像素電路及其驅(qū)動方法以及顯示裝置的制造方法
【專利說明】像素電路及其驅(qū)動方法以及顯示裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求2014年10月8日提交的日本專利申請N0.2014-206933的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，通過弓I用將該專利申請的公開內(nèi)容整體弓I入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于有源矩陣有機發(fā)光二極管顯示器(在下文稱為“AMOLED顯示器(Active Matrix Organic Light Emitting D1de display)”)等中的像素電路及其驅(qū)動方法以及具備該像素電路的顯示裝置。盡管有機發(fā)光二極管也稱為有機EL元件，但是在下文中將它稱為“OLED(Organic Light Emitting D1de:有機發(fā)光二極管)”。
【背景技術(shù)】
[0004]由于不存在AMOLED顯示器的標準像素電路，所以每一個制造AMOLED顯示器的公司使用他們的原創(chuàng)設(shè)計的像素電路。在下文，將說明基本像素電路。圖9A是表示基本像素電路的電路圖，圖9B是表示其驅(qū)動方法的波形圖，以及圖9C是表示在像素電路中包括的驅(qū)動TFT(薄膜晶體管)的輸出特性的曲線圖。
[0005]像素電路900包括開關(guān)TFT 901、驅(qū)動TFT 902、電容器903和OLED 904，并且它由雙晶體管系統(tǒng)進行驅(qū)動和控制。開關(guān)TFT 901和驅(qū)動TFT 902都是P溝道型FET (場效應(yīng)晶體管)。開關(guān)TFT 901的柵極端子連接到掃描線905，并且開關(guān)TFT 901的漏極端子連接到數(shù)據(jù)線906。驅(qū)動TFT 902的柵極端子連接到開關(guān)TFT 901的源極端子，驅(qū)動TFT 902的源極端子連接到電源線907 (電源電壓VDD)，并且驅(qū)動TFT 902的漏極端子連接到OLED904的陽極端子。此外，電容器903連接在驅(qū)動TFT 902的柵極端子和源極端子之間。電源線908 (電源電壓VSS)連接到OLED 904的陰極端子。
[0006]在這種結(jié)構(gòu)中，當選擇脈沖(掃描信號Scan)被輸出到掃描線905并且開關(guān)TFT901被設(shè)置為導通時，經(jīng)由數(shù)據(jù)線906提供的數(shù)據(jù)信號Vdata作為電壓值被寫到電容器903。通過一幀期間保持被寫入電容器903的保持電壓，通過該保持電壓以模擬方式改變驅(qū)動TFT 902的電導，并且相當于發(fā)光灰度的正向偏置電流被提供給OLED 904。
[0007]通過以這種方式借助恒定電流驅(qū)動OLED 904，OLED 904的發(fā)光亮度即使在OLED904的電阻值由于退化而改變時也能維持恒定。
[0008]在這種類型的像素電路中，為了補償給OLED提供電流的晶體管的閾值電壓的偏差和變動，已知有一種用于檢測閾值電壓的技術(shù)(例如，參見美國未經(jīng)審查的專利申請公開2013/0169611(專利文獻I)和日本未經(jīng)審查的專利公開2012-128386 (專利文獻2))。作為閾值電壓檢測技術(shù)，下面兩種類型是主流。(I) 一種技術(shù)(二極管連接型)，通過柵極端子和漏極端子相連，并且使驅(qū)動晶體管臨時導通，電流在漏極端子和源極端子之間流動，使柵-源電壓Vgs自動地接近閾值電壓Vth。(2) 一種技術(shù)(源極跟隨器型)，通過固定柵極端子的電位，并且使驅(qū)動晶體管臨時導通，電流在漏極端子和源極端子之間流動，使柵-源電壓Vgs自動地接近閾值電壓Vth。源極跟隨器型的有利之處在于，即使對于當Vgs = OV時電流仍流動的沉降型晶體管(depress1n type transistor)也能檢測閾值電壓Vth。
[0009]然而，在具有閾值電壓檢測功能的現(xiàn)有像素電路中存在下列問題。
[0010](I)由復位動作時的泄漏發(fā)光引起對比度降低。其原因如下所述，在于電流在非發(fā)光期間流到OLED中，產(chǎn)生無效的泄漏發(fā)光。(a)在閾值電壓檢測期間中，流過驅(qū)動晶體管的導流流過OLED。(b)在電容器的復位期間中，電容器的充電電流流過0LED。
[0011](2)由于驅(qū)動晶體管的磁滯特性，即使圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)從黑到白被完全重寫，也需要經(jīng)過幾個幀來將黑色圖像完全變成白色圖像。
[0012]該現(xiàn)象通常稱為圖像殘留。換句話說，如果電流長時間沒有流到驅(qū)動晶體管，則驅(qū)動晶體管的磁滯特性開始被初始化。這樣，即使當施加基于該初始化的磁滯特性確定的白色顯示Vgs偏置時，在點亮的情況下電流仍因磁滯特性而立即減小，使得它不足以提供白色顯示的初始亮度。
