专利名称：显示装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将发光元件用于像素的有源矩阵型的显示装置。此外，涉及 包括了这种显示装置的电子设备。
背景技术：
显示装置的开发。有机EL器件是利用了对有机薄膜施加电场则发光的现象 的设备。由于有机EL器件在施加电压IOV以下驱动，因此是低耗电。此夕卜 由于有机EL器件是自身发光的自发光元件，因此无需照明元件，容易轻量 化以及薄型化。而且有机EL器件的响应速度是几jis左右非常快，因此不产 生运动显示时的余像。
在将有机EL器件用于像素的平面自发光型的显示装置中，也尤其盛行 作为驱动元件将薄膜晶体管集成在各个像素而形成的有源矩阵型的显示装置 的开发。有源矩阵型平面自发光显示装置例如记载在以下的专利文献1至5。
专利文献l:(日本)特开2003-255856
专利文献2:(日本)特开2003-271095
专利文献3:(日本)特开2004-133240
专利文献4:(曰本)特开2004-029791
专利文献5:(曰本)特开2004-093682
但是，以往的有源矩阵型平面自发光显示装置由于工艺变动而导致驱动 发光元件的晶体管的阁电压和迁移率偏移。此外，有机EL器件的特性随时 间而变动。这样的驱动晶体管的特性偏移和有机EL器件的特性变动对发光 亮度造成影响。为了在显示装置的画面整体上均匀地控制发光亮度，需要在 各个像素电路内校正上述的晶体管和有机EL器件的特性变动。以往提出每 个像素具有该校正功能的显示装置。但是，以往的具有校正功能的像素电路 需要提供校正用的电位的布线、开关用的晶体管、以及开关用的控制脉沖， 且像素电路的结构复杂。由于像素电路的结构要素较多，因此成为显示的高
4清晰度化的障碍。
发明内容
鉴于以上的以往的技术课题，本发明的目的在于提供根据像素电路的筒
化而可实现显示的高清晰度化的显示装置。为了达到该目的，采用以下方法。
即本发明的显示装置由像素阵列单元和对其进行驱动的驱动单元构成，所述 像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、配置在两者交叉的部分的
行列状的像素、以及与像素的各行对应地配置的电源线，所述驱动单元包括: 对各扫描线提供依次控制信号从而以行为单位对像素进行线依次扫描的主扫 描器；配合该线依次扫描对各电源线提供在第1电位和第2电位切换的电源 电压的驱动扫描器；以及配合该线依次扫描而对列状的信号线提供成为视频 信号的信号电位和基准电位的信号选择器，所述像素包含发光元件、采样晶 体管、驱动晶体管、以及保持电容，所述采样晶体管，其栅极连接到该扫描 线，其源极以及漏极中的一个连接到该信号线，另一个连接到驱动晶体管的 栅极，所述驱动晶体管是P沟道型，其源极连接到该发光元件的阴极，其漏 极连接到接地布线，所述保持电容连接到该驱动晶体管的源极和栅极之间， 所述发光元件，其阳极连接到该电源线，其阴极连接到该驱动晶体管的源极， 所述显示装置的特征在于，在该信号选择器对该信号线提供基准电位的时间 带，所述主扫描器对该扫描线提供控制信号从而使该采样晶体管处于导通状 态，另一方面所述驱动扫描器在第1电位和第2电位之间切换该电源线，从 而将相当于该驱动晶体管的阈电压的电压保持到该保持电容，在该信号选择 器对该信号线提供信号电位的时间带，所述主扫描器对该扫描线提供控制信 号而使该采样晶体管处于导通状态，从而对从该信号线提供的信号电位进行 采样而保持到该保持电容，在所述驱动扫描器将该电源线维持在第1电位的 时间带，所述驱动晶体管根据该被保持的信号电位使驱动电流流过该发光元 件。
优选，在所述采样晶体管对从该信号线提供的信号电位进行采样而保持 到该保持电容时，将流过该驱动晶体管的驱动电流负反馈至该保持电容，从 而对信号电位加上对于该驱动晶体管的迁移率的校正。或者所述采样晶体管 也是P沟道型。或者所述主扫描器在该保持电容中保持了信号电位的阶段解 除对该扫描线的控制信号的施加，并使该采样晶体管处于非导通状态而将该驱动晶体管的栅极从该信号线电切断，从而该驱动晶体管的栅极电位联动(自 举动作)于源极电位的变动且将栅极和源极间的电压维持为一定。
本发明的显示装置，每个像素包括阈电压校正功能、迁移率校正功能、 自举功能等。通过阈电压校正功能能够校正驱动晶体管的阈电压变动。此外 通过迁移率校正功能同样能够校正驱动晶体管的迁移率变动。此外通过发光 时的保持电容的自举动作，能够始终保持固定的发光亮度，而与有机EL器 件的特性变动无关。即，即使有机EL器件的电流-电压特性经时变动，驱动 晶体管的栅极-源极间电压通过自举动作而保持为一定，因此，能够将发光亮 度维持为一定。
根据本发明，为了实现上述的阈电压校正功能、迁移率校正功能、自举 功能等，各个像素仅由发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、以及保持电容 构成，与以往相比晶体管的元件数量减少为两个。通过这样筒化的像素结构 实现上述的各种校正功能。通过像素电路的简化，能够缩小各个像素尺寸， 因此可实现显示装置的高清晰度化。
