電光學裝置、電光學裝置的驅動方法以及電子機器的製作方法
2023-06-26 20:32:51
專利名稱：電光學裝置、電光學裝置的驅動方法以及電子機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電光學裝置等電子裝置、電光學裝置的驅動方法以及電子機器，特別涉及向像素電路提供電壓的電源線的共同化。
背景技術：
近幾年，利用有機EL(Electronic Luminescence電致發光)元件的顯示器倍受注目。有機EL元件，是依照在自身流動的驅動電流來設定亮度的電流驅動型元件中的一種。在對利用有機EL元件的像素的數據寫入方式中，有電流編程方式和電壓編程方式。電流編程方式，是根據電流向數據線進行數據提供的方式；電壓編程方式，是根據電壓向數據線進行數據提供的方式。
發明內容
本發明的目的之一是防止電光學元件或電晶體等的特性變化或特性劣化等，並且可以減少向像素電路提供電壓的電源線的條數。
為解決相關課題，本發明的第1電光學裝置，具有多條掃描線；多條數據線；多條電源線，其在與上述多條數據線交差的方向延伸；像素組，其對應於上述多條掃描線和上述多條數據線的交差點設置多個像素電路，同時上述多個像素電路的每一個與上述多條電源線中相互鄰接的一對電源線共同連接；掃描線驅動電路，其通過向上述多條掃描線輸出掃描信號，選擇上述掃描線；和電源線控制電路，其與由上述掃描線驅動電路對上述掃描線的選擇同步，將上述多條電源線的電壓設定為可變。
本發明的第2電光學裝置，包含多條掃描線；多條數據線；多條電源線，其在與上述多條數據線交差的方向延伸；和多個像素電路，其對應於上述多條掃描線和上述多條數據線的交差點而設置。在上述多條電源線中的一條電源線上，連接上述多個像素電路中的、沿上述多條數據線中的一條數據線相鄰接配置的像素電路。
在上述電光學裝置中，優選上述多條電源線中鄰接的兩條電源線中的一條電源線的電壓值隨時間的變化，相對於該兩條電源線中的另一條電源線的電壓值隨時間的變化偏移了給定時間。
上述給定時間，例如也可以是水平掃描期間。
在上述電光學裝置中，優選上述多個像素電路的每一個具有電容器，其保持與通過上述多條數據線中的一條數據線提供的數據電流或者數據電壓對應的電荷；驅動電晶體，其根據上述電容器所保持的上述電荷，設定導通狀態；和電光學元件，其根據上述導通狀態設定亮度。
在上述電光學裝置中，優選上述電源線控制電路，通過可變設定上述多條電源線中的與上述多個像素電路的每一個連接的兩條電源線的電壓值，改變施加在上述驅動電晶體上的偏置方向。
在上述電光學裝置中，優選上述兩條電源線中的一方電源線與上述驅動電晶體中的一方端部連接；上述兩條電源線中的另一方電源線，連接在上述驅動電晶體的另一方端部與上述電光學元件之間的節點上。
在上述電光學裝置中，也可以是上述電源線控制電路在作為給定期間一部分的驅動期間中，通過將上述一方電源線的電壓設定成比上述給定電壓值高，對上述驅動電晶體施加正向偏置，同時在與作為上述給定期間一部分的上述驅動期間不同的期間中，通過將上述另一方電源線的電壓設定成比上述一方電源線的電壓值高，而對上述驅動電晶體施加非正向偏置。
在上述電光學裝置中，也可以是上述電源線控制電路通過可變設定上述多條電源線中的與上述多個像素電路的每一個連接的兩條電源線的電壓值，改變施加在上述電光學元件上的偏置方向。
在上述電光學裝置中，也可以是上述兩條電源線中的一方電源線與上述驅動電晶體中的一方端部連接；上述兩條電源線中的另一方電源線，連接在上述驅動電晶體的另一方端部與上述電光學元件之間的節點上。
在上述電光學裝置中，也可以是上述電源線控制電路在作為給定期間一部分的驅動期間中，通過將上述一方電源線的電壓設定成比上述給定電壓值高，對上述電光學元件施加正向偏置，同時，在與作為上述給定期間一部分的上述驅動期間不同的期間中，通過將上述另一方電源線的電壓設定成比上述給定電壓低，而對上述電光學元件施加非正向偏置。
本發明的電子機器，安裝了上述電光學裝置。
本發明的第1電光學裝置的驅動方法，在該電光學裝置中，對應於多條掃描線和多條數據線的交差點分別設置包含電光學元件和驅動電晶體的多個像素電路，上述多個像素電路的每一個共同連接在與上述多條掃描線對應設置的多條電源線中相互鄰接的一對電源線上。上述電光學裝置的驅動方法具有第1步驟，通過上述多條數據線中的一條數據線，向上述多個像素電路的每一個提供數據信號；第2步驟，對上述電光學元件施加正向偏置，該正向偏置與由上述數據信號設定的上述驅動電晶體的導通狀態對應；第3步驟，對上述電光學元件施加非正向偏置；和第4步驟，用於恢復由於上述正向偏置的施加引起的上述驅動電晶體的特性的變化或劣化。
