TWI416469B - 顯示裝置及電子設備 - Google Patents

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Description

顯示裝置及電子設備
本發明係有關於顯示裝置及電子設備，並且，特別有關於藉由設置包含呈矩陣形式之光電元件的像素所形成之平面型(平面面板型)顯示裝置及電子設備。
近來，在實施影像顯示的顯示裝置領域中，藉由設置包含呈矩陣形式之光電元件的像素(像素電路)所形成的平面型顯示裝置已快速地散佈。因為平面型顯示裝置，已發展及商業化使用有機EL(電致發光)元件的有機EL顯示裝置，舉例而言，有機EL元件利用施加電場至有機薄膜時之發光的現象。
有機EL顯示裝置具有下述特點。有機EL元件可以藉由10V或更低的施加電壓來予以驅動，因而具有低耗電。此外，由於有機EL元件是自發光元件，所以，有機EL元件不需要為液晶顯示裝置所必需的光源(背照光)。此外，有機EL元件的反應速度非常高，具有數秒的反應時間，因此，在顯示動畫時，不會發生後像。
類似於液晶顯示裝置，簡單的(被動)矩陣型或主動矩陣型可以被使用作為有機EL顯示裝置的驅動方法。近來，積極地發展主動矩陣型顯示裝置，其中，例如絕緣閘極型場效電晶體(一般而言，TFT(薄膜電晶體))等主動元件係配置於像素電路中。
一般所知，有機EL元件的電流-電壓(I-V)特性會隨著時間消逝而變差(所謂的隨時間而劣化)。此外，驅動電晶體的臨界電壓Vth或構成驅動電晶體的通道之半導體薄膜的遷移率μ(於下，稱為「驅動電晶體的遷移率」)隨著時間而變，或者，會由於其製程的偏差而對每一個像素來說是不同的。
因此，為了使有機EL元件的發光亮度維持不同而不受上述因素影響，所以，已使用一配置，其中，用於有機EL元件的特性變異之補償功能及包含用於驅動電晶體的臨界電壓Vth的變異之校正功能或用於驅動電晶體的遷移率μ 的變異的校正功能等校正功能係包含於每一個像素電路中(舉例而言，請參見JP-A-2006-133542)。
此處，在先前技術的像素佈局中，像素係配置成使得TFT佈局區依據每一個像素電路的的尺寸(常數)而不對稱。另一方面，第二佈線係以相等的間距來予以配置。因此，當特定像素之構成元件的尺寸大於不同像素之構成元件的尺寸以便增加其佈局密度時，具有高佈局密度之構成元件的部分係配置於具有低佈局密度的像素空間中。在此情況中，構成中間層的多晶矽通過視頻訊號線的下方，而視頻訊號線為配置於像素之間的第二佈線。在多晶矽的電位是陽極電位的情況中，會有亮度因產生於視頻訊號線與陽極之間的寄生電容所造成之電容耦合而降低的問題。
因此，需要提供藉由避免在視頻訊號線與陽極之間形成寄生電容以防止導因於電容耦合之亮度降低的技術。
依據本發明的實施例，提供有一顯示裝置，其包含：具有以矩陣形狀配置之像素的像素陣列單元，像素包含電路配置，其中，光電元件的第一電極與驅動電晶體的源極電極係連接在一起，驅動電晶體的閘極電極及寫入電晶體的源極電極或汲極電極係連接在一起，存儲電容器係連接於驅動電晶體的閘極電極與源極電極之間，並且，輔助電容器係連接於光電元件的第一電極與第二電極之間。用以傳送視頻訊號的訊號線係配置於相鄰的像素之間，並且，從相鄰像素之一個像素至另一像素的區域，配置成設置一個像素的輔助電容器，並且，配置於訊號線側上的輔助電容器的一個電極與光電元件的第二電極相導通。本發明的實施例也提供電子設備，其具有配置於主體殼體中的上述顯示裝置。
依據本發明的上述實施例，藉由使用一配置，其中，允許輔助電容器的電極其中之一係配置在訊號線側上，以使與光電元件的第二電極相導通，在所述配置中，輔助電容器經由用以傳送視頻訊號之訊號線的下側而配置於相鄰像素中。換言之，在輔助電容器的電極中，配置於訊號線側上的一個電極具有陰極電位，並且，輔助電容器的另一電極具有陽極電位。因此，在訊號線與陽極電位之間的區域藉由陰極電位來予以屏蔽，因此，可以防止在訊號線與陽極之間形成寄生電容。
依據本發明的實施例，在組構像素的電路中，藉由避免在訊號線與陽極之間形成寄生電容，可以防止導因於電容耦合之亮度降低。
於下，將說明本發明的實施例(於下，被稱為「實施例」)。將依下述次序來做說明。
1.作為本實施例的前提之顯示裝置(系統配置、像素電路、及電路操作)
2.先前技術中之像素結構方面的問題(像素電路的佈局、等效電路、及時序圖)
3.依據本實施例之配置實例(系統配置、佈線結構、及時序圖)
4.應用(對電子設備的各種應用)
1.作為本實施例的前提之顯示裝置(系統配置、像素電路、及電路操作)
圖1是系統配置的示意圖，代表作為本發明的實施例之前提的主動矩陣型顯示裝置。
此處，舉例而言，將說明主動矩陣型有機EL顯示裝置，其使用發光亮度依據流經例如有機EL元件(有機電致發光元件)等裝置的電流值而變之電流驅動型的光電元件來作為發光元件。
如圖1所示，有機EL顯示裝置100具有一配置，所 述配置包含以矩陣形狀二維地配置的像素(PXLC)101所形成的像素陣列單元102、以及驅動單元，驅動單元係配置於像素陣列單元102的周圍並且驅動每一個像素101。做為驅動像素101的驅動單元，舉例而言，配置有水平驅動電路103、寫入掃描電路104、及電源掃描電路105。