特别地，为了简化像素电路的结构，采用将驱动晶体管设为P沟道型，
对其源极连接了发光元件的阴极的结构。与N沟道型的晶体管相比，P沟道 型的晶体管阈电压和迁移率的偏差较小，能够易于进行其校正。此外与N沟 道型的晶体管相比，P沟道型的晶体管厄利(Early)效应不明显，驱动晶体 管提供的驱动电流不易受到电源电压的变动的影响。这样通过利用P沟道型 的驱动晶体管，从而减少各种原因引起的亮度的偏差，且能够提高画面的均匀性。
本发明由于使各个像素具有上述的阈电压校正功能、迁移率校正功能、 自举动作等，因此将对各个像素提供的电源电压作为开关脉沖来使用。通过
将电源电压开关脉冲化，从而无需阈电压校正用的开关晶体管和控制其栅极 的扫描线。其结果，能够大幅减少像素电路的结构元件和布线，可缩小像素 区域，能够达到显示的高清晰度化。此外通过同时进行迁移率校正和视频信 号电位的采样，从而同样能够简化像素电路的结构和布线，对缩小像素尺寸 做贡献。
图1是表示本发明的显示装置的整体结构的方框图。图2是表示图1所示的显示装置的实施方式的电路图。
图3是用于说明图2所示的显示装置的动作的定时图。
图4同样是用于说明动作的示意图。
图5同样是用于说明动作的示意图。
图6同样是用于说明动作的示意图。
图7同样是用于说明动作的示意图。
图8是表示本发明的显示装置的其它实施方式的电路图。
图9是用于说明本发明的显示装置的发展方式的曲线图。
图IO是用于说明发展方式的动作的定时图。
图11同样是用于说明发展方式的波形图。
图12同样是表示发展方式中使用的写扫描器的结构的电路图。
图13是用于说明图12所示的写扫描器的动作的定时图。
图14是表示参考例的显示装置的结构的电路图。
图15是用于说明参考例的显示装置的动作的定时图。
图16是表示本发明的显示装置的设备结构的截面图。
图17是表示本发明的显示装置的模块结构的平面图。
图18是表示包括本发明的显示装置的电视机的斜视图。
图19是表示包括本发明的显示装置的数字照相机的斜视图。
图20是表示包括本发明的显示装置的笔记本型个人计算机的斜视图。
图21是表示包括本发明的显示装置的移动终端装置的示意图。
图22是表示包括本发明的显示装置的摄像机的斜视图。
标号i兌明
l...像素阵列单元、2...像素、3…水平选择器(信号选择器)、4...写扫求 器、5…驱动扫描器、Trl…采样晶体管、Tr2…驱动晶体管、Cs...保持电容、 EL...发光元件
具体实施例方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。图l是表示本发明的显示装 置的整体结构的方框图。如图所示，本显示装置由像素阵列单元1和用于驱 动它的驱动单元构成。像素阵列单元l包括行状的扫描线WS、同样行状 的电源线DS、列状的信号线SL、配置在各个扫描线WS和各个信号线SL交
7差的部分的行列状的像素2。另外本例中，对各个像素2分配RGB三原色的
任一个，可显示彩色。但是并不限于此，还包含单色显示的面板。驱动单元
包括写扫描器(主扫描器)4、驱动扫描器5、以及水平选择器(信号选择器) 3，所述写扫描器4对各个扫描线WS提供依次控制信号从而以行为单位对像 素2进行线依次扫描，所述驱动扫描器5配合该线依次扫描而对电源线DS 提供在高电位Vcc和低电位Vss切换的电源电压从而使像素2进行规定的校 正动作，所述水平选择器3与线依次扫描配合而对列状的信号线SL提供成为 视频信号的信号电位Vsig和基准电位Vofs。
图2是表示图1所示的显示装置中包含的像素2的具体的结构的电路图。 如图所示，该像素2由发光元件EL、采样晶体管Trl、驱动晶体管Tr2、保 持电容Cs构成。像素电路2仅包含两个晶体管，与以往相比非常简化，能够 达到像素阵列单元的高清晰度化。
采样晶体管Trl是P沟道型，其栅极连接到扫描线WS，其源极和漏极 中的一个连接到信号线SL，另 一个连接到驱动晶体管Tr2的栅极G。驱动晶 体管Tr2是P沟道型，其源极S连接到发光元件EL的阴极，其漏极连接到 接地布线。保持电容Cs连接到驱动晶体管Tr2的源极S和栅极G之间。发 光元件EL是有机EL元件等二端型设备，其阳极连接到电源线DS,其阴极 如前所述那样连接到驱动晶体管Tr2的源极S。
另外在本实施方式中，采样晶体管Trl采用P沟道型。但本发明并不限 于此，采样晶体管Trl也可以利用N沟道型。本发明的特征之一在于，驱动 晶体管使用P沟道型。
