电光装置、电光装置的驱动方法

专利名称：电光装置、电光装置的驱动方法
技术领域：
本发明涉及将由电流驱动的电流驱动元件作为发光元件利用的电光 装置。
背景技术：
近年来，利用液晶的显示装置(以下称显示板)作为薄型显示装置正 在普及。这种类型的显示板，与CTR显示板相比，消耗电力低且省空间。 因此，有效地发挥这种类型的显示板的优点，制造出更低消耗电力、更省 空间的显示板是重要的。另外，这种类型的显示装置里有不利用液晶而利用电流驱动型发光元 件进行显示的显示板。该电流驱动型发光元件不同于液晶，由于是通过供 给电流而发光的自发光元件，故不需要背光，可以适应低消耗电力化的市 场要求。而且，具有在高视野角、高对比度方面优越的显示性能。即使在 这种电流驱动型发光元件中，也由于EL元件可以达成大面积化、高精细 化、全色化的目的，故特别适用于显示板。在该EL元件中，因为有机EL元件具有高的量子效率，故受到注目。作为驱动这种有机EL元件的电路(像素电路)，提出图10 (a)所示 的电路。图10 (b)是表示图10 (a)的电路工作的时间图。图10 (a)的 像素电路由两个晶体管即N型晶体管T8与P型晶体管T9、数据保持用保 持电容器C和有机EL元件11构成。而且，由栅极线12进行晶体管T9 的开关动作，将从数据线供给的数据信号Vdata作为电荷，并保持在保持 电容器C内，利用保持在该保持电容器C内的电荷使晶体管T8变为接通状态，将对应于数据信号Vdata的电流量向有机EL元件11供给，有机 EL元件11进行发光(例如，专利文献l)。 (专利文献l) WO98/36407号公报
然而，有机EL元件等电流驱动型元件，利用电流控制比利用电压控 制还容易。这是因为有机EL元件是相对于电流量决定亮度，作为数据信 号利用电流则更能正确地控制的原因。再有，在利用N型、P型等具有多 种极性的晶体管组合来构成像素电路时，晶体管的制造工艺比只以任何一 种极性的晶体管构成时复杂。

发明内容
因此，本发明的目的之一在于，作为向像素电路供给的数据，可以利 用电流，且可以统一像素电路的构成晶体管的极性。
此外，根据晶体管的制造工艺，作为晶体管的极性，有时只能实现N 型。因此，本发明的目的之一在于，用N型统一所有构成像素电路的晶体管。
再有，根据有机EL元件的制造工艺，有时必须在多个像素电路之间 统一有机EL元件的阴极。因此，本发明的目的之一在于，使有机EL元 件的阴极在多个像素电路之间通用。
还有，在构成像素电路的晶体管中包含非晶硅晶体管时，根据像素电 路的工作条件，有时非晶硅晶体管的阈值电压移位。因此，本发明的目的 之一在于，在像素电路内包含非晶硅晶体管时，使其具有恢复非晶硅晶体 管的阈值电压移位的功能。
为了解决上述问题，本发明的电光装置由有源矩阵驱动法驱动，其特 征在于，包括单位电路矩阵，分别包含具有阳极与阴极的发光元件及用 于调节上述发光元件的发光灰度的多个单位电路排列为矩阵状；多根栅极 线，分别连接在沿着上述单位电路矩阵的行方向排列的单位电路组上；和 多根数据线，分别连接在沿着上述单位电路矩阵的列方向排列的单位电路 组上，根据通过上述数据线而流经上述单位电路的电流大小，控制上述发 光元件的发光灰度，上述单位电路所含的多个晶体管的极性均相同。由此，可以将电流作为向单位电路供给的数据信号利用，可以实现作 为发光元件的有机EL元件的控制的高精度化。而且，因为单位电路所包 含的晶体管的极性都相同，故和组合不同极性的晶体管相比，可以简化制 造工艺或提高成品率。
在上述电光装置中，优选上述单位电路所含的多个晶体管的极性全部 为N型。
这种情况下，即使在只能利用N型晶体管的制造工艺中，也可以应用
本发明。因此，晶体管的制造工艺的限制条件减少，从而可以期望降低制 造费用。
在上述电光装置中，优选上述发光元件的阴极在上述单位电路之间共 同连接。
这种情况下，在有机EL元件的制造中，即使在必须通用阴极的制造 工艺中也可以应用本发明。因此，有机EL元件的制造工艺的限制条件减 少，且可以期望降低制造费用。