在上述電光學裝置的驅動方法中，上述第3步驟以及上述第4步驟也可以在相互不同的期間內進行。
在上述電光學裝置的驅動方法中，上述第4步驟也可以在切斷了上述電光學元件和上述驅動電晶體之間的電連接狀態下進行。
在上述電光學裝置的驅動方法中，在上述第4步驟中，優選對上述驅動電晶體施加非正向偏置。
在上述電光學裝置的驅動方法中，也可以是在上述第2步驟中，通過將上述一方電源線的電壓設定成比上述給定電壓高，對上述驅動電晶體施加正向偏置；在上述第4步驟中，通過將上述另一方電源線的電壓設定成比上述一方電源線的電壓高，對上述驅動電晶體施加非正向偏置。
本發明的第2電光學裝置的驅動方法，該電光學裝置具備與多條掃描線和多條數據線的交差點對應的、分別包含電光學元件和驅動電晶體的多個像素電路。上述電光學裝置的驅動方法具有第1步驟，通過上述多條數據線中的一條數據線，向上述多個像素電路的每一個提供數據信號；第2步驟，對上述電光學元件施加正向偏置，該正向偏置與由上述數據信號設定的上述驅動電晶體的導通狀態對應；第3步驟，對上述電光學元件施加非正向偏置；和第4步驟，對上述驅動電晶體施加非正向偏置。
在上述電光學裝置的驅動方法中，優選在對上述驅動電晶體的特性分散誤差進行補償的基礎上，設定上述驅動電晶體的導通狀態。
本發明的第3電光學裝置的驅動方法，該電光學裝置具備與多條掃描線和多條數據線的交差點對應的、分別包含電光學元件和驅動電晶體的多個像素電路。上述電光學裝置的驅動方法具有第1步驟，通過上述多條數據線中的一條數據線，向上述多個像素電路的每一個提供數據信號；第2步驟，對上述電光學元件施加正向偏置，該正向偏置與由上述數據信號設定的上述驅動電晶體的導通狀態對應；和第3步驟，對上述電光學元件以及上述驅動電晶體中的至少任一方施加非正向偏置；在對上述驅動電晶體的特性分散誤差進行補償的基礎上，設定上述驅動電晶體的導通狀態。
此外，本發明中的「正向偏置」並非唯一設定，也可以根據用途等進行適當設定。而且，本發明中「非正向偏置」，根據「正向偏置」的設定而定義，意味著和「正向偏置」相反方向的偏置或電流未流動的狀態。
本發明的功效之一，是抑制驅動電晶體或電光學元件的特性的變化或劣化，同時可以減少電源線的條數。
圖1表示電光學裝置的構成框圖。
圖2表示有關第1實施方式的像素電路圖。
圖3表示有關第1實施方式的動作時序圖。
圖4表示數據寫入期間的動作說明圖。
圖5表示驅動期間的動作說明圖。
圖6表示第1反向偏置期間的動作說明圖。
圖7表示第2反向偏置期間的動作說明圖。
圖8表示有關第2實施方式的像素電路圖。
圖9表示有關第2實施方式的動作時序圖。
圖10表示初始化期間的動作說明圖。
圖11表示數據讀入期間的動作說明圖。
圖12表示驅動期間的動作說明圖。
圖13表示反向偏置期間的動作說明圖。
圖中1—顯示部，2—像素，3—掃描線驅動電路，4—數據線驅動電路，5—控制電路，6—電源線控制電路，T1～T6—電晶體，C1～C2—電容器，OLED—有機EL元件，N1～N3—節點。
具體實施例方式
(第1實施方式)圖1表示有關本實施方式的電光學裝置的構成框圖。顯示部1是採用如TFT(Thin Film Transistor薄膜電晶體)驅動電光學元件的有源矩陣型顯示面板。該顯示部1中，m點×n行的像素組以矩陣狀(二維平面)排列。顯示部1中，設置有分別在水平方向延伸的掃描線組Y1～Yn、和分別在垂直方向延伸的數據線組X1～X2，對應於這些線的交差點上配置有像素2(像素電路)。並且，因後述的各實施方式中的像素電路的構成之間的關係，在圖1中表示的一條掃描線Y表示4條掃描線Ya～Yd的集合(參照圖2以及圖8)。而且，本實施方式中，一個像素2作為像素的最小單位，但一個像素2也可以由RGB的3個子像素構成。
電源線L1～Ln+1，對應於掃描線Y1～Yn而設置，須向構成顯示部1的各像素2提供可變電壓，並且在掃描線Y1～Yn的延伸方向，換言之，在與數據線X1～Xm交差的方向延伸。在對應於第i條(1≤i≤n)掃描線Yi的m點的像素行上共同連接第i條電源線L(i)、和與之鄰接的第(i+1)條電源線L(i+1)。這樣，由於上下鄰接的一對電源線L與1像素行連接，作為顯示部全體所需要的電源線L的條數，比掃描線Y的條數n要多一條。
控制電路5，依據由圖中未畫出的上位裝置輸入的垂直同步信號Vs、水平同步信號Hs、點時鐘信號DCLK以及灰度數據D等，同步控制掃描線驅動電路3、數據線驅動電路4以及電源線控制電路6。在該同步控制下，這些電路3，4，6，相互協調進行顯示部1的顯示控制。