在像素陣列單元102中，在m列及n行的像素陣列中，掃描線WSL-1至WSL-m以及電源線DSL-1及DSL-m係佈線成用於每一個像素列，並且，訊號線DTL-1至DTL-n係佈線成用於每一個像素行。
一般而言，像素陣列單元102係形成於例如玻璃基底之透明絕緣基底上且具有平面型面板結構。像素陣列單元102的每一個像素101可以由非晶矽TFT(薄膜電晶體)或低溫多晶矽TFT所形成。當使用低溫多晶矽TFT時，水平驅動電路103、寫入掃描電路104、及電源掃描電路105也可以被安裝於構成像素陣列單元102的顯示面板(基底)上。
寫入掃描電路104係由移位暫存器所組構成，而移位暫存器與時脈ck等同步地將啟始脈衝sp依序地移位(傳送)。當視頻訊號寫入像素陣列單元102的每一個像素101時，寫入掃描電路104藉由將脈衝依序地寫入掃描線WSL-1至WSL-m以供應脈衝(掃描訊號)WS1至WSm，因而以一列為單位，依序地掃描(線循序掃描)像素陣列單元102的像素101。
電源掃描電路105係由移位暫存器所組構成，而移位 暫存器與時脈ck等同步地將啟始脈衝sp依序地移位。電源掃描電路105與由寫入掃描電路104所實施的線循序掃描同步，以選擇性地供應電源線電位DS1至DSm給電源線DSL-1至DSL-m，而電源線電位DS1至DSm在第一電位Vcc_H與低於第一電位Vcc_H的第二電位Vcc_L之間做切換。因此，電源掃描電路105控制像素101的發光或非發光。
水平驅動電路103適當地選擇對應於訊號供應源(未顯示出)供應的亮度資訊之視頻訊號的訊號電壓Vsig(於下，也可僅被稱為「訊號電壓」)或訊號線參考電位Vo，以例如一列為單位，經由訊號線DTL-1至DTL-n而被寫入至像素陣列單元102的像素101。換言之，水平驅動電路103使用線循序寫入型的驅動方式，其中，以一列(線)為單位，將視頻訊號的訊號電壓Vin寫入。
此處，訊號線參考電位Vo是變成用於視頻訊號的訊號電壓Vin的參考電壓(舉例而言，對應於黑色位準的電壓)。此外，第二電位Vcc_L的電位被設定為低於訊號線參考電位Vo，舉例而言，低於「Vo-Vth」的電位，其中，驅動電晶體的臨界電壓以Vth代表。更具體而言，第二電壓Vcc_L被設定於充分低於「Vo-Vth」的電位。
像素電路
圖2是電路圖，代表像素(像素電路)的配置之具體實例。
如圖2所示，像素101具有像素配置，其中，包含例如有機EL元件之發光亮度依據流經裝置的電流值而變之電流驅動型的光電元件作為發光元件，並且，除了有機EL元件1D之外，尚包含驅動電晶體1B、寫入電晶體1A、及存儲電容器1C。換言之，像素101具有配置有二個電晶體(Tr)及一個電容器(C)之2Tr/1C像素配置。
在具有此種配置的像素101中，使用N通道TFT作為驅動電晶體1B及寫入電晶體1A。但是，此處所述之驅動電晶體1B及寫入電晶體1A的導電類型之組合僅為例子，並且，本發明的實施例不限於此組合。
有機EL元件1D具有連接至共同電源線1H的陰極電極，共同電源線1H係佈線成為所有像素101共用。驅動電晶體1B具有連接至有機EL元件1D的陽極之源極電極以及被連接至電源線DSL(DSL-1至DSL-m)的汲極電極。
寫入電晶體1A具有連接至掃描線WSL(WSL-1至WSL-m)的閘極電極、連接至訊號線DTL(DTL-1至DTL-n)的一個電極(源極電極或汲極電極)、以及被連接至驅動電晶體1B的閘極電極之另一電極(汲極電極或源極電極)。
存儲電容器1C具有連接至驅動電晶體1B之閘極電極的一個電極以及連接至驅動電晶體1B的源極電極(有機EL元件1D的陽極電極)之另一電極。此外，輔助電容器1J具有連接至有機EL元件1D之陽極電極的一個電極以 及連接至有機EL元件1D的陰極電極之另一電極。
在具有2Tr/1C像素配置的像素101中，寫入電晶體1A係處於導通狀態，以回應從寫入掃描電路104經由掃描線WSL而被施加至閘極電極之掃描訊號WS。因此，寫入電晶體1A取樣對應於亮度資訊之視頻訊號的訊號電壓Vin或訊號線參考電位Vo，以便被寫入至像素101中，而亮度資訊係從水平驅動電路103經由訊號線DTL而被供應。
視頻訊號的訊號電壓Vin或訊號線參考電位Vo被施加至驅動電晶體1B的閘極電極，並且，係維持在存儲電容器1C中。當電源線DSL(DSL-1至DSL-m)的電位DS是第一電位Vcc_H時，驅動電晶體1B係供應有來自電源線DSL的電流，並且，將具有對應於維持在存儲電容器1C中的訊號電壓Vin的電壓值之電流值的驅動電流供應給有機EL元件1D，藉此，由電流來驅動有機EL元件1D以便發光。
有機EL顯示裝置的電流操作
接著，參考圖4A至6C中所示的操作說明圖，根據圖3中所示的時序波形圖來說明具有上述配置的有機EL顯示裝置100的電路操作。附帶一提，圖4A至6C中所示的操作說明圖中，為了簡化圖式，以開關的符號表示寫入電晶體1A。此外，由於有機EL元件1D具有電容元件，所以，EL電容1I也被顯示於圖形中。
