顯示裝置和電子設備的製作方法

2023-05-17 10:20:56

專利名稱：顯示裝置和電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示裝置，具體地，涉及諸如電致發光元件的 電流驅動自發光顯示裝置。更具體地，本發明涉及具有少量用於固 定電壓的圖樣配線的自發光顯示裝置，其中，將驅動發光元件的晶 體管的源極電壓設定為固定電壓，以校正由於電晶體閾值電壓值的 變化所引起的發光亮度的變化，並通過導通/截止控制為第一電晶體 提供電源的電晶體的驅動脈沖信號的信號電平設定固定電壓。
背景技術：
如在美國專利第5,684,365號和日本未審查專利申諱？^開第 8-234683號中所討論的，已經在釆用有機電致發光(EL)元件的顯 示裝置中引入多種技術。1的框圖。顯示裝置1中的像素部2包括像素(PX) 3的矩陣。掃 描線(SCN)沿以矩陣結構配置的像素3的每行在基本水平的方向上延伸，以及信號線SIG沿像素的每列基本與掃描線SCN垂直地 延伸。如

圖16所示，每個像素3都包括作為電流驅動自發光元件的 有機EL元件8以及用於每個像素3的、驅動有機EL元件8的驅 動電路(下文稱作像素電路)。在像素電路中，信號電平保持電容器C1的一端保持在恆定電 壓電平，而信號電平保持電容器Cl的另一端經由響應於寫信號WS 而導通或截止的電晶體TR1連接至信號線SIG。在像素電路中，晶 體管TR1在寫信號WS的上升沿處導通，信號電平保持電容器Cl 的另一端被設定為信號線SIG的信號電平，以及在電晶體TR1從導 通狀態轉變為截止狀態的時刻，在信號電平保持電容器C1的另一 端採樣保持信號線SIG的信號電平。在像素電路中，信號電平保持電容器C1的另一端連接至P溝 道電晶體TR2的棚4及，該電晶體TR2的源才及連4妻至電源Vcc。晶 體管TR2的漏極連接至有機EL元件8的陽才及。設定像素電路，使 得電晶體TR2 —直以飽和狀態運行。結果，電晶體TR2形成以由 下列等式(1)表示的漏極-源極電流Ids運行的恆定電流電路。Ids=l/2 x & x W/L x Cox (Vgs-Vth)2 …(1)其中，Vgs是電晶體TR2的柵4及-源極電壓，[x是遷移率，W是溝 道寬度，L是溝道長度，Cox是柵電容，以及Vth是電晶體TR2的 閾值電壓。在像素電路中，通過與由信號電平保持電容器Cl採樣 保持的信號線SIG的信號電平對應的驅動電流Ids驅動有機EL元 件8。利通過用垂直驅動電路4中的寫掃描電路(WSCN)順序傳送 預定的採樣脈衝，顯示裝置1生成寫信號WS作為用於命令向每個 像素3寫入的定時信號。水平驅動電路5中的水平選擇器(HSEL) 5A通過順序傳送預定的採樣"永沖來生成定時信號，並相對於定時 信號將每條信號線SIG設定為輸入信號Sl的信號電平。顯示裝置 1逐點或逐線響應於輸入信號Sl設定每個像素部2中的信號電平保 持電容器Cl的終端電壓，然後顯示對應於輸入信號Sl的圖像。如圖17所示，有才幾EL元件8的電流-電壓特性在電流流動變 得困難的方向上隨著時間老化。在圖17中，符號L1表示初始特性， 符號L2表示老化特性。在圖16的像素電路中，P溝道電晶體TR2 驅動有機EL元件8。在這種情況下，電晶體TR2響應於設定為信 號線SIG的信號電平的柵極-源極電壓Vgs驅動有機EL元件8。防 止了由於老化的電流-電壓特性而引起的每個像素中的亮度變化。如果l象素電3各、水平驅動電3各5和垂直驅動電3各4均由N溝道 電晶體構成，則可以在諸如玻璃基—反的絕糹彖基鬥反上以非晶石圭處理一 起製造這些電路。由此容易地製造顯示裝置。在圖18和圖16的比較中，每個像素13都由N溝道電晶體TR2 構成，以及顯示裝置11由每個都包括像素13的像素部12製造。 電晶體TR2的源極連接至有機EL元件8，電晶體TR2的柵極-源極 電壓Vgs響應於圖17的電流-電壓特性的變化而變化。在這種情況 中，流過有才凡EL元件8的電流隨時間逐漸變小，並且每個^f象素13 的亮度逐漸變低。如圖18所示，發光亮度還根據電晶體TR2的特 性變化而在各個4象素中不同。發光亮度的變化擾亂了顯示屏幕的均 勻性。用戶會注意到顯示屏幕上由此發生的不均勻性。已經提出了圖19的電路配置，以控制由於有機EL元件的老化 所引起的發光亮度的下降以及由於電晶體特性的變化所引起的發 光亮度的變化。