在信号选择器(水平选择器)3对信号线SL提供基准电位Vofs的时间 带，主扫描器(写扫描器)4对扫描线WS提供控制信号从而使采样驱动器 Trl处于导通状态，另一方面驱动扫描器5使电源线DS在第1电位(高电位 Vcc )和第2电位(低电位Vss )之间切换，从而将相当于驱动晶体管Tr2的 阈电压Vth的电压保持到保持电容Cs。接着在信号选择器(水平选择器)3 对信号线SL提供信号电位Vsig的时间带，主扫描器(写扫描器)4对扫描 线WS提供控制信号从而再次使釆样晶体管Trl处于导通状态，从而对从信 号线SL提供的信号电位Vsig进行采样而保持到保持电容Cs。此后在驱动扫 描器5将电源线DS维持在第1电位(高电位)Vcc的时间带，驱动晶体管 Tr2根据在保持电容Cs中保持的信号电位Vsig使驱动电流流过发光元件EL。此时，在保持电容CS中保持的电位作为^^册极电压VgS而施加到P沟道型的
驱动晶体管Tr2的源极S和栅极G之间。在对保持电容Cs写入信号电位Vsig 之前，相当于驱动晶体管Tr2的阈电压Vth的电压预先写入保持电容Cs,因 此消除驱动晶体管Tr2的阈电压Vth的影响。从而即使驱动晶体管Tr2的阈 电压Vth对每个像素偏移，也不对发光元件的亮度造成影响。
驱动晶体管Tr2在饱和区域动作，根据保持电容Cs中保持的栅极电压 Vgs使漏极电流Ids流过发光元件EL。此时，P沟道型的驱动晶体管Tr2与N 沟道型相比厄利(Early)效应的影响少。换言之，对于漏极电流Ids的漏极 电压的变动的影响较少。从而P沟道型的驱动晶体管能够使由Vgs决定的漏 极电流Ids流过发光元件EL，而对电源电压的变动不受很大影响，且不易产 生亮度不均匀。
在采样晶体管Trl对从信号线SL提供的信号电位Vsig进行采样而保持 到保持电容Cs时，将流过驱动晶体管Tr2的驱动电流负反馈到保持电容Cs, 对信号电位Vsig加上对于驱动晶体管Tr2的迁移率|i的校正。根据该结构， 本像素电路以较少的晶体管元件数量，能够对信号电位Vsig加上驱动晶体管 Tr2的阈电压Vth校正，进行迁移率p的校正。
而且，在对保持电容Cs写入信号电位Vsig后，主扫描器(写扫描器)4 解除对于扫描线WS的控制信号的施加，并使采样晶体管Trl处于非导通状 态从而将驱动晶体管Tr2的栅极G从信号线SL电切断，因此驱动晶体管Tr2 的栅极电位联动于源极电位的变动，并将栅极G和源极S间的电压Vgs维持 为一定。根据该自举动作，能够将Vgs保持为一定，而与发光元件EL的电 流/电压特性的变动无关。
图3是用于说明图2所示的像素电路2的动作的定时图。该定时图表示 沿着时间轴T施加到扫描线WS的控制信号以及施加到电源线DS的电源电 压的波形。由于采样晶体管Trl是P沟道型，因此扫描线WS在低电平时导 通，在高电平时截止。该定时图除了表示控制信号WS的波形，还表示驱动 晶体管Tr2的栅极G的电位变化以及源极S的电位变化。此外，还表示施加 到信号线SL的视频信号的波形。该视频信号是成为在1个水平期间(1H期 间)内信号电位Vsig和基准电位Vofs相互切换的波形。
对扫描线WS施加用于导通采样晶体管Trl的控制信号脉沖。该控制信 号脉冲配合像素阵列单元的线依次扫描而在1场周期施加到扫描线WS。该
9控制信号脉沖在1个水平扫描周期(1H)期间包含2发的脉沖。将最初的脉
冲设为第1脉沖Pl，将后续的脉冲设为第2脉沖P2。电源线DS同样也在1 帧周期在高电位Vcc和低电位Vss之间切换。
如定时图所示，像素从前一场的发光期间进入当前场的非发光期间，此 后成为当前场的发光期间。在该非发光期间进行准备动作、阈电压校正动作、 信号写入动作、迁移率校正动作等。
在前一场的发光期间，电源线DS处于高电位Vcc，驱动晶体管Tr2将驱 动电流(漏极电流Ids )提供给发光元件EL。驱动电流Ids从处于高电位Vcc 的电源线DS通过发光元件EL，经由驱动晶体管Tr2流进接地布线。
接着在进入当前场的非发光期间的定时Tl,将电源线DS从高电位Vcc 切换为低电位Vss。由此电源线DS放电至Vss,而且驱动晶体管Tr2的源极 S的电位也下降至Vss。由此发光元件EL的阳极/阴极间电压几乎成为0V, 截止。由于不流过驱动电流，因此发光元件EL熄灭。此时联动于驱动晶体 管Tr2的源极S的电位下降，栅极G的电位也下降。
接着成为定时T2时将扫描线WS从高电位切换为低电位，由此采样晶 体管Trl成为导通状态。换言之通过对扫描线WS施加第1控制信号脉冲Pl, 从而采样晶体管Tr2导通。此时信号线SL处于基准电位Vofs。由此驱动晶体 管Tr2的栅极G的电位通过导通的采样晶体管Trl成为信号线SL的基准电位 Vofs。
在紧接其后的定时T3，电源线DS从低电位Vss切换为高电位Vcc。由 此驱动晶体管Tr2的源极电位上升至Vcc附近为止。通过该动作，驱动晶体 管Tr2的栅极G和源极S之间的电位差Vgs被充分设定为大于Vth，进行对 于Vth校正的准备。
此后在定时T4,电源线DS从高电位Vcc切换为低电位Vss,连接在驱 动晶体管Tr2的源极S和栅极G之间的保持电容Cs开始放电。通过该放电， 驱动晶体管Tr2的源极电位緩慢降低，在不久驱动晶体管Tr2的栅极G/源极 S间电压Vgs成为阈电压Vth处电流截止。这样相当于驱动晶体管Tr2的阈 电压Vth的电压被写入保持电容Cs。这即是阈电压校正动作。
