为一组的组中,顺序地进行预充电操作和写入操作。在该组中的四行显示像素PX同时进行发光操作的定时,在其中将第五到第八行显示像素PX设置为一组的组中,对第四行(相应于该组中的第一行)显示像素PX进行阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec)。因此,在完成阈值电压检测操作之后,在该组中顺序地进行预充电操作和写入操作。
接着,在其中将第五到第八行显示像素PX设置为一组的组中,完成预充电操作和写入操作。在该组的四行显示像素PX同时进行发光操作的定时,在其中将第九到第十二行显示像素PX设置为一组的组中,顺序地进行预充电操作和写入操作。此后,该组中的四行显示像素PX同时进行发光操作。
此后,以同样的方式,对于之前为每个帧周期设置的每个组,对该组中包括的特定行的显示像素PX进行阈值检测操作。此外,在对每组中包括的所有行中的显示像素PX完成写入操作时,重复地进行显示驱动操作,以使该组中包括的所有显示像素PX可以同时进行发光操作。
通过这种方式,对于每个帧周期,对特定行的显示像素PX重复地进行阈值电压检测操作,由此对显示板210的任意行中的显示像素PX进行阈值电压检测操作。因此,通过将显示板行数的帧周期设置为一个循环(one cycle),可以一直检测(监视)最新的阈值电压。
此外,在根据第六例子的显示驱动操作中,在对同一组中其它行的显示像素PX进行阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作的周期中,以该组中所有显示像素进行不发光操作的方式控制显示装置,从而将其设置为不发光显示状态(黑色显示状态)。
例如如图7和12所示,可以通过以以下方式控制显示装置来实现这种显示驱动操作,即在阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作时,在对同一组中包括的行的显示像素顺序地进行阈值电压检测、预充电操作和写入操作的周期中,连续地施加从电源驱动器230给该行中的电源电压线VL施加的低电位电源电压Vsc(=Vs),随后,在完成对同一组中包括的所有行的阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作之后,给该组的所有行的电源电压线VL施加高电位电源电压Vsc  (=Ve)。
此外,例如如图19所示,通过采用以下结构也可以实现相同的驱动控制,其中单个电源电压线VL被分支,并且与第一到第四行(或第五到第八行和第九到第十二行)显示像素PX公共地连接,以便为每个组同时施加单个电源电压Vsc。因此,从电源驱动器230施加的单个电源电压Vsc被施加给同一组中包括的所有行的显示像素PX。顺便说一下,和图16所示情况一样,在本驱动控制方法中也为每行设置单独的选择线SL,并且在不同的定时从选择驱动器220施加单独的选择信号Ssel。
因此,根据该显示装置的驱动控制方法(显示驱动操作),可以获得和根据上述第五例子的驱动控制方法一样的操作和优点。而且,在对同一组中每行显示像素进行阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作的周期中,不进行显示像素(发光元件)的发光操作,而是进行不发光操作(黑色显示操作)。结果,在通过连续的显示多个图像信息(静态图象)的运动图像显示操作时,可以抑制运动图像的闪烁,并且可以提高其清晰度。
在这里,在图28所示的时序图中,按以下方式控制显示装置,即构成显示板210的十二行显示像素PX被分成三个组,并且按各组彼此不同的定时同时进行发光操作。因此,在一个帧周期中,不发光操作引起的黑色显示周期比率(黑色插入比率)变为大约33%。在这里,为了在人的视觉上可以清楚地观察到运动图像而没有运动图像的闪烁,通常,大于或等于30%的黑色插入比率的存在构成了能够视觉识别运动图像的指标。因此,在根据本发明的驱动控制方中,可以实现具有良好的显示图象质量的显示装置。
(第七例子)
下面,参考附图说明适用于根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第七例子。
图29是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第七例子的时序图。
在这里,将简化和第六例子(参考图28)相同的驱动控制方法的说明。
