显示装置、显示装置的像素布局方法以及电子设备的制作方法

专利名称：显示装置、显示装置的像素布局方法以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置、用于显示装置的像素布局方法以及电子设备。更具体地，本 发明涉及以二维阵列配置具有光电元件的像素的平面(即，平板)显示装置、用于这种显 示装置的像素布局方法以及包括这种显示装置的电子设备。
背景技术：
近年来，用于显示图像的显示装置的领域经历了平面显示装置的迅速普及，其中， 以二维阵列配置具有发光元件的像素(下文中，称作像素电路)。在这一类型的平面显示装 置中，将电流驱动光电元件用作像素的发光元件。换句话说，这些元件的发光亮度根据流入 器件的电流值而改变。这种电流驱动光电元件的一个实例为有机EL(电致发光)元件，其 利用了将有机薄膜施加电场后的发光现象。 使用有机EL元件作为发光元件的有机EL显示装置具有以下优点。由于可以通过 施加小于等于10V的电压来驱动有机EL元件，所以功耗低。由于有机EL元件为自发光，所 以与液晶显示装置相比较，图像能见度更高，其中，液晶显示装置基于每个像素通过控制来 自光源的穿过液晶的光的亮度来显示图象。而且，由于可以省略背光或者类似光源，所以易 于使有机EL显示装置更轻并且更薄。此外，有机EL元件的响应时间非常快，在几微秒级。 因此，在显示视频时，不会出现重像。 与液晶显示装置类似地，有机EL显示装置可以采用简单(无源)矩阵系统或者有 源矩阵系统作为驱动系统。然而，由于无源矩阵显示装置的结构简单，光电元件的发光期间 随着扫描线数量(即，像素数)的增加而减短，难以实现大型且具有高分辨率的显示装置。
因此，当前有源矩阵显示装置的发展普及。在有源矩阵显示装置中，通过与给定光 电元件设置在相同的像素内的有源元件(例如，绝缘栅场效应晶体管)来控制流入每个光 电元件中的电流。通常，将薄膜晶体管(TFT)用作绝缘栅场效应晶体管。在有源矩阵显示 装置中，发光元件维持单帧持续时间的发光。因此，易于实现大的、高分辨率的显示器。
在有源矩阵有机EL显示装置中，每个像素(S卩，像素电路)被配置为作为有机EL 元件的驱动电路(例如，参见日本未审查专利申请公开第2005-345722号)至少包括驱动 晶体管、写晶体管、以及保持电容器。驱动晶体管通过电流驱动有机EL元件。写晶体管对 图像信号进行取样并且写入像素内。保持电容保持通过写晶体管写入的图像信号。
与此同时，近年来，显示装置正经历着分辨率提高而功耗降低的变革。当显示装置 的分辨率提高时，每个有机EL元件的尺寸减小，这也导致用于每个有机EL元件的寄生电容 的电容量减小。此外，由于显示装置的功耗降低，写入像素的图像信号的幅值将设计得更 小。
在写晶体管进行图像信号的写入操作期间，当驱动晶体管的栅极电位Vg由于写 入图像信号而增加时，由于有机EL元件的保持电容器和寄生电容器之间的耦合，驱动晶体 管的源极电压Vs也增加。可以将这点的源极电压的增量AVs表示为
AVs = AVgX {Ccs/(Ccs+Cel)} (1) 其中，AVg为栅极电位的增量，Ccs为保持电容器的电容值，Cel为有机EL元件的 寄生电容的电容值。 由于提高显示装置的分辨率而带来的像素小型化导致有机EL元件的寄生电容的 电容值Cel减小。如以上等式1证明，如果电容值Cel减小，则驱动晶体管的源极电压的增 量AVs也增加。因此，驱动晶体管的驱动电压(即，栅源电压Vgs)降低。结果，没有获得 与输入图像信号的幅值相对应的亮度。尽管可以通过增大图像信号的幅值来抵消亮度的降 低，但是这样做阻碍了降低显示装置的功耗。 因此，以将有机EL元件用作光电元件的情况为例，上文描述了现有问题。然而，以 上问题不限于有机EL元件，并且可以说以上问题通常适用于具有寄生电容的光电元件。
为了补偿光电元件的寄生性的不足，采用了在光电元件的阳极(即，驱动晶体管 的源电极)和固定电位节点(例如，参见日本未审查专利申请公开第2008-051990号)之 间添加辅助电容器的结构。甚至对于用于光电元件的寄生电容的小电容值，这种辅助电容 器也能补偿光电元件的电容的不足。这样，当写信号时，辅助电容器用于抑制驱动晶体管的 源极电压Vs的上升。由于辅助电容器的作用，不用增大图像信号的幅值就可以确保驱动晶 体管的驱动电压。

发明内容
与此同时，由于有机材料和其他因素，有机EL元件的发光效率取决于发光颜色。 因此，驱动有机EL元件的驱动晶体管的尺寸(g卩，驱动性能)和驱动电流取决于有机EL元 件的发光颜色。因此，添加至像素的辅助电容器的电容值也取决于有机EL元件的发光颜 色。 作为一个实例，考虑由三个子像素R(红)、G(绿)以及B(蓝)所组成的用于形成 彩色图像的一个单元的单个像素的情况。在该实例中，如果假设B有机EL元件的有机材料 的膜通常比其他颜色的有机EL元件的膜厚，则与其他颜色的有机EL元件的发光效率相比 较，B有机EL元件的发光效率较小。因此，使B子像素的辅助电容器的电容值为最大。
此外，当显示装置的尺寸继续增大时，每个有机EL元件的平面面积也将相应地增 大，这放大了每个发光颜色的寄生电容之间的尺寸偏差。因此，在以上实例中添加至B子像 素的辅助电容器的尺寸变得非常大。当制造这种辅助电容器时，可以设计在像素行的像素 布局方向(即，水平地)的两个相邻像素(即，子像素)为线对称的像素布局。通过这种像 素布局，可以制造横跨两个像素且位于相邻像素区域的辅助电容器(稍后，将给出详细的 描述)。这样，可以布置大附加电容。 此外，如图10所示，当用于B子像素的大型辅助电容器25B形成时延伸至相邻像 素区域时，辅助电容器25B将横跨在B子像素和R子像素之间及B子像素和G子像素之间 的边界形成。然而，在相邻R和G子像素之间没有形成辅助电容器25B。当仅看在图10所 示的布局中的R子像素或者G子像素时，在每条线上间隔具有形成辅助电容器25B的金属层。 因此，在下文中要描述的激光退火步骤中，传到TFT上的非晶硅的热量根据辅助 电容器25B的金属图案的有或无而不同，这使TFT特征变得不一致。结果，在每条线上出现 条纹，这导致显示图像的图像质量受损害。 因此，期望提供显示装置，其中，在具有横跨两个相邻像素所形成的辅助电容的像 素布局中可以使用激光退火使TFT特征均一。进一步地，期望提供用于这种显示装置以及 包括这种显示装置的电子设备的像素布局方法。 根据本发明的实施例的显示装置包括以阵列配置的多个像素。每个像素包括光 电元件；写晶体管，被配置为写图像信号；驱动晶体管，被配置为根据写晶体管所写的图像 信号来驱动光电元件；保持电容器，连接在驱动晶体管的栅电极和源电极之间，被配置为保 存写晶体管所写的图像信号；以及辅助电容器，连接在光电元件的阳极和固定电位节点之 间。在显示装置中，辅助电容器横跨特定像素对之间的边界形成，其中，特定像素对在像素 行的像素布局方向上相邻。此外，在与在除了特定像素对之外的像素对之间的边界处的辅 助电容器的位置相对应的位置形成岛状金属图案。 在横跨在两个像素之间的边界形成辅助电容器的情况中，在与除了特定像素对之
外的像素对之间的边界处的辅助电容器相对应的位置形成岛状金属图案。因此，在任何两
个像素之间的边界处存在与辅助电容器相对应的金属图案。这样，在激光退火期间传递到
TFT上的非晶硅的热量是均匀的，从而，可以使用激光退火使TFT特征均一。 根据本发明的实施例，在横跨两个像素之间的边界形成辅助电容器的情况下，可
以使用激光退火使TFT特征均一。因此，可以获得没有条纹的均一的图像质量。