另外，本发明的电光装置，其特征在于，还包括具有可以改变上述单 位电路所含晶体管的工作状态的功能的特性调整电路。
在上述电光装置中，优选上述特性调整电路具有更换上述单位电路所 含的所定晶体管的源极与漏极之间关系的功能。
根据该发明，在单位电路内包含非晶硅晶体管时，能够使其晶体管的 阈值电压移位恢复。
另外，本发明的电光装置，其特征在于，上述特性调整电路包括电位 固定电路，上述电位固定电路具有将上述单位电路所含的所定晶体管的栅 极、源极或漏极中的至少一个端子的电位固定为所定电位的功能。
由此，在单位电路里包含非晶硅晶体管时，能使其晶体管的阈值电压 移位恢复。
在上述电光装置中，上述特性调整电路包括电位固定电路，优选上述 电位固定电路具有将上述单位电路所含的所定晶体管的栅极电压设定为 比该晶体管的源极电压还低的电压的功能。
根据该发明，在单位电路里包含非晶硅晶体管时，能使其晶体管的阈 值电压移位恢复。在上述电光装置中，上述单位电路包括非晶硅晶体管，优选上述特性
调整电路具有更换上述非晶硅晶体管的源极与漏极之间的关系的功能。 这种情况下，能够使非晶硅晶体管的阈值电压移位恢复。 在上述电光装置中，上述单位电路包括非晶硅晶体管，优选上述电位
固定电路具有将上述非晶硅晶体管的栅极、源极或漏极中的至少一个端子
的电位固定为所定电位的功能。
这种情况下，也能使非晶硅晶体管的阈值电压移位恢复。 在上述电光装置中，上述单位电路包括非晶硅晶体管，优选上述电位
固定电路具有将上述非晶硅晶体管的栅极电压设定为比该非晶硅晶体管
的源极电压还低的电压的功能。
这种情况下，也能使非晶硅晶体管的阈值电压移位恢复。
另外，本发明的电光装置，其特征在于，上述单位电路包括断路上述
发光元件的电流通路的电流断路机构，上述单位电路具有在电流通过上述
数据线而流经上述单位电路期间的至少一部分期间内，将上述电流断路机
构设定为活性状态的功能。
由此，在使电流通过数据线而流经单位电路的期间即向单位电路写入
电流期间内，可以将有机EL元件排除在电流写入路径之外。通过将具有 大的寄生电阻的有机EL元件排除在电流写入路径之外，从而可以缩短电 流写入动作所需的时间。
此外，本发明的电光装置，其特征在于，上述单位电路包括连接上述 发光元件的阳极与阴极之间的短路机构，上述单位电路具有在电流通过上 述数据线而流经上述单位电路期间的至少一部分期间内，将上述短路机构 设定为活性状态的功能。
由此，在向单位电路写入电流期间内，由于可以减小电流写入路径的 电阻，故可以縮短电流写入动作所需的时间。
其次，本发明的电光装置的驱动方法，其驱动利用有源矩阵驱动法的 电光装置，该电光装置包括单位电路矩阵，分别包含具有阳极与阴极的
发光元件及用于调节上述发光元件的发光灰度的多个单位电路排列为矩
阵状；多根栅极线，分别连接在沿着上述单位电路矩阵的行方向排列的单 位电路组上；和多根数据线，分别连接在沿着上述单位电路矩阵的列方向排列的单位电路组上，其特征在于，上述单位电路所含的多个晶体管的极 性均相同，根据通过上述数据线而流经上述单位电路的电流大小来控制上 述发光元件的发光灰度。
由此，可以将电流作为向单位电路供给的数据信号利用，可以实现有 机EL元件的控制的高精度化。而且，因为包含在单位电路内的多个晶体 管的极性都相同，和组合不同极性的晶体管相比，可以简化制造工艺或提 高成品率。
另外，本发明的电光装置的驱动方法，其特征在于，具备特性调整电 路，上述特性调整电路使上述单位电路所含晶体管的工作状态变化。
在上述电光装置的驱动方法中，优选上述特性调整电路更换上述单位 电路所含的所定晶体管的源极和漏极之间的关系。
根据该发明，在单位电路里包含非晶硅晶体管时，能使其晶体管的阈 值电压移位恢复。
在上述电光装置的驱动方法中，上述特性调整电路包括电位固定电 路，优选上述电位固定电路将上述单位电路所含的所定晶体管的栅极、源 极或漏极中的至少一个端子的电位固定为所定电位。
