[发明专利]显示设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有发光元件的显示设备(发光设备)，特别涉及一种具有采用电流驱动方法的显示部分的显示设备。

背景技术

在一个具有发光元件的显示设备中，可以采用数字分级方法(数字驱动方法)和模拟分级方法(模拟驱动方法)作为多色显示的驱动方法。在上述的数字分级方法中，用ON(亮度几乎为100％)和OFF(亮度几乎为0％)二进制驱动一个发光元件，通过控制发光区域和每个像素发光的时间长度获得分级。在模拟分级方法中，将一个模拟输入数据写入发光元件，从而以模拟方式调节分级。

此外，分级的显示可以通过两种方法实现，一种是恒定电压驱动，依赖于提供给发光元件的电压，另外一种是恒定电流驱动，依赖于提供给发光元件的电流。在电流驱动方法中，采用一个晶体管(以下称为驱动晶体管)控制流经发光元件的电流。

图8所示的V-I特征解释了驱动晶体管的工作。在驱动晶体管有两个工作区域，一个称为饱和区域，一个称为线性区域。

在线性区域中，电流值根据源极和漏极之间的电压(V_ds)和栅极和源极之间的电压(V_gs)进行改变。(|V_ds|＜|V_gs-V_Th|)在线性区域中，下面的表达式(1)成立。请注意，I_ds为流经沟道形成区的电流量。还请注意，β＝μC₀·W/L，并且其中μ为驱动晶体管的迁移率，C₀为每个单位体积的栅极电容，W/L为沟道形成区的沟道宽度W与长度L的比。

I_ds＝β{(V_gs-V_Th)V_ds-1/2·V_ds²}……(1)

根据以上表达式(1)，V_ds和V_gs获取在线性区域中的电流值。在线性区域中，V_ds越小，电流值也变得越小，即使V_gs增加，电流值也几乎不增加。

当驱动晶体管主要工作在线性区域时，在发光元件的两个电极间流动的电流量根据V_gs和V_ds两个值而进行变化。驱动晶体管用作一个开关，和如果有必要，可以将一个电源线和发光元件短路，从而使电流流到发光元件中。连接至驱动晶体管的发光元件的特性(制作工艺中的变化和老化)直接影响流经发光元件的电流值。

在饱和区域中，电流值不根据源极和漏极之间的电压(V_ds)而改变，换句话说，该电流值仅仅根据栅极和源极之间的电压(V_gg)进行变化。

(|V_ds|＞|V_gs-V_Th|)

在饱和区域，下面的表达式(2)成立：

I_ds＝β(V_gs-V_Th)²……(2)

如表达式(2)所述，在饱和区域的电流值很大程度上依赖于V_gs的变化，但是不依赖于V_ds的变化。因此，连接至驱动晶体管的发光元件的特性不影响饱和区域的电流值。

另一方面，当驱动晶体管主要工作在饱和区域时，在发光元件的两个电极间流动的电流量很大程度上依赖于驱动晶体管的V_gs的变化，但是不依赖于V_ds的变化。对驱动晶体管的栅极电压进行控制，从而使必需的电流量流入发光元件。换句话说，驱动晶体管用作一个压控电流源，对驱动晶体管进行该设置，可以在电源线和发光元件之间形成一个恒定电流。

在采用上述特性的恒流驱动中，在驱动晶体管工作在饱和区域时，电流值不依赖于V_ds的变化。因此，流经发光元件的电流量能够保持恒定，而跟发光元件的特性(制作工艺中的变化、老化和温度变化)无关。

当驱动晶体管的V_gs适当改变后，驱动晶体管能够主要工作在线性区域，或者主要工作在饱和区域。

在饱和区域，驱动晶体管的工作在专利文件1中得到说明。

专利文件1

日本专利公开号No.Hei 14-108285