專利名稱：顯示裝置及顯示裝置的驅動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具備在每個象素中形成了發(fā)光元件的顯示面板的顯示裝置和該顯示裝置的驅動方法。
背景技術：
以前，在將發(fā)光元件排列成矩陣狀、通過各發(fā)光元件發(fā)光來進行顯示的發(fā)光元件型顯示裝置中，已知有機EL裝置(OrganicElectroluminescent Device)、有機EL或LED(Light Emitting Diode)等。尤其是有源矩陣驅動方式的發(fā)光元件型顯示裝置具有高亮度、高對比度、高精度、低功耗、薄型、視角等優(yōu)越性，特別是有機EL元件引人注目。
在這種顯示裝置中，多個掃描線形成于具有透光性的基板上，與這些掃描線并行排列的多個信號線也形成于基板上。
在被掃描線及信號線包圍的區(qū)域中，形成多個晶體管，進而在該區(qū)域中形成一個發(fā)光元件。
近年來，有機EL元件的發(fā)光效率、色特性顯著提高，發(fā)光亮度表示出與電流密度基本成正比的特性，所以可根據規(guī)定的標準來設計高灰度的有機EL顯示裝置。根據該標準，為使有機EL元件發(fā)光，必需的電流值是每個灰度等級最多大約為數(shù)十nA(納安培)～數(shù)μA(微安培)。有機EL元件隨著象素數(shù)量的增大必需提高驅動頻率，但流過有機EL元件的灰度電流為這種微小電流的情況下，由于顯示裝置面板內的寄生電容，時間常數(shù)增大，所以為了在有機EL元件中流過電流值符合期望發(fā)光亮度的電流，需要花費時間，因此不能高速動作，尤其是動態(tài)圖像顯示中畫質顯著惡化。最近，提議用電流鏡來控制灰度的有機EL顯示裝置(例如日本專利公開文本、特開2001-147659號。)。
該文獻中記載的有機EL顯示裝置具備圖7所示的帶電流鏡的等效電路102，作為一象素的等效電路，流過信號線704的信號電流為了對應于構成電流鏡的晶體管705、706的大小設定，被設定得比有機EL元件發(fā)光所必需的電流值大。
詳細說明時，帶電流鏡的等效電路102對每個象素設置有機EL元件701與晶體管702、707、和構成電流鏡的晶體管705、706、電容器709等。另外，帶電流鏡的等效電路102具備依次選擇各行的第一掃描線703的第一掃描驅動器(省略圖示。)、與依次選擇各行的第二掃描線708的第二掃描驅動器(省略圖示。)，首先由第二掃描驅動器向第二掃描線708輸入從低電平位移到高電平的掃描信號，n溝道晶體管707變?yōu)榭蓪懭?，接著，由第一掃描驅動器向第一掃描線703輸入從高電平位移到低電平的掃描信號，p溝道晶體管702變?yōu)榭蓪懭耄詫诹鬟^信號線704的信號電流，在晶體管705、有機EL元件701中流過電流。
但是，上述文獻中記載的帶電流鏡的等效電路102中存在如下問題。
晶體管707為n溝道晶體管，而晶體管702為p溝道晶體管，所以不但制造工序比僅制造單溝道晶體管要復雜，而且在現(xiàn)有的非晶硅中有效動作的p溝道材料不能被確立，所以必需選擇多晶硅晶體管等。
并且，在帶電流鏡的等效電路102中，對每個象素設置5個晶體管，所以有可能功耗和制造成本變高，而且，生產率降低。
帶電流鏡的等效電路102需要兩個掃描驅動器。因此，帶電流鏡的等效電路102的制造成本高，掃描驅動器的安裝面積也增加。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的課題在于提供一種功耗少、制造成本低、并且生產率高的顯示裝置及該顯示裝置的驅動方法。
本發(fā)明為了解決這種課題，具備如下特征。另外，在如下所示的手段的說明中，作為一例，用括號表示對應于實施方式的結構。符號等是后述的附圖參照符號等。
本發(fā)明的顯示裝置具備多個象素電路(例如象素電路D1，1～Dm，n。)；分別設置在每個所述象素電路中、以對應于驅動電流的亮度發(fā)光的多個發(fā)光元件(例如有機E1，1～Em，n。)；亮度灰度指定部件(例如數(shù)據驅動器3。)，用于在選擇期間，通過經所述象素電路在信號線中流過電流值比所述驅動電流的電流值大的灰度指定電流，使所述發(fā)光元件的亮度灰度等級存儲在所述象素電路中；和電流值切換電壓輸出部件(例如電源掃描驅動器6)，在所述選擇期間，所述亮度灰度指定部件為了經所述象素電路在所述信號線中流過所述灰度指定電流，向所述象素電路輸出第一電壓(例如電位VHIGH。)，在非選擇期間，向所述象素電路輸出電位與所述第一電壓不同的第二電壓(例如電位VLOW。)，由此調制所述象素電路基于存儲在所述象素電路中的亮度灰度等級輸出的電流，在所述象素電路中流過所述驅動電流。