在定时T5，扫描线WS /人低电位返回到高电位。换言之施加到扫描线 WS的第1脉冲Pl被解除，采样晶体管成为截止状态。如以上说明可知，第 1脉沖Pl是为了进行阈电压校正动作而施加到采样晶体管Trl的栅极。
10此后信号线SL从基准电位Vofs切换为信号电位Vsig。接着在定时T6 扫描线WS再次从高电平切换到低电平。换言之第2脉沖P2被施加到采样晶 体管Trl的栅极。由此采样晶体管Trl再次导通，从信号线SL对信号电位 Vsig进行采样。因此驱动晶体管Tr2的栅极G的电位成为信号电位Vsig。此 时由于驱动晶体管Tr2导通，因此保持电容Cs上产生放电，驱动晶体管Tr2 的源极电位降低AV。该降低值AV与驱动晶体管Trl的迁移率|1成比例。迁 移率)i越大降低值AV越大，因此结果上能够校正迁移率p的偏差的影响。 这样在以-观频信号的信号电位Vsig #:加到Vth的形式写入保持电容Cs后， 进而从保持在保持电容Cs的电压减去迁移率校正用的电压AV。
这样的迁移率校正动作进行至扫描线WS返回到高电平的定时T7为止。 从而从定时T6开始至定时T7为止的期间T6-T7成为信号写入期间&迁移率 校正期间。换言之，在对扫描线WS施加第2脉冲P2时，进行信号写入动作 以及迁移率校正动作。信号写入期间&迁移率校正期间T6-T7等于第2脉沖 P2的脉沖宽度。即第2脉冲P2的脉冲宽度规定迁移率校正期间。
这样在信号写入期间T6-T7同时进行信号电位Vsig的写入和校正量AV 的调整。Vsig越低流过驱动晶体管Tr2的电流Ids越大，AV的绝对值也越大。 从而进行基于发光亮度电平的迁移率校正。在将Vsig设为一定的情况下，驱 动晶体管Tr2的迁移率ji越大AV的绝对值越大。换言之迁移率)i越大对于 保持电容Cs的负反馈量(即放电量或者电压下降量)AV越大，因此能够消 除每个像素的迁移率n的偏差。
最后到定时T8时，电源线DS从低电位Vss切换为Vcc。由此漏极电流 Ids开始流过发光元件EL。发光元件EL的阴极电位几乎上升至Vcc为止。 发光元件EL的阴极电位的上升即是驱动晶体管Tr2的源极S的电位上升。在 驱动晶体管Tr2的源极S的电位上升时，根据保持电容Cs的自举动作而驱动 晶体管Tr2的栅极G的电位也联动地上升。栅极电位的上升量等于源极电位 的上升量。因此发光期间中驱动晶体管Tr2的栅极G/源极S间电压Vgs保持 为一定。该Vgs的值成为对信号电位Vsig加以阈电压Vth以及迁移率p的校 正的值。驱动晶体管Tr2在饱和区域动作。即驱动晶体管Tr2提供与栅极G/ 源极S间电压Vgs对应的驱动电流Ids。该Vgs的值成为对信号电位Vsig加 以阈电压Vth以及迁移率iii的校正的值。作为本发明的特征事项，驱动晶体 管Tr2是P沟道型。与N沟道型相比P沟道型厄利效应被抑制，因此漏极电
ii流Ids对漏极电压的依赖性减少，不易受到电源电压的影响。
接着参照图4 图7详细说明图1以及图2所示的本发明的显示装置的动 作。图4是表示Vth校正准备期间T2-T4的像素电路的动作状态的示意图。 在该准备期间，最初将控制信号WS设为低电平从而导通采样晶体管Trl，并 对驱动晶体管Tr2的栅极G写入基准电位Vofs。接着将电源线DS设为高电 平Vcc。根据该动作，驱动晶体管Tr2的Vgs被设定为比其阈电压Vth大。 因此需要满足Vcc-Vofs>|Vth|。这里将驱动晶体管Tr2的源极设为节点A。此 时驱动晶体管Tr2处于导通状态并流过贯穿电流。因此优选将该准备期间 T2-T4设为几ps以下尽可能短，且将Vofs的值设定为比Vth稍微大。
图5表示阈电压校正期间T4-T5的像素电路2的动作状态。这里将电源 线Ds切换为低电位Vss而使发光元件EL截止。由此经由驱动晶体管Tr2开 始源极电位的放电，且节点A的电位成为Vofs+|Vth|,进行驱动晶体管Tr2 的Vth校正动作。
图6表示在信号写入/迁移率校正期间T6-T7的像素电路的动作状态。这 里在将信号线SL从Vofs改写为Vsig后，再次导通采样晶体管Trl。由此驱 动晶体管Tr2的栅极上写入Vsig,节点A的电位中包含基于保持电容Cs和 发光元件EL的等效电容Coled的电容比的耦合，驱动晶体管Tr2的Vgs成为 以下式1表示的值。
此时由于经由驱动晶体管Tr2而流过漏极电流Ids,因此节点A的电位 降低AV,边写入信号电位Vsig边进行迁移率校正。为了得到合适的迁移率 校正量AV，将信号写入&迁移率校正期间T6-T7设为几)is非常短的时间。 以下的式2表示迁移率校正后的电流值Ids。在式2中t是迁移率校正时间， C是保持电容Cs和等效电容Coled的和。
图7是表示发光期间的像素电路2的动作状态的示意图。在发光期间， 在截止采样晶体管Trl后将电源线DS切换为高电位Vcc,从而导通发光元件