根据该发明，在单位电路里包含非晶硅晶体管时，能使其晶体管的阈 值电压移位恢复。
在上述电光装置的驱动方法中，上述特性调整电路包括电位固定电 路，优选上述电位固定电路将上述单位电路所含晶体管的栅极电压设定为 比该晶体管的源极电压还低的电压。
根据该发明，在单位电路里包含非晶硅晶体管时，能够使其晶体管的 阈值电压移位恢复。
在上述电光装置的驱动方法中，上述单位电路包含非晶硅晶体管，优 选上述特性调整电路更换上述非晶硅晶体管的源极与漏极之间的关系。
这种情况下，能够使非晶硅晶体管的阈值电压移位恢复。
在上述电光装置的驱动方法中，上述单位电路包含非晶硅晶体管，优 选上述电位固定电路将上述非晶硅晶体管的栅极、源极或漏极中的一个端 子的电位固定为所定电位。
这种情况下，也能使非晶硅晶体管的阈值电压移位恢复。在上述电光装置的驱动方法中，上述特性调整电路包括电位固定电 路，优选上述电位固定电路将上述非晶硅晶体管的栅极电压设定为比该非 晶硅晶体管的源极电压还低的电压。
这种情况下，也能使非晶硅晶体管的阈值电压移位恢复。 还有，本发明的电光装置的驱动方法，其特征在于，上述单位电路包 含断路上述有机EL元件的电流通路的电流断路机构，上述单位电路在电 流通过上述数据线而流经上述单位电路期间的至少一部分期间内，将上述 电流断路机构设定为活性状态。
由此，在向单位电路写入电流期间内，能将有机EL元件电气地排除 在电流写入路径之外。由于将具有大的寄生电阻的有机EL元件排除在电 流写入路径之外，故可以縮短电流写入动作所需要的时间。
另外，本发明的电光装置的驱动方法，其特征在于，上述单位电路包 括连接上述有机EL元件的阳极与阴极之间的短路机构，上述单位电路在 电流通过上述数据线而流经上述单位电路期间的至少一部分期间内，将上 述短路机构设定为活性状态。
由此，在向单位电路写入电流期间内，由于可以减小电流写入路径的 电阻，故可以縮短电流写入动作所需要的时间。
图1是表示本发明的单位电路矩阵的示意图。 图2是表示本发明的第1实施方式的电路图及其时间图的一例。 图3是表示本发明的第1实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图4是表示本发明的第2实施方式的电路图及其时间图的一例。 图5是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图的一
图6是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图7是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图8是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图9是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图10是表示以往的像素电路的电路图及其时间图的一例。


图11是表示本发明的第1实施方式的电路图的变形例及其时间图。图12是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图13是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图14是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图15是表示本发明的第1实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图16是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图17是表示本发明的第1实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图18是表示本发明的第2实施方式的电路图的变形例及其时间图。 图中1、 11—有机EL元件，2 —第1子栅极信号，3—第2子栅极信号，4、 13 —数据线，12 —栅极线，101、 201—像素电路，102—特性调整电路，103 —电位固定电路，IOOO —单位电路矩阵。发明的具体实施方式