掃描線驅動電路3，由移位寄存器、輸出電路等為主體構成，根據向掃描線Y1～Yn輸出掃描信號SEL，進行掃描線Y1～Yn的選擇。掃描信號SEL，取高電位電平(以下稱作「H電平」)或者低電位電平(以下稱作「L電平」)的2值信號電平，對應於成為數據的寫入對象的像素行的掃描線Y被設定為H電平，而這之外的掃描線Y分別被設定為L電平。這樣，在顯示1幀圖像的每個期間(1F)，按照給定的選擇順序(一般為從最高向最低)，進行依次選擇各個掃描線Y的依次掃描。
數據線驅動電路4，由移位寄存器、行鎖存電路、輸出電路等為主體構成。數據線驅動電路4，在相當於選擇1條掃描線Y的期間的1水平掃描期間(1H)，同時進行對寫入當次數據的像素行的數據的一齊輸出、和在下一1H中有關進行寫入的像素行的數據的點依次鎖存。然後，在某個1H內，相當於數據線X的條數的m個數據依次鎖存。然後，在下一1H內，鎖存的m個數據，作為數據電流Idata，對於對應的數據線X1～Xm一齊被輸出。本實施方式是有關電流編程方式的，採用該方式的情況下，數據線驅動電路4包含將相當於像素2的顯示灰度的數據(數據電壓Vdata)轉換成數據電流Idata的可變電流源。另一方面，如後述的第2實施方式，在採用電壓編程方式的情況下，數據線驅動電路4不必要具備這樣的可變電流源，規定像素2的灰度的電壓電平的數據電壓Vdata向數據線X1～Xm輸出。
另一方面，電源線控制電路6，由移位寄存器、輸出電路等為主體構成。電源線L1～Ln+1的電壓，與由掃描線驅動電路3進行的掃描線Y選擇同步被設定為可變，可設定為比基準電壓Vss(比如0V)高的電源電壓Vdd或者比基準電壓Vss低的電壓Vrvs中的任一個。
圖2表示有關本實施方式的電壓跟隨型電流編程方式的像素電路圖。第i像素行中的一個像素電路中，與構成第i條掃描線Yi的4條掃描線Ya～Yd、對應於該掃描線Yi的第i條電源線L(i)以及第(i+1)條電源線L(i+1)連接。這裡，第i條以及第i+1條，在顯示部1的配置中雖然在物理上被連接，但在線依次掃描的順序中也相鄰接。
該像素電路，由作為電流驅動型元件的一種形式的有機EL元件OLED、6個電晶體T1～T6、以及保存數據的電容器C1所構成。在本實施方式中，由於由非晶矽形成TFT，電晶體T1～T6的溝道類型均為n型，但是溝道類型並不僅限於此(有關後述的第2實施方式同樣)。而且，在本說明書中，有關作為具備源極、漏極、以及柵極的三端子型元件的電晶體，其中分別將源極或漏極的一方稱作「一方端子」，而另一方稱作「另一方端子」。
開關電晶體T1，其柵極與提供第1掃描信號SEL1的第1條掃描線Ya連接，由該掃描信號SEL1控制導通。該開關電晶體T1的一方端子，與提供數據電流Idata的數據線X連接；另一方端子與節點N3連接。在該節點N3，除了開關電晶體T1之外，還與開關電晶體T6的一方端子，驅動電晶體T3的一方端子共同連接。該開關電晶體T6，其另一方端子與電源線L(i)連接，其柵極與提供第4掃描信號SEL4的第4條掃描線Yd連接，同時由該掃描信號SEL4控制導通。另一方面，開關電晶體T2，其柵極與提供第1掃描信號SEL1的第1條掃描線Ya連接，與開關電晶體T1同樣，由該掃描信號SEL1控制導通。該開關電晶體T2的一方端子與數據線X連接，另一方端子與節點N1連接。該節點N1中，除了開關電晶體T2之外，還與電容器C1的一方電極、驅動電晶體T3的柵極共同連接。電容器C1的另一方電極，與節點N2連接。該節點N2中，除了電容器C1之外，還與驅動電晶體T3的另一方端子、開關電晶體T4的一方端子、以及開關電晶體T5的一方端子共同連接。根據在相當於驅動電晶體T3的源極、柵極的節點N1、N2之間設置電容器C1，構成了電壓跟隨型電路。開關電晶體T4，其另一方端子連接在電源線L(i+1)上，其柵極與提供第2掃描信號SEL2的第2條掃描線Yb連接，同時由該掃描信號SEL2控制導通。開關電晶體T5，其另一方端子與有機EL元件OLED的陽極連接，其柵極與提供第3掃描信號SEL3的第3條掃描線Yc連接，同時由該掃描信號SEL3控制導通。在該有機EL元件OLED的陰極，即反向電極上固定施加基準電壓Vss。
圖3表示圖2所示像素電路的動作時序圖。相當於上述1F的期間t0～t4中的一連串動作過程，大致分為最初期間t0～t1中的數據寫入過程、期間t1～t2中的驅動過程、t2～t3期間中的第1反向偏置的施加過程，t3～t4期間中的第2反向偏置的施加過程。
