显示设备、显示设备的驱动方法及电子器械.pdf

本发明涉及显示设备、为显示设备提供的驱动方法及采用该显示设备的电子器械。显示设备包括像素矩阵部分和电源部分，像素矩阵部分包括像素电路，像素电路布置为形成用作像素电路的像素矩阵，每个像素电路具有电光装置、信号写入晶体管、信号存储电容器和装置驱动晶体管，电源部分构造为将为所述装置驱动晶体管提供驱动电流的呈现在电源线上的电源电位从一个电位改变到另一个电位，从而控制从所述电光装置的发光周期到所述电光装置的不发光周期以及反过来的转换，并且在电光装置的不发光周期的部分期间停止在电源线上维持电源电位的操作。

1、  一种显示设备，包括：
像素矩阵部分，包括像素电路，所述像素电路布置为形成用作像素电路的像素矩阵，每个像素电路具有
电光装置，
信号写入晶体管，写入视频信号，
信号存储电容器，将所述信号写入晶体管写入的所述视频信号存入所述信号存储电容器，以及
装置驱动晶体管，根据所述信号存储电容器存储的所述视频信号来驱动所述电光装置，以及
电源部分，构造为
将为所述装置驱动晶体管提供驱动电流的呈现在电源线上的电源电位从一个电位改变到另一个电位，从而控制从所述电光装置的发光周期到所述电光装置的不发光周期以及反过来的转换，并且
在所述电光装置的所述不发光周期的部分期间，将呈现在电源线上的电源电位设定为呈现在该电光装置的阴极电极上的电位。

2、  根据权利要求1所述的显示设备，其中在初始化在属于所述装置驱动晶体管且设置在关于所述装置驱动晶体管与所述电源线相对的侧的具体电极上呈现的电位的操作开始时，在所述部分的结束期间，所述电源部分停止在所述电源线上维持所述电源电位的所述操作。

3、  根据权利要求2所述的显示设备，其中：
在初始化呈现在所述装置驱动晶体管的所述具体电极上的电位的所述操作中，所述电源部分将所述电源电位设定在引起施加到所述电光装置的反偏压的电位，并且
在所述电光装置的所述发光周期中，所述电源部分将所述电源电位设定在引起施加到所述电光装置的正偏压的另一电位。

4、  根据权利要求3所述的显示设备，其中所述电源部分通过调整用作所述电源部分对所述电光装置施加所述正偏压的周期的所述发光周期的长度，来控制所述电光装置的所述发光周期与所述电光装置的所述不发光周期的比率。

5、  一种为显示设备提供的驱动方法，该显示设备包括
像素电路，布置为形成用作像素电路的像素矩阵，每个像素电路具有电光装置，
信号写入晶体管，写入视频信号，
信号存储电容器，将所述信号写入晶体管写入的所述视频信号存入所述信号存储电容器，以及
装置驱动晶体管，根据所述信号存储电容器存储的所述视频信号来驱动所述电光装置，
所述驱动方法包括如下步骤：
将为所述装置驱动晶体管提供驱动电流的呈现在电源线上的电源电位从一个电位改变到另一个电位，从而控制从所述电光装置的发光周期到所述电光装置的不发光周期以及反过来的转换，并且
在所述电光装置的所述不发光周期的部分期间，将呈现在电源线上的电源电位设定为呈现在该电光装置的阴极电极上的电位。

6、  一种采用显示设备的电子器械，包括：
像素矩阵部分，包括像素电路，所述像素电路布置为形成用作像素电路的像素矩阵，每个像素电路具有
电光装置，
信号写入晶体管，写入视频信号到信号存储电容器中，
所述信号存储电容器，将所述信号写入晶体管写入的所述视频信号存入所述信号存储电容器，以及
装置驱动晶体管，根据所述信号存储电容器存储的所述视频信号来驱动所述电光装置，以及
电源部分，构造为
将为所述装置驱动晶体管提供驱动电流的呈现在电源线上的电源电位从一个电位改变到另一个电位，从而控制从所述电光装置的发光周期到所述电光装置的不发光周期以及反过来的转换，并且
在所述电光装置的所述不发光周期的部分期间，将呈现在电源线上的电源电位设定为呈现在该电光装置的阴极电极上的电位。

7、  一种显示设备，包括：
像素矩阵装置，包括像素电路，所述像素电路布置为形成用作像素电路的像素矩阵，每个像素电路具有
电光装置，
信号写入晶体管，写入视频信号，
信号存储电容器，将所述信号写入晶体管写入的所述视频信号存入所述信号存储电容器，以及
装置驱动晶体管，根据所述信号存储电容器存储的所述视频信号来驱动所述电光装置，以及
电源装置，用于
将为所述装置驱动晶体管提供驱动电流的呈现在电源线上的电源电位从一个电位改变到另一个电位，从而控制从所述电光装置的发光周期到所述电光装置的不发光周期以及反过来的转换，并且
在所述电光装置的所述不发光周期的部分期间，将呈现在电源线上的电源电位设定为呈现在该电光装置的阴极电极上的电位。

显示设备、显示设备的驱动方法及电子器械
技术领域
总体上，本发明涉及显示设备、为显示设备提供的驱动方法及采用该显示设备的电子器械。特别是，本发明涉及具有平面面板的显示设备，该平面面板采用设置为二维的像素电路以形成矩阵作为每个都包括电光装置的像素，并且涉及为驱动该显示设备而提供的方法以及采用该显示设备的电子器械。
背景技术
近年来，在显示图像的显示设备领域中，平板型的显示设备已经变得高速流行，该平板型的显示设备采用二维布置的像素电路以形成矩阵作为像素电路，像素电路的每一个都包括电光装置作为发光装置。平板显示设备的每一个像素电路中的电光装置是所谓电流驱动型的发光装置，其中发光装置所发射光的亮度根据流过该装置的驱动电流的大小而变化。采用每个都包括所谓电流驱动型发光装置的像素电路的平板显示设备的示例为采用每个都包括有机EL(电致发光)装置用作发光装置的像素的有机EL显示设备。有机EL显示设备采用每一个都具有有机EL装置的像素电路，每个有机EL装置都利用这样的现象，其中，当电场施加给有机EL装置的有机薄膜时，产生光。
采用每一个都包括有机EL装置用作电光装置的像素电路的有机EL显示设备具有下面的特点。有机EL装置具有低功耗，这是因为即使该装置施加由设定在不超过10V的低位电压驱动，该装置也能操作。另外，因为有机EL装置是自发光装置，所以与液晶显示设备相比，该光所产生的图像显现出高度的可识别性，液晶显示设备根据对采用在每个像素电路中的液晶的操作以控制由已知背光的光源产生光的亮度显示图像。另外，因为有机EL显示设备不要求诸如背光的照明构件，所以该设备可以易于制得轻和薄。而且，因为有机EL装置具有约几微秒的非常短的响应时间，所以显示期间不产生残留图像。
与液晶显示设备很相似，有机EL显示设备可以采用简单(无源)或者有源矩阵法作为其驱动方法。然而，即使采用无源矩阵法的显示设备具有简单的结构，电光装置的发光周期也随着扫描线数量(即像素电路的数量)的增加而减少。有机EL显示设备出现的问题在于难于实现大尺寸和高清晰度。
由于上述原因，近年来广泛开发采用有源矩阵法的显示设备。根据有源矩阵法，用于控制驱动电流流过电光装置的有源装置提供在与电光装置相同的像素电路中。有源装置的示例是绝缘栅型场效晶体管。绝缘栅型场效晶体管通常为TFT(薄膜晶体管)。在采用有源矩阵法的显示设备中，每个电光装置都能在一帧的整个周期中保持发光状态。因此，易于实现大尺寸和高清晰度的采用有源矩阵法的显示设备。
附带地，I-V特性是代表施加给装置的电压与作为所施加电压结果的流过装置的驱动电流之间关系的特性，有机EL装置显示的I-V特性通常认为随着时间的流逝而退化。随着时间的流逝而退化也称为随时间降级。在采用N沟道型的TFT的像素电路中，作为包括在像素电路中用于产生流到有机EL装置的驱动电流的驱动晶体管，TFT的源极电极连接到有机EL装置。因此，由于有机EL装置显示出的I-V特性的随时间降级，施加在装置驱动晶体管的栅极和源极电极之间的电压Vgs发生改变，结果，有机EL装置发射光的亮度也随之改变。在下面的描述中，技术术语“装置驱动晶体管”用意为产生流到有机EL装置的驱动电流的TFT。
以上的描述更具体地说明如下。呈现在装置驱动晶体管的源栅上的电位由装置驱动晶体管和有机EL装置的操作点确定。由于有机EL装置的I-V特性的随时间降级，装置驱动晶体管和有机EL装置的操作点也不合时宜地改变。因此，施加给装置驱动晶体管的栅极电极的电压保持不变，呈现在装置驱动晶体管的源栅上的电位也改变。也就是，施加在装置驱动晶体管的栅极和源极电极之间的电压Vgs改变。因此，流过装置驱动晶体管的驱动电流也随之改变。结果，流过有机EL装置的驱动电流也改变，从而即使施加给装置驱动晶体管的栅极电极的电压保持不变，有机EL装置发射光的亮度也变化。
另外，在采用多晶硅TFT作为装置驱动晶体管的像素电路中，除了有机EL装置的I-V特性的随时间降级，装置驱动晶体管的阈值电压Vth和组成装置驱动晶体管中的沟道的半导体薄膜的迁移率μ也由于随时间降级而改变。在下面的描述中，组成装置驱动晶体管中的沟道的半导体薄膜的迁移率μ简称为装置驱动晶体管的迁移率μ。另外，表示装置驱动晶体管的特性的阈值电压Vth和迁移率μ也因制造工艺上的变化而从像素到像素地改变。就是说，装置驱动晶体管的特性从像素到像素地变化。
如果装置驱动晶体管的阈值电压Vth和迁移率μ因制造工艺和/或因随时间降级而从像素到像素地改变，则即使施加在装置驱动晶体管的栅极和源极之间的电压保持不变，流过装置驱动晶体管的驱动电流也从像素到像素地改变。因此，即使施加在装置驱动晶体管的栅极和源极之间的电压保持不变，有机EL装置发射光的亮度也从像素到像素地变化。结果失去屏幕均匀性。
为了保持有机EL装置发射光的亮度为恒定值，即使有机EL装置的I-V特性、阈值电压Vth和迁移率μ因随时间降级而改变，对于恒定电压施加在装置驱动晶体管的栅极和源极之间也不受有机EL装置的I-V特性变化、装置驱动晶体管的阈值电压Vth的变化以及装置驱动晶体管的迁移率μ的变化的影响，如日本专利提前公开No.2006-133542所披露，因此而有必要提供包括各种补偿功能的构造。
