電光裝置、電光裝置的驅動方法

2023-06-24 03:08:31 1

專利名稱：電光裝置、電光裝置的驅動方法
技術領域：
本發明涉及將由電流驅動的電流驅動元件作為發光元件利用的電光 裝置。
背景技術：
近年來，利用液晶的顯示裝置(以下稱顯示板)作為薄型顯示裝置正 在普及。這種類型的顯示板，與CTR顯示板相比，消耗電力低且省空間。 因此，有效地發揮這種類型的顯示板的優點，製造出更低消耗電力、更省 空間的顯示板是重要的。另外，這種類型的顯示裝置裡有不利用液晶而利用電流驅動型發光元 件進行顯示的顯示板。該電流驅動型發光元件不同於液晶，由於是通過供 給電流而發光的自發光元件，故不需要背光，可以適應低消耗電力化的市 場要求。而且，具有在高視野角、高對比度方面優越的顯示性能。即使在 這種電流驅動型發光元件中，也由於EL元件可以達成大面積化、高精細 化、全色化的目的，故特別適用於顯示板。在該EL元件中，因為有機EL元件具有高的量子效率，故受到注目。作為驅動這種有機EL元件的電路(像素電路)，提出圖10 (a)所示 的電路。圖10 (b)是表示圖10 (a)的電路工作的時間圖。圖10 (a)的 像素電路由兩個電晶體即N型電晶體T8與P型電晶體T9、數據保持用保 持電容器C和有機EL元件11構成。而且，由柵極線12進行電晶體T9 的開關動作，將從數據線供給的數據信號Vdata作為電荷，並保持在保持 電容器C內，利用保持在該保持電容器C內的電荷使電晶體T8變為接通狀態，將對應於數據信號Vdata的電流量向有機EL元件11供給，有機 EL元件11進行發光(例如，專利文獻l)。 (專利文獻l) WO98/36407號公報
然而，有機EL元件等電流驅動型元件，利用電流控制比利用電壓控 制還容易。這是因為有機EL元件是相對於電流量決定亮度，作為數據信 號利用電流則更能正確地控制的原因。再有，在利用N型、P型等具有多 種極性的電晶體組合來構成像素電路時，電晶體的製造工藝比只以任何一 種極性的電晶體構成時複雜。

發明內容
因此，本發明的目的之一在於，作為向像素電路供給的數據，可以利 用電流，且可以統一像素電路的構成電晶體的極性。
此外，根據電晶體的製造工藝，作為電晶體的極性，有時只能實現N 型。因此，本發明的目的之一在於，用N型統一所有構成像素電路的電晶體。
再有，根據有機EL元件的製造工藝，有時必須在多個像素電路之間 統一有機EL元件的陰極。因此，本發明的目的之一在於，使有機EL元 件的陰極在多個像素電路之間通用。
還有，在構成像素電路的電晶體中包含非晶矽電晶體時，根據像素電 路的工作條件，有時非晶矽電晶體的閾值電壓移位。因此，本發明的目的 之一在於，在像素電路內包含非晶矽電晶體時，使其具有恢復非晶矽晶體 管的閾值電壓移位的功能。
為了解決上述問題，本發明的電光裝置由有源矩陣驅動法驅動，其特 徵在於，包括單位電路矩陣，分別包含具有陽極與陰極的發光元件及用 於調節上述發光元件的發光灰度的多個單位電路排列為矩陣狀；多根柵極 線，分別連接在沿著上述單位電路矩陣的行方向排列的單位電路組上；和 多根數據線，分別連接在沿著上述單位電路矩陣的列方向排列的單位電路 組上，根據通過上述數據線而流經上述單位電路的電流大小，控制上述發 光元件的發光灰度，上述單位電路所含的多個電晶體的極性均相同。由此，可以將電流作為向單位電路供給的數據信號利用，可以實現作 為發光元件的有機EL元件的控制的高精度化。而且，因為單位電路所包 含的電晶體的極性都相同，故和組合不同極性的電晶體相比，可以簡化制 造工藝或提高成品率。
在上述電光裝置中，優選上述單位電路所含的多個電晶體的極性全部 為N型。
這種情況下，即使在只能利用N型電晶體的製造工藝中，也可以應用
本發明。因此，電晶體的製造工藝的限制條件減少，從而可以期望降低制 造費用。
在上述電光裝置中，優選上述發光元件的陰極在上述單位電路之間共 同連接。
這種情況下，在有機EL元件的製造中，即使在必須通用陰極的製造 工藝中也可以應用本發明。因此，有機EL元件的製造工藝的限制條件減 少，且可以期望降低製造費用。
另外，本發明的電光裝置，其特徵在於，還包括具有可以改變上述單 位電路所含電晶體的工作狀態的功能的特性調整電路。
在上述電光裝置中，優選上述特性調整電路具有更換上述單位電路所 含的所定電晶體的源極與漏極之間關係的功能。
根據該發明，在單位電路內包含非晶矽電晶體時，能夠使其電晶體的 閾值電壓移位恢復。
另外，本發明的電光裝置，其特徵在於，上述特性調整電路包括電位 固定電路，上述電位固定電路具有將上述單位電路所含的所定電晶體的柵 極、源極或漏極中的至少一個端子的電位固定為所定電位的功能。
由此，在單位電路裡包含非晶矽電晶體時，能使其電晶體的閾值電壓 移位恢復。