图1为示意性地示出根据本发明的基本实例的有机EL显示装置的结构的系统结 构图； 图2为示出像素的基本电路结构的电路图； 图3为示出像素的典型截面结构的截面图； 图4为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的时序波形图； 图5A为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图5B为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图5C为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图5D为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图6A为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图6B为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图6C为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图6D为用于说明根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作的示图； 图7为用于说明由驱动晶体管的阈值电压Vth的波动导致的问题的曲线图； 图8为用于说明由驱动晶体管的迁移率P波动导致的问题的曲线图； 图9A的曲线图用于说明在既没进行阈值校正也没进行迁移率校正的情况下，图
像信号的信号电压Vsig和驱动晶体管的漏源极电流Ids之间的关系；
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图9B的曲线图用于说明在进行阈值校正而没进行迁移率校正的情况下，图像信 号的信号电压Vsig和驱动晶体管的漏源极电流Ids之间的关系； 图9C的曲线图用于说明在进行阈值校正和迁移率校正的情况下，图像信号的信 号电压Vsig和驱动晶体管的漏源极电流Ids之间的关系；图10示出了像素布局的基本形状；图IIA为示出了当进行激光退火时的像素布局的平面图；图IIB为图IIA的截面图；图12示出了在图IO所示的像素布局中，在激光退火期间的金属导线的布局图13的电路图示出了根据第一实施例的像素电路；图14的平面图示出了根据第一实施例的像素的像素布局；图15的电路图示出了根据第二实施例的像素电路；图16的平面图示出了根据第二实施例的像素的像素布局；图17的透视图示出了应用本发明的实施例的电视机的外部；图18A的前透视图示出了应用本发明的实施例的数码相机的外部；图18B的后透视图示出了应用本发明的实施例的数码相机的外部；图19的透视图示出了应用本发明的实施例的笔记本计算机的外部；图20的透视图示出了应用本发明的实施例的摄像机的外部；图21A示出了应用本发明的实施例的打开状态的移动电话的正面外观图；图21B示出了图21A的侧视图；图21C示出了应用本发明的实施例的闭合状态的移动电话的正面外观图；图21D示出了图21C的左视图；图21E示出了图21C的右视图；图21F示出了图21C的俯视图；以及图21G示出了 21C的仰视图。
具体实施例方式
下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。将按照如下顺序进行描述。 1.根据基本实例的有机EL显示装置(2Tr像素结构) 2.第一实施例(将辅助电容器的另一端连接至公共电源线) 3.第二实施例(将辅助电容器的另一端连接至前一像素行的电源线) 4.变形例 5.应用例(电子设备) 1.基本实例 系统结构 图1为根据本发明的基本实例的有源矩阵显示装置的结构的系统结构示意图。本 文中，举例描述了有源矩阵有机EL显示装置，其中，像素的发光元件(即，像素电路)用的 是有机EL元件。换句话说，在该实例中的发光元件为电流驱动光电元件，其发光亮度根据 流入器件的电流值而改变。 如图1所示，根据基本实例的有机EL显示装置10包括多个像素20，均包括发光元件；像素阵列30，其中，以二维阵列设置像素20 ;以及驱动单元，设置在像素阵列30的附 近。驱动单元驱动在像素阵列30中的每个像素20的发光。 例如，像素20的驱动单元由扫描驱动系统和信号供给系统组成。扫描驱动系统包 括写扫描电路40和驱动电路50。信号供给电路包括信号输出电路60。在根据本申请的有 机EL显示装置10中，信号输出电路60设置在由像素阵列30形成的显示面板70上，而写 扫描电路40和驱动电路50都设置在显示面板(基板)70的外部。 在将有机EL显示装置10配置为用于黑白显示器的情况中，用作形成黑白图像的 单元的单个像素与像素20相对应。反之，在将有机EL显示装置IO配置为用于彩色显示器 的情况中，用作形成彩色图像的单元的单个像素由多个子像素组成。在这种情况中，子像素 相当于像素20。更具体地，在用于彩色显示器的显示装置中，单个像素可以由三个子像素组 成例如发红(R)光的子像素、发绿(G)光的子像素以及发蓝(B)光的子像素。
然而，单个像素不限于三原色RGB子像素的组合。换句话说，也可以通过将一种或 者多种颜色的子像素添加至三原色的子像素中来实现单个像素。更具体地，为了增强亮度 可以通过添加发白(W)光的子像素来实现单个像素。作为选择，为了扩大再现色域，还可以 通过添加发补色光的至少一种其它子像素来实现单个像素。 像素阵列30由m行n列像素20的阵列组成。扫描线31-1 31-m和电源(艮卩， 驱动)线32-l 32-m沿着每行(g卩，像素行方向或者水平方向)延伸至每个像素。此外， 信号线33-1 33-n沿着每列(即，像素列方向或者垂直方向)延伸至每个像素。
扫描线31-l 31-m分别连接至写扫描电路40的对应行的输出端子。驱动线 32-1 32-m分别连接至驱动电路50的对应行的输出端子。信号线33_1 33_n分别连接 至信号输出电路60的对应列的输出端子。 通常，在诸如玻璃基板的透明绝缘基板上形成像素阵列30。这样，以平面(即，平 台)面板结构实现有机EL显示装置IO。可以使用非晶硅TFT或者低温多晶硅TFT形成像 素阵列30中的每个像素20的驱动电路。当使用低温多晶硅TFT时，也可以将写扫描电路 40和驱动电路50整合在显示面板70之上。 通过移位寄存器或者类似组件实现写扫描电路40，移位寄存器或者类似组件 (即，传输)与时钟脉冲ck同步地顺序移动起始脉冲sp。当将图像信号写至在像素阵列30 中的每个像素20时，写扫描电路40通过将写扫描信号WS(WS1 WSm)顺序提供给扫描线 31-1 31-m(即，线序扫描)来基于每行顺序扫描在像素阵列30中的每个像素20。
通过与时钟脉冲ck同步地顺序移动起始脉冲sp的移位寄存器或者类似组件来实 现驱动电路50。与写扫描电路40所执行的线序扫描同步，驱动电路50将电源电位(S卩，驱 动电位)DS(DS1 DSm)提供给电源线32_1 32_m。驱动电压在第一电源电位Vcc和低于 第一电源电位Vcc的第二电源电位Vss之间交替变换。由于驱动电压DS在Vcc和Vss之 间交替变换，像素20的发光(即，发光或者不发光)得到控制。 根据由信号电源(在附图中没有示出)所提供的亮度信息，信号输出电路60适当 选择并且输出以下电压之一 图像信号的信号电压Vsig(下文中，也简称为信号电压)、或 者参考电位Vofs。本文中，从信号输出电路60选择性地输出的参考电位Vofs用作图像信 号的信号电压Vsig的参考电位(例如，诸如与图像信号的黑色灰度等价的电位)。
