專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括發(fā)光元件作為像素的有源矩陣型顯示裝置。
背景技術(shù)：
最近幾年中，已經(jīng)做出不斷增加的努力以發(fā)展包括有機EL器件作為發(fā) 光元件的平面(planar)自發(fā)光顯示裝置。有機EL器件是一種利用從放置在 電場下的有機薄膜發(fā)光的現(xiàn)象的器件。有機EL器件具有低功率要求，因為 它能夠在IOV或者更低的施加電壓下被供能。此外，有機EL器件是一種能 夠自身發(fā)光的自發(fā)光器件，它不需要照明部件并且能夠容易地降低重量和厚 度。因為有機EL器件具有大約幾ns的很高的響應(yīng)速率，所以當(dāng)顯示運動圖 像時不產(chǎn)生圖像暫留(persistence )。
已經(jīng)做出特別的努力來在包括有機EL器件作為發(fā)光元件的平面自發(fā)光
顯示裝置中發(fā)展包括集成薄膜晶體管作為像素的有源矩陣顯示裝置。有源矩 陣平面自發(fā)光顯示裝置公開在以下的專利文獻中，例如
專利文獻1:日本專利公開No.2003-255856 專利文獻2:日本專利公開No.2003-271095 專利文獻3:日本專利公開No.2004-133240 專利文獻4:日本專利公開No.2004-029791 專利文獻5:日本專利公開No.2004-09368
發(fā)明內(nèi)容
然而，相關(guān)技術(shù)的有源矩陣平面自發(fā)光顯示裝置的缺點在于，用于驅(qū)動 發(fā)光元件的晶體管由于制造工藝波動要經(jīng)受閾值電壓和遷移率變化。另外， 有機EL器件有其趨于隨時間變化的特性。驅(qū)動晶體管的這種特性變化和有 機EL器件的特性波動對發(fā)光亮度有不利的影響。為了在顯示裝置的整個顯 示表面上設(shè)置發(fā)光亮度為統(tǒng)一的級別，必須在各個像素電路中校正晶體管和 有機EL器件的特性波動。迄今為止，已經(jīng)提出在每個像素中具有這樣的特
性波動校正功能的顯示裝置。然而，具有特性波動校正功能的相關(guān)技術(shù)的像 素電路在結(jié)構(gòu)上是復(fù)雜的，因為為了提供校正電位、各開關(guān)晶體管和各開關(guān) 脈沖，它們需要互相連接。因為像素電路由許多組件組成，所以它們已經(jīng)表 現(xiàn)為高清晰度顯示能力的障礙。
本發(fā)明的一個一般實施例提供一種具有通過簡化的像素電路獲得的高清 晰度顯示能力的顯示裝置。
本發(fā)明的另一個實施例提供一種能夠可靠地校正驅(qū)動晶體管的閾值電壓 變化的顯示裝置。
本發(fā)明的另一個實施例提供一種能夠在各信號線上的信號電位和參考電 位之間準(zhǔn)確地切換的顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，顯示裝置包括像素陣列和用于驅(qū)動像素陣列 的驅(qū)動器。像素陣列包括掃描線行、信號線列、布置在掃描線和信號線的交
叉處的像素矩陣、以及與各個的像素行相關(guān)聯(lián)的饋線(feeding line )。驅(qū)動器 包括主掃描器，用于通過在水平周期連續(xù)提供控制信號到掃描線，以線順 序模式掃描像素行；電源掃描器，用于相對線順序模式同步地提供在第一電 位和第二電位之間切換的電源電壓到饋線；以及信號選擇器，用于在線順序
模式下，在每個水平周期，選擇性地提供作為視頻信號的信號電位和參考電 位到信號線列。每個像素包括發(fā)光元件、取樣晶體管、驅(qū)動晶體管和保持電 容器。取樣晶體管有連接到掃描線的柵極，以及源極和漏極，其中一個連接 到信號線并且另一個連接到驅(qū)動晶體管的柵極。驅(qū)動晶體管有源極和漏極， 其中一個連接到發(fā)光元件并且另一個連接到一條饋線。保持電容器連接在驅(qū) 動晶體管的源極和柵極之間。取樣晶體管響應(yīng)于從掃描線提供的控制信號被 導(dǎo)通，取樣從信號線提供的信號電位并且在保持電容器中保持取樣信號電位。 驅(qū)動晶體管依賴于保持在保持電容器中的信號電位提供驅(qū)動電流到發(fā)光元 件，以響應(yīng)從處于第一電位下的饋線提供的電流。在饋線處于第一電位下和 信號線處于參考電位下的時間間隔期間，主掃描器輸出控制信號用于致使取 樣晶體管導(dǎo)通，以執(zhí)行閾值電壓校正處理，以將對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電 壓的電壓保持在保持電容器中。在信號電位的取樣之前的多個水平周期，主 掃描器重復(fù)閾值電壓校正處理，以將對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓保 持在保持電容器中。每條信號線與一對開關(guān)相關(guān)聯(lián)， 一個開關(guān)用于給信號線 提供信號電位，而另一個開關(guān)用于將提供參考電位的公共線連接到信號線。
