[发明专利]显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有像素电路(也称作像素)的显示设备，该像素电路提供 有电光元件(也称作显示元件或发光元件)，并且具体涉及具有电流驱动型电 光元件作为显示元件、并且在每个像素电路中具有有源元件的显示设备，所 述电流驱动型电光元件根据驱动信号的大小而改变亮度，通过所述有源元件 在像素单元中执行显示驱动。

背景技术

存在使用电光元件作为像素的显示元件的显示设备，所述电光元件根据 施加到电光元件的电压或流过电光元件的电流而改变亮度。例如，液晶显示 元件是根据施加到电光元件的电压改变亮度的电光元件的典型示例，并且有 机电致发光(以下称为有机EL)元件(有机发光二极管(OLED))是根据流 过电光元件的电流改变亮度的电光元件的典型示例。使用后一有机EL元件 的有机EL显示设备是使用自发光电光元件作为像素的显示元件的所谓的发 射性显示设备。

有机EL元件包括有机薄膜(有机层)，其通过在下电极和上电极之间层 叠有机空穴传输层和有机发光层而形成。有机EL元件是利用在对有机薄膜 施加电场时出现的发光现象的电光元件。通过控制流过有机EL元件的电流 值获得色彩灰度。

有机EL元件可通过相对低的施加电压(例如，10V或更低)而驱动， 因此消耗低功率。此外，有机EL元件是自己发光的自发光的元件，因此消 除了对于如在液晶显示设备中期望的背光的辅助照明部件的需要。因此，有 机EL元件便利了重量和厚度的减少。此外，有机EL元件具有非常高的响应 速度(例如，大约几μs)，使得在显示运动图像时不出现余像。因为有机EL 元件具有这些优点，所以近来已经积极开发了使用有机EL元件作为电光元 件的平板发射性显示设备。

使用电光元件的显示设备包括使用液晶显示元件的液晶显示设备和使用 有机EL元件的有机EL显示设备，所述使用电光元件的显示设备可以采用简 单(无源)矩阵系统和有源矩阵系统作为显示设备的驱动系统。然而，尽管 简单矩阵型显示设备具有简单的结构，但是它存在例如难以实现大和高清晰 度显示设备的问题。

因此，近来已经积极开发了这样的有源矩阵系统，其通过使用在像素内 类似提供的有源元件(例如，绝缘栅极场效应晶体管(典型地，薄膜晶体管 (TFT)))作为开关晶体管，控制提供到像素内的发光元件的像素信号。

当使得像素电路内的电光元件发光时，经由视频信号线提供的输入图像 信号捕获到存储电容器(也称作像素电容)中，其通过开关晶体管(称为采 样晶体管)提供到驱动晶体管的栅极端(控制输入端)，并且将对应于捕获的 输入图像信号的驱动信号提供到电光元件。

在利用液晶显示元件作为电光元件的液晶显示设备中，因为液晶显示元 件是电压驱动型元件，所以通过对应于捕获到存储电容器中的输入图像信号 的电压信号自身驱动液晶显示元件。另一方面，在利用如有机EL元件等的 电流驱动型元件作为电光元件的有机EL显示设备中，驱动晶体管将对应于 捕获到存储电容器中的输入图像信号的驱动信号(电压信号)转换为电流信 号，并且将驱动电流提供到有机EL元件等。

当驱动电流的值变化时，以有机EL元件代表的电流驱动型电光元件在 发光亮度上变化。因此，为了使得电光元件以稳定亮度发光，将稳定的驱动 电流提供到电光元件是重要的。例如，用于将驱动电流提供到有机EL元件 的驱动系统可大致分类为恒流驱动系统和恒压驱动系统(这是公知的技术， 因此在此将不呈现公知文献)。

因为有机EL元件的电压-电流特性具有陡峭的斜率，所以当执行恒压驱 动时，微小的电压变化或元件特性的变化导致极大的电流变化，因此引起极 大的亮度变化。因此，通常使用恒流驱动，其中在饱和区使用驱动晶体管。 当然，即使利用恒流驱动，电流的改变也引起亮度的变化。然而，小的电流 变化仅仅导致小的亮度变化。

相反，即使利用恒流驱动系统，为了电光元件的发光亮度不变，重要的 是，根据输入图像信号写到存储电容器并由存储电容器保持的驱动信号是恒 定的。例如，为了有机EL元件的发光亮度不变，重要的是，对应于输入图 像信号的驱动电流是恒定的。

然而，由于工艺变化，驱动电光元件的有源元件(驱动晶体管)的阈值 电压和迁移率变化。此外，如有机EL元件等的电光元件的特性随时间变化。 即使在恒流驱动系统的情况下，这种用于驱动的有源元件的特性的变化和这 种电光元件的特性的变化也影响发光亮度。