圖3中所示的時序波形圖顯示掃描線WSL(WSL-1至WSL-m)之電位(寫入脈衝)WS的變化、電源線DSL(DSL-1至DSL-m)之電位DS(Vcc_H及Vcc_L)的變化、以及驅動電晶體1B之閘極電位Vg與源極電位Vs的變化。
發光週期
有機EL元件1D在圖3的時序波形圖中的時間t1之前係處於發光狀態(發光週期)。在此發光週期期間，電源線DSL的電位DS為第一電位Vcc_H，且寫入電晶體1A係處於非導通狀態。
此時，由於驅動電晶體1B被設定成操作於飽合區，所以，如圖4A所示，對應於驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs之驅動電流(汲極至源極電流)Ids從電源線DSL經過驅動電晶體1B而被供應至有機EL元件1D。因此，有機EL元件1D以對應於驅動電流Ids的電流值之亮度位準而發光。
臨界值校正準備週期
然後，新的線循序掃描之圖場開始於時間t1。因而，如圖4B所示，電源線DSL的電位DS從第一電位(於下，稱為「高電位」)Vcc_H改變至第二電位(於下，稱為「低電位」)Vcc_L，第二電位Vcc_L充分低於訊號線DTL的訊號線參考電壓Vo-Vth。
此處，令Vel為有機EL元件1D的臨界電壓，並且，Vcath為共同電源線1H的電位，當低電位Vcc_L滿足Vcc_L<Vel+Vcath的關係時，驅動電晶體1B的源極電位Vs實質上等於低電位Vcc_L，因此，有機EL元件1D被設定於反向偏移狀態及熄滅。
接著，在時間t2，當掃描線WSL的電位WS從低電位側轉換至高電位側時，如圖4C所示，寫入電晶體1A被設定於導通狀態。此時，由於訊號線參考電位Vo從水平驅動電路103供應至訊號線DTL，所以，驅動電晶體1B的閘極電位Vg變成訊號線參考電位Vo。驅動電晶體1B的源極電位Vs為電位Vcc_L，充分低於訊號線參考電位Vo。
此時，驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs為Vo-Vcc_L。此處，當Vo-Vcc_L不高於驅動電晶體1B的臨界電壓Vth時，可以不實施稍後說明的臨界值校正操作。因此，電位關係可能需要設定成Vo-Vcc_L>Vth。如上所述，將驅動電晶體1B的閘極電位Vg與源極電位Vs係分別固定(決定)於訊號線參考電位Vo與低電位Vcc_L之初始化操作是臨界值校正準備操作。
第一次之臨界值校正週期
接著，如圖4D所示，在時間t3，當電源線DSL的電位DS從低電位Vcc_L移至高電位Vcc_H時，驅動電晶體1B的源極電位Vs開始上升，並且，第一次之臨界值校正 週期開始。在第一次之臨界值校正週期期間，驅動電晶體1B的源極電位Vs上升。因此，驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs變成預定電位Vx1，並且，電位Vx1係維持在存儲電容器1C處。
接著，如圖5A所示，在水平週期(1H)的後部開始之時間t4，視頻訊號的訊號電壓Vin從水平驅動電路103供應至訊號線DTL，因此，訊號線DTL的電位從訊號線參考電位Vo轉換至訊號電壓Vin。在此週期期間，將訊號電壓Vin寫入另一列的像素中。
此時，為了不將訊號電壓Vin寫入目前列的像素中，允許掃描線WSL的電位WS從高電位側轉換至低電位側，藉此，寫入電晶體1A是要處於非導通狀態。因此，驅動電晶體1B的閘極電極從訊號線DTL斷開而處於浮動狀態。
此處，當驅動電晶體1B的閘極電極處於浮動狀態時，存儲電容器1C係連接於驅動電晶體1B的閘極與源極之間。因而，當驅動電晶體1B的源極電位Vs改變時，驅動電晶體1B的閘極電位Vg也依據(遵循)源極電位Vs的變化而變。這是由存儲電容器1C所進行的自舉(bootstrap)操作。
也在時間t4之後，驅動電晶體1B的源極電位Vs繼續上升以便上升Va1(Vs=Vo-Vx1+Va1)。此時，藉由自舉操作，閘極電位Vg也依據驅動電晶體1B的源極電位Vs上升而上升Va1(Vg=Vo+Va1)。
第二次之臨界值校正週期
當下一個水平週期在時間t5開始時，如圖5B所示，掃描線WSL的電位WS從低電位側移至高電位側，並且，寫入電晶體1A係處於導通狀態。同時，訊號線參考電位Vo取代訊號電壓Vin而從水平驅動電路103被施加至訊號線DTL，並且，第二次之臨界值校正週期開始。
在第二次的臨界值校正週期期間，寫入電晶體1A係處於導通狀態，因而，寫入訊號線參考電位Vo。因此，驅動電晶體1B的閘極電位Vg初初始化回至訊號線參考電位Vo。在當時，源極電位Vs依據閘極電位Vg的下降而下降。然後，再度地，驅動電晶體1B的源極電位Vs開始上升。
然後，隨著驅動電晶體1B的源極電位Vs在第二次的臨界值校正週期期間上升，驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs變成預定的電位Vx2，並且，此電位Vx2係維持在存儲電容器1C中。
接著，在此水平週期的後部開始時的時間t6，如圖5C所示，隨著視頻訊號的訊號電壓Vin從水平驅動電路103供應至訊號線DTL，允許訊號線DTL的電位從偏移電壓Vo轉換至訊號電壓Vin。在此週期期間，訊號電壓Vin被寫入於另一列(在先前時間被寫入之列的下一列)像素中。