(第1实施方式)以下，根据

本发明的实施方式。图1是表示单位电路矩阵1000 的图。单位电路矩阵1000具有排列为矩阵状的多个单位电路101。在单位 电路101的矩阵中，分别连接有沿其列方向延伸的多根数据线和沿行方向 延伸的多根栅极线。首先说明第1实施方式。图2 (a)是表示设于第1实施方式的电光装 置上的单位电路，即像素电路的构成的电路图。像素电路101包括作为 具有阳极和阴极的发光元件的有机EL元件1;构成用于调节所述有机EL 元件l的发光灰度的电路的晶体管T1、 T2、 T3、 T4;沿所述像素电路行 方向连接的栅极线；和沿所述像素电路列方向连接的数据线4。数据保持 用的保持电容器C是根据从所述数据线供给的电流，保持晶体管T1的栅 极/源极之间电压的电容器。在这里，栅极线包括两条子栅极线2、 3。像素电路101是根据流经数据线4的电流值调节有机EL元件1的灰 度的电流程序电路。具体地讲，该像素电路101，除了有机EL元件1以 外，还包括第1晶体管Tl、第2晶体管T2、第3晶体管T3、第4晶体管 T4和保持电容器C。保持电容器C是用来保持与通过数据线4供给的数 据信号对应的电荷，由此来调节有机EL元件1的发光灰度的电容器。即，保持电容器C相当于保持与流经数据线4的电流相对应的电压之电压保持 机构。有机EL元件1由于是与光电二极管同样的电流注入型(电流驱动 型)的发光元件，故在此用二极管符号来表示。第1晶体管Tl的源极与有机EL元件1连接着。另外，晶体管Tl的 漏极通过晶体管T4连接在电源电位VDD上。晶体管T2的漏极分别与晶 体管T3的源极、晶体管T4的源极、晶体管Tl的漏极连接。晶体管T2 的源极连接在晶体管Tl的栅极上。保持电容器C连接在晶体管Tl的源 极与栅极之间。晶体管T3的漏极连接在数据线4上。有机EL元件1连接 在晶体管Tl的源极与接地电位VSS之间。晶体管T2、晶体管T3的栅极 共同连接在第1子栅极线2上。此外，晶体管T4的栅极连接在第2子栅 极线3上。晶体管T2、晶体管T3是在保持电容器C内积蓄电荷时使用的开关晶 体管。晶体管T4是在有机EL元件1发光期间内保持接通状态的开关晶体 管。另外，晶体管T1是控制流经有机EL元件1的电流值的驱动晶体管。 晶体管T1的电流值由保持在保持电容器C内的电荷量(积蓄电荷量)控 制。图2 (b)是表示像素电路101的通常动作的时间图。在这里，示出第 l子栅极(sub-gate)线2的电压值sdl、第2子栅极线3的电压值sel2、 数据线4的电流值Idata和流经有机EL元件1的电流值IEL。驱动周期Tc包括编程期间Tpr和发光期间Tel。在这里，所谓"驱动 周期Tc"是指电光装置的全部有机EL元件1的发光灰度每更新一次的周 期，与所谓的帧周期相同。灰度的更新是在一行份的每个像素电路组进行 一次，在驱动周期Tc期间内，按顺序更新N行份的像素电路组的灰度。 例如，在以30Hz更新所有像素电路的灰度时，驱动周期Tc约为33ms。"编程期间Tpr"是在像素电路101内设定有机EL元件1的发光灰度 的期间。在本说明书中，将对像素电路101的灰度设定称为"编程"。例 如，在驱动周期Tc约为33ms，栅极线的总数N为480条时，编程期间 Tpr约为69ps (=33 ms/480)或其以下。在编程期间Tpr中，首先，将第2子栅极线3设定为L电平，保持晶 体管T4的断开状态(关闭)。其次， 一边使对应于发光灰度的电流值Idata通过数据线4， 一边将第1子栅极信号2设定为H电平，使晶体管T2、 T3变为接通状态(打开)。该电流值Idata设定为对应于有机EL元件1的 发光灰度的电流值。