在圖19的顯示裝置21中，像素部22包括像素23的矩陣。在 像素23中，信號電平保持電容器C1的一端連接至有機EL元件8 的陽極，而信號電平保持電容器Cl的另一端經由響應於寫信號WS 而導通和截止的電晶體TR1連接至信號線SIG。在像素23中，響 應於寫信號Ws，信號電平保持電容器C1的另一端的電壓^^皮設定為 信號線SIG的信號電平。在像素23中，信號電平保持電容器C1的兩端分別連接至晶體 管TR2的源極和柵極。電晶體TR2的漏極經由響應於驅動脈沖信 號DS而導通和截止的電晶體TR3連才姿至電源Vcc。通過電晶體TR2 驅動像素23中的有機EL元件8。電晶體TR2形成源極跟隨器，其 柵極被設定成信號線SIG的信號電平。這裡，Vcat表示有機EL元 件8的陰極電壓。驅動脈沖信號DS是控制每個像素23的發光周期 的定時信號。驅動掃描電^各(DSCN) 24B通過順序傳送預定的採 樣脈沖生成驅動脈衝DS。信號電平保持電容器C1的兩端經由響應於控制信號AZ1和 AZ2而導通和截止的電晶體TR4和TR5分別連接至預定固定電壓 Vofs和Vss。垂直驅動器24中的控制信號發生器24C和24D通過 順序傳送預定採樣脈衝生成作為定時信號的控制信號AZ1和AZ2。圖20是顯示裝置21中的一個像素23的定時圖。圖20還示出 了響應於對應信號而導通和截止的電晶體的參考符號。如圖21所 示，在用於使有機EL元件8發光的發光周期T1內，響應於寫信號 WS和控制4言號AZ1和AZ2 (圖20中波形圖(A ) ~ ( C ))的下降沿，J象素23中的電晶體TR1 、 TR4和TR5截止。響應於驅動月永 衝信號DS (圖20中波形圖(D))的上升沿,電晶體TR3導通。像素23中的電晶體TR2和信號電平保持電容器Cl形成對應 於柵極-源極電壓Vgs (即，信號電平保持電容器C1兩端之間的電 壓差)的恆定電流電^各。有4凡EL元件8響應於由柵-才及-源才及電壓 Vgs確定的驅動電路Ids而發光。由此控制由於老化所引起的有機 EL元件8的亮度下降。由參照圖16討i侖的等式(1 )表示驅動電 流Ids。在隨後的討論中，適合地，每個電晶體在每個附圖中示為 對應開關的參考符號。如圖22所示，像素23中的電晶體TR4和TR5在繼發光周期 Tl末端之後的周期T2內保持導通。像素23中的信號電平保持電 容器C1的兩端設定為預定的固定電壓Vofs和Vss(圖20的波形圖 (E)和(F))。對應於柵極-源極電壓Vgs (即，預定的固定電壓 Vofs和Vss的電壓差Vofs - Vss )的驅動電流Ids 乂人電晶體TR2流 向電晶體TR5。在周期T2內設定固定電壓Vofs和Vss，使得有機 EL元件8由於有才幾EL元件8兩端之間的電壓差的增加超過有坤幾 EL元件8的電壓鬮值Tthel而不發光，以及使得電晶體TR2在其 々包和區i或中運4亍。在預定周期T3內，如圖23所示，像素23中的電晶體TR5保 持截止。如由圖23中的虛線所示，像素23中的電晶體TR2的漏極 -源極電流Ids使連接至電晶體TR5的信號電平保持電容器Cl終端 處的電壓上升。圖24示出了作為二極體和具有電容Cel的電容器的並列電路 的有機EL元件8的等效電路。如圖25所示，電晶體丁112的漏極-源極電流Ids使電晶體TR2的源極電壓Vs在周期T3內逐漸上升。 在像素23中，信號電平保持電容器C1兩端之間的電壓差設定為電晶體TR2的閾值電壓值Vth,並將連接至電晶體TR5的信號電平保 持電容器Cl的終端處的電壓設定為由固定電壓Vofs減去電晶體 TR2的閾j直電壓^f直而糹尋到的電壓Vofs-Vth。在這種情況中，由 Vel-Vofs-Vth表示有機EL元件8的陽才及電壓Vel。在顯示裝置21 中，將固定電壓Vofs設定為在Vel^Vcat+Vthel條件下的結果，佳_ 得有才幾EL元件8在周期T3內不發光。如圖26所示，在周期T4內，像素23中的電晶體TR3和TR4 順序截止。由於TR3在電晶體TR4截止之前截止，所以電晶體TR2 的柵極電壓Vg的變化得以控制。然後，像素23中的電晶體TR1 截止，當連接至電晶體TR5的信號電平保持電容器Cl的終端處的 電壓處於電壓Vofs-Vth時，4吏連4妄至電晶體TR5的信號電平保持 電容器Cl的終端處的電壓變為信號線SIG的信號電平Vsig。