例如，信号输出电路60可以采用时分驱动电路结构。时分驱动还称作基于选择器的驱动，并且包括相对于用作信号电源的驱动器(在附图中没有示出)中的单个输出端子 将多条信号线分配给单元(组)。然后，以时分方式顺序选择多条信号线，同时相对于所选 信号线以时间序列经由驱动器的每个输出端子输出图像信号。因此，通过提供以时分方式 分配的这些图像信号来驱动每条信号线。 考虑举例中的彩色显示器的情况，其中，把一列三个相邻像素R、G以及B当作单个 单元，其中，在一个水平期间内将来自驱动器的各个R、G以及B图像信号以时间序列输入至 信号输出电路60。通过相对于一列三个像素R、G以及B所设置的选择器(即，选择开关) 来实现信号输出电路60。由于选择器以时分方式顺序执行接通操作，因此各个R、 G以及B 图像信号以时分方式写至对应的信号线。 本文中，把一列(即，单条线)三个像素R、G以及B当作单个单元，但是应当理解， 本发明的实施例不局限于此。此外，实施以上时分方法(即，基于选择器的驱动)产生如下 优点，如果把时间分割数取作x(其中，x为不小于2的整数)，则驱动器的输出数量以及在 驱动器和信号输出电路60(以及显示面板70)之间的导线数量减少至信号线数量的1/x。
基于每行将从信号输出电路60选择性地输出的信号电压Vsig或者参考电位Vof s 经由信号线33-1 33-n写至在像素阵列30中的每个像素20。换句话说，信号输出电路 60执行线顺次写入的驱动配置，其中基于每行(即，每条线)写入信号电压Vsig。
像素电路 图2示出了用于根据基本实例的有机EL显示装置10中的像素(S卩，像素电路)20 的具体的典型配置的电路图。 如图2所示，通过以下元件来实现像素20 :电流驱动光电元件，其发光亮度根据流 入诸如有机EL元件21的器件中的电流值而改变；以及驱动电路，其驱动有机EL元件21 。 将有机EL元件21的阴极连接至由所有像素20所共用的公共电源线34( S卩，公共线)。
将驱动有机EL元件21的驱动电路配置为包括驱动晶体管22、写晶体管(S卩，取 样晶体管)23以及保持电容器24。本文中，可以通过使用N沟道TFT来实现驱动晶体管22 和写晶体管23。然而，以上仅为驱动晶体管22和写晶体管23的导电类型的可能组合的一 个实例，并且本发明的实施例不局限于此。 如果将N沟道TFT用于驱动晶体管22和写晶体管23，则可以使用非晶硅(a-Si)
方法。通过使用a-Si方法，可以降低用于制造TFT的基板的成本，并且可能潜在降低有机
EL显示装置10的成本。此外，如果将相同的导电类型的组合用于驱动晶体管22和写晶体
管23，则可以用相同的方法制造晶体管22和23，从而有利于降低成本。 将驱动晶体管22的第一电极(源极或者漏极)连接至有机EL元件21的阳极，同
时将另一电极(漏极或者源极)连接至驱动线32(32-1 32-m)之一。 将写晶体管23的栅极连接至扫描线31(31-l 31-m)之一。在剩余电极中，将第
一电极(源极或者漏极)连接至信号线33(33-1 33-n)之一，同时将另一电极(漏极或
者源极)连接至驱动晶体管22的栅极。 在驱动晶体管22和写晶体管23中，"第一电极"指的是电连接到源极或者漏极区 域的金属导线，同时"另一电极"指的是电连接漏极或者源极区域的金属导线。此外，根据 第一电极和另一电极之间的电位关系，第一电极可以为源电极或者漏电极，而另一电极可 以为漏电极或者源电极。
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将保持电容器24的第一电极连接至驱动晶体管22的栅极，同时将另一电极连接 至驱动晶体管22的另一电极以及有机EL元件21的阳极。 在具有以上配置的像素20中，在高电平时，写晶体管23切换至导通状态，使来自 写扫描电路40并且经由扫描线31之一施加给写晶体管的栅极的写扫描信号WS有效。这 样，根据经由信号线33之一从信号输出电路60所提供的亮度信息，写晶体管23进行取样 并且将图像信号的信号电压Vsig或者参考电位Vofs写至像素20。将如此写入的信号电压 Vsig或者参考电位Vofs施加给驱动晶体管22的栅极，又将该信号电压或者参考电位保存 在保持电容器24中。 当驱动线32(32-l 32-m)之一的电位DS (下文中，称作驱动电位)为第一电源电 位Vcc时，驱动晶体管22运行在饱和区域，第一电极变成漏极并且另一电极变成源极。这 样，驱动晶体管22从驱动线32之一接收电流供给并且通过电流驱动来驱动有机EL元件21 发光。更具体地，通过在饱和区域运行，驱动晶体管22向有机EL元件21提供驱动电流，该 驱动电流值与保存在保持电容器24中的信号电压Vsig的电压值相对应。通过以这种方式 电流驱动有机EL元件21，使有机EL元件21发光。 此外，一旦驱动电位DS从第一电源电位Vcc切换至第二电源电位Vss时，随着第 一电极变成源极，并且另一电极变成漏极，驱动晶体管22作为开关晶体管运行。依靠切换 操作，驱动晶体管22中止向有机EL元件21提供驱动电流，这导致有机EL元件21进入不 发光状态。换句话说，驱动晶体管22还用作控制有机EL元件21发光和不发光的晶体管。
这样，依靠驱动晶体管22的切换操作，提供了有机EL元件21进入不发光状态(不 发光期间)的期间，并且此外，有机EL元件21的发光期间和不发光期间的比例受到控制 (即，执行占空控制)。可以将这种占空控制用于减少当像素20在整个帧期间发光时出现 重像，从而特别是进一步改善视频的质量。 在经由驱动线32之一从驱动电路50选择性地提供的第一电源电位Vcc和第二电 源电位Vss中，第一电源电位Vcc为向驱动晶体管22提供用于驱动有机EL元件21发光的 驱动电流的电源电位。第二电源电位Vss为将反向偏压施加给有机EL元件21的电源电 位。第二电源电位Vss低于用作信号电压Vsig参考的参考电位Vofs。例如，如果把Vth作 为驱动晶体管22的阈值电压，则可以将第二电源电位Vss设置为低于Vofs-Vth，并且优选 地，明显低于Vofs-Vth。
像素结构 图3为示出像素20的典型截面结构的截面图。如图3所示，在像素20中，在玻璃 基板201上形成包括驱动晶体管22的驱动电路。更具体地，在玻璃基板201上顺序形成绝 缘膜202、绝缘展平膜203、以及绕线绝缘膜204，并且将有机EL元件21设置在绕线绝缘膜 204的凹部204A中。在驱动电路的各个组成元件中，在图3中仅示出了驱动晶体管22，忽 略了其他组成元件。有机EL元件21包括阳极205，由金属或者类似材料制成；有机层206，形成在阳 极205的顶部上；以及阴极207，由透明导电膜或者类似材料制成，形成在有机层206的顶 部上，并且由所有像素共享。在绕线绝缘膜204的凹部204A的底部形成阳极205。
在有机EL元件21中，通过在阳极205上顺序堆积以下层来形成有机层206 :空穴 传输/注入层2061、发光层2062、电子传输层2063、以及电子注入层(在附图中没有示出)。随后，将通过图2所示的驱动晶体管22的电流驱动使电流从驱动晶体管22经由阳极205 流至有机层206。这样当电子和空穴在有机层206内部的发光层2062重新结合时将导致发 光。 驱动晶体管22包括栅电极221 ;对着半导体层222的栅电极221的沟道形成区
域225 ;以及在半导体层222中的沟道形成区域225的任一侧上的漏极/源极区域223和
224。将源极/漏极区域223经由接触孔电连接至有机EL元件21的阳极205。 此外，如图3所示，有机EL元件21经由玻璃基板201 (在其上也形成有包括驱动
晶体管22的驱动电路)上的绝缘膜202、绝缘展平膜203以及绕线绝缘膜204形成为像素
单元。此后，通过粘合剂210并且经由钝化层208连接密封基板。通过密封基板209密封
有机EL元件21形成显示面板70。 根据基本实例的有机EL显示装置的电路操作 现在，将基于图4所示的时序波形图参考图5A 6D描述根据基本实例的有机EL
