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TWI394124B - A display device, a driving method thereof, and an electronic device - Google Patents

A display device, a driving method thereof, and an electronic device Download PDF

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TWI394124B
TWI394124B TW097133974A TW97133974A TWI394124B TW I394124 B TWI394124 B TW I394124B TW 097133974 A TW097133974 A TW 097133974A TW 97133974 A TW97133974 A TW 97133974A TW I394124 B TWI394124 B TW I394124B
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TW
Taiwan
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signal
line
transistor
control signal
driving transistor
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Application number
TW097133974A
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English (en)
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TW200929137A (en
Inventor
Junichi Yamashita
Katsuhide Uchino
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Description

顯示裝置、其驅動方法及電子機器
本發明係有關一種對配置於各像素之發光元件進行電流驅動以顯示圖像之顯示裝置及其驅動方法。又，有關使用此顯示裝置之電子機器。詳細而言，係有關所謂主動矩陣型之顯示裝置的驅動方式，該主動矩陣型之顯示裝置係藉由設於各像素電路內之絕緣閘極型電場效果電晶體，而控制通電於有機EL等發光元件之電流量者。
在顯示裝置，譬如液晶顯示器等中，係將多個液晶像素排列為矩陣狀，並藉由依據應加以顯示之圖像資訊，而按照各像素來控制射入光之穿透強度或反射強度以顯示圖像。此點於將有機EL元件使用於像素的有機EL顯示器等方面亦為同樣，但與液晶像素不同，有機EL元件係自發光元件。因此，相較於液晶顯示器，有機EL顯示器具有圖像之辨識性高、無需背光、及應答速度高等優點。又，各發光元件之亮度位準(灰階)，係可藉由流動於其之電流值而加以控制，在所謂電流控制型之點上，與液晶顯示器等電流控制型有大不相同。
在有機EL顯示器方面，係與液晶顯示器同樣地，作為其驅動方式有單純矩陣方式與主動矩陣方式。前者雖構造單純，但具有難以實現大型且高精細之顯示器等的問題，因此目前主動矩陣方式的開發係積極地進行。此一方式係藉由設於像素電路內部之主動元件(一般為薄膜電晶體，TFT)，來控制流動於各像素電路內部之發光元件的電流，且在以下之專利文獻1中有記載。
[專利文獻1]日本特開2003-255856
[專利文獻2]日本特開2003-271095
[專利文獻3]日本特開2004-133240
[專利文獻4]日本特開2004-029791
[專利文獻5]日本特開2004-093682
[專利文獻6]日本特開2006-215213
先前之像素電路係配置於供應控制信號之列狀的掃描線，與供應影像信號之行狀的信號線呈交叉的部分，且至少包含取樣電晶體、保持電容、驅動電晶體及發光元件。取樣電晶體係依據從掃描線所供應之控制信號而導通，將從信號線所供應之影像信號予以取樣。保持電容係保持與業已取樣之影像信號的信號電位對應之輸入電壓。驅動電晶體係依據保持於保持電容之輸入電壓，在特定之發光期間將輸出電流作為驅動電流而予以供應。再者，一般上，輸出電流係對驅動電晶體之通道區域的載子遷移率及臨限電壓具有依存性。發光元件係藉由從驅動電晶體所供應之輸出電流，以對應影像信號的亮度而進行發光。
驅動電晶體係於控制端之閘極接受保持於保持電容之輸入電壓，並讓輸出電流於一對電流端之源極/汲極間流動，而向發光元件進行通電。一般，發光元件之發光亮度係與通電量呈正比。再者，驅動電晶體之輸出電流供應量係藉由閘極電壓，亦即，寫入於保持電容之輸入電壓而加以控制。先前之像素電路係使施加於驅動電晶體之閘極的輸入電壓，依據輸入影像信號而變化，藉由此方式來控制供應至發光元件的電流量。
在此，驅動電晶體之動作特性係以下式1表示。
Ids=(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2 ...式1
在此電晶體特性式1中，Ids係表示流動於源極/汲極間之汲極電流，在像素電路方面為供應至發光元件的輸出電流。Vgs係表示以源極為基準而施加於閘極的閘極電壓，在像素電路方面為上述輸入電壓。Vth係驅動電晶體之臨限電壓。又，μ係表示構成電晶體之通道的半導體薄膜之遷移率。除此之外，W係表示通道寬度，L係表示通道長度，Cox係表示閘極電容。從此電晶體特性式1可知，薄膜電晶體在飽和區域動作時，如閘極電壓Vgs超過臨限電壓Vth而變大，則成為導通狀態，使汲極電流Ids流動。就原理來看，係如上述電晶體特性式1所示般，如閘極電壓Vgs為一定，係可經常地將相同量之汲極電流Ids供應至發光元件。因此，如將完全同一位準之影像信號供應至構成畫面的各像素，則全像素係以同一亮度發光，應可獲得畫面之一樣性(均一性)才對。
然而，實際上，以聚矽等之半導體薄膜所構成的薄膜電晶體(TFT)，在各別之器件特性上係存有差異性。尤其是臨限電壓Vth並非一定，依各像素而有差異性。如由前述電晶體特性式1可知般，如各電晶體之臨限電壓Vth有所差異，即使閘極電壓Vgs為一定，仍會在汲極電流Ids產生差異性而使各像素使亮度不同，因此，損及畫面之均一性。從先前起，已開發一種組入有可消除驅動電晶體之臨限電壓的差異性之像素電路，譬如在前述專利文獻3中有記載。
然而，對於發光元件之輸出電流的差異性要因並非只有驅動電晶體之臨限電壓Vth。如從上述電晶體特性式1可知般，驅動電晶體之遷移率μ有差異時，汲極電流Ids亦將產生變動。其結果為，損及畫面之均一性。從先前起，已開發一種組入可修正驅動電晶體之遷移率的差異性之像素電路，遷移率譬如在前述專利文獻6中有記載。
具備先前之遷移率修正功能的像素電路，係使依據信號電位而流動於驅動電晶體之驅動電流，在特定之修正期間中負回授至保持電容，且調整保持於保持電容之信號電位。如驅動電晶體之遷移率大，則負回授量係隨其份變大，信號電位之減少份增加，其結果，可抑制驅動電流。另一方面，驅動電晶體之遷移率小時，由於對對於保持電容之負回授量變小，因而所保持之信號電位的減少幅度小。因此，驅動電流並不太減少。如此般，依據各個像素的驅動電晶體之遷移率的大小，而於將之消除之方向調整信號電位。如此一來，即使各個像素的驅動電晶體之遷移率參差不齊，對同一之信號電位，各個像素係呈現約略相同位準的發光亮度。