首先，數據寫入期間t0～t1中，根據圖4所示的動作，對電容器C1進行數據的寫入。具體講，第1掃描信號SEL1成為H電平，開關電晶體T1、T2均導通。這樣，相當於驅動電晶體T3的漏極的節點N3，與數據線X電連接。與此同時，驅動電晶體T3，通過電晶體T1、T2和數據線X，自己的柵極和自己的漏極電連接，成二極體連接。並且，由於第2掃描信號SEL2為L電平，第3掃描信號SEL3為H電平，開關電晶體T4截止，開關電晶體T5導通。這樣，在對於通過電源線L(i+1)的節點N2停止電壓VL(i+1)(＝Vrvs)的提供，同時節點N2和有機EL元件OLED的陽極電連接。進一步，由於第4掃描信號SEL4為L電平，開關電晶體T6截止。這樣，對於通過電源線L(i)的節點N3停止電壓VL(i)的提供。其結果，如圖中箭頭所示，從數據線X向基準電壓Vss，形成按電晶體T1、T3、T5、有機EL元件OLED的順序流動的數據電流Idata的路徑。驅動電晶體T3，由數據線X提供的數據電流Idata在自己的溝道上流動，在節點N1產生與該數據電流Idata對應的柵極電壓Vg。這樣，在電容器C1中，積蓄與所產生的柵極電壓Vg對應的電荷，並寫入相當於積存的電荷量的數據。這樣，在數據寫入期間t0～t1，驅動電晶體T3，作為向電容器C1寫入數據的編程電晶體發揮功能。並且，數據電流Idata的路徑中因包含有機EL元件OLED，在該數據寫入過程中，有機EL元件OLED開始發光。
接著，驅動期間t1～t2中，根據圖5所示的動作，驅動電流Ioled在有機EL元件OLED中流動，有機EL元件OLED發光。相當於1H(即，選擇一條掃描線Y的選擇期間)的寫入期間t0～t1經過後，第1掃描信號SEL1下降為L電平，開關電晶體T1、T2均截止，這樣，提供數據電流Idata的數據線X和節點N3被電隔離，驅動電晶體T3的二極體連接也被解除。但是，即使在該二極體連接被解除之後，對相當於驅動電晶體T3的柵極的節點N1，繼續施加與由電容器C1保存的數據對應的柵極電壓Vg。然後，與第1掃描信號SEL1成為L電平同步，第4掃描信號SEL4上升為H電平，開關電晶體T6導通。本說明書中，所謂「同步」術語，不單指相同時刻的情況，也包括允許由於設計上的餘量等原因而在時間上多少形成的偏置的意思。這樣，電源線L(i)的電壓VL(i)，即比基準電壓Vss高的電源電壓Vdd向節點N3提供。此外，與前面的數據寫入期間t0～t1同樣，在該期間t1～t2，開關電晶體T4也仍然截止，開關電晶體T5仍然導通。結果，在驅動電晶體T3和有機EL元件OLED雙方施加正向偏置，從設定為VL(i)＝Vdd的電源線L(i)向對向電極側的基準電壓Vss，形成了按電晶體T6、T3、T5、有機EL元件OLED的順序流動的驅動電流Ioled的路徑。在有機EL元件OLED流動的驅動電流Ioled，相當於驅動電晶體T3的溝道電流，該電流強度，根據由電容器C1的積存電荷(保存數據)引起的柵極電壓Vg而設定。有機EL元件OLED，依照驅動電晶體T3發生的驅動電流Ioled所對應的亮度發光，這樣，設定了像素2的灰度。
接著，在第1反向偏置施加期間t2～t3中，根據圖6所示的動作，對驅動電晶體T3施加非正向偏置，即，施加與驅動期間t1～t2中的正向偏置不同方向的偏置。具體講，第3掃描信號SEL3下降為L電平，同時，與此同步，第2掃描信號SEL2上升為H電平。這樣，節點N2和有機EL元件OLED的陽極被電隔離，由設定為VL(i+1)＝Vdd的電源線L(i+1)將節點N2的電壓V2設定為Vdd。而且，在期間t2～t3內，雖然開關電晶體T6仍然導通，但電源線L(i)的電壓VL(i)，與先前的驅動期間t1～t2內的VL(i)＝Vdd不同，被設定為比基準電壓Vss低的電壓Vrus。因此，節點N2的電壓V2，成為比電源線L(i)的電壓VL(i)(＝Vrvs)高的Vdd。其結果，作用於驅動電晶體T3的偏置(節點N2、N3間的電壓關係)，與先前的驅動期間t1～t2的分別相反。這樣，通過向驅動電晶體T3施加反向偏置(非正向偏置的一方式)，通過施加驅動電晶體T3的Vth偏移，即繼續施加同一方向的偏置，就可以抑制驅動電晶體T3的閾值Vth隨時間變化等現象的特性變化或劣化。
