显示设备及其控制方法技术

本发明专利技术为显示设备及其控制方法。一个传统的设定电压是带有一个发光元件的特征变化的估计容限的值。因此在驱动晶体管的源极和漏极间的电压Vds必须要设定得较高(Vds＞Vfs-VTh+a)。这就造成了由施加给发光元件的电压所产生的高发热和高能耗。本发明专利技术的特点是，根据由于发光元件的老化，反馈一个电流值的变化，并且有一个电源压控器，它可以改变设定电压。即，根据本发明专利技术，可以将设定电压设定在饱和区域和线性区域的边界(临界部分)附近，而针对初始设定电压不再需要对老化的电压容限。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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O%) 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(Vds)和栅极和源极之间的电压(Vgs)进行改变。(IvdsI < IVgs-V1J)在线性区域中，下面的表达式⑴成立。请注意，Ids 为流经沟道形成区的电流量。还请注意，β = uc^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。Ids = β {(Vgs-Vlh) Vds-l/2 · Vds2}……(I)根据以上表达式(I)，Vds和Vgs获取在线性区域中的电流值。在线性区域中，Vds越小，电流值也变得越小，即使Vgs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Vgs和Vds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(Vds)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(Vgs)进行变化。(Ivds > Vgs-V1J)在饱和区域，下面的表达式(2)成立Ids = β (VgS-Vlh)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Vgs的变化，但是不依赖于Vds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Vgs的变化，但是不依赖于Vds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Vds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Vgs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I中得到说明。专利文件I日本专利公开号No. Hei 14-108285在上述恒流驱动中，一旦由于发光元件的老化使Vds降低到一个特定值，则晶体管的工作区域进入线性区域。为了避免这种情况，根据估计的发光元件老化情况(对于老化的电压，电压α)设定Vds的一个设定电压(工作中的驱动晶体管的Vds)。电压α依赖于发光元件的老化情况。简而言之，在一个传统的设定电压中，因为由发光元件老化前(810)和老化后(811)之间的特性得到上述变化容限的一个估计值(812)，因此需要将Vds的值设高。(I Vdsl ^ VgS_VTh+ α I)因此，施加到发光元件的阴极和阳极的电压不可避免的升高，导致产生热量和高功耗。本专利技术的一个目的是提供一种像素结构，它不需要为发光元件的老化对设定电压增加电压α时而能够正常工作。即提供了一种像素结构，其设定电压在饱和区域和线性区域之间的边界附近(图8中813)。本专利技术的另一个目的是提供采用上述像素的。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而产生的，它的一个目的是通过提供一个电源压控器以修改设定电压，该压控器对由于发光元件老化形成的电流值的变化进行反馈，从而对设定电压进行设定。因此，可以提供在饱和区域和线性区域之间的边界附近的设定电压，而不再需要特别在初始化设定电压中对老化的容限电压α。为了具体地实施，本专利技术使用一个元件(以下称为监控元件)来检查应发光元件的老化并根据监控元件的老化来控制电源电压。即，通过固定监控元件的驱动晶体管的栅极和源极的电压，并根据发光元件的老化来控制漏极(漏极端子)电压，修改在源极和漏极间的电压使之成为一个恒量。图I是一个本专利技术结构的模式图，示出了一个像素部分103，它有一个监控元件 101和一个像素102。监控元件101有连接到像素的一个发光元件和一个驱动晶体管。像素 102也有连接至像素的一个发光元件和一个驱动晶体管。本专利技术具有连接至监控元件101 和像素102的第一电极104和第二电极105。第一电极的电势示为V1，第二电极的电势示为V2。注意监控元件可以设置在包括像素部分外部的任何部位上。此外，本专利技术有一个电源压控器106以通过识别由监控元件的老化造成的电流值的变化来保持电流值的恒定。即，由监控元件101老化造成的电流值的变化被反馈到像素的电源电压上，固定第一电极的电势v1;并且改变了第二电极的电势v2。由于第二电极 105连接至监控元件101和像素102，像素102的电流值通过改变V2而保持恒定。对于图1，像素和监控元件的布置和元件的结构是相同的，而连接(有或无连接) 情况可以变化。然而，对于本专利技术，像素和监控元件的结构没有必要是相同的。然而，在采用相同的结构和不同的连接形成监控元件的情况下，它的制作可以更加简单，不需要改变工艺，仅仅是接触方式或者类似内容的设计需要进行改变。现在参考图2的流程图解释控制电源电压的操作。首先，设定提供给监控元件的发光元件和一个像素的电压(发光元件的驱动电压)。在该时刻，驱动晶体管被设定为工作在饱和区域，但是不需要老化容限(电压α )。这就是说，传统方法中必须的电压α在本专利技术中是不必要的或者可以减小的。然后，将一个信号输入监控元件和像素的发光元件以进行发光。在像素上进行多色显示的分级方法可以是时间分级方法或者模拟分级方法。监控元件的发光元件和像素的发光元件都是随时间流失而逐渐老化的。由于在该时刻，像素的发光元件都是分级显示的，因此它们当中没有几个可以恒定发光。从另外一个方面，监控元件的发光元件总是受控发光。这就是说，监控元件的发光元件老化的最快。考虑该因素，控制电源电压从而根据监控元件的发光元件的老化对设定电压进行设定。这样， 设定电压可以根据像素的发光元件的老化而改变。监控元件的发光元件的老化增加了发光元件的电阻值，降低了驱动晶体管的电流 Ids，并降低了驱动晶体管的电压Vds。此时，电源压控器调整设定电压，以使电流值为设定电流。这就是说，减小V2，并且提升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫川惠介，小山润，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：