此時，為了不進行訊號電壓Vin被寫入目前列的像素 中，允許掃描線WSL的電位WS從高電位側轉換至低電位側，因此，寫入電晶體1A係處於非導通狀態。因此，驅動電晶體1B的閘極電極從訊號線DTL斷開而處於浮動狀態。
也在時間t6之後，驅動電晶體1B的源極電位Vs繼續上升以便上升Va2(Vs=Vo-Vx1+Va2)。此時，藉由自舉操作，閘極電位Vg也依據驅動電晶體1B的源極電位Vs上升而上升Va2(Vg=Vo+Va2)。
第三次之臨界值校正週期
下一個水平週期在時間t7開始，並且，如圖5D所示，允許掃描線WSL的電位WS從低電位側轉換至高電位側，因此，寫入電晶體1A係處於導通狀態。同時，訊號線參考電位Vo取代訊號電壓Vin而從水平驅動電路103被施加至訊號線DTL，並且，第三次之臨界值校正週期開始。
在此第三次的臨界值校正週期期間，隨著寫入電晶體1A係處於導通狀態，而寫入訊號線參考電位Vo。因此，驅動電晶體1B的閘極電位Vg被重新初始化回至訊號線參考電壓Vo。在當時，根據閘極電位Vg的下降，源極電位Vs下降。然後，驅動電晶體1B的源極電位Vs開始再度上升。
隨著驅動電晶體1B的源極電位Vs上升，最後，驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs收歛於驅動電晶體1B 的臨界電壓Vth，藉此，相當於臨界電壓Vth之電壓係維持在存儲電容器1C中。
藉由進行上述臨界值校正操作三次，偵測每一個像素的驅動電晶體1B的臨界電壓Vth，並且，相當於臨界電壓Vth的電壓係維持在存儲電容器1C中。此外，在三次臨界值校正操作週期期間，為了允許電流不流至有機EL元件1D側，而僅流至存儲電容器1C側，所以，共同電源線1H的電位Vcath被設定而使得有機EL元件1D係處於斷開狀態。
訊號寫入週期及遷移率校正週期
接著，在時間t8，由於允許訊號線WSL的電位WS轉換至低電位側，所以，如圖6A所示，寫入電晶體1A係處於非導通狀態。同時，訊號線DTL的電位從偏移電壓Vo偏移至視頻訊號的視頻電壓Vin。
當寫入電晶體1A係處於非導通狀態時，驅動電晶體1B的閘極電極係處於浮動狀態。但是，由於閘極對源極電壓Vgs等於驅動電晶體的臨界電壓Vth，所以，驅動電晶體1B係處於斷開狀態。因此，汲極對源極電流Ids不會流動於驅動電晶體1B中。
接著，在時間t9，當允許掃描線WSL的電位WS轉換至高電位側時，如圖6B所示，寫入電晶體1A係處於導通狀態。因此，視頻訊號的訊號電壓Vin被取樣而被寫入至像素101中。藉由使用寫入電晶體1A以寫入訊號電壓 Vin，驅動電晶體1B的閘極電位Vg變成訊號電壓Vin。
然後，當依據視頻訊號的訊號電壓Vin以驅動電晶體1B時，驅動電晶體1B的臨界電壓Vth係偏移維持於存儲電容器1C中的臨界電壓Vth，藉此，進行臨界值校正。
此時，由於有機EL元件1D係處於第一斷開狀態(高阻抗狀態)，所以，從電源線DSL流至驅動電晶體1B的電流(汲極至源極電流Ids)依據視頻訊號的訊號電壓Vin而流動於有機EL元件1D的EL電容1I中，藉此，開始EL電容1I的充電。
藉由充電EL電容1I，驅動電晶體1B的源極電位Vs隨著時間而上升。此時，由於驅動電晶體1B的臨界電壓Vth的偏離已被校正(對臨界值校正)，所以，驅動電晶體1B的汲極對源極電流Ids視驅動電晶體1B的遷移率μ 而定。
最後，當驅動電晶體1B的源極電位Vs上升至「Vo-Vth+△V」的電位時，驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs變成「Vin+Vth-△V」。換言之，源極電位Vs的增加量△V作用而從存儲電容器1C中維持的電壓「Vin+Vth-△V」中減掉，亦即，使用於施加負回饋之存儲電容器1C中充電的電荷放電。因此，源極電位Vs的增加量△V變成負回饋的回饋量。
如上所述，藉由施加流經驅動電晶體1B之汲極至源極電流Ids至驅動電晶體1B的閘極輸入，亦即，閘極對源極電壓Vgs作為負回饋，進行遷移率校正，遷移率校正 可以消除驅動電晶體1B的汲極至源極電流Ids對遷移率μ 的相依性，換言之，校正用於每一個像素的遷移率μ 的偏離。
特別是，視頻訊號的訊號電壓Vin愈高，汲極至源極電流Ids愈大，因而，負回饋的回饋量(校正量)△V的絕對值增加。因此，依據發光亮度位準而進行遷移率校正。此外，當視頻訊號的訊號電壓Vin係恆定時，當驅動電晶體1B的遷移率μ 更高時，用於負回饋的回饋量△V的絕對值增加。因此，可以消除每一個像素之遷移率μ 的偏離。
發光週期
接著，如圖6C所示，在時間t10，當訊號線WSL的電位WS轉換至低電位側時，寫入電晶體1A係處於非導通狀態。因此，驅動電晶體1B的閘極電極從訊號線DTL斷開而處於浮動狀態。
當驅動電晶體1B的閘極電極係處於浮動狀態時，同時，驅動電晶體1B的汲極至源極電流Ids開始流經有機EL元件1D時，有機EL元件1D的陽極電位依據驅動電晶體1B的汲極至源極電流Ids而上升。