最後，在第2反向偏置的施加期間t3～t4，根據圖7所示的動作，對於有機EL元件OLED施加非正向偏置，即施加與在驅動期間t1～t2中的正向偏置不同方向的偏置。具體講，第4掃描信號SEL4下降為L電平的同時，與此同步，第3掃描信號SEL3上升為H電平。這樣，節點N3和電源線L(i)之間被電隔離，節點N2和有機EL元件OLED的陽極被電連接。而且，在該期間t3～t4中，開關電晶體T4仍然導通，電源線L(i+1)的電壓VL(i+1)，被設置為與先前期間t2～t3中的VL(i+1)＝Vdd不同的Vrvs。因此，節點N2的電壓V2變成比對向電極的基準電壓Vss低的Vrvs。其結果，作用於有機EL元件OLED的偏置，變成分別與驅動期間t1～t2相反。這樣，根據向有機EL元件OLED施加反向偏置，可以達到使有機EL元件OLED長壽命化的目的。
圖3所示的電源線L(i+1)的電壓VL(i+1)的隨時間變化，相對於電源線L(i)有1H量的偏離。然後，關於第(i+1)像素行，從時刻t0開始經過1H後的時刻t1作為始點，同上述過程一樣地進行利用電源線L(i+1)、L(i+2)的動作過程(有關這之後的像素行也同樣)。
這樣，本實施方式中，鄰接的一對電源線L(i)、L(i+1)與像素電路共同連接，與掃描線Y的選擇同步將這些電壓VL(i)、VL(i+1)設定為可變。這些電壓VL(i)、VL(i+1)，為同一波形，成為給定期間(在此為1H)量的偏離的關係。並且，在第(i+1)像素行的動作過程中，原來應該使用的電源線L(i+1)在第i像素行的動作過程中也使用。這樣，由於實現電源線L的共同化，因此可以減少電源線L的條數。
而且，依據本實施方式，通過將電源線L(i)、L(i+1)的電壓VL(i)、VL(i+1)設定為可變，給驅動電晶體T3施加非正向偏置的同時，給有機EL元件OLED施加非正向向偏置。通過向驅動電晶體T3施加非正向偏置，可以使驅動電晶體T3中的Vth偏移等的特性的變化得到有效抑制。還有，通過向有機EL元件OLED施加非正向偏置，可以達到使有機EL元件OLED長壽命化的目的。電源線L(i)、L(i+1)的電壓VL(i)、VL(i+1)的分配方法，與對向電極的電壓Vca的分配方法相比較，可以減輕電路負擔，在進行幀設定等上面也是有利的。
(第2實施方式)圖8表示有關本實施方式的電壓跟隨型的電壓編程方式的像素電路圖。第i像素行中的1個像素電路與構成第i條掃描線Yi的4條掃描線Ya～Yd、對應於該掃描線Yi的第i條電源線L(i)、以及與之鄰接的第(i+1)條電源線L(i+1)連接。該像素電路，由有機EL元件OLED、5個電晶體T1～T5，以及保存數據的電容器C1、C2構成。
開關電晶體T1，其柵極與提供第1掃描信號SEL1的第1條掃描線Ya連接。且由該掃描信號SEL1控制導通。該開關電晶體T1的一方端子與提供數據電壓Vdata的數據線X連接；其另一方端子與第1電容器C1的一方電極連接。該電容器C1的另一方電極與節點N1連接。在該節點N1上，除了第1電容器C1之外，還與驅動電晶體T3的柵極、開關電晶體T2的一方端子，以及第2電容器C2的一方電極共同連接。驅動電晶體T3的一方端子與電源線L(i)連接，其另一方端子與節點N2連接。該節點N2中，除了驅動電晶體T3之外，還與開關電晶體T2的另一方端子、第2電容器C2的另一方電極、開關電晶體T4的一方端子、以及開關電晶體T5的一方端子共同連接。通過在相當於驅動電晶體T3的源極、柵極的節點N1、N2之間設置電容器C2，構成了電壓跟隨型電路。開關電晶體T4，其另一方端子與電源線L(i+1)連接，其柵極與提供第3掃描信號SEL3的第3條掃描線Yc連接，同時由該掃描信號SEL3控制導通。開關電晶體T5，其另一方端子與有機EL元件OLED的陽極連接，其柵極與提供第4掃描信號SEL4的第4條掃描線Yd連接，同時由該掃描信號SEL4控制導通。向該有機EL元件OLED的陰極，即對向電極固定施加基準電壓Vss。
圖9表示圖8所示的像素電路的動作時序圖。在本實施方式中，相當於1F的期間t0～t5中的一連串動作過程大致分為期間t0～t1中的初始化過程、期間t1～t2中的數據寫入過程，驅動期間t2～t3中的驅動過程，期間t3～t4中的反向偏置的施加過程，以及期間t4～t5中的待機過程。