Cs + ColedEL。由此发光元件EL上流过由Vgs决定的恒电流，并进行发光动作。此时 由于已经进行驱动晶体管Tr2的阈电压Vth以及迁移率)li的偏移校正，因此 没有亮度不均匀且能够得到均匀较高的画质。在发光期间驱动晶体管Tr2的 源极电位上升至由发光元件EL的动作点决定的电位为止，并联动于此而4册 极电位也上升。即使发光元件EL的特性变动而动作点上产生偏移，驱动晶 体管Tr2的Vgs也保持一定，因此不产生发光亮度的变化。根据以上的动作， 能够构成利用了元件偏差较少且厄利效应特性也好的P沟道型的晶体管的偏 差校正电路。由此能够同时达到显示装置面板的高画质和高清晰度。
图8是表示本发明的显示装置的其它的实施方式的电路图。为了便于理 解，对与图2所示的之前的实施方式对应的部分利用对应的参照号。不同点 在于，采样晶体管Trl不是P沟道型，而是成为N沟道型。采样晶体管Trl 基本上是进行开关动作的晶体管，在特性上即使是N沟道型也可以。
接着说明本发明的显示装置的发展方式。该发展方式设为配合信号电位 的电平而能够自动地可变调整迁移率校正时间t。图9是表示信号电位和最佳 迁移率校正时间的关系的曲线图。纵轴取信号电位，横轴取最佳迁移率校正 时间。如本发明这样将驱动晶体管Tr2设为P沟道型的情况下，信号电位越 低驱动电流越大，发光亮度变高。从而发光亮度联动于信号电位偏移到上方， 从白电平经由灰电平成为黑电平。如曲线图可知，在信号电位为白电平时最 佳的迁移率校正时间比较短，相反信号电位为黑电平时最佳的迁移率校正时 间有变长的趋势。为了改善画面的均匀性并提高画质，优选根据信号电位自 适应地控制迁移率才交正时间。
图10是用于说明本发明的显示装置的发展方式的动作的定时图。为了便 于理解对与图3所示的之前的实施方式的定时图对应的部分赋予对应的参照 号。不同点在于，将规定信号写入&迁移率校正时间的控制信号WS的负极 性脉冲的上升沿钝化。由此能够根据信号电位Vsig的电平而自动地可变调整 迁移率才交正时间t。
图11是将图10所示的定时T6-T7中表现的控制信号WS的负极性脉冲 扩大显示的波形图。采样晶体管Trl是P沟道型，通过控制信号WS从高电 平切换为低电平从而导通，相反通过从低电平切换为高电平而截止。从高电 平至低电平的下降沿是陡峭的，釆样晶体管Trl立即导通。相反从低电平至 高电平的切换是上升沿波形迟钝，根据动作点而截止定时不同。采样晶体管Trl其源极侧被施加信号电位Vsig,其栅极侧被施加控制信号WS。从而采样 晶体管Trl的动作点根据信号电位Vsig而不同。信号电位Vsig在低白色阶由 于动作点较低，因此采样晶体管Trl比较早截止。因此白色阶迁移率校正时 间比较短。与此相反信号电位Vsig为黑色阶时动作点接近高电平。从而采样 晶体管Trl截止的定时偏移到后方，在黑色阶的迁移率校正时间变长。在白 色阶和黑色阶之间的灰色阶，其迁移率校正时间也处于中间。这样能够根据 本实施方式的信号电位Vsig的电平而最佳地自动调整迁移率校正时间。由于 进行这样的迁移率校正，因此采样晶体管Trl取P沟道型比取N沟道型要好。
图12是表示用于本发展方式的写扫描器的实施例的电路图。图12示意 性地表示写扫描器4的输出单元3级和与其连接的像素阵列单元1的3行(3 条)。写扫描器4由移位寄存器S/R构成，根据从外部输入的时钟信号而动作， 通过将同样从外部输入的开始信号依次传送，从而对各级输出依次信号。移 位寄存器S/R的各级上连接NAND元件，对从相邻级的S/R输出的依次信号 进行NAND处理，从而生成基于控制信号的矩形波形。该矩形波形经由反相 器而输入到输出緩沖器。输出緩沖器根据从移位寄存器S/R侧提供的输入信 号而动作，将最终的控制信号提供给对应的像素阵列单元1的扫描线WS。
输出緩冲器由串联连接在电源电位Vcc和接地电位Vss之间的一对开关 元件构成。 一个开关元件是P沟道型晶体管TrP,另一个是N沟道型晶体管 TrN。另外连接在各个输出緩冲器的像素阵列单元1侧的各行以等效电路性地 由电阻分量R和电容分量C表示。这里脉冲电源7连接到各级的输出緩冲器 的接地线Vss。该脉沖电源7在1H周期输出电源脉冲，并提供给接地线Vss。
输出脉沖而提供给扫描线WS侧。如图12的下方所示，加以阴影的负极正的 电源脉沖其下降沿陡峭而上升沿平稳。通过将该上升沿平稳的部分原样抽出
而用于控制信号WS,从而用于迁移率校正时间的自动控制。
图13是用于说明图12所示的写扫描器的动作的定时图。如图所示，脉 冲电源7在每1H将包含负极性脉沖P的电源脉冲串提供给输出緩沖器的接 地线。图示的定时图将电源脉冲和时间序列并列还表示输出緩沖器的输入脉 冲和输出脉冲。在图中，表示对第N-l级以及第N级的输出緩沖器提供的输 入脉冲和输出脉冲。输入脉冲是每1级偏移1H的矩形脉沖。若对第N-l级 的输出緩冲器提供输入脉沖，则反相器导通且从接地线原样抽出脉冲P。这成为第N-l级的输出緩沖器的输出脉沖，并原样输出到对应的第N-1线的扫