每个像素电路的补偿功能包括因有机EL装置的I-V特性变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的补偿功能、因装置驱动晶体管的阈值电压Vth的变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的补偿功能以及因装置驱动晶体管的迁移率μ的变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的补偿功能。在下面的描述中，因装置驱动晶体管的阈值电压Vth的变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的方法称为阈值电压补偿过程，而因装置驱动晶体管的迁移率μ的变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的方法称为迁移率补偿过程。
通过给每个像素电路提供因有机EL装置的I-V特性变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的补偿功能、因装置驱动晶体管的阈值电压Vth的变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的补偿功能以及因装置驱动晶体管的迁移率μ的变化而补偿有机EL装置发射光的亮度的补偿功能，即使有机EL装置的I-V特性因随时间降级而改变而阈值电压Vth和迁移率μ因随时间降级和/或制造工艺的变化而改变，对于恒定电压施加在装置驱动晶体管的栅极和源极之间，也能够保持有机EL装置发射光的亮度为恒定值而不受有机EL装置的I-V特性变化、装置驱动晶体管的阈值电压Vth的变化以及装置驱动晶体管的迁移率μ的变化的影响。然而，增加了每个像素电路采用的部件数量。因此，因增加了每个像素电路采用的部件数量而引起难于减少像素电路尺寸的问题，因此难于实现高清晰度显示设备。
同时，作为示例，也已经提出了这样的像素电路，它能改变呈现在电源线上的电源电位以给装置驱动晶体管提供驱动电流。因为可以改变为装置驱动晶体管提供驱动电流的呈现在电源线上的电源电位，所以像素电路不需要晶体管控制从电光装置的发光周期到电光装置的不发光周期的转换，反之亦然。事实上，像素电路也不需要初始化呈现在装置驱动晶体管的源极电极上的电位的晶体管以及初始化呈现在装置驱动晶体管的栅极电极上的电位的晶体管。对于所披露像素电路的更多信息，建议读者参考诸如日本专利提前公开No.2007-310311的文件。因为控制从电光装置的发光周期到电光装置的不发光周期或与之相反的转换的晶体管以及初始化呈现在装置驱动晶体管的源极和栅极电极上的电位的晶体管可以省略，所以可以减少每个像素电路采用的部件数量和连接这样部件的配线的数量。
发明内容
根据日本专利提前公开No.2007-310311中所披露的现有技术，各像素电路中采用的部件数和连接这些部件的配线数可以减少。因此，能够减少像素电路的尺寸，并且因此能实现高清晰度的显示设备。在该像素电路的情况下，为了给装置驱动晶体管提供驱动电流，采用一种构造，通过改变呈现在电源线上的电源电位，控制从电光装置的发光周期转换到电光装置的不发光周期以及与之相反的转换。具体地讲，为了进行从电光装置的发光周期到电光装置的不发光周期的转换，呈现在电源线上的电源电位变到低位，以便给电光装置施加反偏压，从而电光装置设定在不发光状态。
然而，如果电光装置设定在反偏压状态，则即使电光装置不发光，在电光装置中也产生电应力(electrical stress)。如果在电光装置中产生电应力的周期很长，则屏幕均匀性因其它原因而下降，即在不发光的状态下电光装置的特性变坏且电光装置变为有缺陷的原因。
针对上述问题，本发明的发明人已经革新了显示设备，能够减少不发光期间施加给电光装置的反偏压产生的电应力量。发明人还革新了驱动显示设备的方法和采用显示设备的电子器械。
为了解决上述问题，提供了这样的显示设备，采用布置像素电路以形成用作像素电路的像素矩阵，每个像素电路具有：电光装置；信号写入晶体管，将视频信号写入信号存储电容器；信号存储电容器，将信号写入晶体管写入的视频信号存储在信号存储电容器中；以及装置驱动晶体管，根据信号存储电容器存储的视频信号来驱动电光装置。
在通过利用装置驱动晶体管驱动电光装置的操作中，为了给装置驱动晶体管提供驱动电流而呈现在电源线上的电源电位从一个电位改变到另一个电位，以控制从电光装置的发光周期到电光装置的不发光周期以及相反的转换，并且在电光装置的不发光周期的部分中，呈现在电源线上的电源电位设定在呈现在电光装置的阴极电极上的电位。
在电光装置的不发光周期期间，给电光装置施加反偏压。然而，在电光装置不发光周期的部分期间，呈现在电源线上的电源电位设定在呈现在电光装置的阴极电极上的电位，以便设定呈现在属于装置驱动晶体管且设置在关于装置驱动晶体管与电源线相对的侧的电极的电位也在电光装置的阴极电极上呈现的电位。在此状态下，呈现在电光装置的阳极电极和阴极电极之间的电压因此而变为等于0V。因此，因为在电光装置的不发光周期的部分期间没有反偏压施加给电光装置，所以能够减少给电光装置施加反偏压的周期长度。结果，也能够减少给电光装置施加反偏压在电光装置中产生的电应力量。
根据本发明的实施例，能够减少不发光周期期间给电光装置施加反偏压产生的电应力量。因此能够防止电光装置的特性改变，以及电光装置变为不能发光状态下的缺陷或者由于电应力而不能发光。
附图说明
图1是示出应用本发明实施例的有源矩阵有机EL显示设备粗略构造的框图；
图2是示出有机EL显示设备中采用的像素电路的具体典型构造的示意图；
图3是示出像素电路典型结构的截面的截面图；
图4是有机EL显示设备执行基本电路操作的描述参考的示范性时间/波形示意图；
图5A至5D是基本电路操作的第一部分的描述中参考的多个示范图；
图6A至6D是基本电路操作的第二部分的描述中参考的多个示范图；
图7是示出每个都代表电流电压特性的曲线的特性图，表示流动在装置驱动晶体管的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids与施加在装置驱动晶体管的栅极电极和源极电极间的栅源电压Vgs之间的关系，作为说明阈值电压Vth从晶体管到晶体管变化所采用的曲线；
图8是示出每个都代表电流电压特性的曲线的特性图，表示流动在装置驱动晶体管的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids与施加在装置驱动晶体管的栅极电极和源极电极间的栅源电压Vgs之间的关系，作为说明迁移率μ从晶体管到晶体管变化所采用的曲线；
图9A至9C是每个都示出各种情况下视频信号电压Vsig与流动在装置驱动晶体管的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids之间关系的多个示意图；
图10是根据本发明实施例的有机EL显示设备中采用的像素电路执行电路操作的说明中参考的时间/波形示意图；
图11是示出电源扫描电路的具体构造的典型示例的示意图；
图12是示出电源扫描电路中采用的波形形成逻辑电路的典型构造的电路图；
图13是示出在根据第一实施例的电源扫描电路中产生维持电源线的电位DS、扫描脉冲SP和控制脉冲CP的时间之间的关系的时间示意图；
图14是示出应用本发明实施例的电视机外观的透视图；
图15A是示出从数码相机的前侧位置看到的数码相机外观的透视图；
图15B是示出从数码相机的后侧位置看到的数码相机外观的透视图；
图16是示出应用本发明实施例的笔记本个人计算机外观的透视图；
图17是示出应用本发明实施例的摄像机外观的透视图；
图18A是示出移动电话在打开状态下的主视图；
图18B是示出移动电话在打开状态下的侧视图；
图18C是示出移动电话在闭合状态下的主视图；
图18D是示出移动电话在闭合状态下的左视图；
图18E是示出移动电话在闭合状态下的右视图；
图18F是示出移动电话在闭合状态下的俯视图；和
图18G是示出移动电话在闭合状态下的仰视图。
具体实施方式
下面，参考附图详细说明本发明的优选实施例。
系统构造
图1是系统构造图，示出了应用本发明实施例的有源矩阵型显示设备的粗略构造。作为示例，有源矩阵型显示设备中采用的每个像素电路都具有电流驱动发光装置用作电光装置，其发光亮度由流过电光装置的驱动电流的大小确定。这样的电光装置的典型示例是有机EL装置。采用每个都具有有机EL装置用作发光装置的像素电路的显示设备称为有源矩阵型有机EL显示设备，下面作为典型的有源矩阵型显示设备对其说明。
如图1的系统构造示意图所示，用作有源矩阵型显示设备的典型示例的有机EL显示设备10采用像素矩阵部分30和提供在围绕像素矩阵部分30的位置上的驱动部分，作为驱动部分每一个都用于驱动像素矩阵部分30中采用的多个像素电路(PXLC)20。在像素矩阵部分30中，每一个都包括发光装置的像素电路20二维设置以形成像素矩阵。驱动部分典型地为写入扫描电路40、电源扫描电路50和信号输出电路60。
在有源矩阵有机EL显示设备10用于显示彩色显示的情况下，像素电路20的每一个都包括每个用作像素电路20的多个子像素电路。更具体地讲，在用于显示彩色显示的有源矩阵有机EL显示设备10中，像素电路20的每一个都包括三个子像素电路，即用于发红光(即R颜色光)的子像素电路、用于发绿光(即G颜色光)的子像素电路和用于发蓝光(即B颜色光)的子像素电路。