另外，本發(fā)明的顯示裝置的驅動方法，是具備多個象素電路(例如象素電路D1，1～Dm，n。)、通過以規(guī)定的驅動電流使設置在每個該象素電路中的發(fā)光元件(例如有機E1，1～Em，n。)發(fā)光來進行顯示的顯示裝置的驅動方法，包含如下步驟在選擇期間，通過向所述象素電路輸出第一電壓(例如電位VHIGH。)，經所述象素電路在信號線中流過電流值比所述驅動電流的電流值大的灰度指定電流，而且，使基于所述灰度指定電流的電流值的所述發(fā)光元件的亮度灰度等級存儲在所述象素電路中；和在非選擇期間，通過向所述象素電路輸出電位與所述第一電壓不同的第二電壓(例如電位VLOW。)，調制所述象素電路基于存儲在所述象素電路中的亮度灰度等級輸出的所述驅動電流。
因此，不使顯示裝置的結構變復雜地向發(fā)光元件提供足以使發(fā)光元件發(fā)光的電流值(例如數(shù)十nA～數(shù)μA左右的微小水平。)的驅動電流，所以可提供在實現(xiàn)功耗降低的同時、制造成本低、生產率高的顯示裝置及該顯示裝置的驅動方法。


圖1是表示適用本發(fā)明的有機EL顯示裝置的內部結構的框圖。
圖2是示意表示圖1的有機EL顯示裝置的一象素的平面圖。
圖3是表示對應于圖1的有機EL顯示裝置的象素的等效電路圖。
圖4是表示N溝道型晶體管的電流-電壓特性的圖。
圖5是圖1的有機EL顯示裝置中的信號電平的時序圖。
圖6(a)是表示對應于其它有機EL顯示裝置的一象素的等效電路圖。圖6(b)是表示在一象素中設置4個開關元件的等效電路圖。
圖7是表示對應于關聯(lián)本發(fā)明的有機EL顯示裝置的一個象素的帶電流鏡的等效電路圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來說明適用本發(fā)明的一實施方式。
圖1中示出適用本發(fā)明的有機EL顯示裝置1的內部結構。如圖1所示，有機EL顯示裝置1的基本結構，具備有機EL顯示面板2；數(shù)據驅動器3，對應于包含從外部電路11輸入的時鐘信號CK1和亮度灰度信號SC的控制信號組DCNT，強制流過電流值對應于灰度的灰度指定電流；選擇掃描驅動器5，從外部電路11輸入包含時鐘信號CK2的控制信號組GCNT；和電源掃描驅動器6。
有機EL顯示面板2在透明基板8中設置實質顯示圖像的顯示部4而構成。在顯示部4的周圍形成選擇掃描驅動器5、數(shù)據驅動器3和電源掃描驅動器6。
這里，有機EL顯示面板2基于按照顯示部4內的有機EL元件E1，1～Em，n的特性的標準來設計。例如，在全彩色有機EL顯示面板2的有機EL元件E1，1～Em，n中，將一象素的發(fā)光面積設定為0.001～0.01mm2，設R、G、B的各最大亮度平均為400cd/cm2、此時的電流密度為10～150A/cm2，則每個灰度的電流位移變最多大致為數(shù)十nA～數(shù)μA左右的微小水平的電流。
顯示部4在透明基板8上將(m×n)個象素P1，1～Pm，n設置成矩陣狀。即，沿縱向(列方向)排列m個象素Pi，j，沿橫向(行方向)排列n個象素Pi，j。這里，m，n為自然數(shù)，i為不小于1、不大于m的自然數(shù)，j為不小于1、不大于n的自然數(shù)，將從上面數(shù)為第i個(即第i行)、從左數(shù)為第j個(即第j列)的象素記為象素Pi，j。
顯示部4以m條選擇掃描線X1～Xm、m條電源掃描線Z1～Zm、與n條信號線Y1～Yn彼此絕緣的方式，形成于透明基板8上。
選擇掃描線X1～Xm彼此沿橫向平行延伸，電源掃描線Z1～Zm相對選擇掃描線X1～Xm交互排列。
信號線Y1～Yn彼此沿縱向平行延伸，相對選擇掃描線X1～Xm垂直交叉。選擇掃描線X1～Xm、電源掃描線Z1～Zm和信號線Y1～Yn通過層間絕緣膜等彼此絕緣。
另外，數(shù)據驅動器3、選擇掃描驅動器5和電源掃描驅動器6也可直接設置在透明基板8上，或設置在配置于透明基板8周圍的薄膜基板(省略圖示)上，但在本實施方式中，選擇掃描驅動器5和電源掃描驅動器6配置在透明基板8上的與顯示部4彼此相對的兩邊的外側。另外，選擇掃描線X1～Xm連接于選擇掃描驅動器5的各輸出端子，電源掃描線Z1～Zm連接于電源掃描驅動器6的各輸出端子。
另外，在選擇掃描線Xi(1≤i≤m)和電源掃描線Zi上連接沿橫向排列的n個象素Pi，1～Pi，n，在信號線Yj(1≤j≤n)上連接沿縱向排列的m個象素P1，j～Pm，j，在選擇掃描線Xi與信號線Yj的交叉部上配置象素Pi，j。
下面，參照圖2、圖3來說明象素Pi，j。圖2是示意表示象素Pi，j的平面圖，圖3是表示對應于象素Pi，j、PX，j、Pi，j+1、Pi+1，i+1的等效電路圖。另外，后述的晶體管21、22、23的柵極絕緣膜以及有機EL元件的上側電極(相當于本實施方式中的陰極電極)省略圖示。
象素Pi，j由以對應于驅動電流的水平的亮度發(fā)光的有機EL元件Ei，j、和設置在有機EL元件Ei，j周圍的象素電路Di，j構成。