[0013](3)由于閾值電壓檢測期間局限于一個水平掃描期間，所以當顯示分辨率變高時，閾值電壓的補償精度變差。
[0014]在一個水平掃描期間內(nèi)從數(shù)據(jù)線提供參考電壓的時間內(nèi)或者在一個水平掃描期間內(nèi)從數(shù)據(jù)線提供數(shù)據(jù)電壓的時間內(nèi)執(zhí)行閾值電壓的檢測(例如，參見專利文獻I的圖4，專利文獻2的圖4)。這樣，盡管可以針對超過一個水平掃描期間以上檢測閾值電壓，但是由于受到被提供到相鄰像素電路的數(shù)據(jù)電壓的影響會產(chǎn)生串擾。
[0015]同時，顯示分辨率提高越多，一個水平掃描期間變得越短。當一個水平掃描期間變得較短時，閾值電壓檢測期間也變短。這樣，在柵-源電壓Vgs達到閾值電壓Vth之前，必須結(jié)束閾值電壓的檢測。由此，由于閾值電壓的檢測精度降低，所以閾值電壓的補償精度也變差。
[0016]考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是首先提供一種防止由復位動作時的泄漏發(fā)光引起的對比度降低的像素電路。
[0017]另外，本發(fā)明的第二目的是提供一種提高閾值電壓的檢測精度以及防止圖像殘留的像素電路。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0018]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的像素電路是這樣一種像素電路，該像素電路具備:發(fā)光元件；驅(qū)動晶體管，將對應(yīng)于所施加的電壓的電流提供給所述發(fā)光元件；電容器部，保持包括所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓和數(shù)據(jù)電壓的電壓并將所述電壓施加到所述驅(qū)動晶體管；以及開關(guān)部，使所述電容器部保持包括所述閾值電壓和所述數(shù)據(jù)電壓的電壓，其中，所述開關(guān)部具有:電流繞道晶體管，使從所述驅(qū)動晶體管提供的電流不經(jīng)過所述發(fā)光元件而繞道至參考電壓電源線。
[0019]作為根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)點，本發(fā)明被設(shè)計成包括用于允許從驅(qū)動晶體管提供的電流不經(jīng)過發(fā)光元件而繞道至參考電壓電源線的電流繞道晶體管。因此，通過在復位動作時使電流繞道晶體管導通，來防止由復位動作時的泄漏發(fā)光引起的對比度降低。
【附圖說明】
[0020]圖1A是表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的結(jié)構(gòu)的電路圖；
[0021]圖1B是表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作的時序圖；
[0022]圖2是表示具備根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的顯示裝置的平面圖；
[0023]圖3是圖2的局部(fragmentary)放大截面圖；
[0024]圖4A表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第一期間內(nèi)的電路圖；
[0025]圖4B表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第一期間內(nèi)的時序圖；
[0026]圖5A表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第二期間內(nèi)的電路圖；
[0027]圖5B是表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第二期間內(nèi)的時序圖；
[0028]圖6A表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第三期間內(nèi)的電路圖；
[0029]圖6B是表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第三期間內(nèi)的時序圖；
[0030]圖7A表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第四期間內(nèi)的電路圖；
[0031]圖7B是表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的動作(驅(qū)動方法)，是在第四期間內(nèi)的時序圖；
[0032]圖8A是表不根據(jù)第二不例性實施例的顯不裝置的一部分的電路圖；
[0033]圖8B是表示根據(jù)第二示例性實施例的顯示裝置的動作的時序圖；
[0034]圖9A是表示基本像素電路的電路圖；
[0035]圖9B是表示基本像素電路的驅(qū)動方法的波形圖；以及
[0036]圖9C是表示在基本像素電路中包括的驅(qū)動TFT(薄膜晶體管)的輸出特性的曲線圖。