上述遷移率修正動作係在特定之遷移率修正期間進行。為提高畫面之均一性，以最佳條件施予遷移率修正係重要之事。然而，最佳遷移率修正時間並非必然呈一定，事實上係與影像信號之位準相關。一般，影像信號之信號電位高時(發光亮度高，進行白顯示之情形)，有最佳遷移率修正時間呈現變短的傾向。相對的，信號電位不高時(進行灰色灰階或黑色灰階顯示之情形)，有最佳遷移率修正時間呈現變長的傾向。然而，在先前之顯示裝置方面，並未必考慮最佳遷移率修正時間對於影像信號之信號電位的關連性，因此，係為提高畫面之均一性上應解決的待解決問題。
有鑑於上述先前技術之待解決問題，本發明之目的係如下述，即，依據影像信號之灰階(信號位準)而進行適切之遷移率修正，藉此提高畫面之均一性。為達成此目的係採取以下之手段。亦即，本發明係一種顯示裝置，特徵為其係由像素陣列部與驅動部所構成；前述像素陣列部係包含有列狀之掃描線、行狀之信號線、及配置於各掃描線與各信號線呈交叉之部分的列行狀之像素；各像素係至少包含有取樣電晶體、驅動電晶體、保持電容、及發光元件；前述取樣電晶體係其控制端連接於該掃描線，且其一對電流端連接於該信號線與該驅動電晶體的控制端之間；前述驅動電晶體係一對電流端之一方連接於該發光元件，另一方連接於電源；前述保持電容係接於該驅動電晶體之控制端與電流端之間；前述驅動部係至少包含有：寫入掃描器，其係依序將控制信號供應至各掃描線而進行線依序掃描者；及信號選擇器，其係將影像信號供應至各信號線者；前述取樣電晶體係依據供應至該掃描線之控制信號而導通，由該信號線將影像信號取樣且寫入該保持電容，並於至依據控制信號而加以切斷為止的特定之修正期間，將從該驅動電晶體所流動之電流負回授至該保持電容，並將相對於該驅動電晶體之遷移率的修正，施予至業已寫入於該保持電容的影像信號；前述驅動電晶體係將電流供應至該發光元件以使之發光的顯示裝置，而該電流係與業已寫入於該保持電容的影像信號之信號位準對應者；前述寫入掃描器係包含有偏移暫存器及輸出緩衝器；前述偏移暫存器係與線依序掃描同步，並按照偏移暫存器之各階而依序生成輸入信號；前述輸出緩衝器係連接於該偏移暫存器之各階與各掃描線之間，依據該輸入信號而將控制信號輸出至該掃描線；前述輸出緩衝器係依據該輸入信號而以至少二階段來使控制信號之下降波形變化，據此依據影像信號之信號位準而將該修正期間作可變控制，該控制信號之下降波形係規定該取樣電晶體呈切斷之時序者。
理想狀態為前述輸出緩衝器包含有：反相器，其係由串聯連接於電源線與接地線之間的P通道電晶體與N通道電晶體所構成者；及至少一個追加之N通道電晶體，其係與該N通道電晶體呈並聯連接者；依據輸入信號，對此等N通道電晶體進行導通切斷控制，且以至少二階段而使控制信號之下降波形加以變化。又，前述偏移暫存器係調整輸入信號，並調整各N通道電晶體之導通切斷時序，據此而將該控制信號之下降波形最佳化。又，為將控制信號之下降波形最佳化，前述輸出緩衝器係業已預先調整各N通道電晶體之尺寸。
根據本發明，寫入掃描器之輸出緩衝器，係依據由寫入掃描器之偏移暫存器而按照各階供應之輸入信號，而使控制信號之下降波形作階段性變化，前述控制信號之下降波形係規定取樣電晶體呈切斷之時序者。藉由此構成，取樣電晶體係可依據影像信號之信號位準(灰階)，而自動地對移動修正期間進行可變控制。如此，本發明係可依據影像信號之灰階而進行適切之遷移率修正，可提高畫面之均一性。
尤其，在本發明中，係以寫入掃描器之輸出緩衝器而生成輸入至取樣電晶體的控制信號(閘極脈衝)的下降波形。如此，由於係以寫入掃描器本身來生成控制信號之下降波形，因此，無需另外用於產生閘極脈衝的外接之模組。寫入掃描器係可與像素陣列部一同積體形成於面板上。本發明係無需外接之閘極脈衝產生用之模組，故可低耗電化，尤其有利於行動機器之顯示器。又，由於無需外接之模組，因此可降低成本，且無需多餘之安裝空間，故可小型化。
以下，參考圖式詳細說明本發明之實施型態作。圖1係顯示本發明之顯示裝置的全體構成之區塊圖。如圖示般，本顯示裝置基本上係由像素陣列部1、掃描器部及信號部所構成。由掃描器部與信號部構成驅動部。像素陣列部1係由如下者所構成：配置為列狀之第1掃描線WS、第2掃描線DS、第3掃描線AZ1及第4掃描線AZ2、配置為行狀之信號線SL、連接於此等掃描線WS、DS、AZ1、AZ2及信號線SL之列行狀之像素電路2、及供應各像素電路2之動作所需的第1電位Vss1、第2電位Vss2及第3電位VDD的複數電源線者。信號部係由水平選擇器3所構成，將影像信號供應至信號線SL。掃描器部係由寫入掃描器4、驅動掃描器5、第一修正用掃描器71、及第二修正用掃描器72所構成，分別將控制信號供應至第1掃描線WS、第2掃描線DS﹑第3掃描線AZ1及第4掃描線AZ2，並依序按照各列掃瞄像素電路2。
圖2係顯示組入於圖1所示圖像顯示裝置的像素之構成的電路圖。如圖示般，像素電路2包含：取樣電晶體Tr1、驅動電晶體Trd、第1切換電晶體Tr2、第2切換電晶體Tr3、第3切換電晶體Tr4、保持電容Cs、及發光元件EL。取樣電晶體Tr1係在特定之取樣期間，依據從掃描線WS所供應之控制信號而導通，將從信號線SL所供應的影像信號之信號電位取樣於保持電容Cs。保持電容Cs係依據已取樣的影像信號之信號電位，將輸入電壓Vgs施加於驅動電晶體Trd之閘極G。驅動電晶體Trd係將依據輸入電壓Vgs之輸出電流Ids供應至發光元件EL。發光元件EL係藉由特定之發光期間中從驅動電晶體Trd所供應的輸出電流Ids，以依據影像信號之信號電位的亮度進行發光。
第1切換電晶體Tr2係先行於取樣期間(影像信號寫入期間)依據從掃描線AZ1所供應之控制信號而導通，將驅動電晶體Trd之控制端(閘極G)設定為第1電位Vss1。第2切換電晶體Tr3係先行於取樣期間依據從掃描線AZ2所供應之控制信號而導通，將驅動電晶體Trd之一方的電流端(源極S)設定為第2電位Vss2。第3切換電晶體Tr4係先行於取樣期間依據從掃描線DS所供應之控制信號而導通，將驅動電晶體Trd之另一方的電流端(汲極)連接於第3電位VDD，藉此，使保持電容Cs保持相當於驅動電晶體Trd之臨限電壓Vth的電壓，將臨限電壓Vth之影響進行修正。再者，此第3切換電晶體Tr4係在發光期間再度依據從掃描線DS所供應之控制信號而導通，將驅動電晶體Trd連接於第3電位VDD，使輸出電流Ids流至發光元件EL。
如從以上說明所明示般，像素電路2係以5個電晶體Tr1至Tr4及Trd、1個保持電容Cs、及1個發光元件EL所構成。電晶體Tr1~Tr3與Trd係N通道型聚矽TFT。僅電晶體Tr4為P通道型聚矽TFT。然而，本發明並不限於此，而可使N通道型與P通道型TFT適宜混合存在。發光元件EL係譬如為具備陽極與陰極之二極體型有機EL器件。然而，本發明並不限於此，發光元件包含一般以電流驅動而發光之全部器件。
圖3係從圖2所示圖像顯示裝置僅將像素電路2之部分取出之模式圖。為了容易理解，而加入了藉由取樣電晶體Tr1所取樣的影像信號之信號電位Vsig、與驅動電晶體Trd之輸入電壓Vgs及輸出電流Ids、以及發光元件EL所具有之電容成分Coled等。以下，根據圖3，將與本發明有關之像素電路2的動作作說明。
圖4係圖3所示像素電路之時序圖。此時序圖係顯示與成為本發明之基礎的先行開發有關的驅動方式。為了明示本發明之背景及使其容易理解，首先針對此先行開發有之驅動方式，參考圖4之時序圖，作為本發明之一部分作具體說明。圖4係顯示沿著時間軸T，施加於各掃描線WS、AZ1、AZ2、及DS之控制信號的波形。為了使標示簡略化，控制信號亦以對應於掃描線之相同符號表示。由於電晶體Tr1、Tr2、Tr3係N通道型，因此，掃描線WS、AZ1、AZ2係分別在高位準時為導通、低位準時為切斷。另一方面，電晶體Tr4係P通道型，因此，掃描線DS係在高位準時為切斷、在低位準時為導通。再者，此時序圖在顯示各控制信號WS、AZ1、AZ2、DS之波形的同時，亦顯示驅動電晶體Trd之閘極G之電位變化及源極S之電位變化。