有機EL元件1D的陽極電位上升與驅動電晶體1B的源極電位Vs的上升相同。當驅動電晶體1B的源極電位Vs上升時，驅動電晶體1B的閘極電位Vg也藉由存儲電容器1C的自舉操作而上升。
此時，假定自舉增益為一(理想值)時，閘極電位Vg的上升量等於源極電位Vs的上升量。因而，在發光期間，驅動電晶體1B的閘極對源極電壓Vgs係維持固定在Vin+Vth-△V。然後，在時間t11，訊號線DTL的電位從視頻訊號的訊號電壓Vin移至訊號線參考電位Vo。
從上述說明中清楚可知，在本實施例中，臨界值校正週期被設定為包含1H週期及2H週期總共3H週期，在1H週期中，進行訊號寫入及遷移率校正，2H週期是在1H週期之前。因此，可以取得充分的時間作為臨界值校正週期。因此，可以準確地偵測驅動電晶體1B的臨界電壓Vth，並且，將其維持在存儲電容器1C中，藉此，可以確實地進行臨界值校正操作。
此處，臨界值校正週期被設定為橫跨3H週期。但是，此僅為舉例說明。因此，只要可以以1H週期來取得進行訊號寫入及遷移率校正的足夠的時間以作為臨界值校正週期，可以不需將臨界值校正週期設定為橫跨在前的水平週期。另一方面，在1H週期依據精確度增加而縮短的情況中，當難以藉由設定臨界值校正週期跨越3H週期以取得足夠的時間時，可以將臨界值校正週期設定為跨越4H週期或更多。
2.先前技術中的像素結構方面之問題 像素電路的佈局
圖7是平面視圖，顯示先前技術中的像素結構。圖7 表示R(紅色)像素、G(綠色)像素、及B(藍色)像素的配置。每一個像素係配置於水平方向(圖式中的水平方向)上延伸的電源線DSL與掃描線WSL之間，並且，RGB像素的區域被垂直方向上延伸的訊號線DTL所分割(圖式中的垂直方向)。
在每一個像素的區域之內，配置有寫入電晶體1A、驅動電晶體1B、及存儲電容器1C。此外，也設置被用來調整寫入增益或遷移率校正時序的輔助電容器1J。
在圖7中所示的實例中，顯示G(綠色)像素的圖案密度低於R(紅色)像素的圖案密度，並且B(藍色)像素的圖案密度高於R(紅色)像素的圖案密度之情況。
以外部光的反射觀點，依相等間距，配置訊號線DTL-R、DTL-G、及DTL-B。因此，B(藍色)像素的構成元件之輔助電容器1J的一部分係配置成被設置於相鄰的G(綠色)像素的區域中。
此處，形成寫入電晶體1A、驅動電晶體1B的閘極電極、與閘極電極相導通的存儲電容器1C的下電極、及與有機EL元件的陰極電極相導通之輔助電容器1J的下電極作為第一佈線層。
形成電源線DSL、訊號線DTL、及掃描線WSL作為第二佈線層。此外，電源線DSL與訊號線DTL的交會部分以及訊號線DTL與掃描線WSL之間的交會點經由接觸孔而被轉換至第一佈線層。
此外，寫入電晶體1A、驅動電晶體1B的源極和汲極 電極、與驅動電晶體1B的源極電極導通的存儲電容器1C的上電極(有機EL元件的陽極電極)、及輔助電容器1J的上電極係由多晶矽所形成。多晶矽是配置於第一佈線層與第二佈線層之間的中間層。
圖8是圖7的A-A剖面視圖。像素結構包含第一佈線層M1、第二佈線層M2、及由多晶矽所形成的中間層MD，這些層係配置於玻璃基底上。如上所述，B(藍色)像素的輔助電容器1J的部分係設置於相鄰的G(綠色)像素的區域中。因此，在訊號線DTL-B之下方，配置由多晶矽所形成的輔助電容器1J的上電極D1。此外，由於上電極D1是與B(藍色)像素的存儲電容器1C的上電極相同的節點，所以，上電極D1係配置成與B像素的存儲電容器1C的上電極共通。
等效電路
圖9是圖7中所示的像素結構的像素單元的等效電路。訊號線DTL係連接至寫入電晶體1A，並且，寫入電晶體1A的源極電極或汲極電極係連接至驅動電晶體1B的閘極電極(節點g)。
電源線DSL係連接至驅動電晶體1B的汲極電極，並且，存儲電容器1C係連接於閘極電極與源極電極之間。驅動電晶體1B的源極電極係連接至有機EL元件1D的陽極電極。此外，輔助電容器1J係連接於有機EL元件1D的陽極與陰極電極之間。
在上述電路中，配置作為第二佈線層的訊號線DTL、以及由多晶矽所形成之配置作為中間層的有機EL元件1D的陽極電極(節點s)形成平行板電容器，藉此，形成寄生電容Cp於其中。
時序圖
圖10是時序圖，顯示圖9中所示的電路圖之操作。在圖形中，由虛線表示的波形代表電位的原始變化，實線代表根據圖9中所示的電路圖之電位的變化。
在圖9中所示的電路圖中，寄生電容器Cp係形成於訊號線DTL與陽極電極(節點s)之間。因此，當訊號線DTL的電位偏移時，電容耦合係重疊於節點(亦即，驅動電晶體1B的源極(節點s)中。
在週期(I)中，在視頻訊號的取樣之前，當訊號線DTL從視頻訊號參考電位Vo偏移至視頻訊號Vsig時，在訊號線DTL與陽極節點(s)之間發生電容耦合。因此，驅動電晶體1B的源極(節點s)的電位從臨界值校正完成之後的電位上升一數量，此數量對應於電容比例。類似地，依據驅動電晶體1B的源極的電位上升，藉由自舉操作，驅動電晶體1B的閘極(節點g)的電位也從視頻訊號參考電位Vo上升。