显示装置io的电路操作。 为了简化示图，将写晶体管23表示为在图5A 6D中的开关符号。此外，显然也应 当理解，有机EL元件21具有等效电容(g卩，寄生电容)Cel。因此，在此也将等效电容Cel 表示为电容器。 如图4所示的时序波形图示出了扫描线31的电位WS(S卩，写扫描信号)、驱动线 32的电位DS(S卩，驱动电位)、信号线33的电位(Vofs/Vsig)以及驱动晶体管22的栅极电 压Vg和源极电压Vs的变化。
前帧发光期间 在图4所示的时序波形图中，时刻tl之前为有机EL元件21在前帧(或者域)的 发光期间。在该前帧的发光期间，驱动线32的电位DS为第一电源电位Vcc(下文中，称作 高电位)，同时写晶体管23为非导通状态。此处将驱动晶体管22设计为运行在饱和区。因此，如图5A所示，将驱动电流(即， 漏源极电流)Ids从驱动线32之一经由驱动晶体管22提供给有机EL元件21。该驱动电流 Ids的大小取决于驱动晶体管22的栅源电压Vgs。因此，有机EL元件21的发光亮度取决 于驱动电流Ids的电流值。
阈值校正准备期间 到时刻tl，系统进入线序扫描的新帧(g卩，电流帧)。如图5B所示，驱动线32之 一的电位DS从高电位Vcc切换至第二电源电位Vss (下文中，称作低电位)。相对于信号线 33之一的参考电位Vofs，低电位Vss明显低于Vofs-Vth。 这里把有机EL元件21的阈值电压取作Vthel，同时把公共电源线34的电位(即， 阴极电位)取作Vcath。这时，如果把低电位Vss取作Vss < Vthel+Vcath，则驱动晶体管 22的源极电位Vs约等于低电位Vss，这样，有机EL元件21进入反向偏压状态。因此，有机 EL元件21停止发光。 接下来，如图5C所示，在时刻t2，扫描线31之一的电位WS从低电位跃变为高电 位，使写晶体管23进入导通状态。这时，由于将参考电位Vofs从信号输出电路60提供给 信号线33之一，所以驱动晶体管22的栅极电压Vg变成参考电位Vofs。此外，驱动晶体管 22的源极电压Vs为电位Vss，明显低于参考电位Vofs。
这时，驱动晶体管22的栅源电压Vgs变为Vofs-Vss。此时，如果Vofs_Vss不大于 驱动晶体管22的阈值电压Vth，则下文将要描述的阈值校正处理受到阻止。因此，优选地， 设置其电压关系为Vofs-Vss > Vth。 这样，将驱动晶体管22的栅极电压Vg固定在(即，被定义为)参考电位Vofs，同 时将源极电压Vs固定在低电位Vss。这种电压初始化处理为下文要描述的阈值校正处理以 前所执行的准备处理(即，阈值校正准备)。因此，参考电位Vofs和低电位Vss变为驱动晶 体管22的栅极电压Vg和源极电压Vs的各自的初始电位。
阈值校正期间 接下来，如图5D所示，在时刻t3，驱动线32之一的电位DS从低电位Vss切换至高 电位Vcc时，通过驱动晶体管22的栅极电压Vg以保持状态开始阈值校正处理。换句话说， 驱动晶体管22的源极电压Vs开始上升至接近等于驱动晶体管22的栅极电压Vg减去阈值 电压Vth所获得的电位。 总之，使用驱动晶体管22的栅极电压Vg的初始电位Vofs作为参考，将源极电压 Vs改变至接近等于该初始电位Vofs减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所获得的电位。此 处将该处理称作阈值校正处理。当进行阈值校正处理时，驱动晶体管22的栅源极电压Vgs 最终收敛于驱动晶体管22的阈值电压Vth。将与阈值电压Vth相等的该电压保存在保持电 容器24中。 在进行阈值校正处理期间(即，阈值校正期间)，电流应当全部流入保持电容24， 而不流入有机EL元件21 。为了实现该处理，设置公共电源线34的电位Vcath以使有机EL 元件21进入截止状态。 接下来，在时刻t4，扫描线31之一的电位WS跃变至低电位，如图6A所示，使写晶 体管23进入非导通状态。这时，由于与信号线33之一电分离，驱动晶体管22的栅电极进 入悬浮状态。然而，由于栅源极电压Vgs等于驱动晶体管22的阈值电压Vth，所以驱动晶体 管22进入截止状态。从而，漏源极电流Ids没有流入驱动晶体管22。
信号写入和迁移率校正期间 接下来，如图6B所示，在时刻t5，信号线33之一的电位从参考电位Vofs切换至图 像信号的信号电压Vsig。随后，在时刻t6，扫描线31之一的电位WS跃变为高电位。如图 6C所示，这使写晶体管23进入导通状态，对图像信号的信号电压Vsig进行取样，并将该信 号电压Vsig写入像素20内部。 写晶体管23写入信号电压Vsig后，驱动晶体管22的栅极电压Vg变成信号电压 Vsig。此外，当用图像信号的信号电压Vsig驱动驱动晶体管22时，通过与保存在保持电容 器24中的阈值电压Vth相等的电压来抵消驱动晶体管22的阈值电压Vth。稍后，将详细描 述该阈值取消背后的原理。 这时，有机EL元件21为截止状态(g卩，高阻抗状态)。因此，与图像信号的信号电 压Vsig相对应的从驱动线32之一流入驱动晶体管22的电流(即，漏源极电流Ids)流入 有机EL元件21的等效电容Cel。因此，由漏源极电流Ids开始对有机EL元件21的等效电 容Cel进行充电。 对等效电容Cel进行充电后，驱动晶体管22的源极电压Vs随着时间的消逝而上 升。这时，抵销了每个像素的驱动晶体管22的阈值电压Vth的波动，并且驱动晶体管22的
12漏源极电流Ids取决于驱动晶体管22的迁移率y 。此处迁移率P为构成驱动晶体管22 的沟道的半导体薄膜中的电子迁移率。 这时，假设保持电容器24中的保持电压Vgs与图像信号的信号电压Vsig之比为 l(即，理想值)。在某些情况下，保持电压Vgs与信号电压Vsig之比也称作写增益。假设 以上比率，如果驱动晶体管22的源极电压Vs上升至电位Vofs-Vth+A V，则驱动晶体管22 的栅源极电压Vgs变成Vsig-Vofs+Vth-AV。 换句话说，保存在保持电容24中的电压(Vsig-Vofs+Vth)减去驱动晶体管22的 源极电压Vs的电压增量AV。不同的表述，源极电压Vs的增量AV使保持电容器24中的 累积电荷放电，以便应用负反馈。因此，驱动晶体管22的源极电压Vs的增量AV变成负反 馈的反馈量。 这样，可以通过将与流入驱动晶体管22的漏源极电流Ids相对应的负反馈的反馈 量AV加到栅源电压Vgs来抵消对驱动晶体管22的漏源极电流Ids的迁移率i！的依赖性。 该抵消对迁移率P的依赖性的处理为校正每个像素的驱动晶体管22的迁移率ii的波动 的迁移率校正处理。 更具体地，漏源极电流Ids随着写至驱动晶体管22的栅电极的图像信号的信号幅 值Vin(Vin = Vsig-Vofs)的升高而增加。因此，负反馈AV的绝对值也增加。从而，根据 发光亮度水平实施迁移率校正处理。 此外，在图像信号的信号幅值Vin恒定的情况下，负反馈AV的绝对值随着驱动晶 体管22的迁移率y的增加而增加。因此，可以消除每个像素的迁移率P的波动。从而， 也可以说，负反馈的反馈量AV是迁移率的校正量。稍后将详细描述迁移率校正背后的原理。 发光期间 接下来，如图6D所示，在时刻t7，扫描线31之一的电位WS跃变为低电位，这使写 晶体管23进入非导通状态。结果，驱动晶体管22的栅电极由于与信号线33之一电分离而 进入悬浮状态。 这里，当驱动晶体管22的栅电极为悬浮状态时，栅极电压Vg的变化关联于(即， 受制于)驱动晶体管22的源极电压Vs的变化。因为保持电容器24连接在驱动晶体管22 的栅极和源极之间，所以产生这种关联。这样，在本说明书中将驱动晶体管22的栅极电压 Vg关联到源极电压Vs的变化的操作称作保持电容器24的自举操作。 在驱动晶体管22的栅电极进入悬浮状态的同时，驱动晶体管22的漏源极电流Ids 开始流入有机EL元件21。这使有机EL元件21的阳极电位根据漏源极电流Ids而上升。