在上述電光裝置中，上述特性調整電路包括電位固定電路，優選上述 電位固定電路具有將上述單位電路所含的所定電晶體的柵極電壓設定為 比該電晶體的源極電壓還低的電壓的功能。
根據該發明，在單位電路裡包含非晶矽電晶體時，能使其電晶體的閾 值電壓移位恢復。在上述電光裝置中，上述單位電路包括非晶矽電晶體，優選上述特性
調整電路具有更換上述非晶矽電晶體的源極與漏極之間的關係的功能。 這種情況下，能夠使非晶矽電晶體的閾值電壓移位恢復。 在上述電光裝置中，上述單位電路包括非晶矽電晶體，優選上述電位
固定電路具有將上述非晶矽電晶體的柵極、源極或漏極中的至少一個端子
的電位固定為所定電位的功能。
這種情況下，也能使非晶矽電晶體的閾值電壓移位恢復。 在上述電光裝置中，上述單位電路包括非晶矽電晶體，優選上述電位
固定電路具有將上述非晶矽電晶體的柵極電壓設定為比該非晶矽電晶體
的源極電壓還低的電壓的功能。
這種情況下，也能使非晶矽電晶體的閾值電壓移位恢復。
另外，本發明的電光裝置，其特徵在於，上述單位電路包括斷路上述
發光元件的電流通路的電流斷路機構，上述單位電路具有在電流通過上述
數據線而流經上述單位電路期間的至少一部分期間內，將上述電流斷路機
構設定為活性狀態的功能。
由此，在使電流通過數據線而流經單位電路的期間即向單位電路寫入
電流期間內，可以將有機EL元件排除在電流寫入路徑之外。通過將具有 大的寄生電阻的有機EL元件排除在電流寫入路徑之外，從而可以縮短電 流寫入動作所需的時間。
此外，本發明的電光裝置，其特徵在於，上述單位電路包括連接上述 發光元件的陽極與陰極之間的短路機構，上述單位電路具有在電流通過上 述數據線而流經上述單位電路期間的至少一部分期間內，將上述短路機構 設定為活性狀態的功能。
由此，在向單位電路寫入電流期間內，由於可以減小電流寫入路徑的 電阻，故可以縮短電流寫入動作所需的時間。
其次，本發明的電光裝置的驅動方法，其驅動利用有源矩陣驅動法的 電光裝置，該電光裝置包括單位電路矩陣，分別包含具有陽極與陰極的
發光元件及用於調節上述發光元件的發光灰度的多個單位電路排列為矩
陣狀；多根柵極線，分別連接在沿著上述單位電路矩陣的行方向排列的單 位電路組上；和多根數據線，分別連接在沿著上述單位電路矩陣的列方向排列的單位電路組上，其特徵在於，上述單位電路所含的多個電晶體的極 性均相同，根據通過上述數據線而流經上述單位電路的電流大小來控制上 述發光元件的發光灰度。
由此，可以將電流作為向單位電路供給的數據信號利用，可以實現有 機EL元件的控制的高精度化。而且，因為包含在單位電路內的多個晶體 管的極性都相同，和組合不同極性的電晶體相比，可以簡化製造工藝或提 高成品率。
另外，本發明的電光裝置的驅動方法，其特徵在於，具備特性調整電 路，上述特性調整電路使上述單位電路所含電晶體的工作狀態變化。
在上述電光裝置的驅動方法中，優選上述特性調整電路更換上述單位 電路所含的所定電晶體的源極和漏極之間的關係。
根據該發明，在單位電路裡包含非晶矽電晶體時，能使其電晶體的閾 值電壓移位恢復。
在上述電光裝置的驅動方法中，上述特性調整電路包括電位固定電 路，優選上述電位固定電路將上述單位電路所含的所定電晶體的柵極、源 極或漏極中的至少一個端子的電位固定為所定電位。
根據該發明，在單位電路裡包含非晶矽電晶體時，能使其電晶體的閾 值電壓移位恢復。
在上述電光裝置的驅動方法中，上述特性調整電路包括電位固定電 路，優選上述電位固定電路將上述單位電路所含電晶體的柵極電壓設定為 比該電晶體的源極電壓還低的電壓。
根據該發明，在單位電路裡包含非晶矽電晶體時，能夠使其電晶體的 閾值電壓移位恢復。
在上述電光裝置的驅動方法中，上述單位電路包含非晶矽電晶體，優 選上述特性調整電路更換上述非晶矽電晶體的源極與漏極之間的關係。
這種情況下，能夠使非晶矽電晶體的閾值電壓移位恢復。
在上述電光裝置的驅動方法中，上述單位電路包含非晶矽電晶體，優 選上述電位固定電路將上述非晶矽電晶體的柵極、源極或漏極中的一個端 子的電位固定為所定電位。
這種情況下，也能使非晶矽電晶體的閾值電壓移位恢復。在上述電光裝置的驅動方法中，上述特性調整電路包括電位固定電 路，優選上述電位固定電路將上述非晶矽電晶體的柵極電壓設定為比該非 晶矽電晶體的源極電壓還低的電壓。
這種情況下，也能使非晶矽電晶體的閾值電壓移位恢復。 還有，本發明的電光裝置的驅動方法，其特徵在於，上述單位電路包 含斷路上述有機EL元件的電流通路的電流斷路機構，上述單位電路在電 流通過上述數據線而流經上述單位電路期間的至少一部分期間內，將上述 電流斷路機構設定為活性狀態。
由此，在向單位電路寫入電流期間內，能將有機EL元件電氣地排除 在電流寫入路徑之外。由於將具有大的寄生電阻的有機EL元件排除在電 流寫入路徑之外，故可以縮短電流寫入動作所需要的時間。