然而，每一个都用作像素电路的子像素的结合决不限于上述三原色即R、G和B颜色的子像素的结合。例如，另一个颜色的子像素或者甚至多个其它颜色的多个子像素电路可以加到三原色的子像素用作像素电路。更具体地讲，例如，产生白(W)颜色光来增加亮度的子像素可以加到三原色的子像素电路用作像素电路。作为另一个示例，每一个都用作产生补色光的子像素电路可以加到三原色的子像素电路用作增加颜色再现范围的像素电路。
对于在像素矩阵部分30中设置为形成m行和n列的m行/n列矩阵的像素电路20，提供扫描线31-1至31-m和电源线32-1和32-m，在图1的框图中定向在行方向或者水平方向上。行方向是沿其设置像素电路20的各矩阵行的方向。更具体地讲，为像素电路20的矩阵的m行之一提供扫描线31-1至31-m的每一个和电源线32-1和32-m的每一个。另外，在像素矩阵部分30中的像素电路20的m行/n列矩阵还提供有信号线33-1至33-n，其每一个都定向在图1的框图中的列方向或者垂直方向上。列方向是沿其设置像素电路20的各矩阵列的方向。更具体地讲，为像素电路20的n列之一提供信号线33-1至33-n的每一个。
扫描线31-1至31-m的任何具体一个连接到写入扫描电路40中采用的输出端作为与提供具体扫描线31的行相结合的输出端。出于同样的原因，电源线32-1至32-m的任何特定一个连接到电源扫描电路50中采用的输出端作为与提供具体电源线32的行相结合的输出端。另一方面，信号线33-1至33-n的任何具体一个连接到信号输出电路60中采用的输出端作为与提供具体信号线33的列相结合的输出端。
像素矩阵部分30通常设置在诸如玻璃基板的透明绝缘基板上。因此，有源矩阵有机EL显示设备10可以构造为具有平板结构。每一个都用作构造为驱动包括在像素矩阵部分30中的像素电路的驱动部分的写入扫描电路40、电源扫描电路50和信号输出电路60的每一个都可以由非晶硅TFT(薄膜晶体管)或者低温硅TFT组成。如果采用低温硅TFT，则写入扫描电路40、电源扫描电路50和信号输出电路60的每一个也都可以设置在组成像素矩阵部分30的显示面板70(或者基板)上。
写入扫描电路40包括位移寄存器，用于与时钟脉冲信号ck同步依次移动(传播)开始脉冲sp。在像素矩阵部分中采用的像素电路20中写入视频信号的操作中，写入扫描电路40依次给扫描线31-1至31-m之一提供作为写入脉冲(或扫描信号)WS1至WSm之一的开始脉冲sp。提供给扫描线31-1至31-m的写入脉冲因此用于在行单元中依次扫描像素矩阵部分30中采用的像素电路20，即所谓的逐线线序扫描操作，以使提供在相同行上的像素电路20处于能同时接收视频信号的状态。
出于同样的原因，电源扫描电路50也包括位移寄存器，用于与时钟脉冲信号ck同步依次移动(传播)开始脉冲sp。与写入扫描电路40执行的逐线线序扫描操作同步，即以开始脉冲sp确定的时间，电源扫描电路50分别给电源线32-1至32-m提供电源线电位DS1至DSm。电源线电位DS1至DSm的每一个都从第一电源电位Vccp转换到低于第一电源电位Vccp的第二电源电位Vini以及反过来，以便控制行单元中的像素电路20的发光状态和不发光状态以及给有机EL装置提供驱动电流，在行单元中，其每一个都采用在像素电路20中作为发光装置。
信号输出电路60适当选择表示从图1的框图中没有示出的信号源的亮度信息的视频信号的电压Vsig或者参考电位Vofs，并且将选择的一个通过信号线33-1至33-n写入典型地在行单元中像素矩阵部分30采用的像素电路20中。在下面的描述中，视频信号电压Vsig也称为信号电压，是表示从信号源接收的亮度信息的视频信号的电压。就是说，信号输出电路60采用逐线线序写入操作的驱动方法，在行单元中能够接收视频信号电压Vsig的状态下将视频信号电压Vsig写入像素电路20。这是因为如前所述像素电路20处于能够接收视频信号电压Vsig的状态。
像素电路
图2是示出像素20的具体典型构造的示意图。
如图2的示意图所示，像素电路20包括有机EL装置21，用作电光装置(或者电流驱动发光装置)，其根据流过该装置的电流的大小改变由此产生光的亮度。像素电路20还具有驱动电路，用于驱动有机EL装置21。有机EL装置21的阴极电极连接到由所有像素电路20共享的公共电源线34。公共电源线34也称为次级线(beta line)。
如上所述，除了有机EL装置21，像素电路20还具有由驱动部件组成的驱动电路，包括上述的装置驱动晶体管22、信号写入晶体管23和信号存储电容器24。在像素电路20的典型构造中，装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23的每一个都为N沟道TFT。然而，装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23的导电类型决不限于N沟道导电类型。就是说，装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23的导电类型每一个都可以为另一个导电类型或者可以为彼此不同的导电类型。
应当注意的是，如果N沟道TFT用作装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23的每一个，则像素电路20的制造可以应用非晶硅(a-Si)工艺。通过对像素电路20的制造应用非晶硅(a-Si)工艺，能够降低设置有TFT的基板的成本，并且因此而降低有源矩阵有机EL显示设备10自身的成本。另外，如果装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23具有相同的导电类型，可以采用相同的工艺来设置装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23。因此，相同导电类型的装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23贡献于成本降低。
装置驱动晶体管22的电极之一(即源极电极或者漏极电极)连接到有机EL装置21的阳极电极，而装置驱动晶体管22的另一个电极(即漏极电极或者源极电极)连接到电源线32，即电源线32-1至32-m之一。
信号写入晶体管23的栅极电极连接到扫描线31，即扫描线31-1至31-m之一。信号写入晶体管23的电极之一(即源极电极或者漏极电极)连接到信号线33，即信号线33-1至33-n之一，而信号写入晶体管23的另一个电极(即漏极电极或者源极电极)连接到装置驱动晶体管22的栅极电极。
在装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23中，电极之一为连接到晶体管的源极电极或者漏极电极的金属线，而另一个电极为连接到晶体管的漏极电极或者源极电极的金属线。另外，根据呈现在一个电极上的电位与呈现在另一个电极上的电位之间的关系，电极之一变为源极电极或者漏极电极，而另一个电极变为漏极电极或者源极电极。
信号存储电容器24的一端连接到装置驱动晶体管22的栅极电极，而信号存储电容器24的另一端连接到装置驱动晶体管22的一个电极和有机EL装置21的阳极电极。
应当注意的是，用于驱动有机EL装置21的驱动电路的构造决不限于上述的采用装置驱动晶体管22、信号写入晶体管23和信号存储电容器24的构造。例如，如果需要，则驱动电路可以包括补偿电容器，对于有机EL装置21的电容不足进行补偿有机EL装置21的电容。补偿电容器的一端连接到有机EL装置21的阳极电极，而补偿电容器的另一端连接到有机EL装置21的阴极电极。如上所述，有机EL装置21的阴极电极连接到设定在固定电位的公共电源线34。
在具有上述构造的像素电路20中，写入扫描电路40通过扫描线31，即扫描线31-1至31-m之一给信号写入晶体管23施加高位扫描信号WS，使信号写入晶体管23处于导电状态。在该信号写入晶体管23处于导电状态下，信号写入晶体管23取样由信号输出电路60通过信号线33(即信号线33-1至33-n之一)提供的视频信号电压Vsig作为代表亮度信息大小的电压，或者取样由信号输出电路60通过信号线33同时提供的参考电位Vofs，并且将取样的视频信号电压Vsig或者取样的参考电位Vofs写入像素电路20中采用的信号存储电容器24。取样的视频信号电压Vsig或者取样的参考电位Vofs施加给装置驱动晶体管22的栅极电极，并且存储在信号存储电容器24中。
对于维持在电源线32(即电源线32-1至32-m之一)上作为电位DS的第一电源电位Vccp，装置驱动晶体管22的特定的一个电极变为漏极电极，而装置驱动晶体管22的另一个电极变为源极电极。以这样功能划分的装置驱动晶体管22的电极中，装置驱动晶体管22在饱和区域中操作，并且使得从电源线32接收的电流流动到有机EL装置21，作为驱动电流以驱动有机EL装置21进入发光状态。更具体地讲，装置驱动晶体管22在饱和区域操作，以给有机EL装置21提供驱动电流用作发光电流，其大小根据信号存储电容器24中存储的视频信号电压Vsig的大小。有机EL装置21因此而发光，其亮度根据发光状态下驱动电流的大小。
当维持在电源线32(即电源线32-1至32-m之一)上作为电位DS的第一电源电位Vccp改变到第二电源电位Vini时，装置驱动晶体管22操作为转换晶体管。当操作为转换晶体管时，装置驱动晶体管22的特定电极变为源极电极，而装置驱动晶体管22的另一个电极变为漏极电极。关于这样的转换晶体管，装置驱动晶体管22停止给有机EL装置21提供驱动电流的操作，使有机EL装置21处于不发光状态。就是说，装置驱动晶体管22还具有控制有机EL装置21的发光与不发光间转换的晶体管功能。