接著，在電位上升的狀態中，開始視頻訊號的取樣。因此，輸入「Vin=Vsig-Va」的輸入振幅而非「Vin=Vsig-Vo」(在此，Va>Vo)的原始輸入振幅。因此，驅動電晶 體1B的閘極對源極電壓下降，藉此，亮度降低。由於在電流流經有機EL元件1D的狀態中，於週期(II)期間發生電容耦合，所以，在電容耦合之後，電位返回至其原始電位。
3.本實施例的配置實例 系統配置
圖11是代表本實施例的一個實例之系統配置。如圖11所示，有機EL顯示裝置100具有一配置，包含呈矩陣形狀而二維地配置的像素(PXLC)101所形成的像素陣列單元102以及驅動單元，驅動單元係配置於像素陣列單元102的周圍並且驅動每一個像素101。做為驅動像素101的驅動單元，舉例而言，配置有水平驅動電路103、寫入掃描電路104、及電源掃描電路105。
在像素陣列單元102中，在m列與n行的像素陣列中，掃描線WSL-1至WSL-m以及電源線DSL-1至DSL-m係佈線成用於每一個像素列，並且，訊號線DTL-1至DTL-n係佈線成用於每一個像素行。這些元件的配置與圖1中所示者相同。
佈線結構
圖12是平面視圖，顯示根據本實施例的像素結構。圖12代表R(紅色)像素、G(綠色)像素、及B(藍色)像素的配置。每一個像素係配置於水平方向(圖中的 水平方向)上延伸的電源線DSL與掃描線WSL，並且，RGB像素中的每一個像素的區域被垂直方向(圖中的垂直方向)上延伸的訊號線DTL所分割。
在每一個像素的區域內，配置寫入電晶體1A、驅動電晶體1B、及存儲電容器1C。此外，也配置用於調整寫入增益或遷移率校正時間的輔助電容器1J。
在圖12中所示的實施例中，顯示一情況，其中，G(綠色)像素的圖案密度低於R(紅色)像素的圖案密度，並且，B(藍色)像素的圖案密度高於R(紅色)像素的圖案密度。
以外部光的反射觀點，依均等間距來配置訊號線DTL-R、DTL-G、及DTL-B。因此，B(藍色)像素的構成元件之輔助電容器1J的一部分係設置於相鄰的G(綠色)像素的區域中。
此處，形成寫入電晶體1A、驅動電晶體1B的閘極電極、與閘極電極相導通的存儲電容器1C的下電極、及輔助電容器1J的下電極作為第一佈線層。
此外，形成電源線DSL、訊號線DTL、及掃描線WSL作為第二佈線層。此外，電源線DSL與訊號線DTL的交會部以及訊號線DTL與掃描線WSL的交會點經由接觸孔而被轉換至第一佈線層。
此外，寫入電晶體1A、驅動電晶體1B的源極和汲極電極、與驅動電晶體1B的源極電極相導通的存儲電容器1C的上電極、及輔助電容器1J的上電極係由多晶矽所形 成。多晶矽是中間層，係配置於第一佈線層與第二佈線層之間。
在上述佈線配置中，依據本實施例，允許輔助電容器1J的上電極(一個電極)與有機EL元件的陰極電極彼此導通，並且，允許輔助電容器1J的下電極(另一電極)與有機EL元件的陽極電極彼此導通。
換言之，在依據本實施例之像素結構的圖案佈局中，當輔助電容器1J通過訊號線DTL的下側時，輔助電容器1J的電極中配置於訊號線DTL側上的上電極(一個電極)被允許而與驅動電晶體1B的源極電極(有機EL元件1D的陽極電極(節點s))相導通，並且被設定為第一佈線層。此外，輔助電容器1J的下電極(另一電極)被允許而與有機EL元件1D的共同電源線1H相導通，且被設定為由多晶矽所形成的中間層。
圖13是圖12中的B-B剖面視圖。像素結構包含第一佈線層M1、第二佈線層M2、及由多晶矽所形成的中間層MD，這些層係配置於玻璃基底上。如上所述，B(藍色)像素的輔助電容器1J的部分設於相鄰的G(綠色)像素的區域中。因此，在訊號線DTL-B之下方，配置有由多晶矽形成的輔助電容器1J的上電極D1-1J。此外，在由多晶矽形成的中間層MD中，配置有B(藍色)像素的存儲電容器1C的上電極D1-1C。
在上述依據本實施例的剖面結構中，輔助電容器1J的上電極D1-1J被允許而與有機EL元件的陰極相導通， 並且，下電極D2-1J被允許而與陽極相導通。
圖14是圖12中的C-C剖面視圖。依據本實施例，輔助電容器1J的上電極D1-1J的節點與存儲電容器1C的上電極D1-1C的節點不同而是彼此分開的。此外，輔助電容器1J的下電極D2-1J的節點與存儲電容器1C的上電極D1-1C的節點相同而彼此導通。為了允許這些電極彼此導通，所以，接觸孔CH1係形成於輔助電容器1J的下電極D2-1J中，接觸孔CH2係形成於存儲電容器1C的上電極D1-1C中，並且，輔助電容器1J的下電極D2-1J與存儲電容器1C的上電極D1-1C經由配置於第二佈線層中的佈線D2而相連接，以便彼此相導通。
藉由使用上述佈線結構，即使當輔助電容器1J係配置成通過訊號線DTL-B之下方時，仍然可以藉由陰極1H而在訊號線DTL-B與陽極(節點s)之間配置屏蔽(shield)。因此，如圖9所示的寄生電容器Cp並未形成於訊號線DTL-B與輔助電容器1J的陽極側電極之間。
時序圖
圖15是時序圖，顯示依據本實施例之像素配置的操作。在圖形中，實線代表本實施例的像素配置中的電位之變化，並且，虛線代表包含圖4A至4D的電路圖中所示的寄生電容Cp的情況中之電位的變化。