首先，在初始化期間t0～t1中，按照圖10所示動作，同時進行對驅動電晶體T3的反向偏置的施加和Vth補償。具體講，掃描信號SEL1、SEL4成L電平，開關電晶體T1、T5均截止。這樣，第1電容器C1和數據線X電隔離，同時有機EL元件OLED和節點N2被電隔離。而且，第2掃描信號SEL2成H電平，開關電晶體T2導通。進一步，初始化期間t0～t1的一部分期間(前半)內，第3掃描信號SEL3成H電平，開關電晶體T4導通。這裡，將電源線L(i)按VL(i)＝Vrvs設定，節點N2的電壓V2，根據通過電源線L(i+1)提供電壓Vdd，成為比電源線L(i)的電壓VL(i)，即比Vrvs高的電壓。由於這樣的電壓關係，在驅動電晶體T3中，施加與驅動電流Ioled流動的方向相反方向的偏置，自己的柵極與自己的漏極(節點N2一側的端子)在正方向連接，而成為二極體連接。之後，第3掃描信號SEL3下降為L電平，開關電晶體T4截止後，將節點N2的電壓V2(以及與之直接連接的節點N1的電壓V1)設定為偏置電壓(Vrvs+Vth)。與節點N1連接的電容器C1、C2，在數據的寫入之前，設定電荷狀態使節點N1的電壓V1成為偏置電壓(Vrvs+Vth)。這樣，在數據的寫入之前，通過讓節點N1的電壓偏離成為偏置電壓(Vrvs+Vth)，就可以補償驅動電晶體T3的閾值Vth。
接著，在數據寫入期間t1～t2中，按照圖11所示的動作，以在初始化期間t0～t1設定的偏置電壓(Vss+Vth)作為基準，對電容器C1，C2進行數據的寫入。具體講，在第2掃描信號SEL2下降為L電平後，開關電晶體T2截止，驅動電晶體T3的二極體連接被解除。與該掃描信號SEL2下降同步，第1掃描信號SEL1上升為H電平，開關電晶體T1導通。這樣，數據線X和第1電容器C1被電連接。然後，在時刻t1開始經過給定時間的時候，數據線X的電壓Vx由基準電壓Vrvs上升為數據電壓Vdata。數據線X以及節點N1，通過第1電容器C1電容耦合。為此，該節點N1的電壓V1，如式1所示，依照數據線X的電壓變化量ΔVdata(＝Vdata-Vss)，以偏置電壓(Vrvs+Vth)作為基準剛好上升α·ΔVdata。並且，同一式中，係數α，是根據第1電容器C1的容量Ca和第2電容器C2的容量Cb之間的容量比，唯一確定的係數(α＝Ca/(Ca+Cb))。
(式1)V1＝Vrvs+Vth+α·ΔVdata＝Vrvs+Vth+α(Vdata-Vss)電容器C1、C2中，相當於根據式1算出的電壓V1的電荷作為數據被寫入。在該期間t1～t2中，節點N2的電壓V2，不受節點N1的電壓變動的影響，基本上維持在Vrvs+Vth。其原因是，因為這些節點N1、N2，通過第2電容器C2電容耦合，通常，由於該電容器C2的容量是比有機EL元件OLED自身容量小很多的緣故。並且，在該期間t1～t2中，將電源線L(i)設為VL＝Vss的原因，是由於通過不流動驅動電流Ioled，因此限制了有機EL元件OLED的發光。還有，在該期間t1～t2中，由於開關電晶體T5截止，不流動驅動電流Ioled，有機EL元件OLED也不發光。
然後，在驅動期間t2～t3，按照圖12所示的動作，相當於驅動電晶體T3的溝道電流的驅動電流Ioled向有機EL元件OLED提供，有機EL元件OLED發光。具體講，第1掃描信號SEL1下降到L電平後，開關電晶體T1截止，這樣，提供數據電壓Vdata的數據線X和第1電容器C1被電隔離，驅動電晶體T3的柵極N1中繼續施加由電容器C1、C2保持的數據所對應的電壓。然後，與第1掃描信號SEL1的下降同步，第4掃描信號SEL4上升為H電平，開關電晶體T5導通，同時電源線L(i)的電壓VL(i)也由Vrvs上升到Vdd。結果，由電源線L(i)向對向電極的基準電壓Vss方向形成驅動電流Ioled的路徑。驅動電晶體T3以在飽和領域的動作為前提，在有機EL元件OLED流動的驅動電流Ioled(驅動電晶體T3的溝道電流Ids)，根據式2可以算出。在該式中，Vgs，是驅動電晶體T3的柵極—源極間的電壓。而且，增益係數β，是根據驅動電晶體T3的載流子的遷移度μ、柵極容量A、溝道寬度W、溝道長度L唯一被確定的係數(β＝μAW/L)。
(式2)Ioled＝Ids＝β/2(Vgs-Vth)2這裡，作為驅動電晶體T3的柵極電壓Vg，通過式1算出V1並代入後，則式2可變形為式3。
(式3)Ioled＝β/2(Vg-Vs-Vth)2＝β/2{(Vrvs+Vth+α·ΔVdata)-Vs-Vth}2＝β/2(Vrvs+α·ΔVdata-Vs)2式3中應該留意之處為，驅動電晶體T3發生的驅動電流Ioled，由於Vth的抵消，因此不依賴於驅動電晶體T3的閾值Vth。因此，假如對於電容器C1、C2，以Vth作為基準進行數據的寫入，即使由於製造上的分散偏差或隨時間變化等，Vth產生分散偏差，也能夠生成不受其影響的驅動電流Ioled。
有機EL元件OLED的發光亮度，依據數據電壓Vdata(電壓變化量ΔVdata)由驅動電流Ioled決定，這樣，設定了像素2的灰度。還有，驅動電流Ioled按照圖12所示的路徑流動後，驅動電晶體T3的源極電壓V2，依照由有機EL元件OLED的自身電阻引起的電壓降下Vel，但比最初的Vrvs+Vth還要上升。因此，驅動電晶體T3的柵極N1和源極N2，通過第2電容器C2電容耦合，由於隨著源極電壓V2的上升，柵極電壓V1也上升了，結果，柵極—源極間電壓Vgs大致維持在一定值。