另外，本發明的電光裝置的驅動方法，其特徵在於，上述單位電路包 括連接上述有機EL元件的陽極與陰極之間的短路機構，上述單位電路在 電流通過上述數據線而流經上述單位電路期間的至少一部分期間內，將上 述短路機構設定為活性狀態。
由此，在向單位電路寫入電流期間內，由於可以減小電流寫入路徑的 電阻，故可以縮短電流寫入動作所需要的時間。
圖1是表示本發明的單位電路矩陣的示意圖。 圖2是表示本發明的第1實施方式的電路圖及其時間圖的一例。 圖3是表示本發明的第1實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖4是表示本發明的第2實施方式的電路圖及其時間圖的一例。 圖5是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖的一
圖6是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖7是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖8是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖9是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖10是表示以往的像素電路的電路圖及其時間圖的一例。


圖11是表示本發明的第1實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。圖12是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖13是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖14是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖15是表示本發明的第1實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖16是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖17是表示本發明的第1實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖18是表示本發明的第2實施方式的電路圖的變形例及其時間圖。 圖中1、 11—有機EL元件，2 —第1子柵極信號，3—第2子柵極信號，4、 13 —數據線，12 —柵極線，101、 201—像素電路，102—特性調整電路，103 —電位固定電路，IOOO —單位電路矩陣。發明的具體實施方式
(第1實施方式)以下，根據

本發明的實施方式。圖1是表示單位電路矩陣1000 的圖。單位電路矩陣1000具有排列為矩陣狀的多個單位電路101。在單位 電路101的矩陣中，分別連接有沿其列方向延伸的多根數據線和沿行方向 延伸的多根柵極線。首先說明第1實施方式。圖2 (a)是表示設於第1實施方式的電光裝 置上的單位電路，即像素電路的構成的電路圖。像素電路101包括作為 具有陽極和陰極的發光元件的有機EL元件1;構成用於調節所述有機EL 元件l的發光灰度的電路的電晶體T1、 T2、 T3、 T4;沿所述像素電路行 方向連接的柵極線；和沿所述像素電路列方向連接的數據線4。數據保持 用的保持電容器C是根據從所述數據線供給的電流，保持電晶體T1的柵 極/源極之間電壓的電容器。在這裡，柵極線包括兩條子柵極線2、 3。像素電路101是根據流經數據線4的電流值調節有機EL元件1的灰 度的電流程序電路。具體地講，該像素電路101，除了有機EL元件1以 外，還包括第1電晶體Tl、第2電晶體T2、第3電晶體T3、第4電晶體 T4和保持電容器C。保持電容器C是用來保持與通過數據線4供給的數 據信號對應的電荷，由此來調節有機EL元件1的發光灰度的電容器。即，保持電容器C相當於保持與流經數據線4的電流相對應的電壓之電壓保持 機構。有機EL元件1由於是與光電二極體同樣的電流注入型(電流驅動 型)的發光元件，故在此用二極體符號來表示。第1電晶體Tl的源極與有機EL元件1連接著。另外，電晶體Tl的 漏極通過電晶體T4連接在電源電位VDD上。電晶體T2的漏極分別與晶 體管T3的源極、電晶體T4的源極、電晶體Tl的漏極連接。電晶體T2 的源極連接在電晶體Tl的柵極上。保持電容器C連接在電晶體Tl的源 極與柵極之間。電晶體T3的漏極連接在數據線4上。有機EL元件1連接 在電晶體Tl的源極與接地電位VSS之間。電晶體T2、電晶體T3的柵極 共同連接在第1子柵極線2上。