在等式(2 )中表示電晶體TR2的斥冊才及-源才及電壓Vgs:Vgs=Cel/(Cel+Cl+C2) x (Vsig-Vofs)十Vth... (2)其中，C2表示電晶體TR2的柵極-源極電容。如果有機EL元件8 的寄生電容Cel比信號電平保持電容器C1的電容和電晶體TR2的 柵極-源極電容C2的每一個都大，則電晶體TR2的柵極-源極電壓 Vgs設定為實際高精度電平的電壓(Vsig+Vth)。由此將像素23中的電晶體TR2的柵極-源極電壓Vgs設定為通 過將閾值電壓值Vth與信號線SIG的信號電平Vsig相加而獲得的 電壓(Vsig+Vth )。因此，顯示裝置21控制由作為電晶體TR2—個 特性的、閾值電壓值Vth的變化所引起的發光亮度的改變。如圖27所示，在一定的周期T5內電晶體TR1保持導通的情 況下，電晶體TR3導通。像素23中的電晶體TR2允許漏極-源極電流Ids響應於與信號電平保持電容器Cl兩端之間的電壓差相對應的 柵極-源極電壓Vgs流出。如果電晶體TR2的源極電壓Vs低於閾值 電壓值Vthel和有才幾EL元件8的陰才及電壓Vcat的和且流入有^/L EL元件8的電流4艮少，貝'J如圖28所示，電晶體TR2的源才及電壓 Vs響應於電晶體TR2的漏才及-源才及電流Ids /人電壓Vs0開始逐漸上 升。由下列等式(3)計算電壓VsO:VsO=Vofs-Vth+(Cl+C2)/(Cel+Cl+C2) x (Vsig-Vofs)…(3)源極電壓Vs的上升速率依賴於電晶體TR2的遷移率p。參考 符號Vsl和Vs2分別表示對於高和低遷移率p的源極電壓。遷移率 越大，導致源才及電壓Vs的上升速率越高。在一定的周期T5內電晶體TR1維持導通的情況下，像素23 中的電晶體TR3導通。由此控制由於作為電晶體TR2 —個特性的、 遷移率的變化所引起的發光亮度的變化。如圖21所示，在電晶體TR1截止的情況下，通過由電壓閾值 Vth和遷移率|1 ^皮4交正而"i殳定的棚4及-源才及電壓Vgs來馬區動有4幾EL 元件8。在電晶體TR1截止的情況下，電晶體TR2的源極電壓Vs 上升到允許電晶體TR2的漏極-源極電流Ids流入有機EL元件8的 電壓電平。有機EL元件8由此發光，並且電晶體TR2的柵極電壓 Vg同才羊上升。圖19的電路配置減少了由於老化引起的有機EL元件8的發光 亮度的下降，並控制由於電晶體TR2的特性變化所引起的發光亮度 的變化。對於每個像素23,圖19的電路配置包括單條信號線SIG、控 制信號AZ1和AZ2、驅動脈沖信號DS和寫信號WS的四條掃描線、以及l象素電壓Vcc、 Vofs、 Vss和Vcat的四條配線圖樣線。即使由 紅色、藍色和綠色共享掃描線且單獨配置陰極電壓Vcat， -f旦對於一 組紅色像素、藍色像素和綠色像素，仍然需要3 x3配線圖樣線。採用N溝道電晶體的顯示裝置具有太多對於固定電壓的配線 圖樣線的問題。固定電壓的許多配線圖樣線存在以高密度有效配置 像素的難題。難以以高產量製造高清晰度的顯示裝置。發明內容因此，期望4是供一種具有少量固定電壓的配線圖樣線的顯示裝置。根據本發明的 一個實施例，顯示裝置包括像素矩陣的像素電路 以及用於驅動像素電路的驅動電路。每個像素均包括信號電平保 持電容器；第一電晶體，響應於寫信號而導通或截止，用於將信號 電平保持電容器的一端連接至信號線；第二電晶體，其柵極連接至 信號電平保持電容器的一端，以及其源極連接至信號電平保持電容 器的另一端；電流驅動自發光元件，其陰極保持為陰極電壓，以及 其陽極連接至第二電晶體的源極；第三電晶體，響應於驅動脈衝信 號而導通和截止，用於將第二電晶體的漏才及連接至電源電壓；第四 電晶體，連接至信號電平保持電容器的另一端。第四電晶體在其源 極處接收驅動脈沖信號，其漏極連接至信號電平保持電容器的另一 端。當響應於施加給其柵極的控制信號而導通時，第四電晶體將信 號電平保持電容器的另一端設定為驅動脈沖信號的信號電平。將信號電平保持電容器的另一端設定為預定電壓電平，即，驅 動脈沖信號的信號電平。由此省略了對於預定電壓的配線圖樣線， 並減少了對於固定電壓的配線圖樣線的數量。