随后， 一旦有机EL元件21的阳极电位超过Vthel+Vcath，因为驱动电流开始流入 有机EL元件21，所以有机EL元件21开始发光。而且，有机EL元件21的阳极电位的上升 即驱动晶体管22的源极电压Vs的上升。如果驱动晶体管22的源极电压Vs上升，则保持 电容器24的自举操作使与之关联的驱动晶体管22的栅极电压Vg也上升。
如果假设这时自举增益为1 (即，理想值)，则栅极电压Vg的增量将等于源极电压 Vs的增量。因此，在发光期间驱动晶体管22的栅源极电压Vgs将保持Vsig-Vofs+Vth- A V 的恒量。随后，在时刻t8，信号线33之一的电位将从图像信号的信号电压Vsig切换至参考 电位Vofs。
13
在上述一系列电路操作中，阈值校正准备、阈值校正、信号电压Vsig的写入(即， 信号写入)、以及迁移率校正处理操作均在一个水平扫描期间(1H)执行。此外，在时刻t6 t7期间，并行执行信号写入和迁移率校正处理操作。 举例来说，上文描述了实施仅一次执行阈值校正处理的驱动方法的情况。然而，以 上驱动方法仅为一个实例，并且本发明的实施例不局限于以上驱动方法。例如，还可能实施 进行分段阈值校正的驱动方法。换句话说，除了进行迁移率校正和信号写处理的1H期间 外，还可以跨过1H期间以前的多个水平扫描期间以分段方式多次执行阈值校正处理。
通过实施分段阈值校正的驱动方法，即使由于提高分辨率所引起的像素数量增加 导致分配给单个水平扫描期间的时间减少，也可以跨过多个水平扫描期间以确保阈值校正 期间的时间足够。结果，可以可靠地实施阈值校正处理。
阈值消除原理 现在，将描述驱动晶体管22的阈值校正(S卩，阈值消除)背后的原理。如前所述， 阈值校正处理包括使用驱动晶体管22的栅极电压Vg的初始电位Vofs作为参考改变源极 电压Vs，以接近等于该初始电位Vofs减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所获得的电位。
由于将驱动晶体管22设计为运行在饱和区域，所以驱动晶体管22作为恒定电流 源运行。通过以恒定电流源运行，由下式给出的恒定的漏源电流(即，驱动电流)Ids
Ids = (1/2) X ii (W/L) Cox (Vgs-Vth)2 (2) 从驱动晶体管22提供给有机EL元件21，其中，W为驱动晶体管22的沟道宽度，L 为沟道长度，Cox为每单位面积的栅极电容。 图7为与驱动晶体管22的漏源极电流Ids相对应的栅源极电压Vgs的图。
如图7所示，如果没有校正每个像素的驱动晶体管22的阈值电压Vth的波动，则 当阈值电压Vth为Vthl时，与栅源极电压Vgs相对应的栅源极电流Ids变成Idsl。
反之，当阈值电压Vth为Vth2(其中，Vth2 > Vthl)时，与相同的栅源极电压Vgs 相对应的栅源极电流Ids变成Ids2 (其中，Ids2 < Idsl)。换句话说，如果改变驱动晶体管 22的阈值电压Vth，则即使驱动晶体管22的栅源极电压Vgs保持恒定，栅源极电流Ids也 会改变。 与此同时，在如前所述配置的像素(即，像素电路)20中，如前所述，在发光期间驱 动晶体管22的栅源极电压Vgs为Vsig-Vofs+Vth-AV。因此，如果将以上栅源极电压Vgs 代入等式2，则可以将漏源极电流Ids表示为
Ids = (1/2) X ii (W/L)Cox(Vsig-Vofs-AV)2 (3) 换句话说，去掉了表示驱动晶体管22的阈值电压Vth的项，因此，从驱动晶体管22 向有机EL元件21所提供的漏源极电流Ids不再依赖于驱动晶体管22的阈值电压Vth。结 果，即使由于驱动晶体管22的制作过程变动或者基于时间的变化导致每个像素的驱动晶 体管22的阈值电压Vth变化，漏源极电流Ids也不改变。因此，可以将有机EL元件21的 发光亮度保持恒定。
迁移率校正原理 接下来，将描述驱动晶体管22的迁移率校正背后的原理。如前所述，迁移率校正 处理包括将与流入驱动晶体管22的漏源极电流Ids相对应的迁移率校正量A V以负反馈 施加给在驱动晶体管22的栅极和源极之间的电位偏差。依靠这种迁移率校正处理，可以抵消对驱动晶体管22的漏源极电流Ids的迁移率P的依赖性。 图8为将其驱动晶体管22具有相对较大的迁移率的像素A与其驱动晶体管22 具有相对较小的迁移率P的像素B进行比较的曲线图。在使用多晶硅薄膜晶体管或者类 似材料来实现每个驱动晶体管22的情况下，期望在与以上像素A和B相似的像素中出现迁 移率的波动。 假定像素A和像素B的迁移率之间存在波动，例如，考虑以下情况，将同水平的 信号幅值Vin(Vin = Vsig-Vofs)分别写至像素A和像素B的驱动晶体管22的栅电极。在 这种情况下，如果没有校正迁移率P ，则在流入具有较大迁移率P的像素A的漏源极电流 Idsl'和流入具有较小迁移率P的像素B的漏源极电流Ids2'之间产生很大差别。如果 这种方式由于每个像素的迁移率P的波动产生漏源极电流Ids的较大的像素间偏差，则消 弱了屏幕的均一性。 由在以上等式2中所表示的晶体管特征证实，当迁移率相对较大时，漏源极电 流Ids增加。因此，当迁移率y增加时，负反馈量AV增加。如图8所示，具有相对较大迁 移率P的像素A的反馈量AVI大于具有相对较小迁移率P的像素B的反馈量AV2。
因此，迁移率校正处理用于将负反馈施加给栅源极电压Vgs，其中，反馈量AV与 驱动晶体管22的漏源极电流Ids相对应。这样，所施加的负反馈大至迁移率P较大的程 度。结果，可以抑制每个像素的迁移率P的波动。 更具体地，如果将反馈量为AVI的校正施加给具有较大迁移率P的像素A，则漏 源极电流Ids将从Idsl'明显地降至Idsl。反之，由于对于具有较小迁移率y的像素B 的反馈量AV2较小，所以漏源极电流Ids没有明显降低，从Ids2'降至Ids2。以上情况导 致需要校正每个像素的迁移率P的波动，以使像素A的漏源极电流Ids变得约等于像素B 的漏源极电流Ids2。 总结上文，假定具有不同迁移率y的像素A和像素B，具有较大迁移率的像素 A的反馈量AV1大于具有较小迁移率的像素B的反馈量AV2。换句话说，反馈量AV 与迁移率P成比例地增加，并且因此，漏源极电流Ids的减小量也在增大。
因此，通过将负反馈施加给栅源极电压Vgs (栅源极电压的反馈量A V随着驱动晶 体管22的漏源极电流Ids变化)，对于具有不同迁移率的像素，其漏源极电流Ids的电 流值变得相等。结果，可以校正每个像素的迁移率P的波动。换句话说，将负反馈施加给 驱动晶体管22的栅源极电压Vgs的处理为迁移率校正处理，其中，栅源极电压的反馈量AV 随着驱动晶体管22的漏源极电流Ids变化。 现在，将结合图9A 图9C描述对于是否执行阈值校正和迁移率校正的情况下的 图像信号的信号电位(即，取样电位)Vsig和图2中所示的像素(即，像素电路)20中的驱 动晶体管22的漏源极电流Ids之间的关系。 图9A示出了既没执行阈值校正处理也没执行迁移率校正处理的情况。图9B示出 了执行阈值校正处理，但没执行迁移率校正处理的情况。图9C示出了执行阈值校正处理和 迁移率校正处理的情况。如图9A所示，在既没执行阈值校正处理也没执行迁移率校正处理 的情况下，由于像素A和B中的阈值电压Vth和迁移率ii的单像素波动，像素A和B的漏 源极电流Ids具有较大差别。 如图9B的对比所示，在仅执行阈值校正处理的情况下，漏源极电流Ids的波动在
15某种程度上有所减小，但是由于像素A和像素B的迁移率的单像素波动，像素A和B之 间仍然存在漏源极电流Ids的差别。然而，如图9C所示，执行阈值校正处理和迁移率校正 处理几乎完全消除了由于像素A和像素B的阈值电压Vth和迁移率的单像素波动引起 的像素A和像素B的漏源极电流Ids的差别。因此，任何色调没有出现有机EL元件21的 亮度波动，并且可以获得具有良好图像质量的显示图像。 除了具有阈值校正和迁移率校正的各自的校正功能之外，如前所述，图2所示的 像素20还设置有由保持电容器24完成的自举操作的功能。结果，具有下列优点。