信號選擇器在每個水平周期相對線順序模式同步地開啟和斷開各開關(guān)，以在 信號電位和參考電位之間切換，并且選擇性地提供信號電位和參考電位到每 列信號線。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，像素陣列被裝配在單個板(panel)上，并且 開關(guān)和信號選擇器被裝配在單個板上。在閾值電壓校正處理之前，在饋線處 于第二電位下并且信號線處于參考電位下的時間間隔期間，主掃描器輸出控 制信號使取樣晶體管導(dǎo)通，以設(shè)置驅(qū)動晶體管的柵極為參考電位并且其源極 為第二電位。為了在信號線處于信號電位下的時間間隔期間使取樣晶體管導(dǎo) 通，主掃描器輸出脈沖持續(xù)時間短于該時間間隔的控制信號到掃描線，從而 在保持電容器中保持信號電位，并且同時將用于驅(qū)動晶體管的遷移率的校正 加到信號電位。當(dāng)信號電位被保持在保持電容器中時，主掃描器使取樣晶體 管非導(dǎo)通，以使驅(qū)動晶體管的柵極從信號線電斷開，以便由此允許驅(qū)動晶體 管的柵極電位隨著其源極電位變化而變化，因此保持在驅(qū)動晶體管的柵極和 源極之間的電壓恒定。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在有源矩陣顯示裝置中，其中如有機EL器 件的發(fā)光元件被用作像素，為了高質(zhì)量的顯示圖像，每個像素至少具有校正 驅(qū)動晶體管的閾值電壓的功能，并且優(yōu)選的還有校正驅(qū)動晶體管遷移率的功
能和校正有機EL器件的基于老化的變化的功能(自舉(bootstrapping )操作)。 為了合并這些功能，顯示裝置提供作為切換脈沖的電源電壓到各像素。由于 電源電壓被提供作為切換脈沖，顯示裝置不需要用于校正闊值電壓的切換晶 體管和用于控制切換晶體管柵極的掃描線。結(jié)果，組成像素的組件的數(shù)量和 使用的相互連接的數(shù)量被大大的減少，導(dǎo)致像素面積的降低。因此，顯示裝 置被允許具有高清晰度顯示能力。迄今為止，具有那些校正功能的像素由于 像素的大配線面積不適合實現(xiàn)高清晰度顯示能力，其中大配線面積是因為組 成像素的組件的數(shù)量大。根據(jù)本發(fā)明的實施例，因為電源電壓被提供作為切 換脈沖，所以組成像素的組件的數(shù)量和使用的相互連接的數(shù)量通過被減少， 以減少像素的配線面積。因而該顯示裝置能夠被提供為高質(zhì)量、高清晰度的 平板顯示器。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在信號電位的取樣之前的多個水平周期， 電壓閾值電壓校正處理被重復(fù)，以將對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電壓可靠地保 持在保持電容器中。因為閾值電壓校正處理被多次執(zhí)行，所以總的校正時間是足夠長的以提前將對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓保持在保持電容器 中。對應(yīng)于保持在保持電容器上的驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓被加到保持 電容器中取樣的信號電位，并且施加到驅(qū)動晶體管的柵極。因為被加到信號 電位的對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電壓抵消驅(qū)動晶體管的閾值電壓，所以可能
流。為此目的，重要的是將對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓可靠地保持 在保持電容器中。根據(jù)本發(fā)明實施例，通過重復(fù)地多次將對應(yīng)于閾值電壓的 電壓寫入保持電容器，使得寫時間足夠長。通過這樣的安排，顯示裝置能夠 抑制顯示圖像的亮度不規(guī)則性，特別在低灰度范圍中。
為了重復(fù)多次闊值電壓的校正處理，在每個水平周期每條信號線的電位 需要在信號電位和參考電位之間切換。為了在信號電位和參考電位之間切換， 每條信號線與一對開關(guān)相關(guān)聯(lián)， 一個用于提供信號電位到信號線，并且另一 個用于將提供參考電位的公共線連接到信號線。根據(jù)本發(fā)明的實施例，開關(guān) 在每個水平周期相對線順序模式同步地被開啟或者斷開，以在信號電位和參
考電位之間切換，并且選擇性的提供信號電位和參考電位到每列的信號線。 因為開關(guān)被開啟和斷開以在信號電位和參考電位之間切換，所以信號線上的 電位能夠被準(zhǔn)確改變。即使當(dāng)信號線上的電位在每個水平周期在信號電位和
參考電位之間切換時，也防止信號電位劣化(degrade),并且顯示圖像的質(zhì)量 被維持在需要的級別。