在圖4之時序圖中，係將時序T1至T8設為1圖場(1f)。在1圖場之間，像素陣列之各列係被作一次依序掃描。時序圖係顯示施加於1列分之像素的各控制信號WS、AZ1、AZ2、DS之波形。
在該當圖場開始前之時序T0，全部控制信號WS、AZ1、AZ2、DS係處於低位準。因而，N通道型之電晶體Tr1、Tr2、Tr3係處於切斷之狀態，另一方面，僅P通道型之電晶體Tr4為導通之狀態。因而，由於驅動電晶體Trd係介以導通狀態之電晶體Tr4而連接於電源VDD，因此依據特定之輸入電壓Vgs，而將輸出電流Ids供應至發光元件EL。因而，發光元件EL係在時序T0發光。此時，施加於驅動電晶體Trd之輸入電壓Vgs，係以閘極電位(G)與源極電位(S)之差表示。
在該當圖場開始前之時序T1，控制信號DS係從低位準切換為高位準。藉由此方式，切換電晶體Tr4為切斷，驅動電晶體Trd係被從電源VDD切離，發光呈停止而進入非發光期間。因而，當進入時序T1，則全部之電晶體Tr1~Tr4係處於切斷狀態。
接著，當進入時序T2，由於控制信號AZ1及AZ2成為高位準，切換電晶體Tr2及Tr3係導通。其結果為，驅動電晶體Trd之閘極G係連接於基準電位Vss1，源極S係連接於基準電位Vss2。在此，係符合Vss1-Vss2>Vth，藉由設為Vss1-Vss2=Vgs>Vth，進行準備在時序T3所進行之Vth修正的準備。換言之，期間T2-T3係相當於驅動電晶體Trd之重設期間。又，如使發光元件EL之臨限電壓為VthEL，則設定為VthEL>Vss2。藉由此方式，發光元件EL係被施加負偏壓，而成為所謂反偏壓狀態。此反偏壓狀態係用於正常進行後面所進行之Vth修正動作及移動修正動作所必需者。
在時序T3上，係使控制信號AZ2為低位準，且其後立即使控制信號DS亦為低位準。藉由此方式，電晶體Tr3係切斷，另一方面，電晶體Tr4係導通。其結果為，汲極電流Ids流入保持電容Cs，開始進行Vth修正動作。此時，驅動電晶體Trd之閘極G係保持為Vssl，在驅動電晶體Trd呈截斷為止，電流Ids係作流動。當截斷時，則驅動電晶體Trd之源極電位(S)係成為Vss1-Vth。在汲極電流截斷後之時序T4上，使控制信號DS亦再度恢復為高位準，使切換電晶體Tr4切斷。進而，亦使控制信號AZ1恢復為低位準，使切換電晶體Tr2亦切斷。其結果為，在保持電容Cs，Vth係呈保持固定。如此般，時序T3-T4係檢測驅動電晶體Trd之臨限電壓Vth的期間。在此，係將此檢測期間T3-T4稱為Vth修正期間。
如此般，於進行Vth修正後，在時序T5將控制信號WS切換為高位準，使取樣電晶體Tr1為導通，將影像信號Vsig寫入保持電容Cs。相較於發光元件EL之等價電容Coled，保持電容Cs係十分小。其結果為，影像信號Vsig之幾乎大部分係被寫入保持電容Cs。正確而言，Vsig之對Vss1的差分Vsig-Vss1係被寫入保持電容Cs。因而，驅動電晶體Trd之閘極G與源極S之間的電壓Vgs係成為位準(Vsig-Vss1+Vth)，其係將先前已檢測保持之Vth加上此次已取樣之Vsig-Vss1者。接下來，如為了使說明簡易化，而使Vss1=0V，則閘極/源極間電壓Vgs係如圖4之時序圖所示般，成為Vsig+Vth。此影像信號Vsig的取樣，係進行至控制信號WS恢復為低位準之時序T7為止。亦即，時序T5-T7係相當於取樣期間(影像信號寫入)期間。
在比結束取樣期間之時序T7更前的時序T6，控制信號DS成為低位準，切換電晶體Tr4係導通。藉由此方式，由於驅動電晶體Trd連接於電源VDD，因此像素電路係從非發光期間前進至發光期間。如此般，在取樣電晶體Tr1尚為導通狀態、且切換電晶體Tr4已進入導通狀態的期間T6-T7，進行驅動電晶體Trd之遷移率修正。亦即，在本先行開發例方面，係在取樣期間之後部分與發光期間之先頭部分呈重疊的期間T6-T7，進行遷移率修正。再者，在此進行遷移率修正之發光期間的先頭方面，由於發光元件EL事實上處於反偏壓狀態，所以並不發光。在此遷移率修正期間T6-T7方面，在驅動電晶體Trd之閘極G固定於影像信號Vsig之位準的狀態下，汲極電流Ids流至驅動電晶體Trd。在此，藉由預先設定為Vss1-Vth<VthEL，使發光元件EL處於反偏壓狀態，因此，成為顯示單純之電容特性，而非二極體特性。如此一來，流至驅動電晶體Trd之電流Ids係被寫入電容C=Cs+Coled，而電容C係將保持電容Cs與發光元件EL之等價電容Coled兩者結合而成者。藉由此方式，驅動電晶體Trd之源極電位(S)係上昇。在圖4之時序圖中，係將此上昇分以ΔV表示。由於此上昇分ΔV終究被從保持於保持電容Cs之閘極/源極間電壓Vgs減去，因此變成施予負回授。如此般，藉由將驅動電晶體Trd之輸出電流Ids同樣負回授於驅動電晶體Trd之輸入電壓Vgs，而使修正遷移率μ成為可能。再者，負回授量ΔV係藉由調整遷移率修正期間T6-T7之時間幅度t，而可作最佳化。
在時間T7方面，控制信號WS成為低位準，取樣電晶體Tr1係切斷。其結果為，驅動電晶體Trd之閘極G係從信號線SL被切離。由於影像信號Vsig之施加解除，因此，驅動電晶體Trd之閘極電位(G)成為可上昇，與源極電位(S)一起上昇。該期間保持於保持電容Cs之閘極/源極間電壓Vgs係維持(Vsig-ΔV+Vth)之值。由於伴隨源極電位(S)之上昇，發光元件EL之反偏壓狀態係被解除，因此，藉由輸出電流Ids之流入，發光元件EL實際上係開始進行發光。此時之汲極電流Ids對閘極電壓Vgs的關係，係藉由將Vsig-ΔV+Vth代入先前之電晶體特性式1的Vgs，而如以下之式2般被賦予。
Ids=kμ(Vgs-Vth)2 =kμ(Vsig-ΔV)2 ...式2
在上述式2中，k=(1/2)(W/L)Cox。從此特性式2，Vth項已被消除，可知，供應至發光元件EL之輸出電流Ids並不依存於驅動電晶體Trd之閘極電壓Vth。基本上，汲極電流Ids係根據影像信號之信號電位Vsig而決定。換言之，發光元件EL係成為以依據影像信號Vsig之亮度進行發光。此時，Vsig係被以負回授量ΔV作修正。此修正量ΔV係發揮如下功能：剛好打消位於特性式2之係數部的遷移率μ的效果。因而，汲極電流Ids係實質上成為僅依存於影像信號Vsig。
最後，當來到時序T8，控制信號DS成為高位準，切換電晶體Tr4呈切斷，在結束發光的同時，該當圖場係完成。其後，移至其下一圖場，再度成為反覆進行Vth修正動作、遷移率修正動作、及發光動作。
圖5係顯示遷移率修正期間T6-T7中之像素電路2的狀態之電路圖。如圖示般，在遷移率修正期間T6-T7中，取樣電晶體Tr1及切換電晶體Tr4呈導通，另一方面，其餘之切換電晶體Tr2及Tr3呈切斷。此一狀態下，驅動電晶體Tr4之源極電位(S)為Vss1-Vth。此源極電位(S)亦為發光元件EL之陽極電位。如前述般，藉由預先設定為Vss1-Vth<VthEL，發光元件EL係處於反偏壓狀態，而成為顯示單純之電容特性，並非二極體特性。如此一來，流至驅動電晶體Trd之電流Ids係成為流入保持電容Cs與發光元件EL之等價電容Coled的合成電容C=Cs+Coled。換言之，汲極電流Ids之一部分係負回授至保持電容Cs，進行遷移率之修正。