如图20所示,在根据该实施例显示装置210的驱动控制操作的第七例子中,顺序地进行下列两个操作,从而显示显示板210的一屏部分的图象信息:阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec),在一个帧周期中,首先预先将互相不相邻的行的显示像素PX分成组,并且对特定组的特定行的显示像素PX的、用于发光驱动的开关元件(薄膜晶体管)检测阈值电压;以及显示驱动操作,在补偿每组中包括的行的显示像素PX的阈值电压之后,顺序地进行写入相应于显示数据的灰度信号(灰度电流Idata或不发光显示电压Vzero)的操作(预充电周期Tth、写入操作周期Twrt),从而使得每组的多行显示像素PX(有机EL元件)可以按预定的定时以相应于显示数据(灰度信号)的亮度灰度同时进行发光操作。
在这里,在根据第七例子的驱动控制操作中,具体地,设置在显示板210上的所有显示像素PX,例如如图29所示,构成显示板210的十二行显示像素PX,首先通过将分别四行显示像素PX设置为一组而被分成组,例如第一、第四、第七和第十行的组、第二、第五、第八和第十一行的组以及第三、第六、第九和第十二行的组。
然后,在第一帧中,对其中将第一、第四、第七和第十行显示像素PX设置为一组的组中的第一行显示像素PX进行阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec)。此后,对于显示板210上设置的所有显示像素PX,每组按从较小行号开始的顺序进行显示驱动操作(预充电操作和写入操作;Tth+Twrt)。
在对每行的显示驱动操作中,对以下组进行发光操作,即完成对每组中包括的所有行的显示像素PX的写入操作的组。例如,在其中将第一、第四、第七和第十行中的显示像素PX设置为一组的组中,按从第一行显示像素PX开始的顺序进行预充电操作和写入操作。在对第十行显示像素PX完成写入发光操作的定时,这四行显示像素PX根据写入每个显示像素PX的显示数据(灰度信号)同时进行发光发光操作。持续这种发光操作,直到对第一行的显示像素PX开始下一个预充电操作和写入操作,或者直到对第一、第四、第七和第十行中的任意一行开始阈值电压检测操作的定时。
此外,在对第十行显示像素PX完成写入操作的定时,在其中将第二、第五、第八和第十一行显示像素PX设置为一组的组中,按从第二行显示像素PX开始的顺序,进行预充电操作和写入操作。然后,在对第十一行显示像素PX完成写入操作的定时,该组中的四行显示像素PX同时进行发光操作。此后,对下一组的每行显示像素PX重复进行相同的操作。
接着,在第二帧中,在其中将第一、第四、第七和第十行显示像素PX设置为一组的组中,顺序地进行预充电操作和写入操作。在这组的四行显示像素PX同时进行发光操作的定时,在其中将第二、第五、第八和第十一行显示像素设置为一组的组中,对第二行(相应于这组中的第一行)显示像素PX进行阈值电压检测操作(阈值电压检测周期Tdec)。因此,在完成阈值电压检测操作之后,在该组中进行预充电操作和写入操作。
接着,在其中将第二、第五、第八和第十一行显示像素PX设置为一组的组中,完成预充电操作和写入操作。然后,在该组中四行显示像素PX同时进行发光操作的定时,顺序地进行预充电操作和写入操作,随后在该组中的四行显示像素PX同时进行发光操作。
此后,以同样的方式,对于为每个帧周期预置的每个组,对该组中包括的特定行的显示像素PX进行阈值检测操作。此外,在对每组中包括的所有行的显示像素PX完成写入操作时,重复地进行显示驱动操作,以使该组中的所有显示像素PX可以同时进行发光操作。
通过这种方式,对于每个帧周期,通过对特定行显示像素PX顺序地和重复地进行阈值电压检测操作,从而在每个帧周期中对显示板210的任意行的显示像素PX进行阈值电压检测操作。因此,通过将显示板行数的帧周期设置为一个循环,可以一直检测(监测)最新的阈值电压。
此外,以和根据第六例子的显示驱动操作相同的方式,在对同一组中其它行的显示像素PX进行阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作的周期中,以该组中所有显示像素进行不发光操作的方式控制显示装置,从而将其设置为不发光显示状态(黑色显示状态)。