從結(jié)合附圖以示例的方式說明本發(fā)明優(yōu)選實施例的以下描述中，本發(fā)明 的上述和其它的實施例，特征和優(yōu)點將變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的方塊圖； 圖2是包括在圖1中示出的顯示裝置中的像素電路的電路圖； 圖3是圖1中示出的顯示裝置的4喿作的說明性時序圖； 圖4A是圖2中示出的^象素電路的才喿作的說明性時序圖； 圖4B是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖； 圖4C是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖； 圖4D是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖； 圖4E是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖； 圖4F是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖4G和圖4H是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖41是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖4J是圖2中示出的^象素電路的操作的說明性時序圖4K是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖4L是圖2中示出的像素電路的操作的說明性時序圖5 ( 1 )到(4)是根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的操作的說明性組圖6是根據(jù)對比示例的顯示裝置的方塊圖；以及
圖7是圖6中示出的顯示裝置的操作的說明性圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置。圖1以方塊圖 的形式顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置。如圖1中所示，通常用100指示 的顯示裝置包括像素陣列102和用于驅(qū)動像素陣列102的驅(qū)動器(103, 104, 105)。像素陣列102包括掃描線行WSL101到WSL10m、信號線列DTL101 到DTL10n、布置在掃描線WSL101到WSL10m和信號線DTL101到DTL10n 的交叉處的像素矩陣(PXLC) 101、以及與各個像素行101相關(guān)聯(lián)的饋線 DSL101到DSL10m。驅(qū)動器包括主掃描器(寫掃描器WSCN) 104，用于 通過在水平周期(1H)相繼地提供控制信號到掃描線WSL101到WSL10m， 以線順序模式掃描像素行101;電源掃描器(DSCN) 105,用于相對線順序 模式同步(timed)提供在第一電位(較高電位)和第二電位(較低電位)之 間切換的電源電壓給饋線DSL101到DSL10m;以及信號選擇器(水平選擇 器HSEL) 103,用于在線順序模式，在每個水平周期(1H)選擇性地提供作 為^L頻信號的信號電位和參考電位到信號線列DTL101到DTL10m。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，每條信號線DTL連接到一對開關(guān)HSW、 PSW。 開關(guān)HSW用于提供作為視頻信號Vsig的信號電位到信號線DTL。開關(guān)PSW 連接公共線109用于提供參考電位Vo到信號線DTL。信號選擇器103在每 個水平周期相對寫掃描器104的線順序模式同步地交替開啟開關(guān)HSW、PSW， 以便由此選擇性地提供作為視頻信號Vsig的信號電位和參考電位Vo到信號 線歹'J DTL。
根據(jù)本實施例，像素陣列102被構(gòu)造在單個板上，以構(gòu)造顯示裝置100
為平板結(jié)構(gòu)。開關(guān)HSW、 PSW,每個與信號線DTL的數(shù)量同樣多，并且用 于開啟和斷開開關(guān)HSW、 PSW的信號選擇器103裝配在與像素陣列102相 同的板上。該板可能具有用于被從外部電路提供參考電位Vo和視頻信號Vsig 的各端子，并且每條信號線DTL不需要被連接到外部電路。用于提供參考電 位Vo的電壓源和用于提供視頻信號Vsig的信號源，可能被提供為具有高驅(qū) 動能力的外部源。因為板被安排用各開關(guān)在參考電位Vo和視頻信號Vsig的 信號電位之間切換，并且選擇性地提供參考電位Vo和視頻信號Vsig的信號 電位到信號線DTL,所以信號電位和參考電位不被劣化，并且顯示裝置顯示 的圖像的質(zhì)量不被損害。根據(jù)圖示的實施例，除信號選擇.器103之外，寫掃 描器104和電源掃描器105也被裝配在與像素陣列102相同的板上。
信號選擇器103基本操作來在每個水平周期取樣和保持從外部電路提供 的視頻信號Vsig,并且為每條像素線輸出作為被取樣和保持的視頻信號Vsig。 信號選擇器103因此在線順序模式操作，以提供信號電位到信號線DTL。然 而，顯示裝置可以使用點順序信號驅(qū)動器代替信號選擇器103。根據(jù)圖示的 實施例，信號選擇器103相對線順序模式同步地同時開啟和斷開各開關(guān)HSW、 PSW。