此外，電晶體T4的柵極連接在第2子柵 極線3上。電晶體T2、電晶體T3是在保持電容器C內積蓄電荷時使用的開關晶 體管。電晶體T4是在有機EL元件1發光期間內保持接通狀態的開關晶體 管。另外，電晶體T1是控制流經有機EL元件1的電流值的驅動電晶體。 電晶體T1的電流值由保持在保持電容器C內的電荷量(積蓄電荷量)控 制。圖2 (b)是表示像素電路101的通常動作的時間圖。在這裡，示出第 l子柵極(sub-gate)線2的電壓值sdl、第2子柵極線3的電壓值sel2、 數據線4的電流值Idata和流經有機EL元件1的電流值IEL。驅動周期Tc包括編程期間Tpr和發光期間Tel。在這裡，所謂"驅動 周期Tc"是指電光裝置的全部有機EL元件1的發光灰度每更新一次的周 期，與所謂的幀周期相同。灰度的更新是在一行份的每個像素電路組進行 一次，在驅動周期Tc期間內，按順序更新N行份的像素電路組的灰度。 例如，在以30Hz更新所有像素電路的灰度時，驅動周期Tc約為33ms。"編程期間Tpr"是在像素電路101內設定有機EL元件1的發光灰度 的期間。在本說明書中，將對像素電路101的灰度設定稱為"編程"。例 如，在驅動周期Tc約為33ms，柵極線的總數N為480條時，編程期間 Tpr約為69ps (=33 ms/480)或其以下。在編程期間Tpr中，首先，將第2子柵極線3設定為L電平，保持晶 體管T4的斷開狀態(關閉)。其次， 一邊使對應於發光灰度的電流值Idata通過數據線4， 一邊將第1子柵極信號2設定為H電平，使電晶體T2、 T3變為接通狀態(打開)。該電流值Idata設定為對應於有機EL元件1的 發光灰度的電流值。保持電容器C變為保持對應於流過電晶體Tl (驅動電晶體)的電流 值Idata的電荷的狀態。結果，存儲於保持電容器C內的電壓施加在晶體 管T1的柵極/源極之間。另外，在本說明書中，將用於編程的數據信號的 電流值Mata稱為"編程電流值Idata"。如果結束編程，則將第1子柵極信號2設定為L電平，電晶體T2、 T3變為斷開狀態，停止流經數據線4的數據信號Idata。在發光期間Td中，維持第1子柵極信號2為L電平，保持電晶體T2、 T3為斷開狀態，將第2子柵極信號3設定為H電平，將電晶體T4設定為 接通狀態。因為在保持電容器C內存儲有對應於編程電流值Idata的電壓， 故在電晶體Tl中流過大致等於編程電流值Idata的電流。因此，在有機 EL元件1中也流過大致等於編程電流值Idata的電流，並以對應於該電流 值Idata的灰度來發光。圖3 (a)是第1實施方式的其他像素電路的示例。圖3 (a)的電晶體 Tl的源極連接在接地電壓VSS上。另外，電晶體Tl的漏極通過電晶體 T4連接在有機EL元件1上。電晶體T2的漏極分別連接在電晶體T3的源 極、電晶體T4的源極、電晶體Tl的漏極上。電晶體T2的源極連接在晶 體管Tl的柵極上。保持電容器C連接在電晶體Tl的源極與柵極之間。 電晶體T3的漏極連接在數據線4上。有機EL元件1連接在電晶體T4的 漏極與電源電壓VDD之間。電晶體T2、 T3的柵極共同連接在第1子柵 極線2上。另外，電晶體T4的柵極連接在第2子柵極線3上。電晶體T2、 T3是在保持電容器C內積蓄電荷時使用的開關電晶體。 電晶體T4是在有機EL元件1的發光期間內保持接通狀態的開關電晶體， 同時也作為在編程期間Tpr中斷路有機EL元件1的電流路徑的電流斷路 機構而發揮功能。另外，電晶體T1是用於控制流經有機EL元件1的電流 值的驅動電晶體。電晶體T1的電流值由保持在保持電容器C內的電荷量 (積蓄電荷量)控制。圖3 (b)是表示圖3 (a)的像素電路的動作的時間圖，但由於其動作原理和圖2 (a)的像素電路相同，故省略其說明。而且，圖3 (a)的像 素電路，在編程期間Tpr中在Idata電流路徑內不包含有機EL元件1的觀 點上與圖2 (a)的像素電路不同。該觀點在減輕Idata的驅動負載上發揮 效果。圖11 (a)是第1實施方式的其他像素電路示例。圖11 (a)的電晶體 Tl的漏極連接在電源電壓VDD上。另外，電晶體Tl的源極分別連接著 電晶體T3的漏極與電晶體T4的漏極。電晶體T2的漏極連接在電源電壓 VDD上。電晶體T2的源極連接著電晶體T1的柵極。保持電容器C連接 在電晶體Tl的源極與柵極之間。電晶體T3的源極連接在數據線4上。有 機EL元件1連接在電晶體T4的源極與接地電壓VSS之間。電晶體T2、 T3的柵極共同連接著第1子柵極線2。另外，電晶體T4的柵極連接在第 2子柵極線3上。電晶體T2、 T3是在保持電容器C內積蓄電荷時使用的開關電晶體。 電晶體T4是在有機EL元件1的發光期間內保持接通狀態的開關電晶體， 同時，作為在編程期間Tpr內斷路有機EL元件1的電流路徑的電流斷路 機構。