此外,以和根据第六例子的显示驱动相同的方式,例如,可以通过以以下方式控制显示装置来实现这种驱动操作,即在对同一组中其它行的显示像素PX进行阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作的周期中,从电源驱动器230施加给该组中每行的电源电压线VL的电源电压Vsc被保持低电位(Vs),并且在完成对同一组中所有行的显示像素PX的阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作之后,给该组中包括的所有行的电源电压线VL施加高电位电源电压Vsc(=Ve)。顺便说一下,以和第二例子(参考图19)相同的方式,可以采用以下结构,其中电源电压线VL被分支,并且以单个电源电压Vsc施加给每个组中包括的所有行的显示像素PX的方式来设置。
因此,根据该显示装置的驱动控制方法(显示驱动操作),可以获得和根据第五例子的驱动控制方法一样的操作和优点。同时,以和根据第六例子的驱动控制方法相同的方式,按以下方式控制显示装置,即构成显示板210的十二行显示像素PX被分成多个组,并且按各组彼此不同的定时同时进行发光操作。因此,在一个帧周期中的预定的周期进行不发光操作(黑色显示操作)。特别地,同样在本驱动控制方法中,不发光操作引起的黑色显示周期的比率(黑色插入比率)可以被设置为大约33%,结果可以实现其中抑制了运动图像的闪烁并且改善了其清晰度的显示装置。
顺便说一下,在根据第六和第七例子的驱动控制方法中,已经说明了构成显示板210的显示像素PX被分成三个组的情况。然而,本发明不限于此。例如,显然,组的数目可以适当地增减。
(第六和第七例子的修改例)
下面示出根据第二和第三例子的驱动控制方法的修改例。
图30是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第六例子的第一修改例的时序图。
图31是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第七例子的第一修改例的时序图。
图32是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第六例子的第二修改例的时序图。
图33是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第七例子的第二修改例的时序图。
在根据第六和第七例子的显示装置的驱动控制方法的第一修改例中,例如如图30和31所示,按以下的方式控制显示装置,即构成显示板210的显示像素PX被分成四个组(在图30中的四个组是第一到第三行、第四到第六行、第七到第九行和第十到第十二行的组;在图31中的四个组是第一、第五和第九行,第二、第六和第十行,第三、第七和第十一行以及第四、第八和第十二行的组),并且在按各个组彼此不同的定时对每行显示像素PX进行预充电操作和写入操作的同时,在每个帧周期中,对特定行的显示像素PX进行阈值电压检测操作,随后同时进行发光操作。在这种情况下,在一个帧周期中,不发光操作引起的黑色显示周期的比率(黑色插入比率)变为大约25%。尽管该比率变为略少于作为不能视觉观察到闪烁的指标的30%,但是可以实现具有相对良好显示质量的显示装置。
此外,在根据第六和第七例子的显示装置的驱动控制方法的第二修改例中,例如如图32和33所示,按以下的方式控制显示装置,即构成显示板210的显示像素PX被分成两组(在图32中的两组:第一到第六行,和第七到第十二行;在图33中的两组:奇数行和偶数行),从而在按各个组彼此不同的定时对每行显示像素PX进行预充电操作和写入操作的同时,在每个帧周期中,对特定行中的显示像素PX进行阈值电压检测操作,随后同时进行发光操作。
在这种情况下,在一个帧周期中,不发光操作引起的黑色显示周期比率(黑色插入比率)变为大约50%。该比率超过作为不能视觉观察到运动图像的闪烁的指标的30%。但是,因为发光操作周期变为只有一个帧周期的一半,所以不能以足够的亮度灰度显示图像信息。于是,通过适当地提高每个显示像素的发光亮度,可以以足够的发光亮度和良好的显示质量来显示图像信息。
(第八例子)
下面,参考附图说明适用于根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第八例子。
图34是示意性示出根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第四例子的时序图。
在这里,将简化和第五到第七例子(参考图27到33)相同的驱动控制方法的说明。在这里,作为用于实现根据该实施例显示装置的驱动控制方法的第八例子的显示装置结构,例如,可以采用图26所示的结构。