通过保持电容器24的自举操作，即使由于有机EL元件21的I_V特征随着时间而 发生变化导致驱动晶体管22的源极电压Vs变化，也可以将驱动晶体管22的栅源极电压 Vgs保持为恒值。因此，流入有机EL元件21的电流变为常量并且不变。结果，有机EL元件 21的发光亮度保持恒定，从而实现不会因有机EL元件21的I-V特征随时间变化而导致图 像显示出现与亮度相关的缺陷。
辅助电容器的作用 在如图2所示的像素电路中，保持电容器24的电容值取为Ccs，驱动晶体管22栅 极和源极之间的寄生电容值取为Cgs，有机EL元件21中的等效电容的电容值取为Cel。因 此，当写入图像信号的信号电压Vsig时的写增益G通过以下等式给出。
G = l-{(Ccs+Cgs)/(Ccs+Cgs+Cel)} (4) 如以上等式4说明，当在有机EL元件21中的等效电容器的电容值Cel增大时，写 增益G接近1(S卩，理想值)。 与此同时，近期为了实现更高分辨率的显示装置，存在像素20小型化的趋势。如 果像素20小型化，则有机EL元件21的尺寸也将减小。这样，有机EL元件21的等效电容 器的电容值Cel将减小。结果，如等式4所说明的，写增益G降低。 如前所述，为了补偿有机EL元件21的电容不足，在有机EL元件21的阳极和固定 电位节点之间增加辅助电容器。通过增加辅助电容器，可以将写增益G表示为
G = l-{(Ccs+Cgs)/(Ccs+Cgs+Cel+Csub)} (5)
其中，Csub为辅助电容器的电容值。 如以上等式5说明，通过在有机EL元件21的阳极和固定电位节点之间增加辅助 电容器，即使对于小尺寸的有机EL元件21，也能增加写增益。而且，通过补偿有机EL元件 21中的电容不足，当写图像信号的信号电压Vsig时，辅助电容器能够抑制驱动晶体管22的 源极电压Vs的上升。 由于辅助电容器的作用，消除了写至保持电容器24的图像信号的信号电压Vsig 的幅值损失。换句话说，消除了驱动晶体管22的栅源极电压Vgs的降低，并且确保了驱动 晶体管22的驱动电压。因此，可以通过与输入图像信号的信号电压Vsig的幅值相对应的 驱动电压来驱动有机EL元件21。结果，能够获得其亮度对应于图像信号的信号电压Vsig 的幅值的发光。 此外，在前述迁移率校正处理中，与在阈值校正处理期间不同，驱动晶体管22的 源极电压Vs的收敛电压不恒定。这是因为在迁移率校正处理期间驱动晶体管22的栅极电 压Vg为信号电压Vsig，并且有机EL元件21运行时电压小于等于阈值电压Vthel。假定这 种情况下，将迁移率校正时间设置为较短的期间。与此同时，在阈值校正处理中，相对于驱
16动晶体管22的初始电压Vofs的源极电压Vs的收敛电压通过驱动晶体管22的阈值电压 Vth变成低于初始电压Vofs的恒定电压(换句话说，收敛电压变成等于Vofs-Vth)。
现在，将进一步考虑当显示白色时的迁移率校正处理。在迁移率校正处理期间，有 机EL元件21的阳极电压(即，驱动晶体管22的源极电压Vs)应该不大于有机EL元件21 的阴极电压Vcath和阈值电压Vthel的和(即，不大于Vcath+Vthel)。
在这种情况下，驱动晶体管22的源极电压Vs更快地上升至有机EL元件21的寄 生电容(即，等效电容)的电容值Cel较小的程度，以及用于显示白色的驱动电流较大的程 度。因此，为了可靠地进行迁移率校正处理，縮短了迁移率校正时间。
可以将迁移率校正时间t表示为
t = (Ccs+Cel) X AVs/Ids (6) 其中，A Vs为驱动晶体管22的源极电压Vs在迁移率校正操作期间的上升量，Ids 为在迁移率校正期间流入的电流。 如以上等式6说明，迁移率校正时间t在迁移率校正期间随着电流Ids值的增大 而变短。迁移率校正时间t随着有机EL元件21中的等效电容的电容值Cel的增大而变长。
如果迁移率时间t变短，则难以对迁移率校正时间t进行控制。因此，为了延长迁 移率校正时间t，增大了有机EL元件21的等效电容器的电容值Cel。然而，为了增大电容 值Cel而增大有机EL元件21的尺寸，其上限值由像素20的开孔率所限定。从另一角度来 看，通过将辅助电容器添加在有机EL元件21的阳极和固定电位节点之间来补偿有机EL元 件21中的电容不足仍然是更可取的。 此外，如前所述，由于有机EL元件21的每种发光颜色的发光效率不同，每种发光 颜色的驱动晶体管22的尺寸(因此驱动性能不同)不同。因此，如果有机EL元件21和辅 助电容器的合成电容为恒值，则根据发光颜色，迁移率校正时间t将产生相差。因此，为了 使迁移率校正时间t恒定，与发光颜色无关，根据发光颜色来改变辅助电容器的电容Csub。
换句话说，对于有机EL元件21的每种发光颜色来说，添加至像素20的辅助电容 器的电容Csub不同。作为一个实例，考虑形成由三个像素(S卩，子像素)R(红)、G(绿)以 及B (蓝)组成的彩色图像的一个单元的单个像素的情况。在该实例中，在R、G以及B像 素中的各自的辅助电容器中的电容Csub不同。
辅助电容器布局 如果为更大的显示装置所设计的有机EL元件21的驱动电流增加，则每种颜色的
有机EL元件21的寄生电容Cel的差别将变得更大。因此，添加至像素20的辅助电容器的
尺寸变得非常大。这种大电容器的一种布局方式由图10的例子示出。 图10示出了由三个像素(即，子像素)RGB的重复单元组成的颜色阵列。在该颜
色阵列中，这种像素布局为在水平方向上的相邻的像素对关于分开这两个像素的边界线O
对称。通过采用这种像素布局，为每个像素列垂直设置的信号线33R、33G以及33B沿着与
边界线0相对的像素边缘延伸。 结果，如图10所示，在与边界线0相对应的像素边缘的附近不存在信号线33R、33G 以及33B。因此，可以形成横跨两个相邻像素之间的边界的每个辅助电容器25。通过形成 横跨在两个像素之间的边界的每个辅助电容器25，可以布置大尺寸的辅助电容器25。举例 来说，图IO示出了 B像素的辅助电容器25B。
激光退火 在低温多晶硅TFT中，为了使非晶硅结晶，通常使用激态分子激光退火(ELA)。然 而，在通过激态分子激光退火所形成的TFT具有高迁移率的同时，这种TFT的阈值电压和迁 移率也具有较大波动。此外条纹图案也存在这种波动的问题。 反之，还存在激光热退火(LTA)，其使用来自固定激光的热量使TFT中的非晶硅退 火并微结晶。通过激光热退火，阈值电压和迁移率的波动较小，并且不易检测到由于以上波 动所导致的任何亮度波动。此外，激光热退火产生非晶硅的两倍或者三倍的迁移率。
现在，将考虑激光退火。图IIA和图IIB示出了进行激光退火时的像素布局。图 IIA为像素布局的平面图，图IIB为图IIA的沿着线XIB切开的截面图。