圖2是顯示包括在圖中1示出的顯示裝置100中的每個像素101的特定 結(jié)構(gòu)細節(jié)和相互連接的電路圖。如圖2中所示，像素101包括典型地包括有 機EL器件的發(fā)光元件3D、取樣晶體管3A、驅(qū)動晶體管3B和保持電容器3C。 取樣晶體管3A有連接到對應(yīng)掃描線WSL101的柵極g，以及源極s和漏極d, 其中一個被連接到對應(yīng)的信號線DTL101,而另一個連接到驅(qū)動晶體管3B的 柵極g。驅(qū)動晶體管3B有源極s和漏極d，其中一個被連接到發(fā)光元件3D 而另一個連接到對應(yīng)的饋線DSLIOI。根據(jù)圖示的實施例，驅(qū)動晶體管3B的 漏極d被連接到饋線DSL101,并且其源極s連接到發(fā)光元件3D的陽極。發(fā) 光元件3D的陰極被連接到接地互連3H。接地互連3H是所有的像素101公 用的。保持電容器3C被連接在驅(qū)動晶體管3B的源極s和柵極g之間。
取樣晶體管3A通過從掃描線WSL101提供的控制信號被使得導(dǎo)通，取 樣從信號線DTL101提供的信號電位Vin,并且將取樣的信號電位Vin保持在 保持電容器3C中。當(dāng)驅(qū)動晶體管3B被提供來自第一電位下的饋線DSL101 的電流時，驅(qū)動晶體管3B依賴于被保持電容器3C保持的信號電位，提供驅(qū) 動電流到發(fā)光元件3D。在饋線DSLIOI處于第一電位下和信號線DTLIOI處
于參考電位Vo下的時間間隔期間，主掃描器104輸出控制信號用于使取樣晶 體管3A導(dǎo)通以執(zhí)行閾值電壓校正處理，該閾值電壓校正處理用于在保持電 容器3C中保持對應(yīng)于用于驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth的電壓。根據(jù)本發(fā) 明的實施例，在信號電位的取樣之前的多個水平周期，閾值電壓校正處理被 重復(fù)，用于在保持電容器3C中可靠地保持對應(yīng)于用于驅(qū)動晶體管3B的閾值 電壓Vth的電壓。因為閾值電壓校正處理被執(zhí)行多次，所以維持足夠長的寫 時間，以在保持電容器3C中預(yù)先可靠地保持對應(yīng)于用于驅(qū)動晶體管3B的閾 值電壓Vth的電壓。對應(yīng)于閾值電壓Vth的保持的電壓被用于抵消用于驅(qū)動 晶體管3B的閾值電壓Vth。即使各個像素的驅(qū)動晶體管的閾值電壓彼此不同， 因為它們在各個的像素中被完全抵消，所以顯示裝置顯示的圖像的均勻性被 增加。特別地，當(dāng)信號電壓表示低灰度級時趨于出現(xiàn)的顯示亮度不規(guī)則性被 阻止發(fā)生。
為了重復(fù)閾值電壓校正處理，必須提供在每個水平周期在參考電位Vo 和信號電位Vin之間切換的電位給信號線DTL101 。為此目的，信號線DTL101 被連接到一對開關(guān)HSW101、 PSW101。開關(guān)HSW101用于提供信號電位Vin 到信號線DTL101,并且開關(guān)PSW101用于連接公共線109用于提供參考電 位Vo到信號線DTL101。信號選擇器103在每一水平周期相對寫掃描器104 的線順序模式同步地專門開啟和斷開開關(guān)HSW101、 PSW101，切換地提供信 號電位Vin和參考電位Vo到信號線DTL101。像素電路101因此能夠在多個 水平周期重復(fù)閾值電壓校正處理。
優(yōu)選地，在閾值電壓校正處理之前，主掃描器104輸出控制信號以使取 樣晶體管3A導(dǎo)通，以在饋線DSLIOI處于第二電位下且信號線DTLIOI處于 參考電位下的時間間隔期間，設(shè)置驅(qū)動晶體管3B的柵極g從而為參考電位， 并且還設(shè)置其源極s為第二電位。隨著柵極電位和源極電位被如此重置，隨 后的閾值電壓校正處理能夠被可靠地執(zhí)行。
圖2中示出的像素101除了上述閾值電壓校正功能外還具有遷移率校正 功能。具體地，當(dāng)主掃描器104輸出脈沖持續(xù)期間短于上述時間間隔的控制 信號到掃描線WSLIOI，以將信號電位保持在保持電容器3C中時，以便在信 號線DTLIOI處于信號電位下的時間間隔期間實施取樣晶體管3A,主掃描器 104同時將用于驅(qū)動晶體管3B的遷移率)i的校正加到信號電位。
圖2中示出的像素101還具有自舉功能。具體地，當(dāng)保持電容器3C保
持信號電位時，主掃描器(WSCN) 104取消對掃描線WSL101的控制信號 的施加，使得取樣晶體管3A不導(dǎo)通，以從信號線DTLIOI電斷開驅(qū)動晶體管 3B的柵極g。因此，當(dāng)驅(qū)動晶體管3B的源極電位(Vs )變化時柵極電位(Vg ) 變化，從而保持柵極g和源極s之間的電壓Vgs恒定。
圖3是圖2中示出的信號選擇器103操作的說明性時序圖。時序圖顯示 掃描線WSL101的電位、饋線DTL101的電位、和信號線DTL101的電位沿 著公共時間軸的改變。時序圖還顯示用于信號電位的控制開關(guān)HSWIOI和用 于參考電位的控制開關(guān)PSW101沿著公共時間軸被開啟和斷開的方式。如圖 3中所示，開關(guān)HSWIOI、 PSW101在連續(xù)的水平周期#1重復(fù)地開啟和斷開。 視頻信號線DTL101的電位在每個水平周期在信號電位Vin和參考電位Vo之 間交替切換。在圖3中，在前一場(field)的發(fā)光周期結(jié)束后，在接下來的 場中閾值電壓校正處理被重復(fù)三次，其后執(zhí)行取樣處理和遷移率校正處理， 然后跟隨隨后場的發(fā)光周期。在第一水平周期當(dāng)信號線DTLIOI在參考電位 Vo下時，第一閾值電壓校正處理被執(zhí)行。在第二水平周期當(dāng)信號線DTLIOI 在參考電位Vo下時，第二閾值電壓校正處理被執(zhí)行。在第三水平周期當(dāng)信號 線DTLIOI在參考電位Vo下時，第三閾值電壓校正處理被執(zhí)行。以這種方式， 閾值電壓校正處理在分別的三個水平周期被重復(fù)執(zhí)行，因此將對應(yīng)于驅(qū)動晶 體管3B的閾值電壓Vth的電位可靠地寫入保持電容器3C。在此時間期間， 隨著控制開關(guān)HSWIOI、 PSW101被專門地開啟和斷開，施加到視頻信號線 DTLIOI的電位在每一個水平周期在參考電位Vo和信號電位Vin之間交替切 換。