在根据该实施例显示装置200的驱动控制方法的第八例子中,如图34所示,首先在一个帧周期的前一半(一个帧周期的1/2周期),对显示板210上设置的特定行中的显示像素PX的、用于发光驱动的开关元件(薄膜晶体管),进行用于检测阈值电压的阈值电压检测(阈值电压检测周期Tdec)。此后,对于每行,以时间上的偏移来对显示板210上设置的所有行中的显示像素PX顺序地进行预充电操作和写入操作,从而进行显示驱动操作,以使得在一个帧周期的后一半(一个帧周期的1/2周期)中,显示板210上设置的所有行的显示像素PX可以以相应于显示数据的亮度灰度同时进行发光操作。因此,显示了在显示板210的一屏部分中的图像信息。
通过这种方式,在进行显示装置的驱动控制的同时,在每个帧周期中对特定行的显示像素PX进行阈值电压检测操作,从而使得在每个帧周期的后一半中,所有的显示像素PX可以同时进行发光操作。结果,控制显示装置,使得在其中进行阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作的每个帧周期的前一半中,不对任何行中的显示像素PX进行发光操作,而是所有的显示像素PX进行不发光操作(黑色显示操作)。
可以通过以以下方式控制显示装置来实现这种显示驱动操作,即在对每行显示像素PX进行阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作的周期中,在保持从电源驱动器230施加给所有行的供应电源线VL的电源电压Vsc的同时,在完成对所有行的显示像素PX的阈值电压检测操作、预充电操作和写入操作之后,给所有行的电源电压线VL施加高电位电源电压Vsc(=Ve)。
例如如图26所示,还可以通过采用以下结构,其中单个电源电压线VL相应于所有行而分支,并且与显示板210上设置的所有显示像素PX公共地连接,从而同时施加单个电源电压Vsc给所有的显示像素PX,由此施加从电源驱动器230施加的单个电源电压给所有行中的显示像素PX,从而实现相同的驱动控制。
在这种情况下电源驱动器230的结构可以具有根据从系统控制器250提供的电源控制信号、按预定的定时、有选择地输出例如高电位电源电压Vsc(=Ve)和低电源电压Vsc(=Vs)的功能。因此,至少可以不提供如图16所示的移位寄存器电路。顺便说一下,在本驱动控制方法中,以和如图16所示相同的方式,为显示板210的每行设置单独的选择线SL,并且在不同的定时从选择驱动器220施加单独的选择信号Ssel。
因此,根据显示装置的驱动控制方法(显示驱动操作),按以下方式控制显示装置,即每个帧周期被分成两部分:前一半周期和后一半周期,并且在前一半周期中,对特定行的显示像素进行阈值电压检测操作,随后顺序地进行预充电操作和写入操作,而在后一半周期中,使所有像素可以同时进行发光操作。因此,在一个帧周期中,发光操作引起的黑色显示周期比率(黑色插入比率)变为大约50%。因此,该比率超过作为不能视觉观察到运动图像闪烁的指标的30%。不能以足够的发光亮度显示图像信息,并且在每行中的预充电操作和写入操作(尤其是写入操作)缩短。因此,存在着不能确保用于写入显示数据的时间的可能性。此外,通过适当地提高每个显示像素的发光亮度和进一步提高灰度电流的电流值,可以以足够的发光亮度和良好的图像质量来显示图像信息。

Claims (41)

1.一种显示驱动装置,其根据显示数据来操作显示像素(PX)的电流控制型光学元件,该显示像素(PX)设置有该光学元件和提供驱动电流给该光学元件的驱动元件(Tr13),该显示驱动装置包括:
灰度信号产生电路(130),其产生相应于该显示数据的亮度等级的灰度信号,并且将该灰度信号提供给该显示像素;
阈值电压检测电路,其检测该显示像素的该驱动元件特有的阈值电压;以及
补偿电压施加电路,其根据由所述阈值电压检测电路检测的该阈值电压产生用于补偿该驱动元件的该阈值电压的补偿电压,并且在提供该灰度信号产生电路产生的该灰度信号之前,将该补偿电压施加给该驱动元件,
该灰度信号产生电路在该显示数据的亮度等级不是最低等级时,产生灰度电流作为该灰度信号并将该灰度电流提供给所述显示像素,该灰度电流的电流值使得该光学元件可以以相应于该显示数据的亮度等级的亮度进行发光操作。
2.根据权利要求1所述的显示驱动装置,还包括存储电路(170),其储存相应于该阈值电压检测电路检测的该阈值电压的阈值数据,
其中该补偿电压施加电路根据储存在该存储电路中的该阈值数据产生该补偿电压。