在包含寄生電容Cp的情況中，當視頻訊號線DTL的電位被切換時，電容耦合重疊於陽極(亦即，驅動電晶體 1B的源極(節點s))中。在週期(I)中，在視頻訊號的取樣之前，當訊號線DTL從視頻訊號參考電位Vo偏移至視頻訊號Vsig時，在訊號線DTL與陽極(節點(s))之間發生電容耦合。因此，驅動電晶體1B的源極(節點s)的電位從臨界值校正完成之後的電位上升一數量，此數量對應於電容比例。類似地，根據驅動電晶體1B的源極的電位上升，藉由自舉操作，N型驅動電晶體1B的閘極g的電位也從視頻訊號參考電位Vo上升。
接著，在電位上升的狀態中，開始視頻訊號的取樣。因此，輸入「Vin=Vsig-Va」(此處，Va>Vo)的輸入振幅而非「Vin=Vsig-Vo」的原始輸入振幅。因此，N型驅動電晶體1B的閘極對源極電壓下降，藉此，亮度降低。
另一方面，依據本實施例，並未形成寄生電容Cp。因此，當視頻訊號線DTL的電位被切換時，電容耦合不會重疊於驅動電晶體1B的源極(節點s)中。因此，在完成臨界值校正之後，驅動電晶體1B的源極(節點s)不會改變。因而，在臨界值被校正的狀態中，開始視頻訊號的取樣，因此，輸入「Vin=Vsig-Vo」的原始輸入振幅，藉此，很少發生亮度降低。
在上述實施例中，以將本發明應用至使用有機EL元件作為圖11中所示的像素101的光電元件之有機EL顯示裝置的情況為例來作說明。但是，本發明不限於此應用，而是可以被應用至所有使用電流驅動型的光電元件(發光元件)的所有顯示裝置，電流驅動型的光電元件之發光亮 度根據流經裝置的電流值而變。
此外，做為像素101的配置，以使用2Tr/1C的像素配置之情況為例說明，其中，包含二個電晶體(Tr)及一個電容器(C)。但是，本發明不限於此。因此，本發明可以被應用至例如包含四個電晶體(Tr)及一個電容器(C)的4Tr/1C像素配置等不同的像素配置。
4.應用
根據本實施例的上述顯示裝置可以應用至例如圖15至19中所示之不同的電子設備。舉例而言，可以使用上述顯示裝置作為例如數位相機、筆記型電腦、包含行動電話等行動終端裝置、及攝影裝置等所有領域的電子設備的顯示裝置，其中，輸入至電子設備的視頻訊號或電子設備中所產生的視頻訊號係顯示為影像或視頻。
如上所述，藉由使用依據本實施例的顯示裝置作為所有領域的電子設備的顯示裝置，可以增進顯示影像的影像品質。因此，具有可以在不同電子設備中實施高品質影像顯示的優點。
此外，依據本實施例的顯示裝置包含模組狀之具有密封配置的顯示裝置。舉例而言，藉由附接至例如透明玻璃等像素陣列單元102的相對立部分而形成的顯示模組相當於此顯示裝置。在透明的相對立部分中，可以配置濾光器、保護膜、等等，並且，可以增加地配置上述遮光膜。此外，在顯示模組中，可以配置用於從外部對像素陣列單 元輸入或輸出訊號等的電路單元、FPC(可撓性印刷電路)、等等。
於下，將說明應用依據本實施例的顯示裝置之電子設備的具體實例。
圖16是立體視圖，顯示應用本實施例之電視機的外觀。依據本應用的電視機包含視頻顯示螢幕單元107等，視頻顯示螢幕單元107配置有前面板108、及濾光玻璃109。藉由使用依據本實施例的顯示裝置作為視頻顯示螢幕單元107，以配置電視機。
圖17A及17B是立體視圖，顯示應用本實施例的數位相機之外觀。圖17A是從前側觀視的立體視圖，圖17B是從後側觀視的立體視圖。依據本應用的數位相機包含用於閃光燈的發光單元111、顯示單元112、選單開關113、快門鍵114、等等。藉由使用依據本實施例的顯示裝置作為顯示單元112以製造數位相機。
圖18是立體視圖，顯示應用本實施例的筆記型電腦的外觀。依據本實施例的筆記型電腦包含鍵盤122、顯示單元123、等等，當要輸入文字等至主體121時，操作鍵盤，顯示單元123顯示影像。藉由使用依據本實施例的顯示裝置作為顯示單元123以製造筆記型電腦。
圖19是立體視圖，顯示應用本實施例之攝影機的外觀。依據本應用的攝影機包含主體單元131、配置於面對用於拍攝標的之前側的側上之透鏡132、用於拍攝之啟動/停止開關133、顯示單元134、等等。藉由使用依據本實 施例的顯示裝置作為顯示單元134以製造攝影機。
圖20A至20G，顯示應用本實施例之例如行動電話之行動終端裝置的外觀。圖20A是開啟狀態的前視圖，圖20B是其側視圖，圖20C是關閉狀態的前視圖，圖20D是左側視圖，圖20E是右側視圖，圖20F是上視圖，圖20G是底視圖。根據本應用的行動電話包含上殼體141、下殼體142、連接部分(此處，鉸鏈部)143、顯示器144、副顯示器145、畫面燈146、相機147、等等。藉由使用依據本實施例的顯示裝置作為顯示器144或副顯示器145以製造行動電話。
本申請案含有與2009年1月16日向日本專利局申請的日本專利優先權專利申請JP 2009-007344中所揭示的標的相關之標的，其內容於此一併列入參考。
習於此技藝者應瞭解在後附申請專利範圍的範圍或其等效範圍內，可以視設計需求及其它因素而產生不同的修改、組合、副組合及替代。
1A‧‧‧寫入電晶體
1B‧‧‧驅動電晶體
1C‧‧‧存儲電容器
1D‧‧‧有機EL元件
1J‧‧‧輔助電容器
100‧‧‧有機EL顯示裝置
101‧‧‧像素
102‧‧‧像素陣列單元
103‧‧‧水平驅動電路
104‧‧‧寫入掃描電路