在铝(Al)气相沉积步骤以前执行激光退火步骤，因此在像素中仍不存在A1。此 外，尽管在图IIA和11B中的岛状区域中形成非晶硅层，但是在实际激光退火期间，非晶硅 层沉积在整个面板的上方。 激光退火包括用激光照射基板，使该基板在整个面板上沉积有非晶硅层。通过光 对基板进行加热，使非晶硅微结晶。此外，在激光热退火中，可以使激光仅照射特定的像素 位置。因此，可能使用如图IIA和IIB所示的具有低熔点的金属(诸如A1)在非照射部中 形成低阻抗导线。通过形成这种低阻抗导线，可以明显减轻由于配线阻抗所导致的信号传 播延迟。因此，这具有有利于显示面板放大的优点。 现在，将结合图IO所示的像素布局描述激光退火的情况。图12示出了图10所示 的像素布局在激光退火期间的金属导线的布局。举例来说，图12示出了添加至每个B像素 的辅助电容器25B比其他颜色的辅助电容器的尺寸大的情况。图中省略了 R和G像素的辅 助电容器。 在图12中，在水平方向上每隔两个像素设置B像素。因此，在R像素和G像素以 线对称方式邻接的位置没有形成辅助电容器25B。换句话说，当形成横跨在相邻像素之间的 边界的B像素的大尺寸辅助电容器25B时，辅助电容器25B形成在横跨B像素与R像素相 邻的边界，或者横跨B像素与G像素相邻的边界。在相邻的R和G像素之间没有形成辅助 电容器25B。 如图10和图12所示，通过采用在水平方向上的相邻像素对关于边界线0对称的 布局，如前所述可以形成大尺寸的辅助电容器25B。然而，在图12所示的像素布局中(即， 其间没有形成辅助电容器25B的像素对的像素布局)中，当仅看R像素或者G像素时，形成 每个辅助电容器25的金属层在每条线上是断续的。 因此，在激光退火步骤中，传递到TFT上的非晶硅的热量根据辅助电容器25B的金 属图案的有或无而不同，如前所述，这使TFT特征变得不一致。结果，在每条线上出现条纹， 这使显示图像的图像质量受损害。 因此，假设像素布局具有横跨在水平方向上的相邻像素对所形成的辅助电容器， 期望提供可以使用激光退火使TFT特征一致的像素布局。下文中，将描述本发明的具体实 施例。 2.第一实施例
像素电路 图13示出了根据第一实施例的像素20A的像素电路的电路图。在图13中，对于与图2中所示等同的部分使用同样的参考符号。 如图13所示，根据本实施例的像素20A包括驱动晶体管22、写晶体管23以及保持 电容器24，这些构成了有机EL元件21的驱动电路。此外，像素20A还包括辅助电容器25。 辅助电容器25连接在有机EL元件21的阳极(即，驱动晶体管22的源电极)和作为固定 电位节点的公共电源线34之间。
像素布局 图14示出了根据第一实施例的像素20A的像素布局的平面图。在图14中，与图 12所示等同的部分使用相同的参考符号。举例来说，图14示出了对于每个B像素均布置辅 助电容器25B的情况。图中省略了R和G像素的辅助电容器。如前所述，每个B像素的辅 助电容器25B大于其它颜色的辅助电容器。 在图14中，当为每个B像素布置越过相邻像素区域的大尺寸辅助电容器25B时， 每个辅助电容器25B横跨在特定像素对之间的边界形成。更具体地，辅助电容器25B横跨 B像素和其相邻R像素之间的边界，或者横跨B像素和其相邻G像素之间的边界形成。反 之，在除特定像素对之外的像素对之间没有形成辅助电容器25B。换句话说，在相邻R和G 像素之间没有形成辅助电容器25B。 从而，在根据第一实施例的像素布局中，在没有形成辅助电容器25B的R和G像 素之间的每个区域形成岛状金属图案26。换句话说，在与辅助电容器25B相对应的位置形 成金属图案26。该金属图案26成为每个B像素的辅助电容器25B的金属图案的仿真图案 (dummy pattern)。其中，金属图案26还可以为与辅助电容器25B的金属图案不同的图案。
通过采用根据如上所述的第一实施例的像素布局，在任何两个像素之间将存在与 每个B像素的辅助电容器25B相对应的金属图案。这样，可以防止在激光退火期间传递到 TFT上的非晶硅的热量急剧地变化。 换句话说，根据第一实施例的像素布局，在激光退火期间传递到TFT上的非晶硅 的热量变得均匀(即，有规律)。这样，可以使由激光退火产生的TFT特征有规律，并且获得 均一的图像质量，不会出现由于TFT特征的波动所导致的不规律性。 此外，如前所述，使用激光热退火，可以使激光仅照射特定的像素位置。因此，可
以使用具有低熔点的金属(诸如A1)在非照射部中形成低阻抗导线。在本实例中，信号线
33R、33G以及33B具有在没有通过激光照射的部分中形成的这种低阻抗导线。 通过以这种方式在部分信号线33R、33G以及33B使用低阻抗导线，可以明显减小
图像信号的信号电压Vsig或者参考电位Vofs的传输延迟，这有利于放大显示面板70。应
该理解，对于信号线33R、33G以及33B，在受激光照射的位置使用其它金属配线，然后将其
与以上导线电接触。 3.第二实施例 像素电路 图15为根据第二实施例的像素20B的像素电路的像素示意图。在图15中，与图 2中等同的部分使用同样的参考符号。 如图15所示，根据本实施例的像素20B包括驱动晶体管22、写晶体管23、以及保 持电容器24，这些构成了有机EL元件21的驱动电路。此外，像素20B还包括辅助电容器 25。辅助电容器25连接在有机EL元件21的阳极(即，驱动晶体管22的源电极)和在扫
19描方向上的前一像素行的驱动线32之间。 更具体地，在图15中如果从顶部至底部进行行扫描，则将第i个像素20Bi的辅助 电容器25的一端连接至有机EL元件21的阳极，将另一端连接至在第(i-1)行(即，前一 行)的驱动线32i-l。如先前参考图4所示的时序波形图所描述的电路操作所说明的，在阈 值校正准备期间(tl t3)驱动线32之一的电位DS变成低电位Vss，在所有其他期间期间 变成高电位Vcc。 当驱动该电流(即，第i)像素行时，前一 (SP，第(i-l))像素行的驱动线32i-l 的电位变成高电位Vcc，并且进入伪固定电位状态。从而，当选择第i行并且辅助电容器25 执行其功能时，在第i-l行上的驱动线32i-l变为第i行上的辅助电容器25的固定电位节 点。这样，辅助电容器25能够充分执行其功能，或者换句话说，充分补偿有机EL元件21的 电容不足。 这样，即使当采用将辅助电容器25的另一端连接至前一行的驱动线32的根据第 二实施例的像素布局时，该布局也变得与第一实施例类似。换句话说，如图14所示，该布局 为在没有形成辅助电容器25B的R和G像素之间的区域形成作为仿真图案的岛状金属图案 26。这样，得到了与根据第一实施例的像素布局的优点类似的优点。 此外，设置驱动线32以使在形成辅助电容器25B的当前像素行的区域的正上方形 成前一像素行的驱动线32。此外，如图16所示，将金属图案26的两个水平端经由接触元件 27A和27B电连接至驱动线32。通过采用这种配置，金属图案26和与金属图案26相对应 的驱动线32的部分变为并行连接。因此，与驱动线32没有并行连接至金属图案26的情况 相比较，在驱动线32中实现了更低的配线阻抗。 结果，如果在驱动线32没有并行连接至金属图案26的情况下，驱动线32的配线 阻抗已经足够，则驱动线32的线宽可以减小与能够实现的较小阻抗相对应的量。结果，可 以进一步使像素20小型化，同时也有利于由于抑制配线之间的短路发生频度而提高产量。
此外，通过降低每条驱动线32的配线阻抗，可以降低驱动线32上的负载，从而可 能实现更大的并且具有更高分辨率的显示面板70。此外，可以抑制由于驱动线32的配线阻 抗所导致的电压下降。这样，可以使显示高色调与显示低色调时的驱动线32的电位DS的 差别更小，并且因此可以抑制诸如串扰的图像质量问题。
4.变形例 在前述实施例中，通过举具有两个晶体管(2Tr)结构的例子，描述了有机EL元件 21的驱动电路。换句话说，有机EL元件21的驱动电路基本上包括以下两个晶体管驱动 晶体管22和写晶体管23。然而，本发明不局限于2Tr结构的应用。 除2Tr结构外，可以有各种其它的像素结构，诸如包括控制有机EL元件21的发光 /非发光的晶体管的结构、或者包括将参考电位Vofs选择性地写至驱动晶体管22的栅电极 的转换晶体管的结构。在采用包括控制发光/非发光的晶体管的像素结构的情况下，将电 源电位(即，驱动电位)提供给像素的驱动线的电位变成高电位Vcc。还可以将通过并行连 接至金属图案26来降低阻抗的技术应用到驱动线。 此外，在前述实施例中，通过举两个相邻像素关于分隔两个像素的边界线0对称 的例子描述了像素布局。然而，本发明不局限于线对称的像素布局，并且其实施例可以应用 于辅助电容器25横跨两个像素之间的边界形成的任何像素结构。
此外，通过举应用到其中使用有机EL元件作为像素的光电元件的有机EL装置的