3.根据权利要求1所述的显示驱动装置,还包括检测电压施加电路,其向该驱动元件施加用于阈值电压检测的、具有比该阈值电压更高电位的电压,
其中该阈值电压检测电路检测在用于阈值电压检测的电压通过检测电压施加电路被施加给该驱动元件、并且相应于用于阈值电压检测的该电压的部分电荷被释放后和收敛得到的电压,作为该阈值电压。
4.根据权利要求3所述的显示驱动装置,其中该驱动元件包括使驱动电流可以流向该光学元件的电流路径,以及控制驱动电流的供应状态的控制端子,
该检测电压施加电路将用于阈值电压检测的电压施加到该驱动元件的该控制端子和该电流路径的一端侧之间,并且
在该电流路径中没有电流流动时,该阈值电压检测电路检测在该驱动元件的该控制端子和该电流路径的该一端侧之间的电位差,作为该阈值电压。
5.根据权利要求4所述的显示驱动装置,还包括存储电路,其存储相应于该阈值电压检测电路检测的该阈值电压的阈值数据,
其中该补偿电压施加电路将基于储存在该存储电路中的阈值数据的补偿电压施加到该驱动元件的该控制端子和该电流路径的该一端侧之间。
6.根据权利要求1所述的显示驱动装置,该灰度信号产生电路(130)在该显示数据的亮度等级是最低等级时,产生不发光显示电压作为该灰度信号,并将该不发光显示电压提供给该显示像素,该不发光显示电压具有用于使得该光学元件进行不发光操作的预定电压值。
7.根据权利要求3所述的显示驱动装置,至少包括信号路径切换电路(180),其有选择地切换和控制以下连接,即在相应于该显示像素设置的单个数据线(DL)与利用该阈值电压检测电路检测该阈值电压的信号路径、利用该补偿电压施加电路施加该补偿电压的信号路径和利用该灰度信号产生电路提供该灰度信号的信号路径之间的连接。
8.根据权利要求7所述的显示驱动装置,其中该信号路径切换电路(180)还有选择地切换和控制在利用该检测电压施加电路施加用于阈值电压检测的电压的信号路径与该单个数据线(DL)之间的连接。
9.一种显示装置,其显示相应于显示数据的图象信息,该装置包括:
显示板(210),其中排列着设置在行方向上的多个选择线、设置在列方向上的多个数据线、以及多个显示像素(PX),所述显示像素中的每一个都在该多个选择线(SL)和多个数据线(DL)的每个交叉点处具有电流控制型光学元件和将驱动电流提供给该光学元件的驱动元件(Tr13);
电源驱动单元,将第一供应电压以及第二供应电压中的任一个施加到该多个显示像素中的每一个中,该第一供应电压具有将该光学元件作为非操作状态的电位,该第二供应电压与该第一供应电压不同、具有将该光学元件作为操作状态的电位;
选择驱动单元(220),其将选择信号顺序地提供给该显示板的所述多个选择线中的每一个,由此将每行中的该显示像素顺序地设置为选择状态;以及
数据驱动单元(240),包括:
灰度信号产生电路(130),其产生相应于该显示数据的亮度等级的灰度信号,并且通过每个所述数据线将该灰度信号提供给每个所述显示像素;
阈值电压检测电路,其通过每个所述数据线检测每个所述显示像素的驱动元件特有的阈值电压;以及
补偿电压施加电路,其根据由所述阈值电压检测电路所检测的每个所述阈值电压产生用于补偿每个所述显示像素的所述阈值电压的补偿电压,并在提供该灰度信号产生电路产生的该灰度信号之前,通过每个所述数据线将该补偿电压施加给每个所述显示像素,
所述电源驱动单元,在通过所述阈值电压检测电路检测所述阈值电压的期间,将所述第一供应电压提供给每个所述显示像素。
10.根据权利要求9所述的显示装置,其中该数据驱动单元(240)还包括存储电路(170),其储存相应于该阈值电压检测电路检测的阈值电压的阈值数据,并且
该补偿电压施加电路根据储存在该存储电路(170)中的该阈值数据产生该补偿电压。
11.根据权利要求9所述的显示装置,其中该数据驱动单元(240)还包括检测电压施加电路,其通过每个所述数据线向每个所述显示像素的驱动元件提供用于阈值电压检测的、具有比该阈值电压更高电位的电压,并且
该阈值电压检测电路通过每个所述数据线检测在用于阈值电压检测的电压通过每个所述数据线由检测电压施加电路施加给所述驱动元件、并且相应于用于阈值电压检测的电压的一部分电荷被释放后和收敛得到的电压作为该阈值电压。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中该驱动元件(Tr13)包括使驱动电流可以流向该光学元件的电流路径,以及控制该驱动电流的供应状态的控制端子,
该检测电压施加电路将用于阈值电压检测的电压施加到该驱动元件的该控制端子和该电流路径的一端侧之间,并且