保持电容器C变为保持对应于流过晶体管Tl (驱动晶体管)的电流 值Idata的电荷的状态。结果，存储于保持电容器C内的电压施加在晶体 管T1的栅极/源极之间。另外，在本说明书中，将用于编程的数据信号的 电流值Mata称为"编程电流值Idata"。如果结束编程，则将第1子栅极信号2设定为L电平，晶体管T2、 T3变为断开状态，停止流经数据线4的数据信号Idata。在发光期间Td中，维持第1子栅极信号2为L电平，保持晶体管T2、 T3为断开状态，将第2子栅极信号3设定为H电平，将晶体管T4设定为 接通状态。因为在保持电容器C内存储有对应于编程电流值Idata的电压， 故在晶体管Tl中流过大致等于编程电流值Idata的电流。因此，在有机 EL元件1中也流过大致等于编程电流值Idata的电流，并以对应于该电流 值Idata的灰度来发光。图3 (a)是第1实施方式的其他像素电路的示例。图3 (a)的晶体管 Tl的源极连接在接地电压VSS上。另外，晶体管Tl的漏极通过晶体管 T4连接在有机EL元件1上。晶体管T2的漏极分别连接在晶体管T3的源 极、晶体管T4的源极、晶体管Tl的漏极上。晶体管T2的源极连接在晶 体管Tl的栅极上。保持电容器C连接在晶体管Tl的源极与栅极之间。 晶体管T3的漏极连接在数据线4上。有机EL元件1连接在晶体管T4的 漏极与电源电压VDD之间。晶体管T2、 T3的栅极共同连接在第1子栅 极线2上。另外，晶体管T4的栅极连接在第2子栅极线3上。晶体管T2、 T3是在保持电容器C内积蓄电荷时使用的开关晶体管。 晶体管T4是在有机EL元件1的发光期间内保持接通状态的开关晶体管， 同时也作为在编程期间Tpr中断路有机EL元件1的电流路径的电流断路 机构而发挥功能。另外，晶体管T1是用于控制流经有机EL元件1的电流 值的驱动晶体管。晶体管T1的电流值由保持在保持电容器C内的电荷量 (积蓄电荷量)控制。图3 (b)是表示图3 (a)的像素电路的动作的时间图，但由于其动作原理和图2 (a)的像素电路相同，故省略其说明。而且，图3 (a)的像 素电路，在编程期间Tpr中在Idata电流路径内不包含有机EL元件1的观 点上与图2 (a)的像素电路不同。该观点在减轻Idata的驱动负载上发挥 效果。图11 (a)是第1实施方式的其他像素电路示例。图11 (a)的晶体管 Tl的漏极连接在电源电压VDD上。另外，晶体管Tl的源极分别连接着 晶体管T3的漏极与晶体管T4的漏极。晶体管T2的漏极连接在电源电压 VDD上。晶体管T2的源极连接着晶体管T1的栅极。保持电容器C连接 在晶体管Tl的源极与栅极之间。晶体管T3的源极连接在数据线4上。有 机EL元件1连接在晶体管T4的源极与接地电压VSS之间。晶体管T2、 T3的栅极共同连接着第1子栅极线2。另外，晶体管T4的栅极连接在第 2子栅极线3上。晶体管T2、 T3是在保持电容器C内积蓄电荷时使用的开关晶体管。 晶体管T4是在有机EL元件1的发光期间内保持接通状态的开关晶体管， 同时，作为在编程期间Tpr内断路有机EL元件1的电流路径的电流断路 机构。另外，晶体管T1是用于控制流经有机EL元件1的电流值的驱动晶 体管。晶体管T1的电流值由保持在保持电容器C内的电荷量(积蓄电荷 量)控制。图11 (b)是表示图11 (a)的像素电路动作的时间图，但因为其动作 原理和图2 (a)的像素电路相同，故省略其说明。另外，图ll (a)的像 素电路，在编程期间Tpr内在Idata电流路径中不包含有机EL元件1的观 点上，与图2 (a)的像素电路不同。该观点在减轻Idata的驱动负载上发 挥效果。图15 (a)是第1实施方式的其他像素电路的示例。晶体管T1的源极 连接着有机EL元件1。此外，晶体管Tl的漏极通过晶体管T4连接在电 源电压VDD上。晶体管T2的漏极分别连接着晶体管T3的源极、晶体管 T4的源极、晶体管T1的漏极。晶体管T2的源极连接在晶体管T1的栅极 上。