接著在反向偏置期間t3～t4，按照圖13所示動作，為實現有機EL元件OLED的長壽命化，對有機EL元件OLED施加非正向偏置。具體講，在第3掃描信號SEL3上升為H電平的同時，電源線L(i)的電壓VL(i)由Vdd變成Vrvs。而且，在該期間t3～t4，電源線L(i+1)成為VL(i+1)＝Vrvs設定。因此，在節點N2直接施加電源線L(i+1)的電壓Vrvs，由於V2＝Vrvs，有機EL元件OLED被施加了作為非正向偏置的一形式的反向偏置。
待機期間t4～t5，如圖9所示的電壓VL(i)、VL(i+1)在給定期間(這裡為1H)量隨著偏離的同一波形而產生，是調整時刻的期間。還有，關於在接著上述第i像素行之後選擇的第(i+1)像素行，在經1H偏離的時刻，利用電源線L(i+1)，L(i+2)的動作過程同上述過程一樣進行的(有關這之後的像素行也同樣)。
這樣，依據本實施方式，和第1實施方式一樣的原因，能夠減少電源線L的條數。與此同時，通過向驅動電晶體T3施加反向偏置可以抑制Vth偏移；根據向有機EL元件施加非正向偏置而實現有機EL元件OLED長壽命化。
另外，在上述實施方式中，作為電光學元件雖然採用有機EL元件OLED為例進行了說明。但是，本發明並不僅限於此，對於根據驅動電流設定亮度的電光學元件(無機LED顯示裝置、場致發射顯示裝置)，或者根據驅動電流呈現穿透率·反射率的電光學裝置(電致彩色顯示裝置、電泳顯示裝置等)都可有廣泛的適用性。
而且，上述實施方式中的電光學裝置，比如，在包含電視機、投影儀、行動電話機、可攜式終端、移動型電腦、個人電腦等各種各樣的電子機器中都可以安裝。如果在這些電子機器中安裝上述電光學裝置，可以更加提高電子機器的商品價值，達到在市場上增加電子機器的商品競爭力的目的。作為本發明的電光學裝置以外的應用，比如，本發明的像素電路的構成也可以作為生物體晶片等的電子裝置的電子電路採用。
權利要求
1.一種電光學裝置，其特徵在於，具有多條掃描線；多條數據線；多條電源線，其在與所述多條數據線交差的方向延伸；像素組，其對應於所述多條掃描線和所述多條數據線的交差點設置多個像素電路，同時所述多個像素電路的每一個與所述多條電源線中相互鄰接的一對電源線共同連接；掃描線驅動電路，其通過向所述多條掃描線輸出掃描信號，選擇所述掃描線；和電源線控制電路，其與由所述掃描線驅動電路對所述掃描線的選擇同步，將所述多條電源線的電壓設定為可變。
2.一種電光學裝置，其特徵在於，包含多條掃描線；多條數據線；多條電源線，其在與所述多條數據線交差的方向延伸；和多個像素電路，其對應於所述多條掃描線和所述多條數據線的交差點而設置；在所述多條電源線中的一條電源線上，連接所述多個像素電路中的、沿所述多條數據線中的一條數據線相鄰接配置的像素電路。
3.根據權利要求1或2所述的電光學裝置，其特徵在於，所述多條電源線中鄰接的兩條電源線中的一條電源線的電壓值隨時間的變化，相對於該兩條電源線中的另一條電源線的電壓值隨時間的變化偏移了給定時間。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的電光學裝置，其特徵在於，所述多個像素電路的每一個具有電容器，其保持與通過所述多條數據線中的一條數據線提供的數據電流或者數據電壓對應的電荷；驅動電晶體，其根據所述電容器所保持的所述電荷，設定導通狀態；和電光學元件，其根據所述導通狀態設定亮度。
5.根據權利要求4所述的電光學裝置，其特徵在於，所述電源線控制電路，通過可變設定所述多條電源線中的與所述多個像素電路的每一個連接的兩條電源線的電壓值，改變施加在所述驅動電晶體上的偏置方向。
6.根據權利要求5所述的電光學裝置，其特徵在於，所述兩條電源線中的一方電源線與所述驅動電晶體中的一方端部連接；所述兩條電源線中的另一方電源線，連接在所述驅動電晶體的另一方端部與所述電光學元件之間的節點上。
7.根據權利要求6所述的電光學裝置，其特徵在於，所述電源線控制電路，在作為給定期間一部分的驅動期間中，通過將所述一方電源線的電壓設定成比所述給定電壓值高，對所述驅動電晶體施加正向偏置，同時，在與作為所述給定期間一部分的所述驅動期間不同的期間中，通過將所述另一方電源線的電壓設定成比所述一方電源線的電壓值高，而對所述驅動電晶體施加非正向偏置。