该阈值电压检测电路通过每个所述数据线检测在该电流路径中没有电流流动时、该驱动元件的该控制端子和该电流路径的该一端侧之间的电位差,作为该阈值电压。
13.根据权利要求12所述的显示装置,其中该数据驱动单元还包括存储电路,其储存相应于该阈值电压检测电路检测的该阈值电压的阈值数据,
该补偿电压施加电路通过每个所述数据线将基于储存在该存储电路中的该阈值数据的补偿电压施加到该驱动元件的该控制端子和该电流路径的该一端侧之间。
14.根据权利要求9所述的显示装置,其中所述光学元件具有以相应于所施加电流的电流值的亮度进行发光操作的发光元件。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其中该发光元件包括有机电致发光元件。
16.根据权利要求14所述的显示装置,其中该灰度信号产生电路(130)包括在该显示数据的亮度等级不是最低等级时,产生灰度电流作为该灰度信号并提供给每个所述显示像素的电路,该灰度电流的电流值使得该发光元件可以以相应于该显示数据的亮度等级的亮度进行发光操作,
每个所述显示像素的所述驱动元件,保持将基于所述补偿电压的第一电压分量和基于灰度电流的电压分量相加的第二电压分量,根据所述第二电压分量产生所述驱动电流并将所述驱动电流提供给所述发光元件。
17.根据权利要求14所述的显示装置,其中该灰度信号产生电路(130)在所述显示数据的亮度等级是最低等级时,包括产生不发光显示电压作为该灰度信号的电路,该不发光显示电压具有用于使得该发光元件进行不发光操作的预定电压值。
18.根据权利要求9所述的显示装置,其中该数据驱动单元(240)还包括:
阈值获取电路,通过每个所述数据线,单独地取得相应于由所述阈值电压检测电路通过每个所述数据线检测的、每个所述显示像素中的所述阈值电压的阈值数据,并顺序地传送所述阈值数据;
存储电路,储存对应于每个所述显示像素的所述阈值数据;和
数据获取电路,其对所述显示像素中的每一个顺序地和单独地取得并保持用于产生灰度信号的亮度等级数据,
该存储电路(170)相应于所述多个显示像素中的每一个单独地储存从该阈值获取电路传送的所述阈值数据中的每一个,并且
该灰度信号产生电路(130)产生相应于保持在该数据获取电路中的亮度等级数据的灰度信号,并通过每个所述数据线将所述灰度信号提供给每个所述显示像素。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其中在该数据获取电路中、顺序地和单独地取得该亮度等级数据的结构与在该阈值获取电路中、取得该阈值数据并顺序地传送该阈值数据的结构共用。
20.根据权利要求11所述的显示装置,其中该数据驱动单元(240)至少包括信号路径切换电路(180),其有选择地切换和控制以下连接,即在相应于该显示像素设置的单个数据线(DL)与利用该阈值电压检测电路检测该阈值电压的信号路径、利用该补偿电压施加电路施加该补偿电压的信号路径和利用该灰度信号产生电路提供该灰度信号的信号路径之间的连接。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其中该信号路径切换电路(180)还有选择地切换和控制在利用该检测电压施加电路施加用于阈值电压检测的电压的信号路径与该单个数据线之间的连接。
22.根据权利要求9所述的显示装置,
其中在将所述驱动电流提供给所述光学元件并驱动该光学元件时,该电源驱动单元(230)按照预定的定时将该第二供应电压顺序地施加给该显示板的每行中的显示像素,由此将每行中的所述显示像素的所述光学元件设置为操作状态。
23.根据权利要求9所述的显示装置,
其中将显示板上排列的所述多个显示像素被分成多个组,所述多个组中的每一组包括预定行数的显示像素;
在将所述驱动电流提供给所述光学元件并驱动该光学元件时,该电源驱动单元(230)按照预定的定时顺序地施加该第二供应电压给每组显示像素,由此将每组显示像素的所述光学元件设置为操作状态。
24.根据权利要求9所述的显示装置,还包括产生定时控制信号的驱动控制单元,该定时控制信号用于控制由该阈值电压检测电路检测阈值电压的操作定时。
25.根据权利要求24所述的显示装置,其中该驱动控制单元利用该定时控制信号进行控制,以便在通过该选择驱动单元(220)和该数据驱动单元(240)将灰度信号提供给显示板上排列的所有所述多个显示像素的每个操作周期中,使该阈值电压检测电路检测在显示板中不同行的显示像素的驱动元件的阈值电压。