另外，電晶體T1是用於控制流經有機EL元件1的電流值的驅動晶 體管。電晶體T1的電流值由保持在保持電容器C內的電荷量(積蓄電荷 量)控制。圖11 (b)是表示圖11 (a)的像素電路動作的時間圖，但因為其動作 原理和圖2 (a)的像素電路相同，故省略其說明。另外，圖ll (a)的像 素電路，在編程期間Tpr內在Idata電流路徑中不包含有機EL元件1的觀 點上，與圖2 (a)的像素電路不同。該觀點在減輕Idata的驅動負載上發 揮效果。圖15 (a)是第1實施方式的其他像素電路的示例。電晶體T1的源極 連接著有機EL元件1。此外，電晶體Tl的漏極通過電晶體T4連接在電 源電壓VDD上。電晶體T2的漏極分別連接著電晶體T3的源極、電晶體 T4的源極、電晶體T1的漏極。電晶體T2的源極連接在電晶體T1的柵極 上。電晶體T10的漏極分別連接著電晶體Tl的源極、有機EL元件1的 陽極。另外，電晶體T10的源極分別連接在有機EL元件1的陰極和接地 電壓VSS上。保持電容器C連接在電晶體T1的源極與柵極之間。電晶體T3的漏極連接著數據線4。有機EL元件1連接在電晶體Tl的源極與接 地電壓VSS之間。電晶體T2、 T3、 T10的柵極共同連接著第1子柵極線 2。另外，電晶體T4的柵極連接在第2子柵極線3上。電晶體T2、 T3是在保持電容器C內積蓄電荷時使用的開關電晶體。 電晶體T4是在有機EL元件1的發光期間內保持接通狀態的開關電晶體。 另外，電晶體T1是用於控制通過有機EL元件1的電流值的驅動電晶體。 電晶體T1的電流值由保持在保持電容器C內的電荷量(積蓄電荷量)控 制。另外，電晶體T10具有在編程期間Tpr內使有機EL元件1的陽極與 陰極短路的功能。圖15 (b)是表示圖15 (a)的像素電路動作的時間圖，但由於其動作 原理與圖2 (a)的像素電路相同，故省略其說明。而且，在圖15 (a)的 像素電路中，由於電晶體T10在編程期間Tpr內處於接通狀態，故有機 EL元件1的陽極與陰極短路，和圖2 (a)相比，Idata電流路徑的總電阻 變小。由此，可以減輕Idata的驅動負載。在這裡，圖2 (a)、圖3 (a)、圖11 (a)及圖15 (a)所示的像素電 路101利用編程電流Idata作為數據信號。再有，像素電路101所含的晶 體管的極性均被統一。因此，可以實現有機EL元件1的控制的高精度化， 而且與組合不同極性的電晶體相比，可以期待簡化製造工藝或提高成品 率。另外，圖2 (a)、圖3 (a)、圖11 (a)和圖15 (a)所示的像素電路 101所含的電晶體的極性都是N型電晶體。因此，即使在只能用N型晶 體管的製造工藝中，也可以實現這些像素電路。從而，減少電晶體的制 造工藝中的限制條件，可以期待削減製造費用。再有，在為圖2 (a)、圖11 (a)和圖15 (a)時，像素電路101所含 的有機EL元件1的陰極在多個像素電路101之間共同連接著。因此，在 有機EL元件1的製造中，即使在必須通用陰極的製造工藝中，也可以實 現這些電路。因此，減少有機EL元件1的製造工藝的限制條件，可以期 待削減製造費用。另外，圖3 (a)及圖ll (a)所示的像素電路101，是 在編程期間Tpr內在Idata電流路徑中不包含有機EL元件1的構成。一般，有機EL元件1具有所定的電阻值，但有時與電晶體的通態電阻相比，其電阻非常大。由於圖3 (a)及圖11 (a)所示的像素電路在Idata電流 路徑內不包含有機EL元件1，故可以減小電流路徑的總電阻。這種情形 也同樣適用於圖15 (a)，若利用這些像素電路，則可以降低施加在Idata 電流路徑兩端的電壓。同時，能夠縮短Idata的編程所需的時間。(第2實施方式)接著，說明第2實施方式。圖4 (a)是設於第2實施方式的電光裝置 內的像素電路與特性調整電路的電路圖。圖4 (a)的像素電路101和表示 第1實施方式的圖2 (a)構成相同。特性調整電路102是對包含在像素電路101的電晶體中的，至少對晶 體管T1起作用的電路。特性調整電路102包括電源電位VRF、作為開關 發揮功能的第5電晶體T5的電晶體T5和控制電晶體T5的接通/斷幵的信 號RF。電晶體T5為N型，電晶體T5的柵極連接在信號RF上，源極連 接在數據線4上，漏極連接在電源電位VRF上。另外，將電源電位VRF 設定為接地電位VSS或其以下的電壓。同時，將信號RF、第l子柵極信 號2及第2子柵極信號3的L電平設定為電源電位VRF或其以下。由此， 可以將電晶體T2、 T3、 T4和T5設定為可靠的斷開狀態。圖4 (b)是表示圖4 (a)電路動作的時間圖。在這裡，示出第1子柵 極信號2的電壓值sdl、第2子柵極信號3的電壓值sd2、數據線4的電 流值Idata、通過有機EL元件1的電流值正L和信號RF的電壓值。