圖4A是圖2中示出的像素101的操作說明性時序圖。時序圖顯示掃描 線WSL101的電位、饋線DSL101的電位、和信號線DTLIOI的電位沿著公 共時間軸的改變。連同上述電位的改變一起，時序圖還顯示驅(qū)動晶體管3B的 柵極電位(Vg)和源極電位(Vs)的改變。
在圖4A中示出的時序圖沿著像素101操作的轉(zhuǎn)換將其時間周期分為周 期(B)到(L)。在發(fā)光周期(B),發(fā)光元件3D發(fā)光。其后，在線順序模式 的新場中，饋線DSL101在第一周期(C)從較高電位Vcc—H切換到低較電 位Vcc—L。在接下來的準(zhǔn)備周期(D),驅(qū)動晶體管3B的柵極電位Vg被重置 為參考電位Vo,并且其源極電位Vs被重置為饋線DTL101的較低電位Vcc—L 。 然后，在第一閾值校正處理周期(E)第一閾值電壓校正處理被執(zhí)行。因為一
個閾值電壓校正處理的持續(xù)時間短，所以被寫入保持電容器3C的電壓是V
x 1，并且沒有達到驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth。
第一閾值校正周期(E)之后的過渡周期(F)在下一個水平周期(1H) 跟隨有第二閾值校正周期(G)?，F(xiàn)在第二閾值校正處理被執(zhí)行，導(dǎo)致被寫入 保持電容器3C中的電壓Vx2接近閾值電壓Vth。在接下來的過渡周期(H) 之后的水平周期(1H),第三閾值校正處理在第三閾值校正周期(I)被執(zhí)行， 導(dǎo)致被寫入保持電容器3C中的電壓達到驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth。
在最后的水平周期的后面部分，視頻信號線DTL101從參考電位Vo升高 到信號電位Vin。周期(J)之后，除了在取樣周期/遷移率校正周期(K)的 閾值電壓Vth,視頻信號的信號電位Vin被寫入保持電容器3C中，并且用于
3D發(fā)射處于依賴于發(fā)光周期(L)中的信號電位Vin的亮度級別的光。因為 信號電位Vin已經(jīng)被對應(yīng)于閾值電壓Vth和遷移校正電壓AV的電壓調(diào)整， 所以發(fā)光元件3D的發(fā)光亮度不受驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth和遷移率M 的變化影響。最初在發(fā)光周期(L),執(zhí)行自舉處理以提高驅(qū)動晶體管的3B 的柵極電位Vg和源極電位Vs，同時驅(qū)動晶體管3B的柵極-源極電壓Vgs
(=Vin+Vth- AV)維持恒定。
圖4A中出的時序圖示例性說明了被重復(fù)三次的閾值電壓校正處理。 具體地，閾值電壓校正處理在每個周期(E)、 (G)和(I)被執(zhí)行。周期(E)、
(G)和(I)屬于水平周期(1H)各自的前一半，并且在這些周期中信號線 DTL101處于參考電位Vo下。在這些周期中，掃描線WSL101處于高電平， 導(dǎo)通取樣晶體管3A以設(shè)置驅(qū)動晶體管3B的柵極電位Vg為參考電位Vo。在 這些周期，驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth被校正。各個水平周期(1H)中 的后一半表示用于對其它行的像素取樣信號電位的取樣周期。在這些取樣周 期(F)和(H)中，掃描線WSL101處于低電平以截止取樣晶體管3A。上 述操作被重復(fù)，導(dǎo)致驅(qū)動晶體管3B的柵極-源極電壓Vgs達到其閾值電壓 Vth。閾值電壓校正處理重復(fù)的次數(shù)設(shè)置為依賴于像素的電路安排的最優(yōu)值， 用于可靠地執(zhí)行閾值電壓處理。以這種方式，能夠在從黑電平低灰度到白電 平高灰度的寬的灰度范圍實現(xiàn)好的圖像質(zhì)量。
參照圖4B到4L，將更加詳細地描述圖2中顯示的像素101的操作。圖 4B到4L的后綴B到L分別地對應(yīng)于圖4A中顯示的時序圖中的周期(B)
到(L)。為了更容易理解搡作，發(fā)光元件3D的電容性組件在圖4B到4L中 圖示為電容器31。如圖4B中所示，在發(fā)光周期(B)期間，電源線DSLIOI 處于較高電位Vcc—H (第一電位)下，并且驅(qū)動晶體管3B提供驅(qū)動電流Ids 到發(fā)光元件3D。如圖4B中所示，驅(qū)動電流Ids從處于較高電位Vccji下的 電源線DSL101通過驅(qū)動晶體管3B和發(fā)光元件3D流入接地互連3H。