有機EL元件Ei，j具有在透明基板8上依次層疊陽極51、有機EL層52、陰極(省略圖示)的層疊結構。
陽極51布圖(patterning)在每個象素Pi，1～Pm，n中，形成于由信號線Y1～Yn與選擇掃描線X1～Xm包圍的各包圍區(qū)域中。在信號線Y1～Yn與選擇掃描線X1～Xm的交叉部上，將與布圖了晶體管21、22、23的各半導體層21c、22c、23c相同的層布圖而構成的層、及晶體管21、22、23的柵極絕緣膜層疊。另外，在信號線Y1～Yn與選擇掃描線X1～Xm的各交叉部上，將與布圖了后述晶體管21、22、23的各半導體層21c、22c、23c相同的層布圖而構成的層28、及晶體管21、22、23的柵極絕緣膜層疊。同樣，在信號線Y1～Yn與電源掃描線Z1～Zm的各交叉部上，將與布圖了晶體管21、22、23的各半導體層21c、22c、23c相同的層29布圖而構成的層、及晶體管21、22、23的柵極絕緣膜層疊。
陽極51具有導電性，同時對可視光具有透過性。另外，陽極51最好以較高工作函數(shù)地向有機EL層52有效注入空穴。作為陽極51，例如有設氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、或氧化鋅(ZnO)為主要成分的陽極。
在各陽極51上成膜包含有機化合物的有機EL層52，還對每個象素P1，1～Pm，n布圖有機EL層52。有機EL層52例如是從陽極51開始順序層疊空穴傳輸層、狹義發(fā)光層、電子傳輸層的三層結構，或是從陽極51開始順序層疊空穴傳輸層、狹義發(fā)光層的二層結構，或是僅為狹義發(fā)光層的單層結構，或是在這些層結構中在適當?shù)膶娱g插入電子或空穴的注入層的層疊結構，或是其它層疊結構。
有機EL層52是具有注入空穴和電子的功能、傳輸空穴和電子的功能、通過空穴與電子的再結合生成激子而發(fā)出紅色、綠色或藍色光之一的功能的廣義發(fā)光層。即，在象素Pi，j為紅色的情況下，該象素Pi，j的有機EL層52發(fā)出紅色光，在象素Pi，j為綠色的情況下，該象素Pi，j的有機EL層52發(fā)出綠色光，在象素Pi，j為藍色的情況下，該象素Pi，j的有機EL層52發(fā)出藍色光。
另外，期望有機EL層52為電子中立的有機化合物，由此可在有機EL層51中平衡良好地注入、并傳輸空穴和電子。另外，也可將電子傳輸性物質適當混合在狹義發(fā)光層中，或將空穴傳輸性物質適當混合在狹義發(fā)光層中，或將電子傳輸性物質和空穴傳輸性物質兩者適當混合在狹義發(fā)光層中。
在有機EL層52上形成陰極。陰極最好是連接于所有象素P1，1～Pm，n上的構成導電層的共同電極，或是布圖在每個象素P1，1～Pm，n中。無論如何，陰極都與選擇掃描線X1～Xm、信號線Y1～Yn和電源掃描線Z1～Zm電絕緣。
陰極由工作函數(shù)低的材料形成，例如由銦、錳、鈣、鋰或鈀或包含其中至少一種的合金或混合物等形成，另外，陰極最好是層疊以上各種材料的層的層疊結構，或除以上各種材料層外還堆積金屬層的層疊結構，具體而言，最好是在以上各種材料層上覆蓋鋁、鉻等高工作函數(shù)且低電阻的金屬層的層疊結構。另外，陰極最好對可視光具有遮光性、而且對可視光具有高的反射性，而用作鏡面。
另外，陽極51和陰極中的至少一個是透明的，單個電極透明且另一電極為高反射性則更好。
如上所述，具有層疊結構的有機EL元件Ei，j中，向陽極51與陰極之間施加正向偏壓(陽極51為比陰極高的電位)時，則空穴從陽極51注入有機EL層52，電子從陰極注入有機EL層52。
另外，通過在有機EL層52中傳輸空穴和電子，在有機EL層52中空穴和電子再結合，生成激子，由激子激勵有機EL層52內的熒光體，在有機EL層52中發(fā)光。
有機EL元件Ei，j的發(fā)光亮度取決于流過有機EL元件Ei，j的驅動電流的水平，隨著電流水平增大，發(fā)光亮度也增大。即，若確定流過有機EL元件Ei，j的驅動電流的水平，則有機EL元件Ei，j的亮度被唯一確定。
象素電路Di，j根據從數(shù)據驅動器3、選擇掃描驅動器5和電源掃描驅動器6輸出的信號來驅動有機EL元件Ei，j。各象素電路Di，j具備晶體管21、22、23和電容器24。
晶體管21、22、23是由柵極電極、漏極電極、源極電極、半導體層、摻雜半導體層、柵極絕緣膜等構成的MOS型場效應晶體管，尤其是將非晶硅作為半導體層(溝道區(qū)域)的晶體管，但最好是將多晶硅作為半導體層的晶體管。另外，晶體管21、22、23的結構也可以是逆交錯型，或是共面型。
另外，柵極電極、漏極電極、源極電極、半導體層、摻雜半導體層、柵極絕緣膜等組成就晶體管21、22、23而言分別相同。另外，晶體管21、22、23由相同工序同時形成，但形狀、大小、尺寸、溝道寬度、溝道長度等就各晶體管21、22、23而言不同。
在本實施方式中，將晶體管21、22、23說明為N溝道型非晶硅場效應晶體管。