装置驱动晶体管22执行转换操作，以便设定有机EL装置21的不发光周期作为不发光状态的周期，并且控制限定为有机EL装置21的发光周期与有机EL装置21的不发光周期比率的任务。通过执行这样的控制，能够减少因像素电路在整个一帧上产生的残留图像引起的混乱量。因此，具体地讲，运动图像的质量可以变得更好。
由信号输出电路60产生并且维持在信号线33上的参考电位Vofs是用作代表从信号源接收的亮度信息的视频电压Vsig的参考电位。参考电位Vofs典型地为代表黑色电位(black level)的电位。
第一电源电位Vccp或者第二电源电位Vini由电源扫描电路50选择性产生，并且维持在电源线32上。第一电源电位Vccp是用于给装置驱动晶体管22提供驱动电流来驱动有机EL装置21发光的电源电位。另一方面，第二电源电位Vini是用作反偏压的电源电位，其施加给有机EL装置21以使有机EL装置21处于不发光状态。第二电源电位Vini必须低于参考电位Vofs。例如，第二电源电位Vini低于(Vofs-Vth)，其中参考符号Vth表示像素电路20中采用的装置驱动晶体管22的阈值电压。所希望的是设定第二电源电位Vini在充分低于(Vofs-Vth)的电位。
像素结构
图3是示出像素电路20的典型结构的截面的截面示意图。如图3所示，像素电路20的结构包括玻璃基板201，其上设置有包括装置驱动晶体管22的驱动部件。另外，像素电路20的结构还包括绝缘膜202、绝缘平坦膜203和窗口绝缘膜204，它们以在该句中列举的绝缘膜202、绝缘平坦膜203和窗口绝缘膜204的顺序依次设置在玻璃基板201上。在该结构中，有机EL装置21提供在窗口绝缘膜204的凹陷204A上。图3仅仅示出了驱动电路的装置驱动晶体管22作为构造元件，省略了驱动电路的其它驱动部件。
有机EL装置21具有包括阳极电极205、有机层206和阴极电极207的构造。阳极电极205典型地为设置在窗口绝缘膜204的凹陷204A的底上的金属。有机层206为电子转移层、发光层和空穴转移/注入层，它们设置在阳极电极205上。设置在有机层206上的阴极电极207典型地为透明导电膜，设置为所有像素电路20公用的膜。
包括在有机EL装置21中的有机层206通过在阳极电极205上一次堆叠空穴转移层/空穴注入层2061、发光层2062、电子转移层2063和电子注入层来设置。应当注意的是，在图3中没有示出电子注入层。如图2的示意图所示，在装置驱动晶体管22执行驱动有机EL装置21通过使电流流到有机EL装置21而发光的操作，电流从装置驱动晶体管22经由阳极电极205流到有机层206。用流到有机层206的电流，使发光层2062中的空穴和电子彼此再结合，引起发光。
装置驱动晶体管22设置为这样的构造，其包括栅极电极221、半导体层222、源极/漏极区域223、漏极/源极区域224和沟道设置区域225。在该构造中，源极/漏极区域223设置在半导体层222的一侧，而漏极/源极区域224设置在半导体层222的另一侧，并且沟道设置区域225面对半导体层222的栅极电极221。源极/漏极区域223通过接触孔电连接到有机EL装置21的阳极电极205。
如图3所示，对于各像素电路20，有机EL装置21设置在玻璃基板201上，在有机EL装置21和玻璃基板201之间夹设绝缘膜202、绝缘平坦膜203和窗口绝缘膜204，在玻璃基板201上形成包括装置驱动晶体管22的驱动部件。在以这样的方式设置有机EL装置21后，钝化膜208设置在有机EL装置21上，并且由密封基板209覆盖，在密封基板209和钝化膜208之间夹设粘合剂210。这样，有机EL装置21由密封基板209密封，形成显示面板70。
有机EL显示设备的电路操作
接下来，通过参考图4的时间/波形图作为基础以及图5和6的电路图，下面的描述说明采用二维布置形成矩阵的像素电路20的有源矩阵有机EL显示设备10执行的电路操作。
应当注意的是，在图5和6的电路操作示范性示意图中，信号写入晶体管23示出为表示开关的符号，以便使示意图简单。另外，电容器25示出在图5和6的电路操作示范性示意图的每一个中，以用作有机EL装置21的等效电容器。
图4的时间/波形图示出了呈现在扫描线31(扫描线31-1至31-m的任何一个)上的电位(写入扫描信号)WS的变化、呈现在电源线32(电源线32-1至32-m的任何一个)上的电位DS的变化、呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的栅极电位Vg的变化和呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的源极电位Vs的变化。栅极电位Vg的波形由虚点线示出，而源极电位Vs的波形由点线示出，从而这些波形可以彼此区别。
在先帧的发光周期
在图4的时间/波形示意图中，时间t1前的周期为恰在现帧(或者现域)之前的帧(或域)中有机EL装置的发光周期。在发光周期中，呈现在电源线32上的电位DS是第一电源电位Vccp，在下文也称为高电位，并且信号写入晶体管23处于不导电状态。
用维持在电源线32上并且施加给装置驱动晶体管22的第一电源电位Vccp，装置驱动晶体管22设定为在饱和区域中操作。因此，在发光周期中，如图5A所示，通过装置驱动晶体管22，根据施加在装置驱动晶体管22的栅极电极和源极电极之间的栅源电压Vgs的驱动电流(即流动在装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极之间的发光电流或者漏源电流Ids)从电源线32流到有机EL装置21。结果，有机EL装置21发射亮度与驱动电流Ids的大小成比例的光。
阈值电压补偿准备周期
然后，在时间t1，逐线线序扫描的新帧(在图4的时间/波形图中称作前述的现帧)开始。如图5B的电路图所示，呈现在电源线32上的电位DS从高电位Vccp改变到第二电源电位Vini，以便开始阈值电压补偿准备周期。低电位Vini在下文也称为低电位，典型地充分低于比Vofs低的(Vofs-Vth)，其中参考符号Vth表示装置驱动晶体管22的阈值电压，而参考符号Vofs表示前述的呈现在信号线33上的参考电位Vofs。
我们假设低电位Vini满足关系Vini＜(Vthel+Vcath)，其中参考符号Vthel表示有机EL装置21的阈值电压，而参考符号Vcath表示呈现在公共电源线34上的电位。在此情况下，因为呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的源极电位Vs约等于低电位Vini，所以有机EL装置21处于反偏压状态，停止发光。
然后，在后面的时间t2，呈现在扫描线31上的电位WS从低位改变到高位，使信号写入晶体管23处于导电状态，以开始如图5C所示的阈值电压补偿准备周期。在此状态下，信号输出电路60维持信号线33上的参考电位Vofs，并且参考电位Vofs经由信号写入晶体管23施加给装置驱动晶体管22的栅极电极作为栅极电位Vg。如上所述，充分低于参考电位Vofs的低电位Vini提供给装置驱动晶体管22的源极电极作为此时的源极电位Vs。
因此，此时，施加在装置驱动晶体管22的栅极电极和源极电极之间的栅源电压Vgs等于(Vofs-Vini)的电位差。如果(Vofs-Vini)的电位差不大于装置驱动晶体管22的阈值电压Vth，则稍后描述的阈值电压补偿过程不能进行。因此有必要设定低电位Vini和参考电位Vofs在满足电位关系(Vofs-Vini)＞Vth的水平。
固定(设定)呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg在参考电位Vofs和呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs在低电位Vini的初始化过程是稍后描述的阈值电压补偿过程的准备过程。在下面的描述中，准备阈值电压补偿过程的过程称为阈值电压补偿准备过程。在此过程中，参考电位Vofs是呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg的初始化电位，而低电位Vini是呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位VS的初始化电位。
阈值电压补偿周期
然后，当如图5D所示在稍后时间t3呈现在电源线32上的电位DS从低电位Vini改变到高电位Vccp时，在事实上支持电位Vg呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的状态下，开始阈值电压补偿周期。就是说，呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs开始朝着从栅极电位Vg减去装置驱动晶体管22的阈值电压Vth的结果获得的电位升高。
为了方便起见，如上所述用作呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg的初始化电位的参考电位Vofs看作参考电位，并且将电位Vs升高到从栅极电位Vg减去装置驱动晶体管22的阈值电压Vth的结果获得的电位的过程称为阈值电压补偿过程。随着阈值电压补偿过程的进行，在适当的时间，施加在装置驱动晶体管22的栅极电极与源极电极之间的电压Vgs会聚到装置驱动晶体管22的阈值电压Vth，使得对应于阈值电压Vth的电压存储在信号存储电容器24中。