【具體實施方式】
[0037]在下文將通過參考附圖來說明用于具體實施本發(fā)明的方式(在下文稱為“示例性實施例”)。在當前的說明書和附圖中，相同的附圖標記用于基本相同的結(jié)構(gòu)元件。附圖中的形狀被圖示為容易被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，因此其尺寸和比例沒有必要與實際尺寸和比例一致。在當前說明書和所附權(quán)利要求書的范圍中的“具備”還包括具有除其中說明的那些元件以外的元件的情形?！熬哂小?、“包括”等也是一樣。在當前說明書和所附權(quán)利要求書的范圍中的“連接”不僅意味著直接連接兩個元件的情形，而且意味著經(jīng)由另一元件連接兩個元件的情形?！版溄印钡纫彩且粯?。晶體管的“導通”和“關(guān)斷”也可以分別表達為“導電”和“非導電”。
[0038](第一示例性實施例)
[0039]圖1A是表示根據(jù)第一示例性實施例的像素電路的結(jié)構(gòu)的電路圖，以及圖1B是表示第一示例性實施例的像素電路的動作的時序圖。在下文通過參考這些附圖來進行說明。
[0040]第一示例性實施例的像素電路10具備:發(fā)光元件11 ;驅(qū)動晶體管(M3)，其將對應(yīng)于所施加的電壓的電流提供給發(fā)光元件11 ;電容器部12，其保持包括驅(qū)動晶體管(M3)的閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓并且將所述電壓施加到驅(qū)動晶體管(M3);以及開關(guān)部13，其使電容器部12保持包括閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓。此外，開關(guān)部13包括電流繞道晶體管(M6)，其使從驅(qū)動晶體管(M3)提供的電流不經(jīng)過發(fā)光元件11而繞道至參考電壓電源線(P3)。
[0041]此外，開關(guān)部13在使電容器部12保持包括閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓之前，使驅(qū)動晶體管(M3)和電流繞道晶體管(M6)導通。
[0042]而且，開關(guān)部13包括從參考電壓電源線(P3)輸入?yún)⒖茧妷篤ref的參考電壓晶體管(M5)和從數(shù)據(jù)線D輸入數(shù)據(jù)電壓Vdata的數(shù)據(jù)電壓晶體管(Ml)。
[0043]更具體地，驅(qū)動晶體管(M3)包括柵極端子、源極端子和漏極端子，并且將對應(yīng)于在柵極端子和源極端子之間施加的電壓的電流提供給連接到漏極端子的發(fā)光元件11。電容器部12保持包括閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓，并且將所述電壓施加到驅(qū)動晶體管(M3)的柵極端子和源極端子之間。開關(guān)部13具有包括電流繞道晶體管(M6)、參考電壓晶體管(M5)和數(shù)據(jù)電壓晶體管(Ml)的多個晶體管，并且通過這些晶體管的切換動作，使得電容器部12保持包括閾值電壓Vth的電壓，之后使得電容器部12保持包括閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓。而且，當使得電容器部12保持包括閾值電壓Vth的電壓時，開關(guān)部13通過使電流繞道晶體管(M6)和參考電壓晶體管(M5)導通以及使數(shù)據(jù)電壓晶體管(Ml)關(guān)斷，將參考電壓Vref提供給電容器部12，以及當使得包括閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓被保持于電容器部12時，開關(guān)部13通過使電流繞道晶體管(M6)和參考電壓晶體管(M5)關(guān)斷以及使數(shù)據(jù)電壓晶體管(Ml)導通，將數(shù)據(jù)電壓Vdata提供給電容器部12。
[0044]由于第一示例性實施例的所述像素電路10包括電流繞道晶體管(M6)，其使從驅(qū)動晶體管(M3)提供的電流不經(jīng)過發(fā)光元件lie而繞道至參考電壓電源線(P3)，所以能通過在復位動作時使電流繞道晶體管(M6)導通來防止由復位動作時的泄漏發(fā)光引起的對比度降低。
[0045]此外，像素電路10在使包含閾值電壓Vth和數(shù)據(jù)電壓Vdata的電壓保持于電容器部12之前，通過使驅(qū)動晶體管(M3)和電流繞道晶體管(M6)導通，能在將電流提供給發(fā)光元件11之前使電流可靠地流到驅(qū)動晶體管(M3)。由此，能防止驅(qū)動晶體管(M3)的磁滯特性的初始化，使得在不引起對比度降低的情況下能防止圖像殘留。
[0046]而且，在像素電路10中，用于從參考電壓電源線(P3)輸入?yún)⒖茧妷篤ref的參考電壓晶體管(M5)被設(shè)置為與用于從數(shù)據(jù)線D輸入數(shù)據(jù)電壓Vdata的數(shù)據(jù)電壓晶體管(Ml)分開。由此，能在不使用從數(shù)