附圖i兌明圖1是根據本發明一個實施例的顯示裝置的框圖；圖2是圖1的顯示裝置的定時圖；圖3是示出在圖2的周期T11內的4象素設定的示意圖；圖4是示出在圖2的周期T12內的像素設定的示意圖；圖5是示出在圖2的周期T13內的4象素設定的示意圖；圖6是示出在圖2的周期T14內的^f象素i殳定的示意圖；圖7是示出在圖6的設定之後執行的像素設定的示意圖；圖8是示出在圖7的設定之後執行的像素設定的示意圖；圖9示出了關於閾值電壓值校正的特性曲線圖；圖IO是示出在圖2的周期T15內的像素設定的示意圖；圖ll是示出在圖10的"i殳定之後^M亍的像素i殳定的示意圖;圖12示出了關於遷移率校正的特性曲線圖；圖13是示出根據本發明第二實施例的顯示裝置的框圖；圖14是圖13的顯示裝置的定時圖；圖15是示出現有技術的顯示裝置的框圖；圖16是詳細示出圖15的顯示裝置的框圖；圖17示出了表示有機EL元件隨時間老化的特性曲線圖；圖18是示出使用N溝道電晶體的圖15的顯示裝置的框圖；圖19是示出使用N溝道電晶體的現有技術的顯示裝置的框圖；圖20是圖19的顯示裝置的定時圖；圖21是示出在圖20的周期T1內的像素設定的示意圖；圖22是示出在圖20的周期T2內的像素設定的示意圖；圖23是示出在圖20的周期T3內的^象素i殳定的示意圖；圖24是示出在圖32的設定之後執行的像素設定的示意圖；圖25示出了關於閾值電壓校正的特性曲線圖；圖26是示出在圖20的周期T4內的像素i殳定的示意圖；圖27是示出在圖20的周期T5內的l象素"i殳定的示意圖；圖28示出了關於遷移率校正的特性曲線圖；圖29是示出根據本發明一個實施例的顯示裝置的裝置結構的 截面圖；圖30是示出才艮據本發明一個實施例的顯示裝置的衝莫塊結構的 平面圖；圖31是包含本發明 一 個實施例的顯示裝置的電視機的透視圖；圖32是包含本發明一個實施例的顯示裝置的數位相機的透視圖；圖33是包含本發明一個實施例的顯示裝置的筆記本式個人計 算才幾的透^L圖；圖34示意性示出了包含本發明一個實施例的顯示裝置的便攜 式電^舌；以及圖35示意性示出了包含本發明一個實施例的顯示裝置的攝像機。
具體實施方式
下面，參照附圖描述本發明的實施例。與圖19相比，圖1是示出根據本發明第一實施例的顯示裝置 31的框圖。在圖1中，以相同的參考標號指定與參照圖15和圖19 示出的顯示裝置1、 11和21比較而描述的元件，並省略其描述。 顯示裝置31由N溝道電晶體製造。使用非晶矽處理在作為絕緣透 射基板的玻璃基板上整體形成顯示裝置31中的^象素部32、垂直驅 動電路34以及水平驅動電3各35。水平驅動電路35中的水平選擇器(HSEL) 35A通過順序傳送 預定的採樣脈衝生成定時信號，並相對於定時信號將每條信號線 SIG設定為輸入信號Sl的信號電平。如圖2所示，與圖20相比， 在一個水平掃描周期(1H)的大約前半段的時間內，將信號線SIG 的信號電平設定為參照圖19討i侖的^f象素23處的預定固定電壓 Vofs，然後在一個水平掃描周期的後半段的時間內，將其設定為與 對應於信號線SIG的信號電平的像素34的灰階相對應的信號電平Vsig (圖2的波形圖(A))。如圖2所示，為每個4言號標註響應於 對應信號而導通和截止的每個電晶體的參考標號。與水平驅動電路35相對應，垂直驅動電路34不包括用於輸出 控制固定電壓Vofs的控制信號的控制信號生成電路(AZ1 )。垂直 驅動電路34中的寫掃描電路(WSCN )34A、驅動掃描電路(DSCN ) 34B以及控制信號發生器34D分別生成寫信號WS、驅動力永沖信號 DS以及控制信號AZ2。為了導通和截止電晶體TR3,生成驅動月永 沖信號DS。當轉換為低電平時，驅動脈沖信號DS變為參照圖19 討"i侖的固定電壓Vss (圖2的波形圖(D))。在像素部22中形成像素33的矩陣。在像素33中，信號電平 保持電容器Cl的一端連接至有機EL元件8的陽極，而信號電平保 持電容器Cl的另一端經由響應於寫信號WS而導通和截止的晶體 管TR1連接至信號線SIG。因此，響應於寫信號WS，將像素33 中的信號電平保持電容器Cl的另一端的電壓設定為信號線SIG的 信號電平。信號電平保持電容器Cl的兩端分別連接至像素33中的電晶體 TR2的源極和柵極。電晶體TR2的漏極經由響應於驅動脈沖信號 DS而導通和截止的電晶體TR3連4妄至電源Vcc。具有其4冊才及電壓 被設定為像素33中信號線SIG的信號電平的源極跟隨器電路配置 的電晶體TR2由此驅動有機EL元件8。經由響應於控制信號AZ2而導通和截止的電晶體TR5，與像 素33中的有機EL元件8連接的信號電平保持電容器C1的終端連 接至驅動脈衝信號DS。