圖6係將上述電晶體特性式2圖形化者，將Ids取為縱軸，將Vsig取為橫軸。在此圖形之下方亦一起顯示特性式2。圖6之圖形係在比較像素1與像素2之狀態下描繪成特性曲線。像素1之驅動電晶體的遷移率μ係相對較大。相對的，包含於像素2之驅動電晶體的遷移率μ係相對較小。如此般，將驅動電晶體以聚矽薄膜電晶體等構成之情形，在像素間遷移率μ呈參差不齊，係不可免。譬如，將相同位準之影像信號之信號電位Vsig寫入兩像素1、2之情形，如未進行任何遷移率之修正，則相較於流至遷移率μ小之像素2的輸出電流Ids2'，流至遷移率μ大之像素1的輸出電流Ids1'係產生大的差。如此般，由於起因於遷移率μ之參差不齊而在輸出電流Ids之間產生大的差，因此發生條紋不均，而損及畫面之均一性。
因此，在本先行開發例中，係藉由使輸出電流負回授至輸入電壓側，而消除遷移率之參差不齊。如從先前之電晶體特性式1所明示般，如遷移率大則汲極電流Ids變大。因而，負回授量ΔV係遷移率越大則變得越大。如圖6之圖形所示般，相較於遷移率小之像素2的負回授量ΔV2，遷移率μ大之像素1的負回授量ΔV1係較大。因而，遷移率μ越大，則成為負回授施予越大，可抑制參差不齊。如圖示般，如在遷移率μ大之像素1施予ΔV1之修正，則輸出電流係從Ids1'大幅度下降至Ids1。另一方面，由於遷移率μ小之像素2之修正量ΔV2小，因此，輸出電流從Ids2'至Ids2並未作該程度大幅度下降。就結果而言，Ids1與Ids2係約略成為相等，遷移率之參差不齊係被消除。此遷移率之參差不齊的消除，由於是從黑位準到白位準以Vsig之全範圍進行，因此畫面之均一性變得極高。將以上總括而言，如有遷移率不同之像素1與2的情形，對遷移率小之像素2的修正量ΔV2，遷移率大之像素1的修正量ΔV1係變小。亦即，遷移率越大，則ΔV變大，Ids之減少值變大。藉由此方式，遷移率不同之像素電流值係均一化，可修正遷移率之參差不齊。
以下，作為參考，進行上述遷移率修正之數值分析。如圖5所示般，在電晶體Tr1及Tr4呈導通之狀態下，將驅動電晶體Trd之源極電位取為變數V，進行分析。如將驅動電晶體Trd之源極電位(S)設為V，則流動於驅動電晶體Trd之汲極電流Ids，係成為以下之式3所示情況。
[數1]
I ds =k μ(V gs -V th )2 =k μ(V sig -V -V th )2 　式3
又，根據汲極電流Ids與電容C(=Cs+Coled)之關係，如以下之式4所示般，Ids=dQ/dt=CdV/dt係成立。
將式3代入式4作兩邊積分。在此，源極電壓V初期狀態為-Vth，將遷移率參差不齊修正時間(T6-T7)設為t。如解開此微分方程式，則對遷移率修正時間t之像素電流，係如以下之數式5般被賦予。
從以上之說明所明示般，遷移率修正時間t係在控制信號DS下降而切換電晶體Tr4導通後，到控制信號WS下降而取樣電晶體Tr1切斷為止的期間。遷移率修正時間係藉由控制信號DS及WS而規定。控制信號W係如前述般，藉由寫入掃描器而輸出至各掃描線WS。圖7係顯示寫入掃描器4之一般構成的參考圖。寫入掃描器4係以偏移暫存器S/R所構成，依據從外部所輸入之時脈信號而動作，且同樣地將從外部輸入之開始信號作依序傳送，藉此按照各階而輸出依序信號。在偏移暫存器S/R之各階係連接著NAND元件，且對於從相鄰接之階的S/R所輸出之依序信號進行NAND處理，而生成成為控制信號WS之基礎的輸入信號。此輸入信號係供應至輸出緩衝器4B。此輸出緩衝器4B係依據從偏移暫存器S/R側所供應之輸入信號而動作，將最終之控制信號WS供應至對應的像素陣列部之掃描線WS。再者，在圖中係以R表示各掃描線WS的布線電阻，以C表示連接於各掃描線WS的像素之電容。
輸出緩衝器4B係由一對切換元件所構成，而其係串聯連接於電源電位Vcc與接地電位Vss之間者。在本參考例中，此輸出緩衝器4B係成為反相器構成，由一方之切換元件為P通道電晶體TrP而另一方為N通道電晶體TrN所構成。反相器係將輸入信號予以反轉，作為控制信號而輸出至對應之掃描線WS，而輸入信號係從對應的偏移暫存器S/R之階，介以NAND元件而供應者。
圖8係顯示以圖7所示寫入掃描器所生成之控制信號WS的波形圖。亦一起顯示從驅動掃描器所輸出之控制信號DS。再者，與寫入掃描器WS同樣，驅動掃描器DS亦以偏移暫存器及輸出緩衝器所構成。
如圖示般，從控制信號DS下降而P通道型切換電晶體Tr4導通起，遷移率修正時間係開始；在控制信號WS下降而N通道型取樣電晶體Tr1切斷之時點，遷移率修正時間係結束。切換電晶體Tr4導通之時序，係控制信號DS之下降波形低於VDD-∣Vtp∣的時點。再者，Vtp係表示P通道型切換電晶體Tr4之臨限電壓。另一方面，取樣電晶體Tr1切斷之時序，係控制信號WS之下降低於Vsig+Vtn的時點。在此，Vtn係表示N通道型取樣電晶體Tr1之臨限電壓。在取樣電晶體Tr1之源極，係被從信號線施加信號電位Vsig，在閘極，係被從控制線WS施加控制信號WS。當閘極電位對源極電位殘留Vtn分而變低時，取樣電晶體Tr1係成為切斷。
再者，控制信號WS之下降係受到製造製程的影響，而使相位按照各掃描線而參差不齊。在圖中，下降波形A係表示標準相位，下降波形B則為相位往後方偏移之最糟情況。同樣的，在控制信號DS之下降波形方面，A係表示標準，B則為相位往前方偏移之最糟情況。從圖所明示般，控制信號WS及DS之下降波形，相較於標準相位時，在最糟情況方面，遷移率修正時間係變長。如此般，在將寫入掃描器或驅動掃描器搭載於面板的構造方面，由於受到製造製程的影響，而使控制信號WS、DS之相位按照各掃描線而參差不齊，因此遷移率修正時間亦按照各掃描線而產生參差不齊。此係在畫面上成為水平方向之亮度不均(條紋)而顯現，損及畫面之均一性。
有關遷移率修正方面，除上述各掃描線(線)之修正時間的參差不齊外，還有其他問題。亦即，最佳遷移率修正時間並非必然為一定，依據影像信號之信號位準(信號電壓)，最佳遷移率修正時間係產生變化。圖9係顯示最佳遷移率修正時間與信號電壓的關係之圖形。從圖所明示般，當信號電壓為白位準而高時，最佳遷移率修正時間係相對較短。在信號電壓為灰位準方面，最佳遷移率修正時間亦變長，進而在黑位準方面，最佳遷移率修正時間係呈現更進一步延長之傾向。如前述般，遷移率修正期間中，負回授至保持電容之修正量ΔV係與信號電壓Vsig成正比。由於如信號電壓高則隨其負回授量亦變大，所以最佳遷移率修正時間係呈現變短傾向。相對的，由於如信號電壓降低則驅動電晶體之電流供應能力亦降低，因此，充分之修正所需的最佳遷移率修正時間係呈現延長傾向。
因此，已先行開發出自動調整取樣電晶體Tr1之切斷時序的方式，其原理係如圖10所示，而該方式係如供應至信號線SL之影像信號的信號電位Vsig高時，則使修正時間t變短，另一方面，如供應至信號線SL之影像信號的信號電位Vsig低時，則使修正時間t變長者。
圖10之波形圖係表示控制信號DS之下降波形及控制信號WS之下降波形，前述控制信號係衡量規定遷移率修正時間t之切換電晶體Tr4的導通時序及取樣電晶體Tr1的切斷時序者。如前述般，在施加於切換電晶體Tr4之閘極的控制信號DS低於VDD-∣Vtp∣的時點，切換電晶體Tr4係導通，遷移率修正時間開始。
另一方面，在取樣電晶體Tr1之閘極施加控制信號WS。其下降波形係如圖示般，首先，從電源電位Vcc急遽下降，其後，朝接地電位Vss緩慢下滑。在此，施加於取樣電晶體Tr1之源極的信號電位Vsig1為白位準而高時，由於取樣電晶體Tr1之閘極電位係迅速降下至Vsig1+Vtn，因此最佳遷移率修正時間t1係變短。如信號電位成為灰位準之Vsig2，則在閘極電位從Vcc下降至Vsig2+Vtn之時點，取樣電晶體Tr1係切斷。其結果，相較於t1，對應於灰位準之Vsig2的最佳遷移率修正時間t2係變長。進而如信號電位成為接近黑位準之Vsig3，則相較於灰位準時之最佳遷移率修正時間t2，最佳遷移率修正時間t3係更進一步變長。