驅動周期Tc包括編程期間Tpr、發光期間Tel和調整期間Trf。在這裡， "驅動周期Tc"與"編程期間Tpr"相同於第1實施方式，但新增加有"調 整期間Trf"。調整期間Trf是特性調整電路102對像素電路101造成影響 的期間。對圖4 (a)的電路動作進行說明。在編程期間Tpr內，在保持電容器 C內存儲電晶體T1的柵極/源極之間對應於電流值Idata的電壓。接著，在 發光期間Tel內，在有機EL元件1中流過大致等於編程電流值Idata的電 流，以對應於該電流值Idata的灰度進行發光。由於從編程期間Tpr到發 光期間Td為止，將電晶體T5設定為斷開狀態，故特性調整電路102對像素電路101無影響。然後，在調整期間Trf內，停止Idata，電晶體T2、 T3、 T5都變為接通狀態，電晶體T1的柵極變為電源電位VRF。此時，因 為圖4 (a)的節點q通過有機EL元件1連接著接地電壓VSS，故節點q 電位變為接地電壓VSS或其以上的值。由於電晶體T1的柵極和節點p設 定為接地電壓VSS以下的電源電位VRF，故電晶體T1變為斷開狀態。因 為電晶體T1變為斷開狀態，故有機EL元件1不發光。在這裡，在使電源電位VRF低於接地電壓VSS時，節點p與節點q 的電位大小的關係在編程期間Tpr和發光期間Tel內，節點p的電位>節 點q的電位，與此相反，在調整期間Trf內，變為節點p的電位〈節點q 的電位，電位大小的關係相反。S卩，更換電晶體T1的源極/漏極關係。例 如，在像素電路101內的電晶體T1為非晶矽電晶體時，若繼續在直流狀 態下使用電晶體Tl，則一般閾值電壓移位。作為防止這種情形的方法， 公知更換電晶體的源極/漏極的方法或將電晶體定期地設為斷開狀態的方 法。根據圖4 (a)的電路，在用非晶矽電晶體構成電晶體T1時，因為可 以更換電晶體T1的源極/漏極，故能使閾值電壓移位恢復。圖5 (a)是設於第2實施方式的電光裝置內的其他電路的示例。圖5 (a)的電路，除了電位固定電路103以外的部分和圖4 (a)構成相同。電位固定電路103是電位固定像素電路101的所定節點的電路。電位 固定電路103包括具有開關功能的第6電晶體T6，向電晶體T6的柵極供 給接地電壓VSS。電晶體T6為N型電晶體，電晶體T6的源極和漏極分 別連接著電晶體T1的源極和漏極。而且，在為圖5 (a)電路時，電源電 位VRF設定為比接地電壓VSS還低電晶體T6的閾值電壓Vth (T6)的電 位或其以下。另外，與圖4 (a)同樣，信號RF、第1子柵極信號2和第 2子柵極信號3的L電平設定為電源電位VRF或其以下。由此，可以將晶 體管T2、 T3、 T4和T5設定為可靠的斷開狀態。另外，在本說明書中， 將電位固定電路103作為特性調整電路102的一部分而進行說明。圖5 (b)是表示圖5 (a)電路的動作的時間圖。在這裡，示出第1 子柵極線2的電壓值sell 、第2子柵極線3的電壓值sd2、數據線4的電 流值Idata、流過有機EL元件1的電流值IEL和信號RF的電壓值。和圖 4 (a)同樣，驅動周期Tc包括編程期間Tpr、發光期間Tel和調整期間Trf。在這裡，"驅動周期Tc"和"編程期間Tpr"和圖4 (a)的電路相同，但 "調整期間Trf"的動作不同於圖4 (a)的電路。說明圖5 (a)的電路動作。在編程期間Tpr內，在保持電容器C內存 儲電晶體T1的柵極/源極之間對應於電流值Idata的電壓。接著，在發光 期間Tel內，在有機EL元件1中通過大致等於編程電流值Idata的電流， 以對應於該電流值Idata的灰度進行發光。從編程期間Tpr到發光期間Tel 為止，將電晶體T5設定為斷開狀態。再有，由於電晶體T6的柵極電位為 節點p和節點q的電位或其以下，故電晶體T6為斷開狀態。因此，包含 電位固定電路103的特性調整電路102對像素電路101無影響。然後，在 調整期間Trf內停止Idata，電晶體T2、 T3、 T5都變為接通狀態，電晶體 Tl的柵極變為電源電位VRF。此時，由於圖5 (a)節點p設定為VSS — Vth (T6)或其以下的電源電位VRF，故電晶體T6變為接通狀態，節點q 設定為電源電位VRF。在該狀態下，因為電晶體T1的柵極、源極和漏極 都變為電源電位VRF，故電晶體T1變為斷開狀態。另外，因為節點q設 定為VSS—Vth (T6)或其以下的電源電位VRF，故有機EL元件1變為 反向偏置狀態，不發光。在這裡，如果考慮電晶體T6的通態電阻，則節點p的電位應該比節 點q的電位還低。因此，節點p和節點q中的電位的大小關係，在編程期 間Tpr和發光期間Td內，節點p的電位〉節點q的電位，與此相反，在 調整期間Trf內變為節點p的電位〈節點q的電位，和圖4 (a)的電路同 樣，電位的大小關係變為相反。