[发明专利]显示装置及其驱动方法、和电子系统

说明书

相关参考的交叉申请

本发明包含于2007年2月21日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-041197的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种包括发光元件的像素以矩阵形式排列的显示装置。更具体地，本发明涉及一种所谓的有源矩阵显示装置，其中，通过置于每个像素中的绝缘栅极场效应晶体管控制流过诸如有机EL元件等的发光元件的电流量。同时，本发明还涉及一种驱动这种显示装置的方法、以及一种包括这种显示装置的电子系统。

背景技术

例如，在诸如液晶显示器的图像显示装置中，通过以矩阵的形式排列大量液晶像素以及根据待显示的图像信息对每个像素控制入射光的透射强度或反射强度，来显示图像。这同样适用于将有机EL元件用作像素的有机EL显示器等。然而，有机EL元件是不同于液晶像素的自发光元件。因此，与液晶显示器相比，有机EL显示器具有包括图像的可见度高、不需要背光、和反应速度快的优点。此外，还可以根据流过有机EL显示器的电流量来控制每个发光元件的亮度级(灰度级)。作为所谓的电流可控型的显示器，有机EL显示器与诸如液晶显示器的电压可控型显示器十分不同。

以与液晶显示器相同的方式，对于有机EL显示器的驱动方法，存在简单矩阵方法和有源矩阵方法。前者具有简单的结构，但具有诸如很难实现大型且高清晰度的显示器的问题。因此，当前正在广泛开发有源矩阵显示器。在这种方法中，通过置于像素电路中的有源元件(通常为薄膜晶体管：TFT)来控制流过每个像素电路中的发光元件的电流。在第2003-255856号、第2003-271095号、第2004-133240号、第2004-029791号、第2004-093682号、和第2006-215213号日本未审查专利申请中公开了对其的描述。

发明内容

现有技术中的像素电路被置于提供控制信号的行形式的扫描线和提供视频信号的列形式的信号线的交叉点处，并至少包括采样晶体管、保持电容器、驱动晶体管、和发光元件。采样晶体管根据从扫描线提供的控制信号而变为导通，并对从信号线提供的视频信号进行采样。保持电容器根据所采样的视频信号保持输入电压(信号电压)。驱动晶体管在预定发光期间根据保持电容器保持的输入电压来提供输出电流。因此，通常，输出电流与驱动晶体管的沟道区的载体迁移率(mobility)和阈值电压相关。通过从驱动晶体管提供的输出电流，发光元件以与视频信号对应的亮度而发光。

驱动晶体管在栅极处接收由保持电容器保持的输入电压，并使输出电流在源极和漏极之间流动以向发光元件施加电流。通常，发光元件的发光强度(luminance intensity)与流动的电流量成比例。此外，通过栅极电压(即，写入保持电容器的输入电压)来控制驱动晶体管所提供的输出电流的量。在现有技术的像素电路中，通过根据输入视频信号改变施加至驱动晶体管的栅极的输入电压来控制提供给发光元件的电流量。

此处，驱动晶体管的操作特性由以下的特性表达式表示：

Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)²

其中，Ids表示在源极和漏极之间流动的漏极电流，并且是提供给像素电路中的发光元件的输出电流。Vgs表示基于源极施加至栅极的栅极电流，并且是像素电路中的上述输入电压。Vth是晶体管的阈值电压。此外，μ表示构成晶体管沟道的半导体薄膜的迁移率。另外，W表示沟道宽度，L表示沟道长度，以及Coe表示栅极电容。从晶体管的特性表达式中显而易见，当薄膜晶体管在饱和区进行操作时，如果栅极电压Vgs大于阈值电压Vth，则晶体管进入导通状态，并且漏极电流Ids流过。基本上，如上述晶体管的特性表达式所示，如果栅极电压Vgs恒定，则向发光元件提供相同大小的漏极电流Ids。因此，如果向构成屏幕的每个像素提供同一电平的视频信号，则所有的像素都会发出相同亮度的光，因此，能够获得屏幕的均匀性。

然而，实际上，在由诸如多晶硅的半导体薄膜构成的薄膜晶体管(TFT)中，各个元件特性会变化。具体地，阈值电压Vth不是恒定的，并且相对每个像素而变化。从上述晶体管的特性表达式显而易见，如果每个驱动晶体管的阈值电压Vth变化，即使栅极电压Vgs恒定，漏极电流Ids发生变化，因而，对于每个像素，亮度改变。因此，屏幕的均匀性受损。最近，已开发出包括消除驱动晶体管的阈值电压变化的功能的像素电路。例如，上述的第2004-133240号日本未审查专利申请公开已披露了这种实例。