為了按照各灰階而自動設定最佳遷移率修正時間，則有必要將施加於掃描線WS之控制信號脈衝的下降作波形整形為最佳形狀。基於此因，在先行開發例中，係將從外部之模組(脈衝產生器)所供應的電源脈衝採取抽取方式之寫入掃描器，參考圖11，將其作說明。再者，由於外部之電源脈衝模組可供應穩定之波形，因此，可同時解決前述控制信號之下降波形的相位參差不齊之問題。在圖11中，係將寫入掃描器4之輸出部3階分(N-1階、N階、N+1階)、與連接於其之像素陣列部1的3列分(3線分)作模式性表示。再者，為了容易理解，在和與圖7所示參考例有關之寫入掃描器對應的部分，係附上對應之參考號碼。
寫入掃描器4係以偏移暫存器S/R所構成，依據從外部輸入之時脈信號而動作，且同樣地將從外部輸入之開始信號作依序傳送，藉此按照各階而將依序信號輸出。在偏移暫存器S/R之各階係連接著NAND元件，且對於從互鄰接之階的S/R所輸出之依序信號進行NAND處理，而生成成為控制信號WS之基礎的矩形波形之輸入信號IN。此矩形波形係介以反相器而被輸入至輸出緩衝器4B。此輸出緩衝器4B係依據從偏移暫存器S/R側所供應之輸入信號IN而動作，將最終之控制信號WS作為輸出信號OUT，而供應至對應的像素陣列部1之掃描線WS。
輸出緩衝器4B係由一對切換元件所構成，而其係串聯連接於電源電位Vcc與接地電位Vss之間者。在本實施型態中，此輸出緩衝器4B係成為反相器構成，由一方之切換元件為P通道型電晶體TrP(就典型而言，係PMOS電晶體)，及另一方為N通道型電晶體TrN(就典型而言，係NMOS電晶體)所構成。再者，連接於各輸出緩衝器4B之像素陣列部1側的各線，係以電阻成分R與電容成分C作等價電路性表示。
本實施型態係成為如下構成：輸出緩衝器4B係將從外部之脈衝模組4P供應至電源線的電源脈衝抽取而製作控制信號WS之決定波形。如前述般，此輸出緩衝器4B為反相器構成，P通道電晶體TrP與N通道電晶體TrN係串聯連接於電源線與接地電位Vss之間。當依據來自偏移暫存器S/R側之輸入信號IN而輸出緩衝器之P通道電晶體TrP呈導通時，則將供應至電源線之電源脈衝之下降波形抽出，將此作為控制信號WS之決定波形，供應至像素陣列部1側。如此般，有別於輸出緩衝器4B，而將包含決定波形之脈衝在外部模組4P製作，並將其供應至輸出緩衝器4B的電源線，藉由此方式，可製作出所期望之決定波形的控制信號WS。此一情形，當成為優勢切換元件側之P通道電晶體TrP呈導通而成為劣勢切換元件側之N通道電晶體TrN呈切斷時，輸出緩衝器4B係將從外部所供應之電源脈衝的下降波形抽出，作為控制信號WS之決定波形OUT而輸出。
圖12係提供於圖11所示寫入掃描器之動作說明的時序圖。如圖示般，以1H週期作變動之電源脈衝的行，係從外部之模組輸入至寫入掃描器之輸出緩衝器的電源線。與此配合，而將輸入脈衝IN施加於構成輸出緩衝器之反相器。在時序圖中，係表示被供應至第n-1階及第n階之反相器的輸入脈衝IN。將時間系列與此配合，而表示從第n-1階及第n階所供應之輸出脈衝OUT。此輸出脈衝OUT係施加於對應之線的掃描線WS之控制信號。
從時序圖所明示般，寫入掃描器之各階的輸出緩衝器，係依據輸入脈衝IN而抽取電源脈衝，並直接作為輸出脈衝OUT，而供應至對應的掃描線WS。電源脈衝係從外部之模組所供應，其下降波形係可預先設定為最佳。寫入掃描器係將此下降波形直接抽取，並作為控制信號脈衝。
然而，在圖11所示與先行開發有關之寫入掃描器方面，模組必須將電源脈衝以1H週期生成才行，再者，將電源脈衝供應至像素陣列部側之布線亦連接著全階的負荷，因此布線電容非常大。如此一來，供應電源脈衝之外部模組的消耗電力變大。又，為了遷移率修正時間的控制，而有必要確保穩定之脈衝暫態，但為此則有必要提昇脈衝模組的能力。其結果為引起模組面積的增加。在行動機器之顯示器應用上，特別要求顯示裝置之低消耗電力化，如為利用圖11所示外部模組的掃描器構成，則對應係變得困難。
圖13係顯示成為本發明之顯示裝置的主要部分之寫入掃描器的構成之電路圖。本寫入掃描器係對於圖11所示之先行開發之寫入掃描器的問題點予以對應處理者，且其係採用可內部性地生成規定遷移率修正時間之控制信號WS的下降波形之構造遷移率。為便於理解，與圖11所示之先行開發之寫入掃描器對應的部分係附上對應之參考號碼。此係在面板內部生成遷移率修正時間之控制所需的控制信號之下降波形之構造，藉此而無需用於從外部供應電源脈衝的模組，可實現低電力化、低成本化及小型化，在行動機器之監視器應用上極適合。
如圖示般，本寫入掃描器4具有偏移暫存器S/R及輸出緩衝器4B。偏移暫存器S/R係同步於線依序掃描，按照偏移暫存器S/R之各階而依序生成輸入信號IN。具體而言，對應於偏移暫存器S/R之各階，而連接著NAND元件，介以此NAND元件，而將輸入信號IN供應至輸出緩衝器4B之各階。在圖中，係表示被供應至第n階之輸入信號IN及第n+1階之輸入信號IN。再者，在偏移暫存器S/R之各階，亦連接著追加之NAND元件，從其將追加之輸入信號AZX亦供應至輸出緩衝器4B。在圖中，係表示第n階之輸入信號AZX及第n+1階之輸入信號AZX。從以上之說明所明示般，在偏移暫存器S/R之各階，係對應著一對NAND元件，從此等一對NAND元件，將一對輸入信號IN及AZX供應至輸出緩衝器4B之對應的各階。再者，一對NAND元件之輸入端子，除來自偏移暫存器S/R側之脈衝外，亦被從外部供應控制用之脈衝INENB及AZXENB。在此發明專利明書中，亦將此等NAND元件作為構成偏移暫存器之一部分的要素處理。
輸出緩衝器4B係連接於偏移暫存器S/R之各階與各掃描線WS之間，依據輸入信號IN、AZX，將控制信號WS輸出至掃描線WS。此時，輸出緩衝器4B係依據輸入信號IN、AZX以至少二階段使控制信號WS之下降波形變化，藉此，依據影像信號之信號位準，將遷移率修正期間t作可變控制，而控制信號WS之下降波形係規定取樣電晶體Tr1呈切斷之時序者。
在具體之構成方面，輸出緩衝器4B之各階具有：反相器，其係由串聯連接於電源線Vcc與接地線Vss之間的P通道電晶體TrP與N通道電晶體TrN所構成者；及至少一個追加之N通道電晶體TrN1，其係與N通道電晶體TrN呈並聯連接者。輸出緩衝器4B係依據輸入信號IN、AZX，將此等N通道電晶體TrN、TrN1作導通切斷控制，以至少二階段使控制信號WS之下降波形變化。偏移暫存器S/R係調整輸入信號IN、AZX之相位，調整各N通道電晶體TrN、TrN1之導通切斷時序，藉此，可將控制信號WS之下降波形最佳化。理想狀態為，為了將控制信號WS之下降波形最佳化，輸出緩衝器4B係已預先調整各N通道電晶體TrN、TrN1之尺寸。
從以上之說明所明示般，圖13之實施型態係設為具有複數個輸出緩衝器之N通道電晶體的構成，藉由將此等N通道電晶體TrN、TrN1之導通切斷依照順序進行，而控制決定遷移率修正時間的控制信號WS之下降波形。將同一之輸入信號IN供應至P通道電晶體TrP與N通道電晶體TrN，將其他輸入信號AZX供應至另一個N通道電晶體TrN1。又，在通道電晶體TrN與TrN1方面，其通道幅度，係使TrN1比TrN為大。
圖14係提供於圖13所示寫入掃描器之動作說明的時序圖。為了進行其控制動作，而將規定1H期間之時脈信號CK輸入偏移暫存器S/R。寫入掃描器基本上係依據此時脈信號CK，按照各1H進行線依序掃描，將控制信號WS供應至各掃描線WS。將時序配合此時脈信號CK，從外部供應NAND元件之控制用脈衝INENB、AZXENB。同步於此等信號CK、INENB、AZXENB，將從偏移暫存器S/R之各階(n-1階、n階、n+1階)所輸出之信號表示於時序圖。進而將第n階及第n+1階之輸入信號IN、AZX亦記載於時序圖。