晶體管21的源極電極21s與漏極電極21d之間分別插入摻雜半導體層配置半導體層21c。晶體管22的源極電極22s與漏極電極22d之間分別插入摻雜半導體層配置半導體層22c。晶體管23的源極電極23s與漏極電極23d之間分別插入摻雜半導體層配置半導體層23c。電容器24的一個電極連接于晶體管23的柵極電極23g上，另一電極連接于晶體管23的源極電極23s上，在一個電極與另一個電極之間插入電介質。該電介質可以是晶體管21、22、23的柵極絕緣膜，也可以是晶體管23的半導體層23c，可以包含其中至少兩個。
各晶體管22的柵極電極22g連接于選擇掃描線X1～Xm之一上，漏極電極22d連接于電源掃描線Z1～Zm之一上及晶體管23的漏極電極23d上。源極電極22s經設置在柵極絕緣膜上的接觸孔25連接于晶體管23的柵極電極23g和電容器24的一個電極上。
晶體管23的源極電極23s連接于電容器24的另一個電極和晶體管21的漏極電極21d上。晶體管23的漏極電極23d經設置在柵極絕緣膜上的接觸孔26連接于電源掃描線Z1～Zm之一上。
晶體管21的柵極電極21g連接于選擇掃描線Xi上，源極電極21s連接于信號線Yj上。晶體管23的源極電極23s、電容器24的另一電極和晶體管21的漏極電極21d連接于有機EL元件Ei，j的陽極51上。
有機EL元件Ei，j的陰極電位保持在一定的基準電位Vss，在本實施方式中，通過將有機EL元件Ei，j的陰極接地，基準電位Vss變?yōu)?V(伏特)。
這里，參照圖4來說明N溝道型晶體管(例如說明為晶體管23，但也可以是晶體管21、晶體管22)的電流-電壓特性。縱軸表示晶體管的漏極-源極間電流值，橫軸表示漏極-源極間電壓值。
如圖4所示，晶體管23對于每個柵極-源極間電壓電平(voltageLevel)VGS(例如VGS1～VGS4。)，漏極-源極間電壓VDS與漏極-源極間電流水平(Current Level)IDS間的相關僅確保一個。
這里，柵極-源極間電壓電平VGS1～VGS4對應于對有機EL元件E1，1～Em，n不同的4個灰度等級數(shù)量。另外，灰度等級數(shù)量不限于4個，也可是4個以上或4個以下。
在漏極-源極間電壓VDS比漏極飽和閾值電壓電平VTH大的飽和區(qū)域中，漏極-源極間電流水平IDS變?yōu)轱柡碗娏?，由柵極-源極間電壓電平VGS來唯一確定。
另外，在漏極-源極間電壓VDS比漏極飽和閾值電壓電平VTH小的非飽和區(qū)域中，漏極-源極間電流水平IDS變?yōu)榉秋柡碗娏?，基于一定的柵極-源極間電壓電平VGS，與漏極-源極間電壓電平VDS大致成正比(即大致線性)增減。
因此，在基于一定的柵極-源極間電壓電平VGS使漏極-源極間電流水平IDS增減的情況下，最好將漏極-源極間電壓電平VDS設定成比漏極飽和閾值電壓電平VTH小得多的值。即，在使流過晶體管23的漏極-源極間的漏極-源極間電流水平IDS增大的狀態(tài)下，使柵極-源極間電壓電平VGS保持在規(guī)定的電平，所以只將柵極-源極間電壓電平VGS單調降低規(guī)定的電平，從而可單調減小流過晶體管23的源極-漏極間的漏極-源極間電流水平IDS。
這樣，在有機EL顯示裝置1中，通過將晶體管23的漏極-源極間電壓VDS設定成比漏極飽和閾值電壓電平VTH小得多的值，可在后述的選擇期間TSE，增大流過晶體管23的漏極-源極間的漏極-源極間電流水平IDS，在后述的非選擇期間TNSE，減小流過晶體管23的漏極-源極間的漏極-源極間電流水平IDS，所以即使信號線Y1-Yn的寄生電容大，也可在選擇期間TSE，使晶體管23的漏極-源極間電流水平IDS為穩(wěn)定狀態(tài)下的時間常數(shù)較小，而且，在非選擇期間TNSE，得到適于有機EL元件E1，1～Em，n發(fā)光的微小電流水平的漏極-源極間電流水平IDS。
下面，說明數(shù)據驅動器3、選擇掃描驅動器5和電源掃描驅動器6。
選擇掃描驅動器5是所謂的移位寄存器，串聯(lián)連接m個觸發(fā)器電路等構成。并且，選擇掃描驅動器5如圖1、圖3所示，以規(guī)定期間、周期向各選擇掃描線X1～選擇掃描線Xm施加選擇信號，即，根據從外部電路11輸入的時鐘信號CK2，按從選擇掃描線X1到選擇掃描線Xm的順序(具體而言，選擇掃描線Xm的下一個是選擇掃描線X1。)依次施加作為高電平選擇信號的導通電位VON，依次選擇選擇掃描線X1～Xm。在非選擇時，選擇掃描驅動器5施加作為低電平的非選擇信號的截止電位(參照圖5的時序圖。)。
電源掃描驅動器6如圖1、圖3所示，分別以規(guī)定期間、周期向信號線Y1～Yn施加較高電平的電位VHIGH與較低電平的電位VLOW(參照圖5的時序圖。)。將電位VHIGH和電位VLOW設定得都比基準電位Vss高。