描线WS。同样若对第N级的输出缓冲器施加输入脉冲，则输出脉冲从第N 级的输出缓沖器输出到对应的扫描线WS。
接着为了参考，说明利用了 N沟道型而不是P沟道型的驱动晶体管的像 素电路的例子。图14是表示参考例的显示装置的结构的方框图。如图所示， 该像素2包括以有机EL器件等为代表的发光元件EL、采样晶体管Trl 、马区 动晶体管Tr2、以及保持电容Cs。与本发明的显示装置的不同点在于，驱动 晶体管Tr2不是P沟道型而由N沟道型构成。N沟道型的驱动晶体管与P沟 道型相比其阈电压Vth和迁移率p的偏差大，且厄利效应也显著。因此作为 显示装置的像素电路的驱动晶体管特性上不如P沟道型。
采样晶体管Trl，其控制端(栅极)连接到对应的扫描线WS， 一对电流 端(源极以及漏极)中的一个连接到对应的信号线SL，另一个连接到驱动晶 体管Tr2的控制端(栅极G)。驱动晶体管Tr2,其一对电流端(源极S以及 漏极)中的一个连接到发光元件EL，另一个连接到对应的电源线DS。在本 参考例中，驱动晶体管Tr2是N沟道型，其漏极连接到电源线DS，另一方面 源极S作为输出节点而连接到发光元件EL的阳极。发光元件EL的阴极连接 到规定的阴极电位Vcath。保持电容Cs连接在作为驱动晶体管Tr2的一个电 流端的源极S和作为控制端的栅极G之间。
在该结构中，采样晶体管Trl根据从扫描线WS提供的控制信号而导通， 对从信号线SL提供的信号电位进行采样而保持到保持电容Cs。驱动晶体管 T。从处于第1电位(高电位Vcc)的电源线DS接受电流的提供并根据在保 持电容Cs中保持的信号电位而使驱动电流流过发光元件EL。由于在信号线 SL处于信号电位的时间带采样晶体管Trl处于导通状态，因此写扫描器4使 将规定的脉冲宽度的控制信号输出到控制线WS，从而对保持电容Cs保持信 号电位的同时对信号电位加上对于驱动晶体管Tr2的迁移率)i的校正。此后 驱动晶体管Tr2将基于写入保持电容Cs的信号电位Vsig的驱动电流提供给 发光元件EL，进入发光动作。
本像素电路2除了上述的迁移率校正功能外还包括阈电压校正功能。即 电源扫描器6在采样晶体管Trl对信号电位Vsig进行采样之前，在第1定时 将电源线DS从第1电位(高电位Vcc)切换到第2电位(低电位Vss)。此 外写扫描器4同样在采样晶体管Trl对信号电位Vsig进行采样之前在第2定
15时使采样晶体管Trl导通从而从信号线SL将基准电位Vofs施加到驱动晶体 管Tr2的栅极G的同时将驱动晶体管Tr2的源极S设置为第2电位(Vss )。 电源扫描器6在第2定时之后的第3定时将电源线DS从第2电位Vss切换 为第1电位Vcc，从而将与驱动晶体管Tr2的阈电压Vth相当的电压保持到 保持电容Cs。根据该阈电压校正功能，本显示装置能够消除每个像素偏移的 驱动晶体管Tr2的阈电压Vth的影响。
本像素电路2还包括自举功能。即在保持电容Cs中保持有信号电位Vsig 的阶段写扫描器4解除对于扫描线WS的控制信号的施加，并将采样晶体管 Trl设为截止状态从而将驱动晶体管Tr2的栅极G从信号线SL电切断，由此 驱动晶体管丁r2的栅极G的电位联动于源极S的电位变动，能够将栅极G和 源极S之间的电压Vgs维持为 一定。
图15是用于说明图14所示的像素电路2的动作的定时图。共用时间轴， 表示扫描线WS的电位变化、电源线DS的电位变化以及信号线SL的电位变 化。此外与这些电位变化并行地，还表示驱动晶体管的栅极G以及源极S的 电4立变4匕。
对扫描线WS施加用于导通采样晶体管Trl的控制信号脉冲。该控制信 号脉冲与像素阵列单元的线依次扫描配合而在1场(lf)周期被施加到扫描 线WS。该控制信号脉沖在1水平扫描周期(1H)之间包含二发的脉冲。以 下，将最初的脉沖称为第一脉冲Pl,将后续的脉沖称为第二脉冲P2。电源线 DS同样在1场周期(lf)在高电位Vcc和低电位Vss之间切换。对信号线 SL提供在一水平扫描周期(1H)内切换信号电位Vsig和基准电位Vofs的视 频信号。
如图15的定时图所示，像素从前一场的发光期间进入当前场的非发光期 间，此后成为当前场的发光期间。在该非发光期间进行准备动作、阈电压校 正动作、信号写入动作、迁移率校正动作等。
在前一场的发光期间，电源线DS处于高电位Vcc，驱动晶体管Tr2对发 光元件EL提供驱动电流Ids。驱动电流Ids从处于高电位Vcc的电源线DS 经由驱动晶体管Tr2通过发光元件EL,并流入阴极线。
接着在进入当前场的非发光期间的定时Tl,将电源线DS从高电位Vcc 切换到低电位Vss。由此电源线DS放电至Vss为止，而且驱动晶体管Tr2的 源极S的电位下降至Vss为止。由此发光元件EL的阳极电位(即驱动晶体
16管Tr2的源极电位)成为反偏置状态，所以不流过驱动电流且熄灭。此外联 动于驱动晶体管的源极s的电位下降而栅极G的电位也下降。