從時序圖所明示般，偏移暫存器S/R之各階係依據從外部供應之時脈信號CK、及致能信號INENB、AZXENB，將輸入信號IN、AZX供應至對應之輸出緩衝器的各階。輸出緩衝器的各階係依據輸入信號IN、AZX，將下降波形以至少二階段變化的控制信號WS輸出至對應的掃描線WS。
參考圖15~圖19，詳細說明圖13所示之本發明之寫入掃描器的第1實施型態之動作。圖15係包含有顯示輸出緩衝器的1段份之電路圖，及顯示對此輸出緩衝器的輸入波形的時序圖。如前述般，輸出緩衝器係以P通道電晶體TrP、N通道電晶體TrN、及追加之N通道電晶體TrN1所構成。輸入信號IN及AZX係由偏移暫存器側而供應至此輸出緩衝器，且作為控制信號WS而將輸出信號OUT供應至對應之掃描線側。
圖16係表示期間A中之輸出緩衝器的動作狀態。在此期間A中，輸入信號IN呈高位準，而AZX呈低位準。此時，電晶體TrP與TrN1為切斷，而TrN為導通。因而，緩衝器的輸出信號OUT係成為接地電位Vss。
圖17係表示期間B中之輸出緩衝器的動作狀態。當成為期間B，則輸入信號IN切換為低位準。因而，電晶體TrN與TrN1為切斷，而TrP為導通，輸出OUT係切換為Vcc。藉由此方式，取樣電晶體Tr1係導通，從信號線將信號電壓取樣，並寫入保持電容。
圖18係表示期間C中之輸出緩衝器的動作狀態。在期間C中，輸入信號IN係切換為高位準，同時AZX亦成為高位準。藉由此方式，電晶體TrP係切斷，而TrN與TrN1係同時導通。其結果，輸出OUT係朝Vss而開始衰減。此時流動的電流值係成為流往電晶體TrN與TrN1之電流量的合計。在此，如將電晶體TrN之電晶體係數設為k，將電晶體TrN1之電晶體係數設為k'，則其電流Ids係以如下所示式6表示。由於輸出波形OUT係因此合計值之電流Ids而下降，因此脈衝暫態係變得急遽。再者，電晶體係數設k係相當於(1/2)(W/L)Cox。
[數4]
Ids=(k+k')μ(Vgs-Vth)2 ...式6
圖19係表示期間D中之輸出緩衝器的動作狀態。在期間D中，輸入信號IN係仍維持高位準，同時AZX係返回低位準。藉由此方式，電晶體TrN1係切斷。自其以後，僅電晶體TrN為導通，僅以N通道電晶體TrN決定下降波形。在此，相較於電晶體TrN1，由於電晶體TrN之通道幅度小，因此，其電流值Ids係如以下之式7所示般較小，可使輸出OUT之脈衝暫態變得緩和。
[數5]
Ids=kμ(Vgs-Vth)2 ...式7
如以上般，藉由進行圖16~圖19所示動作，則可階段性將輸出脈衝波形作可變控制。藉由此方式，可在各灰階之遷移率修正時間生成最佳修正脈衝。其結果，可獲得高均一性之畫面。又，在本發明中，由於無需從外部供應電源脈衝的模組，因此可成為低消耗電力化。進而，藉由在面板內建控制信號之生成功能，故隨其可將模組面積大幅度縮小。
圖20係顯示組入於與本發明有關顯示裝置的寫入掃描器之第2實施型態的電路圖及其時序圖。為了容易理解，在與圖15所示第1實施型態對應的部分，係附上對應之參考號碼。不同之點為，在輸出緩衝器之輸出端子與接地線Vss之間係連接著第3個N通道電晶體TrN2。配合於其，從偏移暫存器側係將第3個輸入信號AZX2供應至N通道電晶體TrN2之閘極。
如時序圖所示般所示般，藉由將包含於輸出緩衝器之3個N通道電晶體TrN、TrN1、TrN2依照順序作導通切斷控制，相較於第1實施型態，則可將輸出OUT之波形暫態形成得更精密。譬如，在輸出OUT之下降初期流動的電流Ids係以以下之式8表示。如此般，藉由以三階段將輸出OUT之下降波形作控制，則可獲得與影像信號之輸入位準匹配的遷移率修正時間。
[數6]
Ids=(k+k'+k")μ(Vgs-Vth)2 ...式8
圖21係顯示與本發明有關之顯示裝置的第3實施型態之全體構成的區塊圖。如圖示般，本顯示裝置係由像素陣列部1及驅動其之驅動部所構成。像素陣列部1具備：列狀之掃描線WS；行狀之信號線(信號線)SL；列行狀之像素2，其係配置於兩者呈交叉之部分者；及給電線(電源線)VL’其係對應於各像素2之各列而配置者。再者，本例係將RGB三原色中任一者分配於各像素2，可作彩色顯示。然而，並不限於此，亦包含單色顯示之器件。驅動部具備：寫入掃描器4，其係依序將控制信號供應至各掃描線WS，將像素2以列單位作線依序掃描者；電源掃描器6，其係配合此線依序掃描，將以第1電位與第2電位作切換之電源電壓供應至各給電線VL者；及信號選擇器(水平選擇器)3，其係配合此線依序掃描，將成為影像信號的信號電位與基準電位供應至行狀之信號線SL者。
圖22係顯示包含於圖21所示顯示裝置的像素2之具體的構成及結線關係的電路圖。如圖示般，此像素2包含以有機EL器件等所代表的發光元件EL、取樣電晶體Tr1、驅動電晶體Trd、及保持電容Cs。在取樣電晶體Tr1方面，其控制端(閘極)係連接於對應之掃描線WS，一對電流端(源極及汲極)之一方係連接於對應之信號線SL，另一方係係連接於驅動電晶體Trd之控制端(閘極G)。在驅動電晶體Trd方面，一對電流端(源極S及汲極)之一方係連接於發光元件EL，另一方係係連接於對應之給電線VL。在本例中，驅動電晶體Trd係N通道型，其汲極係連接於給電線VL，另一方面，源極S係作為輸出節點，而連接於發光元件EL之陽極。發光元件EL之陰極係連接於特定之陰極電位Vcath 。保持電容Cs係連接於驅動電晶體Trd之源極S與閘極G之間。
在此構成中，取樣電晶體Tr1係依據從掃描線WS所供應之控制信號，將從信號線SL所供應之信號電位取樣，並保持於保持電容Cs。驅動電晶體Trd係從位於第1電位(高電位Vdd)之給電線VL接受電流的供應，依據保持於保持電容Cs之信號電位，而使驅動電流流入發光元件EL。為了在信號線SL位於信號電位之時段使取樣電晶體Tr1成為導通狀態，寫入掃描器4係將特定之脈衝幅度的控制信號輸出至控制線WS，藉此，在將信號電位保持於保持電容Cs的同時，並將對驅動電晶體Trd之遷移率μ的修正加於信號電位。其後，驅動電晶體Trd係將依據被寫入保持電容Cs之信號電位Vsig的驅動電流，供應至發光元件EL，而進入發光動作。
本像素電路2除上述遷移率修正功能外，亦具備臨限電壓修正功能。亦即，電源掃描器6係在取樣電晶體Tr1將信號電位Vsig取樣之前，在第1時序將給電線VL從第1電位(高電位Vdd)切換為第2電位(低電位Vss)。又，寫入掃描器4係同樣在取樣電晶體Tr1將信號電位Vsig取樣之前，在第2時序使取樣電晶體Tr1導通，在從信號線SL將基準電位Vref施加於驅動電晶體Trd之閘極G的同時，並將驅動電晶體Trd之源極S設定為第2電位(Vss)。電源掃描器6係在第2時序後之第3時序，將給電線VL從第2電位Vss切換為第1電位Vdd，將相當於驅動電晶體Trd之臨限電壓Vth的電壓保持於保持電容Cs。藉由此臨限電壓修正功能，本顯示裝置係可消除按照各像素而參差不齊的驅動電晶體Trd之臨限電壓Vth的影響。
本像素電路2亦具備靴帶式功能。亦即，寫入掃描器4係在當信號電位Vsig保持於保持電容Cs之階段，將對掃描線WS之控制信號的施加予以解除，使取樣電晶體Tr1為非導通狀態，從信號線SL將驅動電晶體Trd之閘極G作電性切離，藉此，閘極G之電位係連動於驅動電晶體Trd之源極S的電位變動，可將閘極G與源極S間之電壓Vgs維持為一定。