应当注意的是，为了在执行阈值电压补偿过程的阈值电压补偿周期中让整个驱动电流流到信号存储电容器24而不是部分流到有机EL装置21，公共电源线34预先设定在电位Vcath以使有机EL装置21处于截止状态。
然后，在与阈值电压补偿周期的端部相符的稍后时间t4，呈现在扫描线31上的电位WS改变到低位，以使信号写入晶体管23处于不导电状态，如图6A所示。在该信号写入晶体管23不导电的状态下，装置驱动晶体管22的栅极电极与信号线33电分离，进入浮置状态。然而，因为装置驱动晶体管22的栅极电极与源极电极间呈现的电压Vgs等于装置驱动晶体管22的阈值电压Vth，所以装置驱动晶体管22处于截止状态。因此，漏源电流Ids不流过装置驱动晶体管22。
信号写入与迁移率补偿周期
然后，在稍后的时间t5，呈现在信号线33上的电位从参考电位Vofs改变到视频信号电压Vsig，如图6B所示。随后，在与信号写入与迁移率补偿周期相符的稍后时间t6，通过设定呈现在扫描线31上的电位WS在高位，信号写入晶体管23处于导电状态，如图6C所示。在此状态下，信号写入晶体管23取样视频信号电压Vsig，并且存储取样的视频信号电压Vsig在像素电路20中。
作为信号写入晶体管23存储取样视频信号电压Vsig在像素电路20中所执行操作的结果，呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg变为等于视频信号电压Vsig。在利用视频信号电压Vsig驱动装置驱动晶体管22的操作中，装置驱动晶体管22的阈值电压Vth与存储在信号存储电容器24中的电压作为对应于阈值电压Vth的电压在所谓的阈值电压补偿过程中彼此抵消，其原理稍后将详细描述。
此时，有机EL装置21开始处于截止状态(或者高阻抗状态)。因此，受视频信号电压Vsig的驱动，从电源线32流到装置驱动晶体管22的漏源电流Ids实际上进入与有机EL装置21并联连接的前述等效电容器25，而没有进入有机EL装置21自身。结果，开始了等效电容器25的充电过程。
尽管等效电容器25被充电，但是呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs随着时间的推移而升高。因为对Vth(阈值电压)从像素到像素变化已经补偿了装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids，所以漏源电流Ids仅根据装置驱动晶体管22的迁移率μ从像素到像素地变化。
我们假设写入增益(write gain)具有理想值1。写入增益限定为电压Vgs与视频信号电压Vsig的比率，电压Vgs，如上所述，保持在增益与装置驱动晶体管22的源极电极之间，并且存储在信号存储电容器24中，作为对应于装置驱动晶体管22的阈值电压Vth的电压。随着呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs达到电位(Vofs-Vth+ΔV)，保持在增益与装置驱动晶体管22的源极电极之间的电压Vgs变为等于电位(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)，其中参考符号ΔV表示源极电位Vs的增加。
就是说，负反馈操作执行为从存储在信号存储电容器24中的电压减去呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的增加ΔV作为电压(Vsig-Vofs+Vth)，或者换言之，负反馈操作执行为从信号存储电容器24中放电一些电荷。在负反馈操作中，呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的增加ΔV用作负反馈量。
如上所述，通过将装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids负反馈回到装置驱动晶体管22的栅极输入，也就是，通过将装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids负反馈回到增益与装置驱动晶体管22的源极电极间呈现的电压Vgs，可以消除漏源电流Ids对装置驱动晶体管22的迁移率μ的依赖。就是说，在取样视频信号电压Vsig和存储取样的视频信号电压Vsig在像素电路20中的操作中，同时也进行了迁移率补偿过程，以便补偿迁移率(μ)从像素到像素变化的装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids。
更具体地讲，存储在装置驱动晶体管22的栅极电极中的视频信号电压Vsig的振幅Vin(＝Vsig-Vofs)越大，装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids越大，并且因此用作负反馈操作的负反馈量(或者补偿量)的绝对增加值ΔV越大。因此，能够根据有机EL装置21发光的亮度水平执行迁移率补偿过程。
对于固定的视频信号电压Vsig的振幅Vin，装置驱动晶体管22的迁移率μ越大，用作负反馈操作的负反馈量(或者补偿量)的绝对增加值ΔV越大。因此能够补偿迁移率μ从像素到像素变化的装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids。迁移率补偿过程的原理稍后将详细描述。
发光周期
然后，在与信号写入和迁移率补偿周期结束或者发光周期开始相符的稍后时间t7，呈现在扫描线31上的电位WS充电到低位，以便使信号写入晶体管23处于不导电状态，如图6D所示。用处于低位的电位WS，装置驱动晶体管22的栅极电极与信号线33电分离，进入浮置状态。
对于处于浮置状态的装置驱动晶体管22的栅极电极以及连接到信号存储电容器24的装置驱动晶体管22的栅极电极及源极电极，当呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs根据存储在信号存储电容器24中的电荷量变化时，呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg也以与电位Vs的变化互锁的方式变化。呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg也以与呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的变化互锁的方式变化的操作称为引导操作(bootstrap operation)，其基于信号存储电容器24提供的耦合效应。
此时，装置驱动晶体管22的栅极电极处于浮置状态，装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids开始流向有机EL装置21。因此，呈现在有机EL装置21的阳极电极上的电位根据漏源电流Ids的增加而升高。
由于呈现在有机EL装置21的阳极电极上的电位超过电位(Vthel+Vcath)，驱动电流(或者发光电流)开始流过有机EL装置21，使得有机EL装置21发光。呈现在有机EL装置21的阳极电极上的电位的增加不大于呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的增加。当呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs升高时，根据信号存储电容器24提供的耦合效应的引导操作中，呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg也以与呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的变化互锁的方式升高。
我们假设引导操作的引导增益具有理想值1。引导操作的引导增益限定为呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg的增加与呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的增加之比。对于假定为理想值1的引导操作的引导增益，呈现在装置驱动晶体管22的栅极电极上的电位Vg的增加等于呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs的增加。因此，在发光周期中，施加在装置驱动晶体管22的栅极电极与源极电极之间的栅源电压Vgs维持在固定位(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)。然后，在稍后的时间t8，维持在信号线33上的视频信号电压Vsig改变到参考电位Vofs。
在上述的系列操作中，包括阈值电压补偿准备过程、阈值电压补偿过程、将视频信号电压Vsig存入信号存储电容器24中的信号写入操作和迁移率补偿过程的各种处理执行在称为1H的一个电位扫描周期中。视频信号电压Vsig存入信号存储电容器24中的信号写入操作和迁移率补偿过程在时间t6和t7之间的周期中同时一致地执行。
阈值电压补偿过程的原理
下面的描述说明在时间t3和时间t4之间的阈值电压补偿周期中执行的阈值电压补偿过程的原理，时间t3和时间t4前面通过参考图4的时间/波形图进行了描述，以因装置驱动晶体管22从像素到像素的阈值电压Vth的变化而补偿装置驱动晶体管22的漏极电极与源极电极间流动的漏源电流Ids。如上所述，装置驱动晶体管22设计为在饱和状态下以图5D和6A的电路图中所示的时间t3和t4之间的阈值电压补偿周期中维持在电源线32上并且施加给装置驱动晶体管22的第一电源电位Vccp操作。因此，装置驱动晶体管22工作为恒定电流源。结果，装置驱动晶体管22给有机EL装置21提供由等式(1)给出的恒定漏源电流Ids(也称为驱动电流或者发光电流)。