像素33中的電晶體TR5在其源極處接收驅 動脈衝信號DS，以及在其柵極處接收控制信號AZ2。電晶體TR5 的漏極連接至與有機EL元件8連接的信號電平保持電容器C1的終 端。當被轉換為低電壓電平時，驅動脈沖信號DS變為固定電壓Vss。如果在像素33中利用處於更電壓電平的驅動脈沖信號DS導通晶體 管TR5，則以參照圖19描述的相同方式將電晶體TR5的漏極電壓 固定為固定電壓Vss。以這種方式，與圖19的顯示裝置21相反， 在像素33中省略了對於固定電壓Vss的配線圖樣。因此，減少了 對於固定電壓的配線圖樣線的數量。如圖3所示，當在有才幾EL元件8的發光周期T11內在4象素33 中將寫信號WS和控制信號AZ2轉換為其低電壓電平(圖2的波形 圖(B)和(C))時，像素33中的電晶體TR1和TR5截止。當驅 動脈沖信號DS轉換為低電壓電平時，電晶體TR3導通。因此，設 計像素33，使得電晶體TR2在其飽和區域中運行。與信號電平保持電容器C1兩端之間的電壓差所引起的柵極-源 極電壓Vgs相對應的恆定電流電路由像素33中的電晶體TR2和信 號電平《呆持電容Cl形成。由棚4及-源才及電壓Vgs確定的漏極-源極 電流Ids〗吏有才幾EL元件8發光。以這種方式，顯示裝置31減小了 有機EL元件8發光亮度的下降。由等式(1 )表示漏極-源極電流 Ids。當在像素33中發光周期Tll結束時，在一定的周期T12內將 驅動信號電平DS轉換為處於其^f氐電壓電平的固定電壓Vss。如圖4 所示，電晶體TR3截止。在一定的周期T12內，由於切斷了電晶體 TR2的電源Vcc,所以有機EL元件8 4亭止發光。電晶體TR2的源 才及電壓Vs被設定為通過將有機EL元件8的閾值電壓值Vthel與有 才幾EL元件8的陰極電壓Vcat相力口而獲得的電壓(Vcat+Vthel )。像素33中的控制信號AZ2在周期T13中保持高電壓狀態，如 圖5所示，電晶體TR5保持導通。連4姿至水平驅動電路35的信號 電平保持電容器C1的終端處的電壓糹皮-沒定為〗象素33中的驅動脈沖 信號DS的固定電壓Vss。設定固定電壓Vss, 4吏得在有機EL元件8的陰極電壓Vcat和有機EL元件8的閾值電壓值Vthel之間保持 關係VssS Vthel + Vcat。有機EL元件8在周期T13內停止發光。在隨後的周期T14內，在信號線SIG的信號電平i殳定為固定電 壓Vofs的情況下，寫信號Ws上升至其高電平，如圖6中所示，晶 體管TR1導通。在像素33中，連接至電晶體TR2的信號電平保持 電容器CI的終端由此^皮設定為作為信號線SIG的信號電平的固定 電壓Vofs。控制信號AZ2下降至其低電壓電平，使電晶體TR5截止。在 比發光周期Tll的開始早預定數的掃描周期的時間點處，在信號線 SIG的〗言號電平"i殳定為固定電壓Vofs的時刻，驅動力永衝4言號DS上 升。如圖7所示，電晶體TR3導通。在信號電平保持電容器CI兩 端之間的電壓差變為電晶體TR2的閾值電壓Vth的方向上，電晶體 TR2的源才及電壓Vs逐漸上升。如圖7所示，在像素33中保持電壓Vel S Vact+Vthel,使得比 電晶體TR2的漏才及-源才及電流Ids小的多的電流流過。因此，電晶體 TR2的漏極-源極電流Ids用於對信號電平保持電容器Cl和有機EL 元件8的電容充電。有機EL元件8停止發光。在信號線SIG上升至對應於像素灰階的信號電平Vsig的時刻， 驅動脈沖信號DS上升至其高電壓電平。如圖8所示，電晶體TR3 截止。維持關係Vel S Vact+Vthel,且有機EL元件8保持停止發光 的停止狀態。由等式(4)表示電晶體TR2的源極電壓Vs的改變AVs=(C 1 +C2)/(Ce 1+C1+C2) x (Vsig-Vofs)... (4)在預定的時間段後，信號線SIG的信號電平^皮i殳定為固定電壓 Vofs並輸入至電晶體TR2的柵極。由下列等式(5 )表示電晶體TR2 的源才及電壓Vs的改變△Vs=(Cl+C2)/(Cel+Cl+C2) x (Vofs畫Vsig)…(5)在像素33中，如圖7所示的、驅動脈沖信號DS處於高電壓電 平的狀態以及如圖8所示的、驅動脈沖信號DS處於低電壓電平的 狀態重複預定次數。電晶體TR2的源極電壓Vs逐漸上升，以將信 號電平保持電容器C1兩端之間的電壓差設定為電晶體TR2的閾值 電壓Vth。