圖23係提供於圖22所示像素電路2之動作說明的時序圖。使時間軸為共通，表示掃描線WS之電位變化、給電線VL之電位變化、及信號線SL之電位變化。又，與此等電位變化並行，亦表示驅動電晶體之閘極G與源極S的電位變化。
如前述般，將用於使取樣電晶體Tr1導通之控制信號脈衝施加於掃描線WS。此控制信號脈衝係配合像素陣列部之線依序掃描，以1圖場(1f)週期施加於掃描線WS。給電線VL係以相同方式，以1圖場週期在高電位Vdd與低電位Vss之間切換。將在1水平週期(1H)內切換信號電位Vsig與基準電位Vref的影像信號供應至信號線SL。
如圖23之時序圖所示般，像素係從前之圖場的發光期間進入該當圖場之非發光期間，其後，成為該當圖場之發光期間。在此非發光期間係進行準備動作、臨限電壓修正動作、信號寫入動作、遷移率修正動作等。
在前圖場之發光期間方面，給電線VL係位於高電位Vdd，驅動電晶體Trd係將驅動電流Ids供應至發光元件EL。驅動電流Ids係從位於高電位Vdd之給電線VL，介以驅動電晶體Trd，通過發光元件EL，而流入陰極線。接著，當進入該當圖場之非發光期間，首先，在時序T1將給電線VL從高電位Vdd切換為低電位Vss。藉由此方式，給電線VL係放電至Vss，進而驅動電晶體Trd之源極S的電位下降至Vss。藉由此方式，由於發光元件EL之陽極電位(亦即，驅動電晶體Trd之源極電位)成為反偏壓狀態，因此驅動電流不再流動而熄滅。又，連動於驅動電晶體之源極S之電位下降，閘極G之電位亦下降。
接著，當成為時序T2，藉由將掃描線WS從高位準切換為低位準，取樣電晶體Tr1係成為導通狀態。此時，信號線SL係位於基準電位Vref。藉此，驅動電晶體Trd之閘極G之電位，係通過已導通之取樣電晶體Tr1，而成為信號線SL之基準電位Vref。此時，驅動電晶體Trd之源極S的電位係成為位於比Vref更低的電位Vss。如此方式般，以使驅動電晶體Trd之閘極G與源極S之間的電壓Vgs比驅動電晶體Trd之臨限電壓Vth為大之方式，而進行初期化。從時序T1起至時序T3的期間T1-T3，係將驅動電晶體Trd之閘極G/源極S間電壓Vgs預先設定為Vth以上的準備期間。
其後，當成為時序T3，給電線VL係從低電位Vss遷移至高電位Vdd，驅動電晶體Trd之源極S的電位係開始上昇。不久後當驅動電晶體Trd之閘極G/源極S間電壓Vgs成為臨限電壓Vth之際，電流係截斷。如此方式般，將相當於驅動電晶體Trd之臨限電壓Vth的電壓，寫入保持電容Cs。此係臨限電壓修正動作。此時，為了使電流一味往保持電容Cs側流動而不往發光元件EL流動，係先設為陰極電位Vcath以使發光元件EL成為截斷。此臨限電壓修正動作係在時序T4於信號線SL之電位從Vref切換至Vsig為止的期間完成。從時序T3至時序T4為止的期間T3-T4，係成為臨限電壓修正期間。
在時序T4，信號線SL係從基準電位Vref切換為信號電位Vsig。此時，取樣電晶體Tr1係持續位於導通狀態。藉此，驅動電晶體Trd之閘極G的電位係位於信號電位Vsig。在此，由於發光元件EL係開始位於截斷狀態(高阻抗狀態)，因此，流動於驅動電晶體Trd之汲極與源極之間的電流，係一味流入保持電容Cs與發光元件EL之等價電容，而開始充電。其後，至取樣電晶體Tr1呈切斷之時序T5為止，驅動電晶體Trd之源極S的電位係以相當於ΔV上昇。如此方式般，影像信號之信號電位Vsig係以被加入Vth之形式被寫入保持電容Cs，且遷移率修正用之電壓ΔV係從保持於保持電容Cs之電壓被減去。藉此，從時序T4至時序T5為止的期間T4-T5，係成為信號寫入期間/遷移率修正期間。如此般，在信號寫入期間T4-T5，係同時進行信號電位Vsig的寫入與修正量ΔV的調整。如Vsig越大，則驅動電晶體Trd所供應之電流Ids成為越大，ΔV的絕對值亦成為越大。因而，進行依據發光亮度位準的遷移率修正。如Vsig呈一定之情形，驅動電晶體Trd之遷移率μ越大，則ΔV的絕對值亦成為越大。換言之，由於遷移率μ越大，則對保持電容Cs之負回授量ΔV成為越大，因此，可消除各像素之遷移率μ的參差不齊。
最後，當成為時序T5，如前述般，掃描線WS遷移至低位準，取樣電晶體Tr1成為切斷狀態。藉由此方式，驅動電晶體Trd之閘極G係被從信號線SL切離。同時，汲極電流Ids係開始流動於發光元件EL。藉由此方式，發光元件EL之陽極電位係依據驅動電流Ids而上昇。發光元件EL之陽極電位的上昇，亦即，除等於驅動電晶體Trd之源極S之電位上昇外並無其他。如驅動電晶體Trd之源極S的電位上昇，則藉由保持電容Cs之靴帶式動作，驅動電晶體Trd之閘極G的電位亦連動而上昇。閘極電位的上昇量係成為與源極電位的上昇量相等。因而，發光期間中，驅動電晶體Trd之閘極G/源極S間電壓Vgs係保持為一定。此Vgs之值，係成為在信號電位Vsig施予閘極電壓Vth及移動量μ之修正而成者。
在本實施型態中，遷移率修正期間亦藉由如下者而規定從信號線SL之電位從Vref切換為Vsig的時序T4，至控制信號WS下降而取樣電晶體Tr1切斷的時序T5。在此，為了依據供應至信號線SL之信號電壓Vsig，而控制取樣電晶體Tr1之切斷時序T5，則有必要在控制信號WS之下降波形加上傾斜。因此，在本實施型態中，亦可採用圖13所示構成於圖21所示寫入掃描器4。如前述般，在圖13所示寫入掃描器4方面，輸出緩衝器係以至少二階段使控制信號WS之下降波形變化，藉由此方式，依據影像信號之信號位準Vsig，則可將遷移率修正期間t作可變控制，而控制信號WS之下降波形係規定取樣電晶體Tr1呈切斷之時序T5者。
本發明之顯示裝置係具有如圖24所示般之薄膜器件構成。本圖係表示形成於絕緣性基板之像素的模式性剖面構造。如圖示般，像素係包含有：電晶體之一部分(在圖中係例示1個TFT)，其係包含複數之薄膜電晶體者；保持電容等之電容部及有機EL元件等之發光部。在基板上，係以TFT製程形成電晶體之一部分及電容部，且在其上疊層有機EL元件等發光部。在其上，係介以接著劑而貼合對向基板以作為平面面板。
與本發明有關顯示裝置，係如圖25所示般，包含平面型之模組形狀者。譬如，在絕緣性基板上設有像素陣列部，以包圍此像素陣列部(像素矩陣部)之方式而配置黏著劑，將玻璃等對向基板貼合，而作為顯示模組，而像素陣列部係將由有機EL元件、薄膜電晶體、薄膜電容等所構成之像素作積體形成為矩陣狀者。在此透明之對向基板，依照需要，如設彩色濾光片、保護膜、遮光膜等亦可。作為用於將從外部往像素陣列部之信號等作輸出入的連接線，譬如將FPC(可撓式印刷電路)設於顯示模組亦可。
以上所說明之本發明之顯示裝置，係可應用於，具有平面面板形狀之各式各樣的電子機器(譬如，數位照相機、筆記型個人電腦、行動電話、攝影機等)，將輸入於電子機器、或在電子機器內所生成之驅動信號作為圖像或影像而顯示的所有範疇之電子機器的顯示器。以下，係顯示應用了如此之顯示裝置的電子機器之例。
圖26係應用了本發明之電視機，其包含由前面板12、濾光片玻璃13等所構成的影像顯示畫面11，藉由將本發明之顯示裝置使用於該影像顯示畫面11而製作。
圖27係應用了本發明之數位照相機，上為正面圖、下為背面圖。此數位照相機包含攝像鏡頭、閃光用之發光部15、顯示部16、控制開關、選單開關、快門19等，藉由將本發明之顯示裝置使用於該顯示部16而製作。
圖28係應用了本發明之筆記型個人電腦，本體20包含將文字等輸入時所操作的鍵盤21，本體蓋包含將圖像顯示之顯示部22，藉由將本發明之顯示裝置使用於該顯示部22而製作。
圖29係應用了本發明之行動終端機裝置，左係表示打開之狀態、右係表示關閉之狀態。此行動終端機裝置包含上側筐體23、下側筐體24、連結部(在此為鉸鏈部)25、顯示器26、副顯示器27、照片燈28、照相機29等，藉由將本發明之顯示裝置使用於該顯示器26、副顯示器27而製作。