由此，例如在用非晶矽電晶體構成像素電 路101內的電晶體T1時，能夠使電晶體T1的閾值電壓移位恢復。和圖4(a)的電路不同之處在於，將節點q固定為電源電位VRF。由 於在圖4 (a)電路的情況下節點q為浮動狀態，故相對電晶體T1不能可 靠地設定節點p的電位〈節點q的電位，與此相對，在圖5 (a)電路的情 況下，因為節點q為電源電位VRF，故可以相對電晶體T1可靠地設定節 點p的電位〈節點q的電位。因此，在用非晶矽電晶體構成電晶體T1時， 圖5 (a)的電路使電晶體T1的閾值電壓移位恢復的效果比圖4 (a)的電 路大。圖6 (a)是設在第2實施方式的電光裝置內的其他電路圖的示例。圖6 (a)的電路，相對圖4 (a)的電路變更特性調整電路102的構成。還有， 與圖5 (a)的電路不同的是，電位固定機構103直接成為特性調整電路 102。電位固定電路103和圖5 (a)的電路同樣，是電位固定像素電路IOI 的所定節點的電路。電位固定電路103包括電源電位VRF、具有開關功 能的第7電晶體T7、控制電晶體T7接通/斷開的信號RF。電晶體T7為N 型，且電晶體T7的柵極連接著信號RF，漏極連接著電晶體T1的柵極， 源極連接著電源電位VRF。圖6 (b)是表示圖6 (a)電路的動作的時間圖。在這裡，示出第1 子柵極線2的電壓值se11、第2子柵極線3的電壓值sel2、數據線4的電 流值Idata、通過有機EL元件1的電流值正L和信號RF的電壓值。和圖 4 (a)、圖5 (a)同樣，驅動周期Tc包括編程期間Tpr、發光期間Tel和 調整期間Trf。在這裡，"驅動周期Tc"和"編程期間Tpr"和圖4 (a)同 樣，但"調整期間Trf"的動作不同於圖4 (a)、圖5 (a)的電路。說明圖6 (a)的電路的動作。在編程期間Tpr內，在保持電容器C中 存儲電晶體T1的柵極/源極之間對應於電流值Idata的電壓。接著，在發 光期間Td內，在有機EL元件1中通過大致等於編程電流值Idata的電流， 以對應於該電流值Idata的灰度進行發光。由於從編程期間Tpr到發光期 間Td為止，電晶體T7設定為斷開狀態，故特性調整電路102對像素電 路101沒有影響。然後，在調整期間Trf內，由於電晶體T2、 T3變為斷 開狀態，電晶體T7變為接通狀態，故電晶體T1的柵極被設定為電源電位 VRF。若將電源電位VRF設定為很小的電壓，則電晶體Tl變為斷開狀態， 有機EL元件1不發光。在這裡，在編程期間Tpr和發光期間Tel內，電晶體Tl處於接通狀態， 與此相反，在調整期間Trf內電晶體Tl處於關閉狀態，電晶體Tl具有接 通狀態和斷開狀態等兩個狀態。由此，例如在用非晶矽電晶體構成電晶體 Tl時，能使電晶體T1的閾值電壓移位恢復。另外，因為通過調整電源電 位VRF，從而可以調整電晶體Tl的偏置狀態，故例如通過將電晶體Tl 的柵極設定為比源極電壓還低，從而可以期待恢復閾值電壓移位的效果。接下來，在圖7 (a)、圖8 (a)和圖9 (a)中表示以第1實施方式的圖3 (a)的電路為基礎，實現第2實施方式的電路。圖7 (a)對應於圖4 (a)，圖8 (a)對應於圖5 (a)，圖9 (a)對應於圖6 (a)。另外，在圖 8 (a)電路中，刪除了圖5 (a)的電晶體T5和電源電位VRF。這是因為 即使刪除電晶體T5與電源電位VRF，也可以得到和圖5 (a)同等的效果。 在圖7 (b)、圖8 (b)和圖9 (b)中分別表示圖7 (a)、圖8 (a)和 圖9 (a)的時間圖。因為圖7 (a)、圖8 (a)和圖9 (a)基本的電路動作 和圖4 (a)、圖5 (a)、圖6 (a)同樣，故省略其說明，但可以期待和圖4 (a)、圖5 (a)、圖6 (a)同等的效果。接著，在圖12 (a)、圖13 (a)和圖14 (a)中表示以第1實施方式 的圖11 (a)的電路為基礎，實現第2實施方式的電路。圖12 (a)對應 於圖4 (a)，圖13 (a)對應於圖5 (a)，圖14 (a)對應於圖6 (a)。而 且，在圖13 (a)電路中，刪除了圖5 (a)的電晶體T5和電源電位VRF。 這是因為即使刪除電晶體T5與電源電位VRF，也可以的得到和圖5 (a) 同等的效果。在圖12 (b)、圖13 (b)和圖14 (b)中分別表示圖12 (a)、圖13 (a) 和圖14 (a)的時間圖。因為圖12 (a)、圖13 (a)和圖14 (a)基本的電 路動作和圖4 (a)、圖5 (a)、圖6 (a)同樣，故省略其說明，但可以期 待和圖4 (a)、圖5 (a)、圖6 (a)同等的效果。然後，在圖16 (a)、圖17 (a)和圖18 (a)中表示以第1實施方式 的圖15 (a)的電路為基礎，實現第2實施方式的電路。