這里，電位VHIGH是較高電平，電位VHIGH與基準電位Vss的電位差非常大。這里，若設向電源掃描線Zi施加電位VHIGH時的晶體管23的漏極-源極間電壓電平為電壓VDSH時，則有VDSH＝VHIGH-VE-Vss ……(1)VE是分壓給有機EL元件Ei，j的電壓。將漏極-源極間電壓電平VDSH至少設定為比無發(fā)光以外的最低亮度灰度時的晶體管23的柵極-源極間電壓電平VGS1時的閾值電壓VTH高。期望設定得比中間灰度時的晶體管23的柵極-源極間電壓電平VGSM高，最好設定得比最高亮度灰度時的晶體管23的柵極-源極間電壓電平VGS4時的閾值電壓VTH高。因此，晶體管23的漏極-源極間電流水平IDS變?yōu)轱柡碗娏骰蚪咏柡碗娏鞯拇箅娏鳌?br> 另一方面，電位VLOW是較低電平，電位VHIGH與基準電位Vss的電位差小。這里，若設向電源掃描線Zi施加電位VLOW時的晶體管23的漏極-源極間電壓電平為電壓VDSL時，則有VDSL＝VLOW-VE-Vss……(2)如圖4所示，將該漏極-源極間電壓電平VDSL至少設定為比最高亮度灰度時的晶體管23在柵極-源極間電壓電平VGS4時的閾值電壓VTH低。期望設定得比中間灰度時的晶體管23的柵極-源極間電壓電平VGSM低。
因此，至少在某個灰度下有機EL元件Ei，j發(fā)光時，在施加電位VHIGH的選擇期間TSE，流過信號線Yj的電流非常大，但在非選擇期間TNSE可減小流過有機EL元件Ei，j的電流。即，即使在非選擇期間TNSE中流過有機EL元件Ei，j的電流對應于有機EL元件Ei，j的元件特性而流過微小電流的情況下，在選擇期間TSE流過信號線Yj的電流也比其大，所以即使信號線Yj的寄生電容大，也不會延遲。這樣，不增大時間常數(shù)，即使不以高頻驅動也可抑制功耗，另外，可將非晶硅等較低移動率的晶體管用于晶體管21～23。
在數(shù)據驅動器3的連接端子CNT1～CNTn上，如圖1、圖3所示，分別連接信號線Y1～Yn。從外部電路11向數(shù)據驅動器3輸入包含時鐘信號CK1和亮度灰度信號SC的控制信號組DCNT，數(shù)據驅動器3按照輸入的時鐘信號CK1的時序來鎖存亮度灰度信號SC，從信號線Y1～Yn向各連接端子CNT1-CNTn流過對應于亮度灰度信號SC的灰度指定電流。具體而言，在選擇了選擇掃描線X1～Xm的各選擇期間TSE時，通過數(shù)據驅動器3，從信號線Y1～Yn向全部連接端子CNT1-CNTn同步流過灰度指定電流。
這里，所謂灰度指定電流，是為了以與從外部電路11來的亮度灰度信號SC相對應的亮度使有機EL元件E1，1～Em，n發(fā)光，而使電流值(比驅動電流的電流值大的電流值，例如數(shù)百nA～數(shù)mA左右。)依照流過有機EL元件E1，1～Em，n的驅動電流的電流值(為較小的電流值，例如數(shù)十nA～數(shù)μA左右。)的電流，是從信號線Y1～Yn分別向各連接端子CNT1-CNTn流過的電流。
下面，說明動作。圖5中示出有機EL顯示裝置1中的各信號的時序圖。
如圖5所示，將作為高電平選擇信號的導通電位VON(例如比基準電位Vss足夠高)或作為低電平選擇信號的截止電位VOFF(例如小于等于基準電位Vss)之一的電平的電位，通過選擇掃描驅動器5分別施加于選擇掃描線X1～Xm上，以規(guī)定間隔、周期依次選擇各選擇掃描線Xi。
即，在選擇了選擇掃描線Xi的第i行選擇期間TSE中，若通過選擇掃描驅動器5向選擇掃描線Xi施加導通電位VON，向電源掃描線Zi施加電位VHIGH時，連接于選擇掃描線Xi上的晶體管21、22(象素電路Di，1～Di，n的各晶體管21、22)變?yōu)閷顟B(tài)。此時，因為在晶體管23的源極電極23s與漏極電極23d之間施加電壓VDSH，流過飽和電流或接近飽和電流的相對大的電流值的電流，所以一旦晶體管21、22變?yōu)閷顟B(tài)，則開始經晶體管23向信號線Yj流過灰度指定電流。一旦開始流過灰度指定電流，則晶體管23的柵極電極23g與源極電極23s之間的電容器24，充電到在晶體管23的源極電極23s與漏極電極23d之間灰度指定電流以穩(wěn)定狀態(tài)流過的程度。這里，因為在晶體管23的源極電極23s與漏極電極23d之間流過的電流是飽和電流或接近飽和電流的相對大電流值的電流，所以可迅速充電。
另一方面，此時在與選擇掃描線Xi以外的選擇掃描線X1～Xi-1、Xi+1～Xm相對應的行中，變?yōu)榉沁x擇期間TNSE，通過選擇掃描驅動器5施加截止電位VOFF，所以象素電路Di，1～Di，n以外的晶體管21、22變?yōu)榻刂範顟B(tài)，不流過灰度指定電流。這里，用TSE+TNSE＝TSC表示的期間為一垂直期間，選擇掃描線X1～Xm的各選擇期間TSE彼此不重合。另外，圖5中描述了“TSE”、“TNSE”和“TSC”，但這些僅針對第一行的選擇掃描線X1。
這里，在從選擇掃描驅動器5向選擇掃描線Xi施加導通電位VON開始到向下一選擇掃描線Xi+1施加導通電位VON為止，設定時間間隔。