圖30係應用了本發明之攝影機，包含本體部30、在朝前方之側面的被攝體攝影用之鏡頭34、攝影時之開始/停止開關35、監視器36等，藉由將本發明之顯示裝置使用於該監視器36而製作。
0．．．面板
1．．．像素陣列部
2．．．像素電路
3．．．水平選擇器
4．．．寫入掃描器
4B．．．輸出緩衝器
5．．．驅動掃描器
71．．．第一修正用掃描器
72．．．第二修正用掃描器
AZ1．．．第3掃描線
AZ2．．．第4掃描線
Cs．．．保持電容
DS．．．第2掃描線
EL．．．發光元件
Tr1．．．取樣電晶體
Tr2．．．第1切換電晶體
Tr3．．．第2切換電晶體
Tr4．．．第3切換電晶體
Trd．．．驅動電晶體
Vss1．．．第1電源電位
Vss2．．．第2電源電位
VDD．．．第3電源電位
WS．．．第1掃描線
圖1係顯示與本發明有關之顯示裝置的全體構成之區塊圖。
圖2係顯示包含於圖1所示顯示裝置之像素之構成的電路。
圖3係顯示同上之像素之構成的電路圖。
圖4係提供於圖1及圖2所示顯示裝置之動作說明的時序圖。
圖5係提供於同上之動作說明的電路圖。
圖6係提供於同上之動作說明的圖形。
圖7係顯示寫入掃描器之參考例的電路圖。
圖8係提供於圖7所示寫入掃描器之動作說明的波形圖。
圖9係提供於與先行開發有關之顯示裝置的動作說明之圖形。
圖10係提供於同上之動作說明的波形圖。
圖11係顯示組入於同上之與先行開發有關之顯示裝置的寫入掃描器之構成的電路圖。
圖12係提供於圖11所示寫入掃描器之動作說明的波形圖。
圖13係顯示組入於與本發明有關之顯示裝置之寫入掃描器的第1實施型態的電路圖。
圖14係提供於第1實施型態之動作說明的時序圖。
圖15係提供於同上之第1實施型態之動作說明的電路圖及時序圖。
圖16係提供於同上之動作說明的電路圖及時序圖。
圖17係提供於同上之動作說明的電路圖及時序圖。
圖18係提供於同上之動作說明的電路圖及時序圖。
圖19係提供於同上之動作說明的電路圖及時序圖。
圖20係顯示組入於與本發明有關之顯示裝置之寫入掃描器的第2實施型態的電路圖及波形圖。
圖21係顯示與本發明有關之顯示裝置的第3實施型態之全體構成的區塊圖。
圖22係顯示組入於圖21的像素之構成的電路圖。
圖23係提供於與本發明有關之顯示裝置的第3實施型態之動作說明的時序圖。
圖24係顯示與本發明有關之顯示裝置的器件構成的剖面圖。
圖25係顯示與本發明有關之顯示裝置的模組構成的平面圖。
圖26係顯示具備與本發明有關之顯示裝置的電視機的立體圖。
圖27係顯示具備與本發明有關之顯示裝置之數位照相機的立體圖。
圖28係顯示具備與本發明有關之顯示裝置之筆記型個人電腦的立體圖。
圖29係顯示具備與本發明有關之顯示裝置之行動終端裝置的立體圖。
圖30係顯示具備與本發明有關之顯示裝置之攝影機的立體圖。
4．．．寫入掃描器
4B．．．輸出緩衝器
AZX、IN．．．輸入信號
AZXENB、INENB．．．致能信號(控制用脈衝)
C．．．電容
R．．．電阻
S/R．．．偏移暫存器
TrP．．．P通道電晶體
TrN、TrN1．．．N通道電晶體
Vcc．．．電源電位
Vss．．．接地電位
WS．．．控制信號

Claims (6)

  1. 一種顯示裝置，特徵為其係包括像素陣列部與驅動部；前述像素陣列部係包含有列狀之掃描線、行狀之信號線、及配置於各掃描線與各信號線呈交叉之部分的列行狀之像素；各像素係至少包含有取樣電晶體、驅動電晶體、保持電容、及發光元件；前述取樣電晶體係其控制端連接於該掃描線，且其一對電流端連接於該信號線與該驅動電晶體的控制端之間；前述驅動電晶體係一對電流端之一方連接於該發光元件，另一方連接於電源；前述保持電容係連接於該驅動電晶體之控制端與電流端之間；前述驅動部係至少包含有有：寫入掃描器，其係依序將控制信號供應至各掃描線而進行線依序掃描者；及信號選擇器，其係將影像信號供應至各信號線者；前述取樣電晶體係依據供應至該掃描線之控制信號而導通，由該信號線將影像信號取樣且寫入該保持電容，並於至依據控制信號而加以切斷為止的特定之修正期間，將從該驅動電晶體所流動之電流負回授至該保持電容，並將相對於該驅動電晶體之遷移率的修正，施予至業已寫入於該保持電容的影像信號；前述驅動電晶體係將電流供應至該發光元件以使之發光的顯示裝置，該電流係與業已寫入於該保持電容的影像信號之信號位準對應者；前述寫入掃描器係包含有偏移暫存器及輸出緩衝器；前述偏移暫存器係與線依序掃描同步，並按照偏移暫存器之各階而依序生成輸入信號；前述輸出緩衝器係連接於該偏移暫存器之各階與各掃描線之間，依據該輸入信號而將控制信號輸出至該掃描線；前述輸出緩衝器係依據該輸入信號而以至少二階段來使控制信號之下降波形變化，據此依據影像信號之信號位準而將該修正期間作可變控制，該控制信號之下降波形係規定該取樣電晶體呈切斷之時序者。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中前述輸出緩衝器係包含有：反相器，其係包括串聯連接於電源線與接地線之間的P通道電晶體與N通道電晶體者；及至少一個追加之N通道電晶體，其係與該N通道電晶體呈並聯連接者；依據輸入信號，對此等N通道電晶體進行導通切斷控制，且以至少二階段而使控制信號之下降波形加以變化。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中前述偏移暫存器係調整輸入信號，並調整各N通道電晶體之導通切斷時序，據此而將該控制信號之下降波形最佳化。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中為將該控制信號之下降波形最佳化，前述輸出緩衝器係預先調整各N通道電晶體之尺寸。
  5. 一種顯示裝置之驅動方法，其特徵為顯示裝置係包括像素陣列部與驅動部，前述像素陣列部係包含有列狀之掃描線、行狀之信號線、及配置於各掃描線與各信號線呈交叉之部分的列行狀之像素；各像素係至少包含有取樣電晶體、驅動電晶體、保持電容、及發光元件；前述取樣電晶體係其控制端連接於該掃描線，且其一對電流端連接於該信號線與該驅動電晶體的控制端之間；前述驅動電晶體係一對電流端之一方連接於該發光元件，另一方連接於電源；前述保持電容係連接於該驅動電晶體之控制端與電流端之間；前述驅動部係至少包含有：寫入掃描器，其係依序將控制信號供應至各掃描線而進行線依序掃描者；及信號選擇器，其係將影像信號供應至各信號線者；前述取樣電晶體係依據供應至該掃描線之控制信號而導通，由該信號線將影像信號取樣且寫入該保持電容，並於至依據控制信號而加以切斷為止的特定之修正期間，將從該驅動電晶體所流動之電流負回授至該保持電容，並將相對於該驅動電晶體之遷移率的修正，施予至業已寫入於該保持電容的影像信號；前述驅動電晶體係將電流供應至該發光元件以使之發光的顯示裝置之驅動方法，該電流係與業已寫入於該保持電容的影像信號之信號位準對應者；前述寫入掃描器係包含有偏移暫存器及輸出緩衝器；與線依序掃描同步，並按照偏移暫存器之各階而依序生成輸入信號；從連接於該偏移暫存器之各階與各掃描線之間的前述輸出緩衝器，依據該輸入信號而將控制信號輸出至該掃描線；前述輸出緩衝器係依據該輸入信號而以至少二階段來使控制信號之下降波形變化，據此依據影像信號之信號位準而將該修正期間作可變控制，該控制信號之下降波形係規定該取樣電晶體呈切斷之時序者。
  6. 一種電子機器，其係包含有請求項1之顯示裝置者。
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