8.根據權利要求4所述的電光學裝置，其特徵在於，所述電源線控制電路，通過可變設定所述多條電源線中的與所述多個像素電路的每一個連接的兩條電源線的電壓值，改變施加在所述電光學元件上的偏置方向。
9.根據權利要求8所述的電光學裝置，其特徵在於，所述兩條電源線中的一方電源線與所述驅動電晶體中的一方端部連接；所述兩條電源線中的另一方電源線，連接在所述驅動電晶體的另一方端部與所述電光學元件之間的節點上。
10.根據權利要求8所述的電光學裝置，其特徵在於，所述電源線控制電路，在作為給定期間一部分的驅動期間中，通過將所述一方電源線的電壓設定成比所述給定電壓值高，對所述電光學元件施加正向偏置，同時，在與作為所述給定期間一部分的所述驅動期間不同的期間中，通過將所述另一方電源線的電壓設定成比所述給定電壓低，而對所述電光學元件施加非正向偏置。
11.一種電子機器，其特徵在於，安裝了權利要求1～10中任一項所述的電光學裝置。
12.一種電光學裝置的驅動方法，在該電光學裝置中，對應於多條掃描線和多條數據線的交差點分別設置包含電光學元件和驅動電晶體的多個像素電路，所述多個像素電路的每一個共同連接在與所述多條掃描線對應設置的多條電源線中相互鄰接的一對電源線上，其特徵在於，所述電光學裝置的驅動方法具有第1步驟，通過所述多條數據線中的一條數據線，向所述多個像素電路的每一個提供數據信號；第2步驟，對所述電光學元件施加正向偏置，該正向偏置與由所述數據信號設定的所述驅動電晶體的導通狀態對應；第3步驟，對所述電光學元件施加非正向偏置；和第4步驟，用於恢復由於所述正向偏置的施加引起的所述驅動電晶體的特性的變化或劣化。
13.根據權利要求12所述的電光學裝置的驅動方法，其特徵在於，所述第3步驟以及所述第4步驟在相互不同的期間內進行。
14.根據權利要求12或13所述的電光學裝置的驅動方法，其特徵在於，所述第4步驟在切斷了所述電光學元件和所述驅動電晶體之間的電連接狀態下進行。
15.根據權利要求12～14中任一項所述的電光學裝置的驅動方法，其特徵在於，在所述第4步驟中，對所述驅動電晶體施加非正向偏置。
16.根據權利要求12～15中任一項所述的電光學裝置的驅動方法，其特徵在於，在所述第2步驟中，通過將所述一方電源線的電壓設定成比所述給定電壓高，對所述驅動電晶體施加正向偏置；在所述第4步驟中，通過將所述另一方電源線的電壓設定成比所述一方電源線的電壓高，對所述驅動電晶體施加非正向偏置。
17.一種電光學裝置的驅動方法，該電光學裝置具備與多條掃描線和多條數據線的交差點對應的、分別包含電光學元件和驅動電晶體的多個像素電路，其特徵在於，所述電光學裝置的驅動方法具有第1步驟，通過所述多條數據線中的一條數據線，向所述多個像素電路的每一個提供數據信號；第2步驟，對所述電光學元件施加正向偏置，該正向偏置與由所述數據信號設定的所述驅動電晶體的導通狀態對應；第3步驟，對所述電光學元件施加非正向偏置；和第4步驟，對所述驅動電晶體施加非正向偏置。
18.根據權利要求12～17中任一項所述的電光學裝置，其特徵在於，在對所述驅動電晶體的特性分散誤差進行補償的基礎上，設定所述驅動電晶體的導通狀態。
19.一種電光學裝置的驅動方法，該電光學裝置具備與多條掃描線和多條數據線的交差點對應的、分別包含電光學元件和驅動電晶體的多個像素電路，其特徵在於，所述電光學裝置的驅動方法具有第1步驟，通過所述多條數據線中的一條數據線，向所述多個像素電路的每一個提供數據信號；第2步驟，對所述電光學元件施加正向偏置，該正向偏置與由所述數據信號設定的所述驅動電晶體的導通狀態對應；和第3步驟，對所述電光學元件以及所述驅動電晶體中的至少任一方施加非正向偏置；在對所述驅動電晶體的特性分散誤差進行補償的基礎上，設定所述驅動電晶體的導通狀態。
全文摘要
本發明中，各個像素(2)，設置在對應於掃描線(Y1～Yn)和數據線(X1～Xm)的各交差處，同時對應於掃描線(Y1～Yn)設置的電源線(L1～Ln+1)中，相互鄰接的電源線(如L1、L2)共同連接。掃描線驅動電路(3)，通過向掃描線(Y1～Yn)輸出掃描信號，來選擇掃描線(Y)。電源線控制電路(6)，與掃描驅動電路(3)對掃描線Y的選擇同步，將電源線(L1～Ln+1)的電壓設定為可變。這樣，可以降低向像素電路提供電壓的電源線的條數。
文檔編號H05B33/04GK1591105SQ20041006830
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月27日 優先權日2003年8月29日
發明者宮澤貴士 申請人:精工愛普生株式會社