若象素電路Di，1～Di，n移動到第i行的非選擇期間TNSE，則通過選擇掃描驅動器5向選擇掃描線Xi施加截止電位VOFF，保持電容器24的充電。另外，因為在電源掃描線Zi上從電位VHIGH移位到較低電位VLOW，所以象素電路Di，1～Di，n的各晶體管23的漏極-源極間電壓電平從VDSH移位到VDSL。因此，如圖4所示，若設將與象素電路Di，j的晶體管23的柵極-源極間電壓電平VGS4相當?shù)碾姾沙潆姷诫娙萜?4上，則在各晶體管23的漏極-源極間電壓電平為VDSH時、即選擇期間TSE中，流入晶體管23的漏極-源極間的電流的電流水平IDS為IDS4，但在非選擇期間TNSE，由于晶體管23的漏極-源極間電壓電平變?yōu)殡妷篤DSL，所以晶體管23流過的電流下降到低電流水平IDS4’。因此，在有機EL元件Ei，j中，流過該電流水平IDS4’而發(fā)光。因為IDSk與電流水平IDSk’始終設定得一一對應，所以若IDS(k-1)＜IDSk，則IDS(k’-1)＜IDSk’。
這樣，若設在非選擇期間TNSE為了以期望的發(fā)光亮度使有機EL元件Ei，j發(fā)光所必需的有機EL元件Ei，j的陽極-陰極間的電流值為IDSk’，則在緊接前面的選擇期間TSE中，最好在晶體管23的源極-漏極間流過飽和電流IDSk，因此，最好向電源掃描線Zi施加電壓VHIGH(＞Vss)，以使選擇期間TSE的晶體管23的源極-漏極間電壓變?yōu)閂DSH，達到飽和電流IDSk，并且選拔數(shù)據驅動器3，從信號線Yj流過適當電流，以向晶體管23的柵極-源極間的電容器24充電相當于飽和電流IDSk的電荷。
如上所述，根據本實施方式，在各選擇期間TSE，為了向有機EL顯示面板2的各象素P1，1～Pm，n流過較大的電流，以使晶體管23的漏極-源極間電流變?yōu)轱柡碗娏?，而向電源掃描線Z1～Zn施加與以前一樣的較大電平的電位VHIGH，所以可抑制寄生電容引起的信號線Yj的電壓穩(wěn)定化延遲，在非選擇期間TNSE中，向電源掃描線Z1～Zn施加晶體管23的漏極-源極間電壓電平VDS變?yōu)榉秋柡蛥^(qū)域這樣的較小電平電位VLOW，所以可將晶體管23的漏極-源極間電流水平IDS設為數(shù)十nA～數(shù)μA左右的微小水平。
因此，不使用與以前類型不同的復雜有機EL顯示面板，可在有機EL元件Ei，j～Em，n中流過有機EL元件Ei，j～Em，n發(fā)光所必需的數(shù)十nA～數(shù)μA左右的微小水平的電流，所以導致非晶硅的晶體管21、22、23的電流驅動能力不足，抑制寄生電容引起的信號寫入率的降低。因此，可實現(xiàn)制造成本低、生產率高的有機EL顯示裝置1。
另外，本發(fā)明不限于上述各實施方式，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍下，可進行各種改良和設計的變更。
例如，在本實施方式中，說明有機EL顯示面板2作為對應于一個象素的開關元件，由三個晶體管構成主要部分，但本發(fā)明并不限于此，也可對基于所謂電流灰度指定的有機EL顯示裝置適用，例如圖6(a)所示，將有機EL顯示裝置100的第k行(1≤k≤m)象素電路Dk，1～Dk，n的晶體管22的漏極電極22d連接于選擇掃描線Xk上。有機EL顯示裝置100的其它結構與圖1所示的有機EL顯示裝置1一樣。另外，如圖6(b)所示，也可適用于開關元件的主要部分由4個晶體管構成的有機EL顯示裝置101中。有機EL顯示裝置101在第k行選擇期間中，由經選擇掃描線Xk輸出的選擇信號選擇規(guī)定行的各晶體管120、121，且在第k行的電源掃描線Zk向各晶體管122施加截止電壓期間，從信號線Y1～Yn經各晶體管120向各晶體管123的柵極輸出導通電位，而且，經晶體管121向晶體管123流過漏極電流IDS。此時，漏極電流IDS變?yōu)榫w管123的漏極-源極間電壓達到飽和區(qū)域的電壓，向電容器124充電對應于漏極電流IDS的電荷。接著，在第k行的非選擇期間中，經選擇掃描線Xk向各晶體管120、121施加截止電壓，電源掃描線Zk向各晶體管122的漏極施加各晶體管122的漏極-源極間電壓變?yōu)榉秋柡蛥^(qū)域的導通電壓，由此各晶體管123按照基于保持在電容器124中的電荷的柵極-源極間電位，流過非飽和漏極電流I’DS。因此，在選擇期間通過增大流過信號線Y1～Yn的電流的電流值，抑制寄生電容引起的延遲，并可會下與期望亮度一致將非選擇期間流過有機EL元件E2的電流的電流值變得微小。
即，即使對4個晶體管等效電路101，也可在選擇期間TSE中，向電源掃描線Z施加與以前一樣的較低電平的電位VLOW，在非選擇期間TNSE中，向電源掃描線Z施加晶體管123的漏極-源極間電壓電平VDS為非飽和區(qū)域的較小電平的電位VLOW。通過該電位VLOW，晶體管123的漏極-源極間電流水平IDS變?yōu)橛袡CEL元件E2發(fā)光必需的數(shù)十nA～數(shù)μA左右的微小水平。
