[发明专利]显示器件及其驱动方法

说明书

本申请是申请人株式会社半导体能源研究所提交、申请日为2001年10月 27日、名称为“显示器件及其驱动方法”、申请号为01139388.2的发明专利申 请的分案申请。

1、发明的领域

本发明涉及有源矩阵EL显示器件，其中每个象素具有TFT(薄膜晶体管) 和EL元件。具体地说，本发明涉及模拟灰度级系统的有源矩阵EL显示器件， 其中灰度级是流入EL元件的电流量的模拟变化的反射。

在本说明书中，EL元件包括从单激发(荧光物质)发光的部件和从三重激 发(磷光物质)发光的部件。

2、相关技术说明

随着近来大量数据通信的发展，对数据通信设备的需求日益增长。在数据通 信设备中，用于显示图象的显示器件是不可缺少的。引人注意的显示器件是采 用作为自发光元件的EL元件的EL显示器件。

随着在数据通信设备中需要尺寸增大和清晰度增高的显示单元，其中每个象 素具有TFT的有源矩阵显示器件变为主流显示器件。

图4是有源矩阵EL显示器件的方框图。源信号线驱动电路402和栅信号线 驱动电路403设置在象素部分401的外围。从源信号线驱动电路402输出的信 号输入到要发送到象素的源信号线S1-Sx。从栅信号线驱动电路403输出的信号 输入到要输送到象素的栅信号线G1-Gy。电源线(功率线)V1-Vx与源信号线 平行排列以给象素供应电流。

作为减小显示器件的尺寸和制造成本的一种方法，有时象素部分和驱动电路 部分(由源信号线驱动电路和栅信号线驱动电路构成)形成在同一衬底上。在 这种情况下，采用多晶半导体薄膜形成构成象素部分和驱动电路部分的TFT。

这适用于图4的有源矩阵EL显示器件，其象素结构的例子示于图5中。

开关TFT 504具有连接到作为栅信号线G1-Gy之一的栅信号线G的栅极。 开关TFT还具有源区和漏区，其一连接到源信号线S1-Sx之一的源信号线S， 另一个连接到电容器505的栅极之一和EL驱动TFT506的栅极上。电容器505 的两个电极之中，没有连接到开关TFT504的一个连接到电源线V1-Vx之一的 电源线V。EL驱动TFT506具有源区和漏区，其一连接到电源线V，另一个连 接到EL元件507。

在选择栅信号线G的象素中，源信号线S的信号电位通过已经导通的开关 TFT504输入到电容器505的电极之一。电容器505的电极之间的电压施加于 EL驱动TFT506的栅极。根据这个施加的电压，电流从电源线V经过EL驱动 TFT506流进EL元件507并使EL元件507发光。

从EL元件507发射的光的亮度几乎与流入EL元件507的电流量成正比。 因此通过改变流入EL元件507的电流量获得灰度级。

在图5所示的显示器件中，流入EL元件507的电流是从电源线V经过EL 驱动TFT506输入的。TFT的漏-源电压V_DS和TFT的漏电流I_D之间的关系一般 如图8所示。

图8是表示通过改变栅压V_GS的值获得的多个I_D曲线的曲线图。漏电流ID 随着栅压V_GS和EL驱动TFT506的阈值电压V_th之间的差的绝对值(|V_GS-V_th|) 变大而变大，换言之，漏电流I_D随着栅压V_GS的绝对值|V_GS|变大而变大。

当EL驱动TFT506的栅压V_GS和阈值电压V_th之间的差的绝对值(|V_GS-V_th|) 大于漏-源电压V_DS的绝对值|V_DS|时，TFT工作在线性范围内。另一方面，当 |V_GS-V_th|等于或小于漏-源电压V_DS的绝对值|V_DS|时，TFT工作在饱和范围内。