Ids＝(1/2)·μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)²...  (1)
在上面的等式中，参考符号W表示装置驱动晶体管22的沟道宽度，参考符号L表示沟道长度，而参考符号Cox表示每单位面积的栅极电容。
图7是示出每个都代表电流电压特性曲线的特性示意图，电流电压特性表示流动在装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids与施加在装置驱动晶体管22的栅极电极与源极电极间的栅源电压Vgs之间的关系。
图7的特性图中的实线表示具有阈值电压为Vth1的装置驱动晶体管22的像素电路A的特性，而相同特性图中的虚线表示具有阈值电压为Vth2而不同于阈值电压Vth1的装置驱动晶体管22的像素电路B的特性。由图7的特性图可见，对于由横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，流动在像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids为Ids1，而流动在像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids为不同于漏源电流Ids1的Ids2，除非执行阈值电压补偿过程，从而为从像素到像素的Vth变化补偿装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动漏源电流Ids，其中参考符号Vth表示装置驱动晶体管22的阈值电压。
在图7的特性图中所示的示例中，像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的阈值电压Vth2大于像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的阈值电压Tth1，即Vth2＞Vth1。在此情况下，对于横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，流动在像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids为Ids1，而流动在像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids为小于漏源电流Ids1的Ids2，即Ids2＜Ids1。就是说，甚至横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，如果装置驱动晶体管22的阈值电压Vth从像素到像素地变化，则流动在装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids也从像素到像素地变化。
另一方面，在具有如上所述构造的像素电路20中，如上所述，发光时施加在装置驱动晶体管22的栅极电极和源极电极间的栅源电压Vgs等于(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)。通过在等式(1)中用表达式(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)取代以替换Vgs项，漏源电流Ids可以由下面的等式(2)表示：
Ids＝(1/2)·μ(W/L)Cox(Vsig-Vofs-ΔV)²...  (2)
就是说，表示装置驱动晶体管22的阈值电压的Vgs项从表示在等式(2)右侧的表达式消失。换言之，从装置驱动晶体管22流到有机EL装置21的漏源电流Ids不再依赖于装置驱动晶体管22的阈值电压Vth。结果，即使装置驱动晶体管22的阈值电压Vth因制造装置驱动晶体管22的工艺变化或者因随着时间的退化而从像素到像素地变化，则假如横轴表示的相同栅源电压Vgs施加给像素电路采用的装置驱动晶体管22的栅极电极，漏源电流Ids也不从像素到像素地变化。因此，如果表示相同视频信号电压Vsig的相同栅源电压Vgs施加给每个都包括一个有机EL装置21的像素电路20采用的装置驱动晶体管22的栅极电极，则能够保持每个有机EL装置21发光的亮度为相同值。
迁移率补偿过程的原理
下面的描述说明迁移率补偿过程的原理，执行迁移率补偿以便为装置驱动晶体管22从像素到像素的迁移率变化而补偿装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids。图8也是示出每个都代表电流电压特性曲线的特性图，表示流动在装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间的漏源电流Ids与施加在装置驱动晶体管22的栅极电极和源极电极间的栅源电压Vgs之间的关系。图8的特性图中的实线表示具有相对大迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路A的特性，而相同特性图中的虚线表示具有相对小迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路B的特性，即使像素电路A中采用的装置驱动晶体管22具有的阈值电压Vth等于像素电路B中采用的装置驱动晶体管22具有的阈值电压Vth，像素电路B的装置驱动晶体管22的迁移率μ也相对小。由图8的特性图可见，对于横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids为Ids1’，而像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids为不同于漏源电流Ids1’的Ids2’，除非执行迁移率补偿过程，从而为从像素到像素变化的迁移率而补偿装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids。如果在像素电路20中采用多晶硅薄膜晶体管等作为装置驱动晶体管22，则可以避免迁移率从像素到像素的变化，如避免像素电路A和B之间的迁移率μ不同。
对于像素电路A和B之间的迁移率μ存在的不同，即使表示相同视频信号电压Vsig的相同栅源电压Vgs施加给采用相对大迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路A和采用相对小移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的栅极电极，像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids为Ids1’，而像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids为大大不同于漏源电流Ids1’的Ids2’，除非执行迁移率补偿过程，从而为像素电路A和B之间的迁移率μ不同而补偿装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids。如果因装置驱动晶体管22之间的漏源电流Ids上的不同由μ从像素到像素的变化引起这样大的Ids不同，这里参考符号μ表示装置驱动晶体管22的迁移率，则屏幕失去均匀性。
由前面给出的作为表示装置驱动晶体管22特性的等式(1)可见，装置驱动晶体管22的迁移率μ越大，装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids越大。因为负反馈操作的反馈量ΔV与装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids成比例，所以装置驱动晶体管22的迁移率μ越大，负反馈操作的反馈量ΔV越大。如图8的特性图所示，采用相对大迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路A的反馈量ΔV1大于采用相对小迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路B的反馈量ΔV2。
通过负反馈装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids返回到Vsig侧来执行迁移率补偿过程，其中参考符号Vsig表示视频信号的电压。在该负反馈操作中，装置驱动晶体管22的迁移率μ越大，要进行的负反馈操作的程度越高。结果，能够消除μ从像素到像素的变化，其中参考符号μ表示装置驱动晶体管22的迁移率。