此時，在選擇期間TSE中，在有機EL元件E2中流過電流，比非選擇期間TNSE中的發(fā)光強度還強地發(fā)光。但是，選擇期間TSE是比非選擇期間TNSE短得多的期間，因此，該發(fā)光強度的差異影響小。
另外，也可對使用多晶硅的晶體管的有機EL顯示面板適用本發(fā)明。
多晶硅的晶體管具有充分的電流驅動能力，所以在非晶硅晶體管驅動時擔心的寄生電容的影響引起的信號寫入率下降率小。但是，因為多晶硅的晶體管的電流驅動能力大，所以晶體管的尺寸變小，結果，加工精度產生偏差，該加工精度的偏差使亮度偏差增大。在這種情況下，通過將本發(fā)明適用于多晶硅的有機EL顯示面板，可降低上述影響。
發(fā)明效果根據本發(fā)明，因為不會使顯示裝置的結構復雜，可向發(fā)光元件提供發(fā)光元件發(fā)光必需的充分水平(例如數(shù)十nA～數(shù)μA左右的微小水平)的發(fā)光信號(電流)，所以可提供在實現(xiàn)功耗削減的同時、制造成本低、生產率高的顯示裝置和該顯示裝置的驅動方法。
權利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，具備多個象素電路；分別設置在每個所述象素電路中、以對應于驅動電流的亮度發(fā)光的多個發(fā)光元件；亮度灰度指定部件，用于在選擇期間，通過經所述象素電路在信號線中流過電流值比所述驅動電流的電流值大的灰度指定電流，使所述發(fā)光元件的亮度灰度等級存儲在所述象素電路中；和電流值切換電壓輸出部件，在所述選擇期間，所述亮度灰度指定部件為了經所述象素電路在所述信號線中流過所述灰度指定電流，向所述象素電路輸出第一電壓，在非選擇期間，向所述象素電路輸出電位與所述第一電壓不同的第二電壓，由此調制所述象素電路基于存儲在所述象素電路中的亮度灰度等級輸出的電流，在所述象素電路中流過所述驅動電流。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述象素電路具有第一開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述電流值切換電壓輸出部件，所述電流路徑的另一端連接于所述發(fā)光元件；第二開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述電流值切換電壓輸出部件，所述電流路徑的另一端連接于所述第一開關元件的所述控制端子；和第三開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述第一開關元件的所述電流路徑的另一端。
3.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述電流值切換電壓輸出部件，在所述選擇期間，向所述第一開關元件的所述電流路徑的一端輸出所述第一電壓，以使流過所述第一開關元件的所述電流路徑的所述灰度指定電流變?yōu)轱柡碗娏鳌?br> 4.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述電流值切換電壓輸出部件，在所述非選擇期間，向所述第一開關元件的所述電流路徑的一端輸出所述第二電壓，以使流過所述第一開關元件的所述電流路徑的所述驅動電流變?yōu)榉秋柡碗娏鳌?br> 5.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述亮度灰度指定部件連接于所述第三開關元件的所述電流路徑的另一端。
6.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于具有選擇掃描部件，向所述第二開關元件的所述控制端子及所述第三開關元件的所述控制端子輸出選擇信號。
7.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述象素電路具有第一開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述電流值切換電壓輸出部件，所述電流路徑的另一端連接于所述發(fā)光元件；第二開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于選擇掃描部件，該電流路徑的另一端連接于所述第一開關元件的所述控制端子；和第三開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述第一開關元件的所述電流路徑的另一端。
8.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述第二電壓是比所述第一電壓低的電壓。