例子，描述了前述实施例。然而，本发明不局限于这种应用例。更具体地，可以将本发明的
实施例应用于一般显示装置，该装置使用其发光亮度随着流入器件的电流值而变化的电流
驱动光电元件(即，发光元件)。例如，这种光电元件可以为有机EL元件、LED元件、或者半
导体激光元件。 5.典型应用例 可以将根据如前所述的本发明的实施例的显示装置应用于获取外部输入或者内
部生成的图像信号，并将图像信号显示为图像或视频的各类电子设备的显示装置。 根据本发明的实施例的显示装置，可以使用激光退火使TFT特征均一，以获得没
有条纹的均匀图像质量。因此，通过使用根据本发明的实施例的显示装置作为各类电子设
备的显示装置，可能改善这种电子设备的显示装置的显示质量。 根据本发明的实施例的显示装置也包括密封的、模块组件。例如，这种模块组件 包括通过将像素阵列粘贴至一块透明玻璃或者类似材料的相对侧所形成的显示模块。透 明相对侧除了遮光膜还可以设置有滤色镜、保护膜或者其它的膜。显示模块本身还可以设 置有用于在像素阵列和外部组件之间传输信号或者其它信息的电路或者柔性印刷线路板 (FPC)。 下文将描述应用本发明的实施例的电子设备的具体实例。图17 图21G所示的 各种电子设备是具有应用本发明的实施例的显示装置的电子设备的实例，诸如数码相机、 笔记本计算机、移动电话或者其它移动手持机以及摄像机。 图17为应用本发明的实施例的电视机的外部透视图。根据本典型应用的电视机 包括图像显示屏101，其由诸如前面板102和滤色玻璃103等组件组成。通过使用根据本发 明的实施例的显示装置作为图像显示屏101来制造根据本典型应用的电视机。
图18A和18B为应用本发明的实施例的数码相机的外部图。图18A为从前面看的 透视图，图18B为从后面看的透视图。根据本典型应用的数码相机包括诸如闪光灯111、显 示器112、菜单开关113以及快门按钮114等组件。通过使用根据本发明的实施例的显示装 置作为显示器112来制造根据本典型应用的数码相机。 图19为应用本发明的实施例的笔记本计算机的外部透视图。根据本典型应用的 笔记本计算机包括都装在主机121中的诸如当输入文本或者其它信息时所操作的键盘122 以及显示图像的显示器123等组件。通过使用根据本发明的实施例的显示装置作为显示器 123来制造根据本典型应用的笔记本计算机。 图20为应用本发明的实施例的摄像机的外部透视图。根据本典型应用的摄像机 包括诸如机身131、用于获取物体的图像并且设置在摄像机的前向侧面上的透镜132、当记 录时用的启动/停止开关133以及显示器134等组件。通过使用根据本发明的实施例的显 示装置作为显示器134来制造根据本典型应用的摄像机。 图21A 图21G为应用本发明的实施例的移动电话手持机的各种外部示图。这里 给出了作为移动手机的一个实例的移动电话手持机。图21A为移动电话手持机在打开状态 的前视图，图21B为图21A的侧视图。图21C为移动电话手持机在关闭状态的前视图，图 21D 图21G分别为图21C的左视图、右视图、俯视图以及仰视图。 根据本典型应用的移动电话手持机包括诸如上机壳141、下机壳142、连接单元
21(在该例中，铰链)143、显示器144、子显示器145、闪光灯146以及相机147等组件。通过 使用根据本发明的实施例的显示装置作为显示器144或者子显示器145来制造根据本典型 应用的移动电话手持机。 本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素，可以有多种修改、组合、 子组合和改进，只要其在本发明的权利要求或等同物的范围之内。
权利要求
一种显示装置，包括以阵列设置的多个像素，每个像素包括光电元件，写晶体管，被配置为写图像信号，驱动晶体管，被配置为根据所述写晶体管所写的所述图像信号驱动所述光电元件，保持电容器，连接在所述驱动晶体管的栅电极和源电极之间，被配置为保存由所述写晶体管所写的所述图像信号，以及辅助电容器，连接在所述光电元件的阳极和固定电位节点之间；其中各个辅助电容器横跨在像素行的像素布局方向上相邻的特定像素对之间的边界而形成，以及岛状金属图案在所述特定像素对之外的像素对之间的与所述辅助电容器相对应的位置形成。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述特定像素对和除所述特定像素对之外 的所述像素对都被配置为关于各个像素对之间的边界线而线对称的像素布局。
3. 根据权利要求l所述的显示装置，其中，所述固定电位节点是被配置为向所述像素提供电源电位的电源线， 所述岛状金属图案并行连接至所述电源线配线的一部分。
4. 根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述电源线通过向给定像素选择性地提供第一 电源电位、或者低于所述第一 电源电位 的第二电源电位来控制所述光电元件的发光，以及所述辅助电容器的一端连接至在所述当前像素行上的所述驱动晶体管的源电极，另一 端连接至前一像素行的所述电源线。
5. 根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个像素包括迁移率校正处理的功能，该功 能通过将负反馈施加给在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电位差来校正所述驱动晶 体管的迁移率，并且校正量随着流入所述驱动晶体管的电流而变化。
6. 根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述迁移率校正处理与由所述写晶体管进 行的所述图像信号写处理并行执行。
7. —种用于具有以阵列设置的多个像素的显示装置的像素布局方法，每个像素包括 光电元件，写晶体管，被配置为写图像信号，驱动晶体管，被配置为根据所述写晶体管所写的所述图像信号驱动所述光电元件， 保持电容器，连接在所述驱动晶体管的栅电极和源电极之间，被配置为保存由所述写 晶体管所写的所述图像信号，以及辅助电容器，连接在所述光电元件的阳极和固定电位节点之间，所述方法包括以下步骤横跨在像素行的像素布局方向上相邻的特定像素对之间的边界而形成各个辅助电容 器；以及在所述特定像素对之外的像素对之间的与所述辅助电容器相对应的位置形成岛状金 属图案。
8. —种电子设备，包括显示装置，具有以阵列设置的多个像素，每个像素包括 光电元件，写晶体管，被配置为写图像信号，驱动晶体管，被配置为根据所述写晶体管所写的所述图像信号驱动所述光电元件， 保持电容器，连接在所述驱动晶体管的栅电极和源电极之间，被配置为保存由所述写 晶体管所写的所述图像信号，以及辅助电容器，连接在所述光电元件的阳极和固定电位节点之间；其中横跨在像素行的像素布局方向上相邻的特定像素对之间的边界而形成各个辅助电容 器，以及在所述特定像素对之外的像素对之间的与所述辅助电容器相对应的位置形成岛状金 属图案。
全文摘要
本发明涉及显示装置、显示装置的像素布局方法以及电子设备。在显示装置中，以阵列设置多个像素。每个像素包括光电元件；写图像信号的写晶体管；根据由写晶体管所写的图像信号驱动光电元件的驱动晶体管；保持电容器，连接在驱动晶体管的栅电极和源电极之间，保存由写晶体管所写的图像信号；以及辅助电容器，连接在光电元件的阳极和固定电位节点之间。各个辅助电容器横跨像素行上的在像素布局方向上相邻的特定像素对之间的边界形成。在特定像素对之外的像素对之间的与辅助电容器相对应的位置上形成岛状金属图案。
文档编号G09G3/32GK101751854SQ200910246279
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月15日 优先权日2008年12月16日
发明者内野胜秀, 山本哲郎 申请人:索尼株式会社