具体地讲，在采用相对大迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路A上执行的迁移率补偿过程的负反馈操作中，如果将补偿量ΔV1作为负反馈量ΔV1，则像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids从Ids1’大大减小到Ids1。另一方面，与像素电路A比较，在采用相对小迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路B上执行的迁移率补偿过程的负反馈操作中，如果小于补偿量ΔV1的补偿量ΔV2作为反馈量ΔV2，则像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids从Ids2’略微减少到Ids2，Ids2几乎等于漏源电流Ids1。结果，因为代表像素电路A中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids的Ids1几乎等于代表像素电路B中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids的Ids2，所以能够为装置驱动晶体管22从像素到像素的迁移率变化补偿装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids。
上面所描述的概括如下。作为在采用相对大迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路A上的迁移率补偿过程而执行的作为负反馈操作的反馈量ΔV1与作为在采用相对小迁移率μ的装置驱动晶体管22的像素电路B上执行的迁移率补偿过程的负反馈操作的反馈量ΔV2相比较大。就是说，装置驱动晶体管22的迁移率μ越大，在采用装置驱动晶体管22的像素电路上执行负反馈操作的反馈量ΔV越大，并且因此装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids的减少越大。
因此，通过负反馈装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids返回到作为装置驱动晶体管22的栅极电极侧的提供有视频信号电压Vsig的栅极电极侧，可以均衡通过作为具有不同迁移率μ值的装置驱动晶体管22的在像素电路中采用的装置驱动晶体管22的漏源电流Ids的大小。结果，能够为装置驱动晶体管22从像素到像素的迁移率变化补偿装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids。就是说，负反馈装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids返回到装置驱动晶体管22的栅极电极侧的负反馈操作为迁移率补偿过程。
图9是多个示意图，每一个都示出视频信号电压Vsig(或者取样电位)与漏源电流Ids之间的关系，漏源电流Ids为包括在图2的框图所示的有源矩阵有机EL显示设备10中的像素电路20中采用的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的电流。示意图示出了各种驱动方法的这样的关系，有或者没有执行阈值电压补偿过程，以及有或者没有执行迁移率补偿过程。
更具体地讲，图9A是示出两个曲线的示意图，其每一个都表示视频信号电压Vsig分别与不同像素A和B的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids之间的关系，像素A和B既没有经受阈值电压补偿过程也没有经受迁移率补偿过程。图9B是示出两个曲线的示意图，其每一个都表示视频信号电压Vsig分别与不同像素A和B的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids之间的关系，像素A和B经受了阈值电压补偿过程而没有经受迁移率补偿过程。图9C是示出两个曲线的示意图，其每一个都表示视频信号电压Vsig分别与不同像素A和B的装置驱动晶体管22的漏极电极和源极电极间流动的漏源电流Ids之间的关系，像素A和B经受了阈值电压补偿过程和迁移率补偿过程二者。
如图9A的曲线所示，其给出了这样的情况，其中像素A和B既没有经受阈值电压补偿过程也没有经受迁移率补偿过程，对于横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，由于不同阈值电压Vth和不同值的迁移率μ引起的不同，呈现为具有不同阈值电压Vth和不同值的迁移率μ的像素电路A和B之间的漏源电流Ids上的很大不同。
另一方面，如图9B的曲线所示，给出了这样的情况，其中像素电路A和B经受了阈值电压补偿过程而没有经受迁移率补偿过程，对于横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，由于不同阈值电压Vth和不同值的迁移率μ引起的不同，呈现为具有不同阈值电压Vth和不同值的迁移率μ的像素电路A和B之间的漏源电流Ids上的较小差别。即使与图9A的曲线所示的情况的差别相比，差别减少到一定程度，该差别仍然存在。
如图9C的曲线所示，给出了这样的情况，其中像素电路A和B经受了阈值电压补偿过程和迁移率补偿过程二者，对于横轴表示的相同大小的栅源电压Vgs，由于不同阈值电压Vth和不同值的迁移率μ引起的不同，呈现为具有不同阈值电压Vth和不同值的迁移率μ的像素电路A和B之间的漏源电流Ids上几乎没有差别。因此，有机EL装置21从像素到像素各阶段上发光的亮度没有变化。结果，能够显示高质量的图像。
另外，除了阈值电压和迁移率补偿功能外，包括在图2所示的有源矩阵有机EL显示设备10中的像素电路20还具有如前所述的根据信号存储电容器24提供耦合效应的引导操作功能，从而像素电路20能够显示出下述的效果。
即使呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的电位Vs因有机EL装置21的I-V特性在退化过程中逐渐退化而变化，根据信号存储电容器24提供的耦合效应的引导操作使得施加在装置驱动晶体管22的栅极电极和源极电极之间的栅源电压Vgs也保持在固定水平，从而流过有机EL装置21的驱动电流也不在退化过程中逐渐变化，即使I-V特性在随时间退化过程中逐渐变坏，也能显示图像，而不伴随有机EL装置21的I-V特性的随时间退化而变坏。
在不发光周期中有机EL装置中产生的应力
由像素电路20执行的上述操作可见，在时间t1和t2之间的有机EL装置21不发光周期中，维持在电源线32上的电位DS转换到第二电源电位Vini，使有机EL装置21处于反偏压状态，有机EL装置21不发光，因此以高度可靠性进入不发光状态。
然而，如果有机EL装置21处于反偏压状态，则在有机EL装置21中发生电应力。另外，如果有机EL装置21中发生电应力的周期很长，则有机EL装置21的特性改变，或者有机EL装置21变为有缺陷，而如前所述处于因应力而不能发光的状态。结果，显示图像的质量变坏。有机EL装置21的发光缺陷是使有机EL装置21不能发光的缺陷。
实施例
为了解决上述问题，本发明的实施例执行这样的操作，在有机EL装置21不发光周期的部分期间，通过在有机EL装置21中不产生电应力，驱动像素电路20。这样的驱动操作根据用作电源线部分的电源扫描电路50执行的控制进行。下面的描述具体说明在有机EL装置21中不产生电应力的驱动方法。
图10是根据本发明实施例的有机EL显示设备中采用的像素电路20执行操作的说明中参考的时间/波形图。如该时间/波形图所示，在有机EL装置21的不发光周期的部分中，呈现在电源线32上的电源线电位DS设定在呈现在有机EL装置21的阴极电极上的阴极电位Vcath。有机EL装置21的不发光周期的前述部分是不发光周期的早期部分。就是说，有机EL装置21的不发光周期的该部分是在将呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的源极电位Vs初始化到第二电源电位Vini的过程前恰好最主要的部分。如前所述，装置驱动晶体管22的源极电极是关于装置驱动晶体管22与电源线32相对的一侧上。具体地讲，有机EL装置21不发光周期的该部分是图10所示的时间t1和t10之间的部分。
如上所述，在有机EL装置21不发光周期的部分期间，呈现在电源线32上的电源线电位DS设定在呈现在有机EL装置21的阴极电极上的阴极电位Vcath，以便将呈现在属于装置驱动晶体管22且设置在关于装置驱动晶体管22与电源线32相对侧上的电极上的电位也设定在阴极电位Vcath。属于装置驱动晶体管22且设置在关于装置驱动晶体管22与电源线32相对侧上的电极是装置驱动晶体管22的源极电极。因此，当呈现在电源线32上的电源线电位DS设定在呈现在有机EL装置21的阴极电极上的阴极电位Vcath时，呈现在装置驱动晶体管22的源极电极上的源极电位Vs也设定在阴极电位Vcath。结果，有机EL装置21的阳极电极和阴极电极之间呈现的电压变为等于0V。
在有机EL装置21的不发光周期的部分期间，不给有机EL装置21施加反偏压。结果，给装置驱动晶体管22施加反偏压的期间与呈现在电源线32上的电源线电位DS设定在呈现在有机EL装置21的阴极电极上的阴极电位Vcath的构造相比极短。因此，能够减少因给有机EL装置21施加反偏压而在有机EL装置21中发生的电应力量。因此，能够防止有机EL装置21的特性改变，以及有机EL装置21变为有缺陷而处于因给有机EL装置21施加的反偏压发生在有机EL装置21中的电应力引起的不能发光的状态。结果，可以改善显示图像的质量。
电源扫描电路
接下来，下面的描述说明电源扫描电路50的具体构造，其中呈现在电源线32上的电源线电位DS设定在有机EL装置21不发光周期的部分期间呈现在有机EL装置21的阴极电极上的阴极电位Vcath。
图11是示出了根据该实施例的电源扫描电路50的具体构造的典型示例的框图。如该框图所示，电源扫描电路50采用第一位移寄存器51、第二位移寄存器52和波形形成逻辑电路53。电源扫描电路50维持在电源线32上的电源线电位DS可以设定在3个电位之一上，即第一电源线电位Vccp、呈现在公共电源线34上的电位Vcath和第二电源线电位Vini。