如圖2所示，在周期TA、 TB和TC內，將4言號電平4呆 持電容器Cl兩端之間的電壓差設定為電晶體TR2的閾值電壓Vth。 圖9示出了表示在信號線SIG的信號電平長時間維持為固定電壓 Vofs的情況下電晶體TR2的源才及電壓Vs的改變的4爭性曲線圖。最 後，電晶體TR2的的柵極-源極電壓Vgs變為電壓Vth。以這種方 式，顯示裝置31重複圖7和圖8的狀態充分的次悽t,以將信號電 平保持電容器Cl兩端之間的電壓差設定為電晶體TR2的閾值電壓 Vth。在周期T14內，在像素33中的信號電平保持電容器C1處設定 電晶體TR2的閾值電壓Vth。在周期Tll的開始緊前的信號線SIG 的信號電平上升至對應^f象素的信號電平Vsig的時刻，驅動脈沖信號 DS轉換為低電壓電平。如圖10所示，電晶體TR3截止。在信號線SIG的信號電平設定為對應像素的信號電平的情況 下，驅動脈衝信號DS轉換為其低電壓電平。然後電晶體TR1截止。 在信號電平保持電容器C1中釆樣保持信號線SIG的信號電平。如 圖3所示，發光周期T11重新開始。由等式(2 )準確表示電晶體TR2的柵極-源極電壓Vgs。如果 有機EL元件8的寄生電容Cel比信號電平保持電容器Cl和晶體 管TR2的棚-極-源極電容C2的每一個都大，則可將電晶體TR2的 4冊才及-源才及電壓Vgs :沒定為具有實際上十分4*確的電壓 (Vsign+Vth )。在驅動脈衝信號DS處於高電壓電平的情況下，在直到寫信號 WS下降的周期T15內，如圖11和12所示，電晶體TR2的源極電 壓Vs依賴於電晶體TR2的遷移率而改變。由此校正電晶體TR2的 遷矛多率的變4匕。在顯示裝置31 (圖2)中，垂直驅動電路34驅動掃描線，從 而基於線對像素部22中的像素33設定信號線SIG的信號電平。每 個像素33以設定的信號電平發光，並在像素部22上顯示期望圖像。更具體地，在顯示裝置31中導通電晶體TR1。因此，對信號 電平保持電容器Cl設定信號線SIG的信號電平。電晶體TR1和 TR5截止，而電晶體TR3導通。電晶體TR2由此使有才幾EL元件8 響應於在信號電平保持電容器Cl中設定的電壓而發光(在圖2的 周期Tll內)。在顯示裝置31中，信號電平保持電容器C1的兩端分別連接至 驅動有機EL元件8的電晶體TR2的柵極和源極，並將電晶體TR2 的源極連4妄至有才幾EL元件8的陽才及。由此形成<象素33。在對顯示 裝置31中的信號電平保持電容器Cl設定信號線SIG的信號電平之 後，通過由信號電平保持電容器Cl兩端之間的電壓差引起的柵極-源極電壓Vgs驅動有機EL元件8。即使顯示裝置31的所有電晶體 都是N溝道型， <旦由此減少了由於有才幾EL元件8的老化所引起的 發光亮度的下降。在有機EL元件8停止發光的情況下，對信號電平保持電容器 Cl設定信號線SIG的信號電平。通過導通-截止控制電晶體TRl、 TR3和TR5，將驅動有4幾EL元件8的電晶體TR2的源4及電壓Vs 和才冊才及電壓Vg設定為固定電壓Vss和Vofs。源才及電壓Vs逐)斬增力口， 以將信號電平保持電容器Cl兩端之間的電壓差設定為電晶體TR2 的閾值電壓Vrh (周期TA、 TB和TC)。此外，對信號電平4呆持電 容器Cl設定信號線SIG的信號電平。以這種方式，控制由於作為 電晶體TR2 —個特性的、閾值電壓Vth的變化所引起的發光亮度的 改變。當對信號電平保持電容器Cl設定電晶體TR2的閾值電壓Vth 時，需要在預定時刻對電晶體TR2的棚-極和源極i殳定固定電壓Vss 和Vofs。對於包括電源Vcc的固定電壓的配線圖樣的三條線是必需 的。排除對於有機EL元件8的陰極電壓Vcat的配線圖樣(圖19)。在顯示裝置31中，驅動脈沖信號DS控制電晶體TR3，從而控 制對電晶體TR2提供電源Vcc。將處於低電壓電平的驅動脈沖信號 DS i殳定為電晶體TR2的固定電壓Vss，以對信號電平4呆持電容器 Cl設定電晶體TR2的閾值電壓Vth。將這種驅動脈沖信號DS提供 給電晶體TR5的源極。對顯示裝置31中的信號電平保持電容器Cl設定電晶體TR2 的閾^直電壓Vth。可以省略乂于于^^是供《會該應用中電晶體TR2的源 極的固定電壓Vss的配線圖樣。由此減少對於固定電壓的配線圖樣 的數量。除固定電壓Vofs的周期之外，將信號線SIG的信號電平設定 為對應於每個〗象素灰階的信號電平。