[发明专利]有源矩阵型显示设备和有机电致发光显示设备及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及有源矩阵型显示设备及其驱动方法，该设备在每个像素中有一个有源器件并借助于该有源器件控制像素单元的显示，及其驱动方法。本发明具体涉及利用电光器件的有源矩阵型显示设备，该电光器件根据流过其中的电流改变亮度；利用有机材料电致发光(以下称之为有机EL(电致发光))器件作为电光器件的有源矩阵型有机EL显示设备，及其驱动方法。

背景技术

例如，利用液晶盒作为像素显示器件的液晶显示有排列成矩阵形式的大量像素，并根据待显示图像的信息控制每个像素的光强，从而实施图像显示的驱动操作。利用有机EL器件作为像素显示器件的有机EL显示实施相同的显示驱动操作。

由于有机EL显示是所谓的自发光型显示，它利用发光器件作为像素显示器件，然而，与液晶显示比较，有机EL显示有这样一些优点，例如，较高的图像可见度，不需要后照光，和较高的响应速度。此外，每个发光器件的亮度是受流过其中的电流值控制。就是说，有机EL显示与电压控制型的液晶显示有很大的不同，有机EL器件是电流控制型器件。

与液晶显示相同，有机EL显示可以采用无源矩阵方法和有源矩阵方法作为它的驱动方法。虽然前一种方法有简单的结构，然而存在这样一些问题，例如，很难实现大的高分辨率显示。因此，最近以来有源矩阵方法得到很大的发展，借助于放置在像素内的有源器件，例如，绝缘栅极场效应晶体管(一般是薄膜晶体管；TFT)，控制流过像素内发光器件的电流。

图1表示有源矩阵型有机EL显示设备的常规例子像素电路(单元像素电路)(若想知道更详细的描述，请参照美国专利5,684,365和日本专利公开号Hei.8-234683)。

从图1中可以清楚地看出，按照这个常规例子的像素电路包括：有机EL器件101，它有连接到正电源Vdd的阳极；TFT 102，它有连接到有机EL器件101阴极的漏极和连接到地(以下称之为接地)的源极；电容器103，它连接在TFT 102栅极与地之间；和TFT 104，它有连接到TFT 102栅极的漏极，连接到数据线106的源极，和连接到扫描线105的栅极。

由于有机EL器件在许多情况下有整流的性质，有机EL器件可以称之为OLED(有机发光二极管)。所以，在图1和其他的附图中，利用二极管符号表示作为OLED的有机EL器件。然而，在以下的描述中，OLED有整流性质不是必需的。

如此制成的像素电路的操作如下所述。首先，当扫描线105的电位处在选定状态(在此情况下为高电平)和写入电位Vw加到数据线106时，TFT 104导通，电容器103被充电或不充电，因此，TFT 102的栅极电位变成写入电位Vw。其次，当扫描线105的电位处在非选定状态(在此情况下为低电平)时，TFT 102与扫描线105电路断开，而TFT 102的栅极电位被电容器103稳定地保持住。

流过TFT 102和OLED 101的电流是对应于TFT 102的栅源电压Vgs值，而OLED 101继续发射亮度对应于该电流值的光。选取扫描线105和发射数据线106的亮度数据到像素内部的操作称之为“写入”。如上所述，一旦图1所示的像素电路写入电位Vw，直到下一次写入操作之前，OLED 101继续发射固定亮度的光。

可以利用这样的方式制成有源矩阵型显示设备(有机EL显示设备)，按照图2所示的矩阵形式排列大量的这种像素电路(以下可以简单地称之为像素)111，并在扫描线驱动电路113相继地选取扫描线112-1至112-n的同时，重复来自电压驱动型数据线驱动电路(电压驱动器)114的写入操作。在这种情况下，它表示m列和n行的像素排列。当然，在这种情况下，数据线的数目是m，而扫描线的数目是n。

无源矩阵型显示设备中的每个发光器件仅在选取该发光器件的瞬间发射光，而有源矩阵型显示设备中的发光器件继续发射光，即使在完成写入操作之后也是如此。因此，与无源矩阵型显示设备比较，有源矩阵型显示设备有这样的优点，特别是用在大的高分辨率显示中，有源矩阵型显示设备可以减小发光器件的峰值亮度和峰值电流。

在有源矩阵型有机EL显示中，玻璃衬底上制成的TFT(薄膜场效应晶体管)一般用作有源器件。然而，众所周知，与单晶硅比较，用于制成TFT的无定形硅和多晶硅有较差的结晶度和较差的导通机构可控性，因此，它制成的TFT在特性上有很大的起伏。