在周期(C),如圖4C中所示，電源線DSLIOI被控制從較高電位Vcc一H 切換到較低電位Vcc—L。電源線DSL101被放電到較低電位Vcc—L，并且驅(qū) 動晶體管3B的源極電位Vs改變?yōu)榻咏谳^低電位Vcc—L的電位。如果電源 線DSU01的互連電容大，那么電源線DSL101可能在相對早的時間被控制 從較高電位Vcc_H切換到較低電位Vcc一L。周期(C)被設(shè)置為足夠長的周 期以便免受互連電容和像素的寄生電容的影響。
在周期(D)，如圖4D中所示，掃描線WSL101被控制從低電位切換到 高電位，使得取樣晶體管3A導(dǎo)通。此時，視頻信號線DTLIOI處于參考電位 Vo下。驅(qū)動晶體管3B的柵極電位Vg等于視頻信號線DTL101通過取樣晶體 管3A的參考電位Vo。同時，驅(qū)動晶體管3B的源極電位Vs立即箝位(damp ) 為較低電位Vcc_L。驅(qū)動晶體管3B的源極電位Vs因此被初始化(重置)為 較低電位Vcc—L,該較低電位Vcc_L充分地低于視頻信號線DTLIOI的參考 電位Vo。具體地，電源線DSL101的較低電位Vcc—L (第二電位)被設(shè)置使 得驅(qū)動晶體管3B的柵極-源極電壓Vgs (柵極電位Vg和源極電位Vs之間 的差)高于驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth。
在第一閾值電壓周期(E),如圖4E中所示，電源線DSL101的電位從 較低電位VccJL改變?yōu)檩^高電位Vcc—H，導(dǎo)致驅(qū)動晶體管3B的源極電位Vs 開始上升。周期(E)在當(dāng)源極電位Vs從Vcc—L達到Vx 1時終止。因此， Vx l在第一閾值電壓周期(E)被寫入保持電容器3C。
在水平周期(1H)的后面周期(F),如圖4F中所示，視頻信號線DTLIOI 改變?yōu)樾盘栯娢籚in,并且掃描線WSL101變成低電平。周期(F)作為用于 為其它行的像素取樣信號電位Vin的取樣周期。因此，圖示的像素的取樣晶 體管3A需要在周期(F)中斷開。
在接下來的水平周期(1H)的前半，在閾值校正周期(G)執(zhí)行第二閾 值電壓校正處理，如圖4G中所示。隨著第一閾值電壓校正處理，視頻信號 線DTLIOI被設(shè)置為參考電位Vo,并且掃描線VSLIOI變成高電平，導(dǎo)通取 樣晶體管3A。電位被寫入保持電容器3C直到其達到V x 2。
在水平周期(ih)的后面周期(h),如圖4H中所示，因為對其它行的 像素取樣信號電位Vin,所以對于被說明行，掃描線WSL101變?yōu)榈碗娖剑?截止取樣晶體管3A。
在第三閾值電壓校正處理中，如圖4I中所示，掃描線WSL101又變?yōu)楦?電平，導(dǎo)通取樣晶體管3A,并且驅(qū)動晶體管3B的源極電位Vs開始增加。 當(dāng)驅(qū)動晶體管3B的柵極-源極電壓Vgs變?yōu)殚撝惦妷篤th時，電流被切斷。 以這種方式，對應(yīng)于驅(qū)動晶體管3B的閾值電壓Vth的電壓被寫入保持電容器 3C。在三個閾值校正周期(E)， (G)和(I)的每個周期，公共地線3H的電 位被設(shè)置以切斷發(fā)光元件3D,使得驅(qū)動電流僅僅流入保持電容器3C,而不 流入發(fā)光元件3D。
在周期(J),如圖4J中所示，視頻信號線DTL101的電位從參考電位 Vo改變?yōu)槿与娢?信號電位)Vin，完成用于接下來的取樣操作和遷移率 校正操作的準(zhǔn)備。
在取樣周期/遷移率校正周期(K)，如圖4K中所示，掃描線WSL101改 變?yōu)檩^高電位，導(dǎo)通取樣晶體管3A。因此，驅(qū)動晶體管3B的柵極電位Vg 變成信號電位Vin。因為發(fā)光元件3D初始處于切斷狀態(tài)(高阻抗)，所以驅(qū) 動晶體管3B的漏極-源極電流Ids流入發(fā)光元件電容器31,開始對其充電。 因此，驅(qū)動晶體管3B的源極電位Vs開始升高直到驅(qū)動晶體管3B的柵極-源極電壓Vgs達到Vin+Vth-AV。以這種方式，信號電位Vin被取樣并且同 時校正量AV被調(diào)整。當(dāng)Vin越高，Ids越大，導(dǎo)致AV的絕對值越大。因此， 遷移率依賴于發(fā)光亮度等級被校正。如果Vin是恒定的，那么驅(qū)動晶體管3B 的遷移率iu越大，AV的絕對值越大。另外說明，遷移率ju越大，負反饋AV 的量越大，使得每個像素的遷移率(j的變化能夠被移除。
最后在發(fā)光周期(L),如圖4L中所示，掃描線WSL101改變?yōu)檩^低電 位，截止取樣晶體管3A。因此，驅(qū)動晶體管3B的柵極g從信號線DTL101 斷開。同時，漏極電流Ids開始流過發(fā)光元件3D。發(fā)光元件3D的陽極電位 依賴于驅(qū)動電流Ids增加Vel。在發(fā)光元件3D陽極電位的增加意味著驅(qū)動晶 體管3B的源極電位Vs的增加。當(dāng)驅(qū)動晶體管3B的源極電位Vs增加時，因 為保持電容器3C的自舉作用，所以驅(qū)動晶體管3B的柵極電位Vg也增加。 柵極電位Vg的增量Vel等于源極電位Vs的增量Vel。因此，驅(qū)動晶體管3B