還響應於信號線SIG的信號電 平的設定來設定寫信號WS和驅動月永衝信號DS。當為信號電平保持電容器Cl設定電晶體TR2的閾值電壓Vth時，經由信號線SIG 對電晶體TR2的4冊才及i殳定固定電壓Vofs 。在顯示裝置31中，可以省略用於將固定電壓Vofs提供給晶體 管TR2的4冊才及的固定電壓Vofs的配線圖才羊。由此進一步減少固定 電壓的配線圖樣的數量。由於如果對顯示裝置31中的每個<象素33配置電源Vcc和陰擬_ 電壓Vcat的配線圖才羊是充分的，則可以以高密度且有效;也配置Vth,但， 在對信號電平保持電容器Cl設定閾值電壓的時刻，電晶體TR2的 柵極-源極電壓Vgs變得等於或低於閾值電壓Vth。不能為信號電平 保持電容器Cl設定正確的閾值電壓Vth。因此，電晶體TR2的柵 才及-源一及電壓Vgs由於^f應於〗言號線SIG的〗象素的^f言號電平Vsig而 改變。如圖13所示，將輸出至領先多條線的像素33的寫信號WS2 用作控制信號AZ2。可由此簡化垂直驅動電路44。設定寫信號WS,使得在信號線SIG的信號電平保持為對應像 素33的信號電平Vsig的期間內，控制信號AZ2和寫信號WS不同時上升。由此為信號電平保持電容器Cl可靠地i殳定電晶體TR2的 閾值電壓Vth。可靠地防止了由於閾值電壓Vth的變化所引起的發 光亮度的變化。根據第一和第二實施例，使用電晶體TR1 i殳定信號線SIG的 信號電平，並且為電晶體TR2的柵極電壓設定固定電壓Vofs。本發 明不限於這種配置。如前面參考現有4支術的顯示裝置所討i侖的，晶 體管TR1可用於為電晶體TR2的柵極電壓設定固定電壓Vofs。在上面4是及的實施例中，電流驅動作為發光元件的有才幾EL元 件。本發明不限於有才幾EL元件。本發明廣泛地適用於採用各種電 流驅動發光元件的顯示裝置。本發明一個實施例的顯示裝置是如圖29所示的薄膜裝置結構。 圖29是示意性示出形成在絕緣基板上的像素的截面圖。如圖所示， 像素包括包含多個薄膜電晶體(TFT)(在圖29中示出一個TFT) 的電晶體區域、諸如存儲電容器的電容區域以及諸如有機EL元件 的發光區域。使用TFT處理在基板上形成電晶體區域和電容區域。 在電晶體區域和電容區域的上方層壓諸如有機EL元件的發光區 域。然後通過夾置於其間的粘著劑在發光區域上粘合相對基板以制 造平板。本發明一個實施例的顯示裝置是如圖30所示的平面才莫塊類型。 該顯示裝置包括由像素矩陣製造的像素陣列部(每個像素均包括有 機EL元件)、薄膜電晶體和薄膜電容器。在像素陣列部的周圍施加 粘著劑，將玻璃基糹反作為相對基板粘附到粘著劑上以形成顯示衝莫 塊。根據需要，可在透明相對基板上配置濾色器、保護層、遮光層 等。還可以配置柔性印刷電路(FPC)作為用於與外部交換信號的 連接器。上述顯示裝置具有平^反結構，並且可用作多種電子i殳備的顯示 器。顯示裝置顯示輸入至電子設備的視頻信號或在電子設備中生成 ^r;^^H玄吾；文甜由.早"f分麼白.;tei^石A相如"變.W,太i+罝切"j更4夷式電"i舌以及4暴J象才/L。圖31的根據本發明一個實施例的電視機包括一見頻顯示屏幕ll, 其包括其前面板12和濾色玻璃13。使用本發明一個實施例的顯示 裝置用於一見頻顯示屏幕11。圖32示出了根據本發明一個實施例的數位相機。圖32的上部 是數位相機的前視圖，圖32的下部是數位相機的後視圖。數碼相 才幾包括成^象透鏡、閃光燈15、顯示器16、控制開關、菜單開關、 快門19等。本發明一個實施例的顯示裝置可用於顯示器16。圖33的筆記本計算才幾包括4皮:捧作以向主單元20輸入文字等的 4定盤21以及主單元蓋子上用於顯示圖l象的顯示器22。本發明一個 實施例的顯示裝置可用於顯示器22。圖34示出了《更攜式電話。圖34的左側部分示出了處於打開狀 態的可攜式電話，圖34的右側部分示出了處於關閉狀態的可攜式 電話。可攜式電話包括上側殼體23、下側殼體24、轉軸部25、顯 示器26、副顯示器27、鏡前燈28、相機29等。本發明一個實施例 的顯示裝置可用於顯示器26和副顯示器27的一個。圖35的攝像機包括主單元30、面向前處於打開狀態的成像透 鏡34、用於拍攝的開始/停止開關35、監視器36等。本發明一個實 施例的顯示裝置可用於監^L器36。本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其它因素，可以 有多種j參改、組合、再組合和改進，均應包含在本發明的權利要求 或等同物的範圍之內。2權利要求