105‧‧‧電源掃描電路
107‧‧‧視頻顯示螢幕單元
108‧‧‧前面板
109‧‧‧濾光玻璃
111‧‧‧發光單元
112‧‧‧顯示單元
113‧‧‧選單開關
114‧‧‧快門鍵
121‧‧‧主體
122‧‧‧鍵盤
123‧‧‧顯示單元
131‧‧‧主體單元
132‧‧‧透鏡
133‧‧‧啟動/停止開關
134‧‧‧顯示單元
141‧‧‧上殼體
142‧‧‧下殼體
143‧‧‧連接部分
144‧‧‧顯示器
145‧‧‧副顯示器
146‧‧‧畫面燈
147‧‧‧相機
CH1‧‧‧接觸孔
CH2‧‧‧接觸孔
D1‧‧‧上電極
D1-1C‧‧‧上電極
D1-1J‧‧‧上電極
D2-1J‧‧‧下電極
M1‧‧‧第一佈線層
M2‧‧‧第二佈線層
MD‧‧‧中間層
圖1是系統配置的示意圖，其代表作為本發明的實施例之前提的主動矩陣型有機EL顯示裝置。
圖2是電路圖，代表像素(像素電路)的配置的具體實例。
圖3是時序波形圖，用以說明作為本發明的實施例之前提的主動矩陣型的有機EL顯示裝置的操作。
圖4A至4D是說明圖，顯示作為本發明的實施例之前提的主動矩陣型的有機EL顯示裝置的電路操作(第一實施例)。
圖5A至5D是說明圖，顯示作為本發明的實施例之前提的主動矩陣型的有機EL顯示裝置的電路操作(第二實施例)。
圖6A至6C是說明圖，顯示作為本發明的實施例之前提的主動矩陣型的有機EL顯示裝置的電路操作(第三實施例)。
圖7是平面視圖，顯示先前技術中的像素結構。
圖8是圖7中的A-A剖面視圖。
圖9是圖7中顯示的像素結構的像素單元之等效電路。
圖10是時序圖，顯示圖9中所示的電路圖之操作。
圖11是代表本實施例的一個實例之系統配置。
圖12是平面視圖，顯示依據本實施例之像素結構。
圖13是圖12中的B-B剖面視圖。
圖14是圖12中的C-C剖面視圖。
圖15是時序圖，顯示依據本實施例之像素配置的操作。
圖16是立體視圖，顯示應用本實施例之電視機的外觀。
圖17A及17B是立體視圖，顯示應用本實施例之數位相機的外觀。圖17A是從前側觀視的立體視圖，圖17B是 從後側觀視的立體視圖。
圖18是立體視圖，顯示應用本實施例之筆記型電腦的外觀。
圖19是立體視圖，顯示應用本實施例之攝影機的外觀。
圖20A至20G，顯示應用本實施例之行動電話的外觀，圖20A是開啟狀態的前視圖，圖20B是其側視圖，圖20C是關閉狀態的前視圖，圖20D是左側視圖，圖20E是右側視圖，圖20F是上視圖，圖20G是底視圖。
1A‧‧‧寫入電晶體
1B‧‧‧驅動電晶體
1C‧‧‧存儲電容器
1J‧‧‧輔助電容器
C‧‧‧電容器
WSL‧‧‧掃描線
DSL‧‧‧電源線
DTL-R、DTL-C、DTL-B‧‧‧配置訊號線

Claims (5)

  1. 一種顯示裝置，包括：像素陣列單元，具有包含一電路組態的像素，在該電路組態中，光電元件的第一電極與驅動電晶體的源極電極係連接在一起，該驅動電晶體的閘極電極和寫入電晶體的源極電極或汲極電極係連接在一起，存儲電容器係連接於該驅動電晶體的該閘極電極與該源極電極之間，並且，輔助電容器係連接於該光電元件的該第一電極與第二電極之間，該等像素係配置成矩陣形狀，其中，用以傳送視頻訊號的訊號線係配置於該像素陣列單元之該等像素的相鄰像素之間，並且，從該等相鄰像素之第一像素至該等相鄰像素之第二像素的區域，配置有該第一像素的該輔助電容器，以及該輔助電容器之配置於該訊號線側上的一個電極與該光電元件的該第二電極電連接。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該驅動電晶體的該閘極電極和該輔助電容器的該另一電極係配置於第一佈線層中，該訊號線係配置於第二佈線層中，以及該輔助電容器的該一個電極係配置於中間層中，而該中間層係配置於該第一佈線層與該第二佈線層之間。
  3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中，該中間層係由多晶矽所形成。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之顯示裝 置，其中，該光電元件為有機EL(電致發光)元件，該第一電極為陽極電極，以及該第二電極為陰極電極。
  5. 一種電子設備，包括：顯示裝置，係配置於主體殼體中，該顯示裝置包含具有包含一電路組態的像素，在該電路組態中，光電元件的第一電極與驅動電晶體的源極電極係連接在一起，該驅動電晶體的閘極電極和寫入電晶體的源極電極或汲極電極係連接在一起，存儲電容器係連接於該驅動電晶體的該閘極電極與該源極電極之間，並且，輔助電容器係連接於該光電元件的該第一電極與第二電極之間，該等像素係配置成矩陣形狀，其中，用以傳送視頻訊號的訊號線係配置於該像素陣列單元之該等像素的相鄰像素之間，並且，從該等相鄰像素之第一像素至該等相鄰像素之第二像素的區域，配置有該第一像素的該輔助電容器，以及該輔助電容器之配置於該訊號線側上的一個電極與該光電元件的該第二電極電連接。
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