9.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述象素電路具有串聯(lián)連接于所述發(fā)光元件上的晶體管，所述第一電壓是所述晶體管的源極、漏極電極之間飽和的飽和電壓，所述驅動電流的電流值跟隨施加于所述晶體管的柵極電極上的柵極電壓的電壓值。
10.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述象素電路具有串聯(lián)連接于所述發(fā)光元件上的晶體管，將所述第二電壓施加于所述晶體管的源極、漏極電極之間，所述驅動電流的電流值跟隨所述第二電壓的電壓值及施加于所述晶體管的柵極電極上的柵極電壓的電壓值。
11.一種顯示裝置的驅動方法，該顯示裝置具備多個象素電路、通過以規(guī)定的驅動電流使設置在每個該象素電路中的發(fā)光元件發(fā)光來進行顯示，其特征在于，包含如下步驟在選擇期間，通過向所述象素電路輸出第一電壓，經所述象素電路在信號線中流過電流值比所述驅動電流的電流值大的灰度指定電流，而且，使基于所述灰度指定電流的電流值的所述發(fā)光元件的亮度灰度等級存儲在所述象素電路中；和在非選擇期間，通過向所述象素電路輸出電位與所述第一電壓不同的第二電壓，調制所述象素電路基于存儲在所述象素電路中的亮度灰度等級輸出的所述驅動電流。
12.根據權利要求11所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述象素電路具有第一開關元件，具有控制端子及電流路徑，向該電流路徑的一端選擇地輸入所述第一電壓及所述第二電壓，所述電流路徑的另一端連接于所述發(fā)光元件；第二開關元件，具有控制端子及電流路徑，在所述選擇期間向該電流路徑的一端輸入所述第一電壓，該電流路徑的另一端連接于所述第一開關元件的所述控制端子；和第三開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述第一開關元件的所述電流路徑的另一端。
13.根據權利要求11所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述象素電路具有第一開關元件，具有控制端子及電流路徑，向該電流路徑的一端選擇地輸入所述第一電壓及所述第二電壓，所述電流路徑的另一端連接于所述發(fā)光元件；第二開關元件，具有控制端子及電流路徑，在所述選擇期間向該電流路徑的一端及該控制端子輸入選擇掃描信號，該電流路徑的另一端連接于所述第一開關元件的所述控制端子；和第三開關元件，具有控制端子及電流路徑，該電流路徑的一端連接于所述第一開關元件的所述電流路徑的另一端。
14.根據權利要求11所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述第二電壓是比所述第一電壓低的電壓。
15.根據權利要求11所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述象素電路具有串聯(lián)連接于所述發(fā)光元件上的晶體管，所述第一電壓是所述晶體管的源極、漏極電極之間飽和的飽和電壓，所述驅動電流的電流值跟隨施加于所述晶體管的柵極電極上的柵極電壓的電壓值。
16.根據權利要求11所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述象素電路具有串聯(lián)連接于所述發(fā)光元件上的晶體管，將所述第二電壓施加于所述晶體管的源極、漏極電極之間，所述驅動電流的電流值跟隨所述第二電壓的電壓值及施加于所述晶體管的柵極電極上的柵極電壓的電壓值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置及顯示裝置的驅動方法，可抑制寄生電容引起的延遲。本發(fā)明的顯示裝置具備多個象素電路；分別設置在每個象素電路中、以對應于驅動電流的亮度發(fā)光的多個發(fā)光元件；亮度灰度指定部件，用于在選擇期間，通過經象素電路在信號線中流過電流值比驅動電流的電流值大的灰度指定電流，使發(fā)光元件的亮度灰度等級存儲在象素電路中；和電流值切換電壓輸出部件，在選擇期間，亮度灰度指定部件為了經象素電路在信號線中流過灰度指定電流，向象素電路輸出第一電壓，在非選擇期間，向象素電路輸出電位與第一電壓不同的第二電壓，由此調制象素電路基于存儲在象素電路中的亮度灰度等級輸出的電流，在象素電路中流過驅動電流。
文檔編號G09G5/10GK1525425SQ2004100066
公開日2004年9月1日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權日2003年2月25日
發(fā)明者白崎友之 申請人:卡西歐計算機株式會社