1.一種顯示裝置，包括像素矩陣的像素電路以及用於驅動所述像素電路的驅動電路，每個像素均包括信號電平保持電容器；第一電晶體，響應於寫信號而導通和截止，用於將所述信號電平保持電容器的一端連接至信號線；第二電晶體，具有連接至所述信號電平保持電容器的所述一端的柵極以及連接至所述信號電平保持電容器的另一端的源極；電流驅動自發光元件，其陰極保持在陰極電壓，以及其陽極連接至所述第二電晶體的所述源極；第三電晶體，響應於驅動脈衝信號而導通和截止，用於將所述第二電晶體的漏極連接至電源電壓；以及第四電晶體，連接至所述信號電平保持電容器的所述另一端，所述第四電晶體在其源極處接收所述驅動脈衝信號，其漏極連接至所述信號電平保持電容器的所述另一端，所述第四電晶體響應於施加於其柵極的控制信號而導通，並將所述信號電平保持電容器的所述另一端設定為所述驅動脈衝信號的信號電平。
2. 根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，除固定電壓周期之外， 所述驅動電路將所述信號線的信號電平設定為與連接至所述 信號線的每個像素的灰階相對應的信號電平，以及通過重複循 環的第 一 周期至第五周期中的設定來驅動所述<象素電路，其中，在第一周期內，所述寫信號、所述驅動脈衝信號 和所述控制信號分別導通和截止所述第一電晶體、所述第三晶 體管和所述第四電晶體，使得與所述信號電平保持電容器兩端 的柵極-源極電壓相對應的電流使所述第二電晶體驅動所述自 發光元件發光，其中，在第二周期內，所述第三電晶體響應於所述驅動 脈衝信號而截止，以使所述自發光元件停止發光，其中，在第三周期內，所述第四電晶體響應於所述控制 信號而導通，從而將所述信號電平保持電容器的所述另一端設 定為所述驅動脈衝信號的信號電平，其中，在第四周期內，在預定固定電壓在所述信號線上 重複出現的部分時間內，所述第 一 電晶體響應於所述寫信號而 導通，並且在所述信號線的所述信號電平被設定為所述預定固 定電壓的部分時間內，所述第三電晶體導通，使得所述信號電 平保持電容器的兩端的電壓被設定為基本上等於所述第二晶 體管的閾值電壓的電壓，以及其中，在第五周期內，所述第一電晶體響應於所述寫信 號截止，使得所述信號電平保持電容器的所述一端被設定為所 述信號線的所述信號電平。
3. 根據權利要求2所述的顯示裝置，其中，在所述第五周期內， 在由於所述第三電晶體響應於所述驅動脈衝信號導通而經過 恆定時間段之後，所述驅動電路使所述第 一電晶體響應於所述 寫信號而截止。
4.根據權利要求2所述的顯示裝置，其中，所述驅動電路輸出將 被輸出至領先多條線的像素的所述寫信號作為所述控制信號。
5. 根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，以在所述信號線的信 號電平保持在與連接至所述信號線的像素的灰階相對應的信 號電平的期間所述第 一電晶體和所述第四電晶體不同時導通 的方式，所述驅動電路輸出將被輸出至領先多條線的像素的所 述寫信號作為所述控制信號。
6. 根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，包括在所述像素電路 和所述驅動電路中的所有電晶體都是N溝道電晶體，以及其中，〗吏用非晶矽處理在絕緣基4反上形成所述像素電路 和所述驅動電路中的每一個。
7. —種電子設備，包括權利要求1所述的顯示裝置。
全文摘要
本發明公開了顯示裝置和電子設備，其中，將驅動發光元件的電晶體的源電壓設定為固定電壓，校正由於電晶體的閾值電壓的改變所引起的發光亮度的改變。根據導通/截止控制為第一電晶體提供電源的電晶體的驅動脈衝信號的信號電平設定固定電壓。通過本發明，省略了對於預定電壓的配線圖樣線，並減少了對於固定電壓的配線圖樣線的數量。
文檔編號H05B33/14GK101251979SQ200810009318
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月18日 優先權日2007年2月19日
發明者內野勝秀, 山下淳一, 山本哲郎 申請人:索尼株式會社