[发明专利]像素电路、显示器以及用于驱动像素电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括电光元件(也称为显示元件和发光元件)的像素电路(也称为像素)、具有像素电路排列成矩阵的像素阵列部分的显示器、以及用于驱动像素电路的方法。更具体地，本发明涉及具有以亮度改变取决于驱动信号的大小的电光元件作为显示元件的像素电路、其中每个像素电路都具有有源元件以及为了显示而由有源元件逐像素执行驱动的有源矩阵显示器、以及用于驱动像素电路的方法。

背景技术

已经开发了采用其亮度改变取决于施加到其上的电压或者流过其的电流的电光元件作为用于像素的显示元件的显示器。例如，液晶显示元件是亮度改变取决于施加到其上的电压的电光元件的典型示例，而有机电致发光(以下，指的是有机EL)元件(有机发光二极管(OLED))是亮度改变取决于通过其的电流的电光元件的典型示例。使用有机EL元件的有机EL显示器是采用自发光电光元件作为用于像素的显示元件的所谓自发光显示器。

有机EL元件是利用当施加电场到其上时有机薄膜发光的现象的电光元件。因为有机EL元件能够用相对低的施加电压(例如，10V或者更低)来驱动，所以它是低功耗元件。此外，因为有机EL元件是自动发光的自发光元件，所以它不需要诸如在液晶显示器中所需要的背光的辅助照明部分，因此能够很容易地减少显示器的重量和厚度。此外，有机EL元件的响应速度很快(例如，几微秒)，因此在显示移动图像时不会出现图像的滞后。由于这些优点，近年来正在积极地加快开发采用有机EL元件作为电光元件的平板自发光显示器。

作为包括电光元件的、以包括液晶显示元件的液晶显示器和包括有机EL元件的有机EL显示器为代表的显示器的驱动系统，能够采用简单(无源)矩阵系统或者有源矩阵系统。然而，虽然其配置简单，但是简单矩阵系统的显示涉及到如难以实现大尺寸和高清晰度显示的问题。

由于该原因，近年来，正在积极地加快开发有源矩阵系统的显示器，其中使用诸如在像素内部提供的绝缘栅场效应晶体管(一般地，薄膜晶体管(TFT))的有源元件作为开关晶体管来对提供给像素内部的发光元件的像素信号进行控制。

在有源矩阵显示器中，为了像素电路中的电光元件的发光，经由视频信号线提供的输入图像信号通过开关晶体管加载到为驱动晶体管的栅极(控制输入端)提供的保持电容器(也称为像素电容器)中，因此向电光元件提供取决于加载输入图像信号的驱动信号。

在包括作为电光元件的液晶显示元件的液晶显示器的情况下，液晶显示元件是电压驱动元件，因此由取决于加载到保持电容器中的输入图像信号的电压信号本身驱动。相反，在采用诸如有机EL元件的电流驱动元件作为电光元件的有机EL显示器中，由驱动晶体管将取决于加载到保持电容器中的输入图像信号的驱动信号(电压信号)转变为电流信号，以便给有机EL元件等等提供驱动电流。

在以有机EL元件为代表的电流驱动电光元件的情况下，如果驱动电流值不同，则发光亮度也不同。因此，为了使发光具有稳定的亮度，为电光元件提供稳定的驱动电流是必不可少的。例如，为有机EL元件提供驱动电流的驱动系统大体上可分为恒流驱动系统和恒压驱动系统(因为这些系统是众所周知的技术，所以其公知文件在此不示出)。

有机EL元件的电压-电流特性是陡坡(steep-slope)特性。因此，在恒压驱动的情况下，即使电压和元件特性的轻微改变也会导致电流的很大变化，从而使亮度发生很大的变化。因此，通常采用恒流驱动，其中在它的饱和区中使用驱动晶体管。虽然在恒流驱动中电流的变化当然也会导致亮度的变化，但是小的电流变化只会导致小的亮度变化。

相反，即使在恒流驱动系统中，为了确保电光元件的发光亮度不变，写入以及保持在保持电容器中的、取决于输入图像信号的驱动信号恒定是很重要的。例如，为了确保有机EL元件的发光亮度不变，取决于输入图像信号的驱动电流恒定是很重要的。

然而，用于驱动电光元件的有源元件(驱动晶体管)的阈值电压和迁移率的变化由用于有源元件的处理中的变化所引起。此外，诸如有机EL元件的电光元件的特性随时间而改变。如果存在这样的驱动有源元件的特性变化以及电光元件的特性改变，则即使在恒流驱动系统中也会不利地影响发光亮度。

为了解决这个问题并且在显示器的整个屏幕上获得均匀的发光亮度，已经对归因于上述每个像素电路中的驱动有源元件和电光元件的特性的改变而引起的亮度改变进行校正的方案进行了各种研究。