26.根据权利要求24所述的显示装置,其中该驱动控制单元利用该定时控制信号进行控制,以便在通过该选择驱动单元(220)和该数据驱动单元(240)将灰度信号提供给显示板上排列的所有所述多个显示像素的每个操作周期中,使该阈值电压检测电路检测在显示板的相邻行中的显示像素的驱动元件的阈值电压。
27.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述显示像素中的每一个都包括控制该光学元件的操作的驱动电路,
该驱动电路至少包括:
第一开关电路(Tr13),其中其电流路径的一端施加有该供应电压,并且该电流路径的另一端与和该光学元件的连接接点(N12)连接;
第二开关电路(Tr11),其中其控制端子与选择线(SL)连接,其电流路径的一端施加有该供应电压,并且该电流路径的另一端与该第一开关电路(Tr13)的控制端子连接;和
第三开关电路(Tr12),其中其控制端子与选择线(SL)连接,其电流路径的一端与数据线(DL)连接,并且该电流路径的另一端与该连接接点(N12)连接,
所述驱动元件是该第一开关电路,
该检测电压施加电路将用于阈值电压检测的电压施加到该第一开关电路的控制端子和该连接接点之间,
该阈值电压检测电路检测该第一开关电路的该控制端子和该连接接点之间的电位,作为该阈值电压,并且
该补偿电压施加电路将该补偿电压施加到该第一开关电路的该控制端子和该连接接点之间。
28.根据权利要求27所述的显示装置,其中所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路中的每一个都包括场效应晶体管,该场效应晶体管具有包括非晶硅的半导体层。
29.一种显示驱动装置的驱动控制方法,该显示驱动装置根据显示数据操作显示像素(PX)的电流控制型光学元件,该显示像素(PX)具有该光学元件和提供驱动电流给该光学元件的驱动元件(Tr13),该方法包括:
检测该驱动元件特有的阈值电压;
根据检测的该阈值电压产生用于补偿该驱动元件的阈值电压的补偿电压,并且施加该补偿电压给该驱动元件,从而保持基于该补偿电压的第一电压分量;并且
在施加该补偿电压给该驱动元件后,在该显示数据的亮度等级不是最低等级时,将具有对应于该显示数据的亮度等级的电流值的灰度电流作为灰度信号提供给该显示像素,并使该驱动元件可以保持将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的所述第一电压分量的第二电压分量。
30.根据权利要求29所述的显示驱动装置的驱动控制方法,其中检测阈值电压包括储存相应于该阈值电压的阈值数据的操作,并且
在向该驱动元件施加该补偿电压和保持基于该灰度信号的电压分量之前,将通过检测阈值电压得到的阈值数据进行储存。
31.根据权利要求29所述的显示驱动装置的驱动控制方法,其中检测阈值电压包括:
向该驱动元件施加用于阈值电压检测的、具有比该阈值电压更高电位的电压;以及
检测在相应于该用于阈值电压检测的电压的一部分电荷被释放后和收敛得到的电压作为该阈值电压。
32.根据权利要求29所述的显示驱动装置的驱动控制方法,其中保持将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的该第一电压分量的该第二电压分量的操作包括:
在该显示数据的亮度等级是最低等级时,产生具有使该光学元件可以进行不发光操作的预定电压值的不发光显示电压作为该灰度信号,并将该不发光显示电压提供给该显示像素。
33.一种显示相应于显示数据的图象信息的显示装置的驱动控制方法,该装置包括显示板(210),其中排列着设置在行方向上的多个选择线、设置在列方向上的多个数据线、以及多个显示像素(PX),所述显示像素中的每一个都在该多个选择线(SL)和多个数据线(DL)的每个交叉点处具有电流控制型光学元件和将驱动电流提供给该光学元件的驱动元件(Tr13),该方法包括:
在将第一供应电压提供给每个所述显示像素的状态下,检测每个所述显示像素的驱动元件特有的阈值电压,该第一供应电压具有将所述光学元件作为非操作状态的电位;
根据检测的该阈值电压产生用于补偿该驱动元件的阈值电压的补偿电压,将该补偿电压施加给每个所述显示像素的驱动元件,并且保持基于该补偿电压的第一电压分量;
在施加该补偿电压给该驱动元件后,将灰度信号提供给每个所述显示像素,并使得每个所述显示像素的驱动元件可以保持将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的所述第一电压分量的第二电压分量;以及