的柵極-源極電壓Vgs在發(fā)光周期期間被維持在Vin+Vth-AV的恒定電平。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的每個像素具有閾值電壓校正 功能和遷移率校正功能。圖5是(1)到(4)的一組圖，顯示包括在具有那 些校正功能的像素中的驅(qū)動晶體管的電流對電壓特性。圖(1)到(4)的每 一個具有表示信號電位Vin的水平軸和表示驅(qū)動電流Ids的垂直軸。圖(1) 到(4)的每一個顯示不同像素A、 B的Vin對Ids特性曲線。像素A具有相 對低的閾值電壓Vth和相對大的遷移率|a ,像素B具有相對高的閾值電壓Vth
和相對小的遷移率M。
圖(1)顯示當(dāng)沒有閾值電壓被校正和沒有遷移率^C校正時繪制的Vin 對Ids特性曲線。因為像素A、 B中的閾值電壓Vth和遷移率u沒有被校正， 所以它們的V i n對I d s特性曲線因為不同的閾值電壓V t h和遷移率]i值彼此 很不同。即使當(dāng)相同的信號電位Vin被給予像素A和B,驅(qū)動電流Ids,即， 像素A、 B的發(fā)光亮度也具有不同的值，導(dǎo)致不能夠獲得圖像均勻性。
圖(2)顯示當(dāng)閾值電壓被校正而沒有遷移率被校正時繪制的Vin對Ids 特性曲線。像素A、 B中的不同的閾值電壓Vth的值被抵消。然而，遷移率ji 的不同值反映在Vin對Ids特性曲線中。遷移率ju的不同值本身明顯出現(xiàn)在 較高的閾值Vth范圍，即，較高亮度范圍，即使在相同的灰度級也導(dǎo)致不同 的亮度級。具體地，在相同的灰度級(相同的Vin),具有越大遷移率M的像 素A的亮度(驅(qū)動電流Ids)越高，并且具有越小遷移率M的像素B的亮度 越低。
圖(3 )顯示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實施例閾值電壓被校正和遷移率被校正時繪 制的Vin對Ids特性曲線。不同的閾值電壓Vth和遷移率M被完全地校正， 因此像素A、 B的Vin對Ids特性曲線彼此一致。像素A、 B的亮度級(Ids) 在全部灰度級(Vin)是彼此相同的，導(dǎo)致被高度改進的圖像均勻性。
圖(4)顯示當(dāng)閾值電壓校正不足而遷移率被校正時繪制的對比示例的 Vin對Ids特性曲線。另外說明，在圖(4)中示出的Vin對Ids特性曲線是 當(dāng)閾值電壓校正處理僅僅被執(zhí)行一次而非被重復(fù)多次時繪制的。因為不同閾 值電壓值Vth沒有被抵消，所以在低灰度范圍像素A、B產(chǎn)生不同亮度級(Ids )。 因此，如果閾值電壓校正不足，則在低灰度范圍出現(xiàn)亮度不規(guī)則，損害圖像 質(zhì)量。
圖6以方框圖的形式顯示根據(jù)比較示例的顯示裝置。為了更容易理解顯 示裝置，圖6中示出的顯示裝置的、對應(yīng)于圖1中示出的顯示裝置的那些部 分的部分，由對應(yīng)的參考符號指示。圖6中示出的顯示裝置與圖1中示出的
顯示裝置，關(guān)于用于為像素陣列102的信號線DTL提供信號的信號提供單元 不同。如上所述，為了在多個水平周期在像素電路101上重復(fù)閾值電壓校正 處理，必須給信號線DTL提供在信號電位和參考電位之間交替地切換的脈沖 信號。在圖6中示出的顯示裝置中，信號線DTL與用于提供脈沖信號到信號 線DTL的各個脈沖信號源SIG相關(guān)聯(lián)。例如，第一脈沖信號源SIG101被連 接到第一行的信號線DTLIOI。第一脈沖信號源SIG101提供在信號電位和參 考電位之間交替切換的脈沖信號到信號線DTLIOI。因此，圖6中示出的顯示 裝置需要與視頻信號線DTL數(shù)量同樣多的信號源DTL。從而，裝配像素陣列 102的板需要與信號線DTL數(shù)量同樣多的連接焊盤，用于連接板外部的信號 源DTL。盡管具有相對大的板的電視顯示裝置可能被布置如圖6中所示，但 是對于在移動設(shè)備上使用的小尺寸顯示裝置來說，難以具有足夠的空間用于 容納這樣與信號線DTL相同數(shù)量的連接焊盤。另外，合并板外部的信號源 Sig的驅(qū)動電路在結(jié)構(gòu)上是復(fù)雜的。
圖7是說明圖6中示出的顯示裝置的操作。圖7在其左側(cè)區(qū)域顯示單個 信號線DTL和連接到信號線DTL的脈沖信號源SIG。信號線DTL在各自節(jié) 點a、 b、 c、 d、 e被連接到像素。對于每個節(jié)點，存在增加的互連電阻Rp和 互連電容Cp。如圖7中所示，當(dāng)離信號源SIG的距離越大，互連電阻Rp的 積累電阻量和互連電容Cp的積累電容量越大，不利地影響脈沖信號。具體地， 每次脈沖信號通過節(jié)點時，從信號源SIG輸出的脈沖信號被互連電阻和互連 電容劣化。
圖7在其右側(cè)區(qū)域顯示在節(jié)點a、 b、 c、 d、 e分別觀測的脈沖信號的波 形。在離信號源SIG最近的節(jié)點，脈沖信號具有基本上矩形的波形。當(dāng)離信 號源SIG的距離越大，隨著它的正向和負向邊緣更加變形，脈沖信號越被劣 化。例如，在節(jié)點e，脈沖信號具有鈍的正向邊緣，并且在信號線從參考電位 Vo向信號電位Vin改變之前開始下降。這種現(xiàn)象阻止在對應(yīng)像素的保持電容 器中取樣信號電位Vin,導(dǎo)致劣化的圖像質(zhì)量。然而，利用根據(jù)本發(fā)明實施例 的顯示裝置，信號線不與各個獨立的脈沖信號源相關(guān)聯(lián)，而被使用選擇信號 電位和參考電位的開關(guān)組合。因此，提供給信號線的脈沖信號不被互連電阻 和互連電容劣化，使得顯示裝置能夠顯示好質(zhì)量的圖像。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計需要和其它因素，可能出現(xiàn)各種 修改，組合，子組合和變更，只要它們在權(quán)利要求或其等價物的范圍內(nèi)。 相關(guān)申請的交叉引用