圖16 (a)對應 於圖4 (a)，圖17 (a)對應於圖5 (a)，圖18 (a)對應於圖6 (a)。而 且，在圖17 (a)電路中，刪除了圖5 (a)的電晶體T5和電源電位VRF。 這是因為即使刪除電晶體T5與電源電位VRF，也可以得到和圖5 (a)同 等的效果。在圖16 (b)、圖17 (b)和圖18 (b)中分別表示圖16 (a)、圖17 (a) 和圖18 (a)的時間圖。因為圖16 (a)、圖17 (a)和圖18 (a)基本的電 路動作和圖4 (a)、圖5 (a)、圖6 (a)同樣，故省略其說明，但可以期 待和圖4 (a)、圖5 (a)、圖6 (a)同等的效果。雖然在上述各實施例中說明了利用有機EL元件的電光裝置的示例， 但本發明也能應用在利用有機EL元件以外的發光元件的電光裝置或顯示裝置中。例如，可以適用在具有能根據驅動電流調整發光灰度的其他種類的發光元件(LED或FED等)的裝置中。
權利要求
1.一種電光裝置，包括多根柵極線；多根數據線；和與所述多根柵極線和所述多根數據線的各交叉部位對應而設置的像素電路，特徵在於所述像素電路包括具有陽極和陰極的發光元件；用於控制所述發光元件的發光的灰度的電路；用於斷路所述發光元件的電流路徑的電流斷路機構；以及電位固定電路，所述發光元件由包含發光期間和接著該發光期間的調整期間的驅動周期驅動，所述像素電路具有在通過所述數據線而將電流流經所述像素電路期間當中的至少一部分期間內，將所述電流斷路機構設定為活性狀態的功能，所述電位固定電路在所述調整期間，將規定電位供給所述像素電路所包含的規定電晶體。
2. —種電光裝置，包括多根柵極線；多根數據線；和與所述多根柵 極線和所述多根數據線的各交叉部位對應而設置的像素電路，特徵在於所述像素電路包括具有陽極和陰極的發光元件；用於控制所述發光 元件的發光的灰度的電路；用於在所述發光元件的陽極和陰極之間進行連 接的短路機構；以及電位固定電路，所述發光元件由包含發光期間和接著該發光期間的調整期間的驅動 周期驅動，所述像素電路具有在通過所述數據線而將電流流經所述像素電路期 間當中的至少一部分期間內，將所述短路機構設定為活性狀態的功能，所述電位固定電路在所述調整期間，將規定電位供給所述像素電路所 包含的規定電晶體。
3. 根據權利要求1或2所述的電光裝置，其特徵在於，所述電位固定 電路在所述調整期間，將所述像素電路所包含的驅動電晶體的柵極、源極 或漏極中的至少一個端子的電位固定為規定電位。
4. 根據權利要求1到3任何一項所述的電光裝置，其特徵在於，所述 像素電路所包含的多個電晶體的極性全部為N型。
5. 根據權利要求4所述的電光裝置，其特徵在於，所述發光元件的陰 極在多個所述像素電路之間被共同連接。
6. 根據權利要求1到5任何一項所述的電光裝置，其特徵在於，所述像素電路包含非晶矽電晶體。
7. 根據權利要求1到6任何一項所述的電光裝置，其特徵在於， 所述發光元件是有機EL元件。
8. —種電光裝置的驅動方法，所述電光裝置包括多根柵極線；多根 數據線；和與所述多根柵極線和所述多根數據線的各交叉部位對應而設置 的像素電路，特徵在於所述像素電路包括具有陽極和陰極的發光元件；用於控制所述發光 元件的發光的灰度的電路；用於斷路所述發光元件的電流路徑的電流斷路 機構；以及電位固定電路，所述發光元件由包含發光期間和接著該發光期間的調整期間的驅動 周期驅動，所述像素電路在通過所述數據線而將電流流經所述像素電路期間當 中的至少一部分期間內，將所述電流斷路機構設定為活性狀態，所述電位固定電路在所述調整期間，將規定電位供給所述像素電路所 包含的規定電晶體。
9. 一種電光裝置的驅動方法，所述電光裝置包括多根柵極線；多根 數據線；和與所述多根柵極線和所述多根數據線的各交叉部位對應而設置 的像素電路，特徵在於所述像素電路包括具有陽極和陰極的發光元件；用於控制所述發光 元件的發光的灰度的電路；用於在所述發光元件的陽極和陰極之間進行連 接的短路機構；以及電位固定電路，所述發光元件由包含發光期間和接著該發光期間的調整期間的驅動 周期驅動，所述像素電路在通過所述數據線而將電流流經所述像素電路期間當 中的至少一部分期間內，將所述短路機構設定為活性狀態，所述電位固定電路在所述調整期間，將規定電位供給所述像素電路所 包含的規定電晶體。
全文摘要
本發明提供一種在由包含非晶矽電晶體的像素電路驅動有機EL元件時，可以防止非晶矽電晶體的閾值移位的電光裝置及電光裝置的驅動方法。具備能夠使像素電路內的非晶矽電晶體的閾值移位恢復的功能的特性調整電路。
文檔編號H05B33/08GK101231820SQ20081008139
公開日2008年7月30日 申請日期2004年5月18日 優先權日2003年5月19日
發明者今村陽一, 小澤德郎, 河西利幸 申請人:精工愛普生株式會社