在将第二供应电压提供给每个所述显示像素的状态下,将根据每个所述显示像素的驱动元件中保持的所述第二电压分量产生的驱动电流提供给该光学元件,并使该光学元件可以根据该灰度信号进行操作,该第二供应电压与所述第一供应电压不同、具有将所述光学元件作为操作状态的电位。
34.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中检测阈值电压包括:
将用于阈值电压检测的、具有比该阈值电压更高电位的电压施加给每个所述显示像素的驱动元件;以及
检测在相应于用于阈值电压检测的电压的一部分电荷被释放后和收敛得到的电压作为该阈值电压。
35.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中检测阈值电压包括:
储存相应于该阈值电压的阈值数据,
在给该驱动元件施加该补偿电压和保持基于该灰度信号的电压分量之前,对该显示板上排列的所有所述多个显示像素,将检测该阈值电压并储存阈值数据。
36.根据权利要求35所述的显示装置的驱动控制方法,其中对该显示板上排列的每一行所述多个显示像素,顺序地进行检测阈值电压并储存阈值数据的操作。
37.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中检测阈值电压包括:
储存相应于该阈值电压的阈值数据,
在将该灰度信号提供给该显示板上排列的所有所述多个显示像素的每个操作周期中,对该显示板上不同行中的显示像素的驱动元件进行检测该阈值电压并储存阈值数据的操作。
38.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中检测阈值电压包括:
储存相应于该阈值电压的阈值数据,
在将该灰度信号提供给该显示板上排列的所有所述多个显示像素的每个操作周期中,对该显示板上相邻行中的的显示像素的驱动元件进行检测该阈值电压并储存阈值数据的操作。
39.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中对该显示板上排列的每一行所述多个显示像素,顺序地进行使每个所述显示像素的所述驱动元件可以保持添加基于该灰度信号的电压分量给基于该补偿电压的电压分量的电压分量的操作,并且
从完成将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的电压分量从而被保持的操作的行开始,顺序地进行使该光学元件可以以相应于该灰度信号的亮度等级进行发光操作的操作。
40.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中将显示板上排列的所述多个显示像素被分成多个组,所述多个组中的每一组包括预定行数的显示像素,
对所述每一组,顺序地进行使所述每个显示像素的驱动元件可以保持将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的电压分量的电压分量的操作,并且
从完成将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的电压分量以及使基于该补偿电压和灰度信号的电压分量被保持的操作的组开始,顺序地进行使该光学元件可以以相应于该灰度信号的亮度等级进行发光操作的操作。
41.根据权利要求33所述的显示装置的驱动控制方法,其中所述光学元件具有发光元件,该发光元件以相应于所施加电流的电流值的亮度进行发光操作,并且
保持将基于该灰度信号的电压分量添加到基于该补偿电压的第一电压分量的该第二电压分量的操作包括:
在该显示数据的亮度等级不是最低等级、并使得所述每个显示像素的发光元件可以以相应于所述显示数据的亮度等级的亮度进行发光操作的情况下,产生灰度电流作为该灰度信号,并将该电流提供给该显示像素,其中该灰度电流的电流值使得该发光元件可以以相应于该显示数据的亮度等级的亮度进行发光操作;以及
在该显示数据的亮度等级是最低等级、并使得所述每个显示像素的发光元件可以进行不发光操作的情况下,产生具有使该发光元件可以进行不发光操作的预定电压的不发光显示电压作为该灰度信号,并将该不发光显示电压提供给该显示像素。
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