第一位移寄存器51是构造为输出扫描脉冲SP的部分，以与作为写入扫描操作的图1的框图中所示的写入扫描电路40执行的垂直扫描操作同步地改变电位DS。第二位移寄存器52是构造为输出用于控制操作的控制脉冲CP的部分，以与第一位移寄存器51执行的扫描操作同步地停止维持在电源线32上的电位DS。波形形成逻辑电路53是维持电源线电位DS在适当选择电位的部分，根据第一位移寄存器51产生的扫描脉冲SP和第二位移寄存器52产生的控制脉冲CP从第一电源线电位Vccp、呈现在公共电源线34上的电位Vcath和第二电源线电位Vini中选择。
图12是示出根据该实施例的波形形成逻辑电路53的典型构造的电路图。如该电路图所示，波形形成逻辑电路53采用两个NAND电路521和522、AND电路523、三个反相器(inverter)524、525和526、两个P沟道MOS晶体管527和528以及N沟道MOS晶体管529。
经由波形形成逻辑电路53的输入端in1提供给波形形成逻辑电路53的扫描脉冲SP由NAND电路521的两个输入端的特定一个接收。经由波形形成逻辑电路53的输入端in2提供给波形形成逻辑电路53控制脉冲CP在通过NAND电路521的两个输入端的另一个前由反相器525反相。
经由波形形成逻辑电路53的输入端in1提供给波形形成逻辑电路53的扫描脉冲SP在通过NAND电路522的两个输入端的特定一个前由反相器524反相。经由波形形成逻辑电路53的输入端in2提供给波形形成逻辑电路53控制脉冲CP由AND电路522的两个输入端的另一个接收。
经由波形形成逻辑电路53的输入端in1提供给波形形成逻辑电路53的扫描脉冲SP在通过AND电路523的两个输入端的特定一个前由反相器524反相。经由波形形成逻辑电路53的输入端in2提供给波形形成逻辑电路53控制脉冲CP在通过AND电路523的两个输入端的另一个前由反相器526反相。
由NAND电路521输出的信号提供给P沟道MOS晶体管527的栅极电极。当NAND电路521输出的信号设定在低位时，P沟道MOS晶体管527处于导电状态，经由输出端“out”在电源线32上维持电源电位VDD用作前述的第一电源线电位Vccp。在电源线32上维持的电源电位VDD用作前述的电源线电位DS。
NAND电路522输出的信号提供给P沟道MOS晶体管528的栅极电极。当NAND电路522输出的信号设定在低位时，P沟道MOS晶体管528处于导电状态，经由输出端“out”在电源线32上维持前述的电位Vcath作为电源线电位DS。
AND电路523输出的信号提供给N沟道MOS晶体管529的栅极电极。当AND电路523输出的信号设定在低位时，N沟道MOS晶体管529处于导电状态，经由输出端“out”在电源线32上维持电源电位VSS用作前述的第二电源线电位Vini。在电源线32上维持的电源电位VSS用作前述的电源线电位DS。
图13是示出时间之间关系的时间示意图，以此时间在电源扫描电路50中产生维持在电源线32上的电位DS、扫描脉冲SP和控制脉冲CP。
对于扫描脉冲SP设定在高位而控制脉冲CP设定在低位，即在时间t1前的周期和时间t2后的周期中，P沟道MOS晶体管527处于导电状态，在电源线32上维持电位VDD，以用作呈现在电源线32上的电源线电位DS的一个电位的第一电源线电位Vccp。
对于扫描脉冲SP设定在低位而控制脉冲CP设定在高位，即在时间t1和t10之间的周期中，P沟道MOS晶体管528处于导电状态，在电源线32上维持电位Vcath，以作为呈现在电源线32上的电源线电位DS的另一个电位。
对于扫描脉冲SP和控制脉冲CP二者都设定在低位，即在时间t10和t2之间的周期中，N沟道MOS晶体管529处于导电状态，在电源线32上维持电源电位VSS，以用作第二电源线电位Vini，这是呈现在电源线32上的电源线电位的再一个电位。
通过采用上述的电源扫描电路50，能够防止在有机EL装置21不发光周期的部分期间反偏压施加给有机EL装置21，而不在像素电路20中利用特定的控制装置。
然而，应当注意的是，电源扫描电路50的实施决不限于上述的电源扫描电路50。就是说，电源扫描电路50可以具有任何构造，只要该构造能够在有机EL装置21的不发光周期的部分期间停止在电源线32上维持电位DS的操作。
修改的版本
在上面每一个都描述为典型示例的实施例中，像素电路20中采用的用作驱动有机EL装置21的电路的驱动电路基本上包括两个晶体管，即装置驱动晶体管22和信号写入晶体管23。然而，本发明的应用决不限于该像素构造。例如，本发明也可以应用于各种可能的像素构造，包括这样的构造，其具有给装置驱动晶体管22的栅极电极选择性提供参考电位Vofs的转换晶体管。
另外，即使上述实施例的每一个都应用于采用每一个都具有用作电光装置的有机EL装置的像素电路20的有源矩阵有机EL显示设备10，本发明的范围决不限于这些实施例。具体地讲，本发明可以应用于每一个都采用像素电路的通常显示设备，其每一个像素都具有以根据流过装置的电流大小的亮度发光的电流驱动发光装置(或者电光装置)。这样的电流驱动电光装置的示例是无机EL装置、LED(发光二极管)装置和半导体激光装置。
应用示例
根据上述的本发明实施例的显示设备典型地采用在作为所有领域中采用的器械的图14至18的示意图所示的电子器械中。电子器械的典型示例为数码相机、笔记本个人计算机、诸如移动电话的便携式终端和摄像机。在这些电子器械的每一个中，显示设备用于显示对其提供或者在其中产生的视频信号作为图像或者视频。
通过在所有领域的各种电子器械中采用根据本发明实施例的显示设备作为每个器械的显示单元，电子器械的每一个都能够显示高质量的图像。就是说，由实施例的描述可见，本发明提供的显示设备能够减少在不发光周期中施加给有机EL装置21的反偏压在有机EL装置21中产生的电应力量。因此，能够防止有机EL装置21的特性改变和有机EL装置21变为有缺陷而因电应力处于不能发光的状态。结果，可以改善显示图像的质量。
根据本发明实施例的显示设备包括以密封构造构成模块形状的设备。例如，根据本发明实施例的显示设备设计为这样的构造，其中像素矩阵部分30实施为通过将模块粘合到由诸如透明玻璃材料制造的封框单元(facing unit)而构成的显示模块。在透明封框单元上，除了上述的屏蔽膜外可以设置诸如彩色滤光片和保护膜的部件。应当注意的是，用作像素矩阵部分30的显示模块可以包括这样的部件，如用于给像素矩阵部分30提供从外源接收的信号的电路、用于给外部目标和FPC(柔性印刷电路)提供从像素矩阵部分30接收的信号的电路。
下面的描述说明应用本发明实施例的电子器械的具体实施。
图14是示出应用本发明实施例的电视机的外观的透视图。用作应用本发明实施例的电子器械的典型实施的电视机采用前面板102和典型地为滤光片玻璃板103的视频显示屏部分101。该电视机通过在电视机中采用本发明实施例提供的显示设备为视频显示屏部分101来构造。
图15为多个示意图，其每一个都示出了应用能够本发明实施例的数码相机的外观的透视图。更具体地讲，图15A是示出从数码相机的前侧位置看该数码相机外观的透视图，而图15B是示出从数码相机的后侧位置看该数码相机外观的透视图。用作应用本发明实施例的电子器械的典型实施的数码相机采用用于产生闪光的发光部分111、显示部分112、菜单转换113和快门按钮114。数码相机通过在数码相机中采用本发明实施例提供的显示设备作为显示部分112来构造。
图16是示出应用本发明实施例的笔记本个人计算机的外观的透视图。用作应用本发明实施例的电子器械的典型实施的笔记本个人计算机采用包括使用者键入字符操作的键盘122的主体121和用于显示图像的显示部分123。笔记本个人计算机通过在个人计算机中采用本发明实施例提供的显示设备作为显示部分123来构造。
图17是示出应用本发明实施例的摄像机的外观的透视图。用作应用本发明实施例的电子器械的典型实施的摄像机才用主体131、摄像镜头132、开始/停止开关133和显示部分134。提供在摄像机前面朝前指向的摄像镜头132是给摄像目标拍照的镜头。开始/停止开关133是使用者操作的开关以开始或者停止拍照操作。摄像机通过在摄像机中采用本发明实施例提供的显示设备作为显示部分134来构造。
图18是多个示意图，其每一个都示出了应用本发明实施例的诸如移动电话的便携式终端的外观。更具体地讲，18A是示出移动电话在打开状态下的主视图。图18B是示出移动电话在打开状态下的侧视图。图18C是示出移动电话在闭合状态下的主视图。图18D是示出移动电话在闭合状态下的左视图。图18E是示出移动电话在闭合状态下的右视图。图18F是示出移动电话在闭合状态下的俯视图。图18G是示出移动电话在闭合状态下的仰视图。用作应用本发明实施例的电子器械的典型实施的移动电话采用上壳体141、虾壳体142、铰链连接的连接部分143、显示部分144、子显示部分145、图片光146和照相机147。该移动电话通过在移动电话仲裁用本发明实施例提供的显示设备作为显示部分144和/或子显示部分145来构造。
本申请包含2008年5月8日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2008-122000的相关主题事项，其全部内容在此合并作为参考。
本领域的技术人员应当理解的是，在如所附权利要求或其等同技术方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和变更。