接着成为定时T2，通过将扫描线WS从低电平切换为高电平，从而釆样 晶体管Trl成为导通状态。此时信号线SL成为基准电位Vofs。因此通过导通 的采样晶体管Trl而驱动晶体管Tr2的栅极G的电位成为信号线SL的基准电 位Vofs。此时驱动晶体管Tr2的源极S的电位处于比Vofs充分^f氐的电位Vss。 这样被初始化，使得驱动晶体管Tr2的栅极G和源极S之间的电压Vgs比驱 动晶体管Tr2的阈电压Vth大。从定时Tl至定时T3为止的期间Tl-T3是将 驱动晶体管Tr2的栅极G/源极S间电压Vgs预先设定为Vth以上的准备期间。
此后成为定时T3,电源线DS从^^电位Vss转移到高电位Vcc，驱动晶 体管Tr2的源极S的电位开始上升。在不久驱动晶体管Tr2的栅极G/源极S 间电压Vgs成为阈电压Vth处电流截止。这样相当于驱动晶体管Tr2的阈电 压Vth的电压被写入保持电容Cs。这即是阈电压校正动作。此时为了使电流 全部流过保持电容Cs侧，不流过发光元件EL,因此设定阴极电位Vcath使 得发光元件EL截止。
在定时T4扫描线WS从高电平返回到低电平。换言之，解除对扫描线 WS施加的第一脉冲P1，采样晶体管成为截止状态。从以上说明可知，第一 脉沖Pl为了进行阈电压校正动作，施加到采样晶体管Trl的栅极。
此后信号线SL从基准电位Vofs切换到信号电位Vsig。接着在定时T5 扫描线WS再次从低电平上升到高电平。换言之第二脉冲P2施加到采样晶体 管Trl的栅极。由此采样晶体管Trl再次导通，从信号线SL对信号电位Vsig 进行采样。由此驱动晶体管Tr2的栅极G的电位成为信号电位Vsig。这里由 于发光元件EL开始处于截止状态(高阻抗状态)因此流过驱动晶体管Tr2 的漏极和源极之间的电流主要流进保持电容Cs和发光元件EL的等效电容并 开始充电。此后直至采样晶体管Trl截止的定时T6为止，驱动晶体管Tr2的 源极S的电位上升AV。这样以视频信号的信号电位Vsig #皮加到Vth的形式 写入保持电容Cs，同时从在保持电容Cs中保持的电压减去迁移率校正用的 电压AV。由此从定时T5至定时T6的期间T5-T6成为信号写入期间&迁移率 校正期间。换言之，若扫描线WS上被施加第二脉冲P2，则进行信号写入动 作以及迁移率校正动作。信号写入期间&迁移率校正期间T5-T6等于第二脉 沖P2的脉冲宽度。即第二脉冲P2的脉冲宽度规定迁移率校正期间。这样在信号写入期间T5-T6同时进行信号电压Vsig的写入和校正量AV 的调整。Vsig越高驱动晶体管Tr2 ^是供的电流Ids越大，AV的绝对值也越大。 从而进行基于发光亮度级的迁移率校正。在将Vsig设定为一定的情况下，驱 动晶体管Tr2的迁移率p越大AV的绝对值也越大。换言之迁移率p越大对 于保持电容Cs的负反馈量AV也越大，所以能够消除每个像素的迁移率|1的 偏差。
最后成为定时T6，如前所述扫描线WS转移到低电平侧，采样晶体管 Trl成为截止状态。由此驱动晶体管Tr2的栅极G从信号线SL切断。同时漏 极电流Ids开始流过发光元件EL。由此发光元件EL的阳极电位根据驱动电 流Ids而上升。发光元件EL的阳极电位的上升即是驱动晶体管Tr2的源极S 的电位上升。若驱动晶体管Tr2的源极S的电位上升，则根据保持电容Cs的 自举动作而驱动晶体管Tr2的栅极G的电位也联动地上升。栅极电位的上升 量等于源极电位的上升量。故发光期间中驱动晶体管Tr2的栅极G/源极S间 电压Vgs保持为一定。该Vgs的值成为对信号电位Vsig加以阈电压Vth以及 迁移率(i的校正的值。驱动晶体管Tr2在饱和区域动作。即驱动晶体管Tr2 提供基于栅极G/源极S间电压Vgs的驱动电流Ids。该Vgs的值成为对信号 电位Vsig加以阈电压Vth以及迁移率|1的校正的值。
本发明的显示装置具有图16所示的薄膜设备结构。该图表示在绝缘性基 板上形成的像素的示意性的截面结构。如图所示，像素包括包含多个薄膜 晶体管的晶体管部分(在图中例示了一个TFT)、保持电容等电容部分以及有 机EL元件等发光部分。在基板上通过TFT工艺形成有晶体管部分和电容部 分，在此上面层叠有机EL元件等发光部分。在此上面经由粘着剂贴上透明 的对置基板，从而成为平面板。
本发明的显示装置包含图17所示的平面性的模块形状。例如在绝缘性的 基板上设置矩阵状集成形成了由有机EL元件、薄膜晶体管、薄膜电容等构 成的像素的像素阵列单元，配置粘着剂使得包围该像素阵列单元(像素矩阵 单元)，并贴上玻璃等对置基板从而设为显示模块。根据需要，在该透明的对 置基板上还可以设置彩色滤波器、保护膜、遮光膜等。在显示模块上也可以 设置例如FPC (柔性印刷电路)作为用于从外部对像素阵列单元输入输出信 号等的连接器。
以上说明的本发明的显示装置可适用于具有平面板形状，且将输入到各种电子设备的、例如输入到数字照相机、笔记本型个人计算机、移动电话、 摄像机等电子设备的、或者在电子设备内生成的驱动信号作为图像或者视频 来显示的所有领域的电子设备的显示器。以下表示应用了这样的显示装置的 电子设备的例。
