[发明专利]半导体装置及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及设置了具有由晶体管控制供给负载的电流之功能的半导体装置，特别涉及包含由亮度随电流变化的电流驱动型发光元件形成的像素及其信号线驱动电路的半导体装置。

背景技术

近年来，由发光二极管(LED)等发光元件形成像素的所谓自发光型显示装置引起人们的注意。作为使用于上述自发光型显示装置的发光元件，人们的眼光集中在有机发光二极管(又称作OLED(OrganicLight Emitting Diode)、有机EL元件和场致发光(ElectroLuminescence：EL)元件等)，并使用于有机EL显示器等上。

由于OLED等发光元件是自发光型元件，故与液晶显示器相比，具有像素的可视性好、不需要背景光和响应速度快等优点。此外，发光元件的亮度可以由流过它的电流值控制。

在使用了上述自发光型发光元件的显示装置中，作为其驱动方式，已知的有单一矩阵方式和有源矩阵方式。前者结构简单，但存在着体积大且难以实现高亮度显示等问题，近年来，正盛行开发由设在像素电路内部的薄膜晶体管(TFT)控制流过发光元件的电流的有源矩阵方式。

上述有源矩阵方式的显示装置存在着因驱动TFT的电流特性的离散而引起流过发光元件的电流发生变化导致亮度离散的问题。

即，上述有源矩阵方式的显示装置在像素电路中使用驱动流过发光元件的电流的驱动TFT，由于这些驱动TFT特性的离散而引起流过发光元件的电流发生变化，存在亮度离散的问题。因此，提出了各种用来抑制亮度离散的电路，即使像素电路中驱动TFT的特性发生离散，流过发光元件的电流也不会发生变化。

(专利文献1)专利申请公开号2002-517806号公报

(专利文献2)国际公开第01/06484号小册子

(专利文献3)专利申请公开号2002-514320号公报

(专利文献4)国际公开第02/39420号小册子

专利文献1至4都公开了有源矩阵型显示装置的构成，在专利文献1至3中，公开了一种电路构成，流过发光元件的电流不因配置在像素电路中的驱动TFT的特性离散而发生变化。该构成又称作电流写入型像素或电流输入型像素等。此外，在专利文献4中，公开了一种用来抑制因源极驱动电路中TFT的离散而引起的信号电流变化的电路构成。

图6示出专利文献1公开的现有的有源矩阵型显示装置的第1构成例。图6的像素包括：源极信号线601、第1～第3栅极信号线602～604、电流供给线605、TFT606～609、保持电容610、EL元件611、信号电流输入用电流源612。

TFT606的栅极与第1晶体管的栅极信号线602连接，第1电极与源极信号线601连接，第2电极与TFT607的第1电极、TFT608的第1电极、TFT609的第1电极连接。TFT607的栅极与第2栅极信号线603连接，第2电极与TFT608的栅极连接。TFT608的第2电极与电源供给线605连接，TFT609的栅极与第3栅极信号线604连接，第2电极与EL元件611的阳极连接。保持电容610连接在TFT608的栅极和电流供给线605之间，保持TFT608的栅源极间的电压。电流供给线605和EL元件611的阴极分别输入规定的电位，相互具有电位差。

使用图7说明从信号电流的写入到发光的动作。图中，表示各部分的图号以图6为准。图7(A)～(C)典型地示出电流的流动。图7(D)示出信号电流写入时流过各路径的电流的关系，图7(E)示出同样是信号电流写入时保持电容610中积蓄的电压，即TFT608的栅源极间的电压。

首先，向第1栅极信号线602和第2栅极信号线603输入脉冲，使TFT606、607导通。这时，设流过源极信号线的电流，即信号电流为Idata。

由于源极信号线流过电流Idata，故如图7(A)所示，在像素内，电流的路径分成I1和I2流动，图7(D)示出它们之间的关系。当然，Idata＝I1+I2。

TFT606导通的瞬间，保持电容610还没有保持电荷，所TFT608截止。因此，I2＝0，Idata＝I1。即，在该期间，只流过由保持电容610积蓄的电荷所产生的电流。

然后，保持电容610慢慢积蓄电荷，开始在两电极间产生电位差(图7(E))。当两电极的电位差变为Vth时(图7(E)的A点)，TFT608导通，产生I2。如前文所述，由于Idata＝I1+I2，故I1逐渐减小，但依然流过电流，保持电容进一步积蓄电荷。