本發(fā)明包含涉及2006年11月13日向日本專利局提交的日本專利申請 JP2006-306125的主題，這里通過引用合并其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置包括像素陣列；以及用于驅(qū)動所述像素陣列的驅(qū)動器；所述像素陣列包括掃描線行、信號線列、布置在所述掃描線和信號線交叉處的像素矩陣、以及與各個像素行相關(guān)聯(lián)的饋線；所述驅(qū)動器包括主掃描器，用于通過在水平周期連續(xù)提供控制信號各到掃描線，以線順序模式掃描像素行；電源掃描器，用于相對線順序模式同步地提供在第一電位和第二電位之間切換的電源電壓到饋線；以及信號選擇器，用于在線順序模式下，在每個水平周期，選擇性地提供作為視頻信號的信號電位和參考電位到信號線列；每個所述像素包括發(fā)光元件、取樣晶體管、驅(qū)動晶體管和保持電容器；所述取樣晶體管具有連接到一條所述掃描線的柵極，以及源極和漏極，其中一個連接到一條所述信號線并且另一個連接到驅(qū)動晶體管的柵極；所述驅(qū)動晶體管具有源極和漏極，其中一個連接到所述發(fā)光元件并且另一個連接到一條所述饋線；所述保持電容器被連接在驅(qū)動晶體管的源極和柵極之間；其中使得所述取樣晶體管響應(yīng)于從掃描線提供的控制信號被導(dǎo)通，取樣從信號線提供的信號電位并且在保持電容器中保持取樣信號電位；所述驅(qū)動晶體管依賴于保持在保持電容器中的信號電位，提供驅(qū)動電流到所述發(fā)光元件，以響應(yīng)從處于所述第一電位下的饋線提供的電流；在饋線處于第一電位下和信號線處于參考電位下的時間間隔期間，所述主掃描器輸出控制信號用于致使取樣晶體管導(dǎo)通，以執(zhí)行閾值電壓校正處理，以將對應(yīng)于所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓保持在所述保持電容器中；在信號電位的取樣之前的多個水平周期，所述主掃描器重復(fù)閾值電壓校正處理，以將對應(yīng)于所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓保持在所述保持電容器中；每條所述信號線與一對開關(guān)相關(guān)聯(lián)，一個開關(guān)用于給信號線提供信號電位，而另一個開關(guān)用于將提供參考電位的公共線連接到信號線；以及所述信號選擇器在每個水平周期相對線順序模式同步地開啟和斷開所述各開關(guān)，以在信號電位和所述參考電位之間切換，并且選擇性地提供信號電位和所述參考電位到每列信號線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述像素陣列被裝配在單個板 上，并且所述開關(guān)和所述信號選擇器被裝配在所述單個板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中在閾值電壓校正處理之前，在所述饋線處于第二電位下并且信號線處于參考電位下的時間間隔期間，所述 主掃描器輸出控制信號使取樣晶體管導(dǎo)通，以設(shè)置驅(qū)動晶體管的柵極為所述 參考電位并且其源極為所述第二電位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中為了在所述信號線處于信號電 位下的時間間隔期間使所述取樣晶體管導(dǎo)通，所述主掃描器輸出脈沖持續(xù)時 間短于所述時間間隔的控制信號到掃描線，從而在所述保持電容器中保持信 號電位，并且同時將用于驅(qū)動晶體管的遷移率的校正加到信號電位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中當(dāng)信號電位被保持在所述保持 電容器中時，所述主掃描器使取樣晶體管非導(dǎo)通，以使驅(qū)動晶體管的柵極從 信號線電斷開，以便由此允許驅(qū)動晶體管的柵極電位隨著其源極電位變化而 變化，從而保持在驅(qū)動晶體管的柵極和源極之間的電壓恒定。
全文摘要
本發(fā)明公開一種顯示裝置。在信號電位的取樣之前的多個水平周期，主掃描器重復(fù)閾值電壓校正處理，以將對應(yīng)于驅(qū)動晶體管的閾值電壓的電壓保持在保持電容器中。每條信號線與一對開關(guān)相關(guān)聯(lián)，一個開關(guān)用于給信號線提供信號電位，而另一個開關(guān)用于將提供參考電位的公共線連接到信號線。信號選擇器在每個水平周期相對線順序模式同步地開啟和斷開各開關(guān)，以在信號電位和參考電位之間切換，并且選擇性地提供信號電位和參考電位到每列信號線。
文檔編號G09G3/30GK101183507SQ20071018606
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者內(nèi)野勝秀, 飯?zhí)镄胰?申請人:索尼株式會社