图18是应用了本发明的电视机，包括由前面板12、过滤玻璃13等构成
的视频显示画面11，通过将本发明的显示装置用于视频显示画面1]而制造。
图19是应用了本发明的数字照相机，上面为正面图，下面为背面图。该 数字照相机包括拍摄镜头、闪光用的发光单元15、显示单元16、控制开关、 菜单开关、以及快门19等，通过将本发明的显示装置用于该显示单元16而制造。
图20是应用了本发明的笔记本型个人计算机，本体20包括在输入字符 等时操作的键盘21，本体盖上包含用于显示图像的显示单元22，通过将本发 明的显示装置用于该显示单元22而制造。
图21是应用了本发明的移动终端装置，左侧图表示打开的状态，右侧图 表示关闭的状态。该移动终端装置包括上侧壳体23、下侧壳体24、连接部 分(这里为铰链部分)25、显示器26、子显示器27、图像灯(picture light) 28、以及照相机29等，通过将本发明的显示装置用于该显示器26或副显示 器27而制造。
图22是应用了本发明的摄像机，包括本体部分30、向着前方的侧面的 被摄体拍摄用的镜头34、拍摄时的开始/停止开关35、以及监视器36等，通 过将本发明的显示装置用于该监视器36而制造。
19
权利要求
1、一种显示装置，由像素阵列单元和对其进行驱动的驱动单元构成，所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、配置在两者交叉的部分的行列状的像素、以及与像素的各行对应地配置的电源线，所述驱动单元包括对各扫描线提供依次控制信号从而以行为单位对像素进行线依次扫描的主扫描器；配合该线依次扫描对各电源线提供在第1电位和第2电位切换的电源电压的驱动扫描器；以及配合该线依次扫描而对列状的信号线提供成为视频信号的信号电位和基准电位的信号选择器，所述像素包含发光元件、采样晶体管、驱动晶体管、以及保持电容，所述采样晶体管，其栅极连接到该扫描线，其源极以及漏极中的一个连接到该信号线，另一个连接到驱动晶体管的栅极，所述驱动晶体管是P沟道型，其源极连接到该发光元件的阴极，其漏极连接到接地布线，所述保持电容连接到该驱动晶体管的源极和栅极之间，所述发光元件，其阳极连接到该电源线，其阴极连接到该驱动晶体管的源极，所述显示装置的特征在于，在该信号选择器对该信号线提供基准电位的时间带，所述主扫描器对该扫描线提供控制信号从而使该采样晶体管处于导通状态，另一方面所述驱动扫描器在第1电位和第2电位之间切换该电源线，从而将相当于该驱动晶体管的阈电压的电压保持到该保持电容，在该信号选择器对该信号线提供信号电位的时间带，所述主扫描器对该扫描线提供控制信号而使该采样晶体管处于导通状态，从而对从该信号线提供的信号电位进行采样而保持到该保持电容，在所述驱动扫描器将该电源线维持在第1电位的时间带，所述驱动晶体管根据该被保持的信号电位使驱动电流流过该发光元件。
2、 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在所述采样晶体管对从 该信号线提供的信号电位进行采样而保持到该保持电容时，将流过该驱动晶 体管的驱动电流负反馈至该保持电容，从而将对于该驱动晶体管的迁移率的 校正加到信号电位上。
3、 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述采样晶体管也是P 沟道型。
4、 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述主扫描器在该保持 电容中保持了信号电位的阶段解除对该扫描线的控制信号的施加，并使该采样晶体管处于非导通状态而将该驱动晶体管的栅极从该信号线电切断，从而 该驱动晶体管的栅极电位联动于源极电位的变动且将栅极和源极间的电压维 持为一定。
5、 一种电子设备，包括权利要求1所述的显示装置。
全文摘要
本发明提供通过像素电路的简化而可实现显示的高清晰度化的显示装置以及电子设备。在信号选择器(3)对信号线(SL)提供基准电位(Vofs)的时间带，主扫描器(4)对扫描线(WS)提供控制信号而使采样晶体管(Tr1)处于导通状态，另一方面，驱动扫描器(5)使电源线(DS)在第1电位(Vcc)和第2电位(Vss)之间切换，从而将相当于P沟道型的驱动晶体管(Trd)的阈电压(Vth)的电压保持到保持电容(Cs)。在信号选择器对信号线提供信号电位(Vsig)的时间带，主扫描器对扫描线提供控制信号而使采样晶体管处于导通状态，从而对从信号线(SL)提供的信号电位进行采样而保持到保持电容。
文档编号G09G3/30GK101488317SQ20091000320
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月15日
发明者内野胜秀, 山下淳一 申请人:索尼株式会社