晶体管T10的漏极分别连接着晶体管Tl的源极、有机EL元件1的 阳极。另外，晶体管T10的源极分别连接在有机EL元件1的阴极和接地 电压VSS上。保持电容器C连接在晶体管T1的源极与栅极之间。晶体管T3的漏极连接着数据线4。有机EL元件1连接在晶体管Tl的源极与接 地电压VSS之间。晶体管T2、 T3、 T10的栅极共同连接着第1子栅极线 2。另外，晶体管T4的栅极连接在第2子栅极线3上。晶体管T2、 T3是在保持电容器C内积蓄电荷时使用的开关晶体管。 晶体管T4是在有机EL元件1的发光期间内保持接通状态的开关晶体管。 另外，晶体管T1是用于控制通过有机EL元件1的电流值的驱动晶体管。 晶体管T1的电流值由保持在保持电容器C内的电荷量(积蓄电荷量)控 制。另外，晶体管T10具有在编程期间Tpr内使有机EL元件1的阳极与 阴极短路的功能。图15 (b)是表示图15 (a)的像素电路动作的时间图，但由于其动作 原理与图2 (a)的像素电路相同，故省略其说明。而且，在图15 (a)的 像素电路中，由于晶体管T10在编程期间Tpr内处于接通状态，故有机 EL元件1的阳极与阴极短路，和图2 (a)相比，Idata电流路径的总电阻 变小。由此，可以减轻Idata的驱动负载。在这里，图2 (a)、图3 (a)、图11 (a)及图15 (a)所示的像素电 路101利用编程电流Idata作为数据信号。再有，像素电路101所含的晶 体管的极性均被统一。因此，可以实现有机EL元件1的控制的高精度化， 而且与组合不同极性的晶体管相比，可以期待简化制造工艺或提高成品 率。另外，图2 (a)、图3 (a)、图11 (a)和图15 (a)所示的像素电路 101所含的晶体管的极性都是N型晶体管。因此，即使在只能用N型晶 体管的制造工艺中，也可以实现这些像素电路。从而，减少晶体管的制 造工艺中的限制条件，可以期待削减制造费用。再有，在为图2 (a)、图11 (a)和图15 (a)时，像素电路101所含 的有机EL元件1的阴极在多个像素电路101之间共同连接着。因此，在 有机EL元件1的制造中，即使在必须通用阴极的制造工艺中，也可以实 现这些电路。因此，减少有机EL元件1的制造工艺的限制条件，可以期 待削减制造费用。另外，图3 (a)及图ll (a)所示的像素电路101，是 在编程期间Tpr内在Idata电流路径中不包含有机EL元件1的构成。一般，有机EL元件1具有所定的电阻值，但有时与晶体管的通态电阻相比，其电阻非常大。由于图3 (a)及图11 (a)所示的像素电路在Idata电流 路径内不包含有机EL元件1，故可以减小电流路径的总电阻。这种情形 也同样适用于图15 (a)，若利用这些像素电路，则可以降低施加在Idata 电流路径两端的电压。同时，能够縮短Idata的编程所需的时间。(第2实施方式)接着，说明第2实施方式。图4 (a)是设于第2实施方式的电光装置 内的像素电路与特性调整电路的电路图。图4 (a)的像素电路101和表示 第1实施方式的图2 (a)构成相同。特性调整电路102是对包含在像素电路101的晶体管中的，至少对晶 体管T1起作用的电路。特性调整电路102包括电源电位VRF、作为开关 发挥功能的第5晶体管T5的晶体管T5和控制晶体管T5的接通/断幵的信 号RF。晶体管T5为N型，晶体管T5的栅极连接在信号RF上，源极连 接在数据线4上，漏极连接在电源电位VRF上。另外，将电源电位VRF 设定为接地电位VSS或其以下的电压。同时，将信号RF、第l子栅极信 号2及第2子栅极信号3的L电平设定为电源电位VRF或其以下。由此， 可以将晶体管T2、 T3、 T4和T5设定为可靠的断开状态。图4 (b)是表示图4 (a)电路动作的时间图。在这里，示出第1子栅 极信号2的电压值sdl、第2子栅极信号3的电压值sd2、数据线4的电 流值Idata、通过有机EL元件1的电流值正L和信号RF的电压值。驱动周期Tc包括编程期间Tpr、发光期间Tel和调整期间Trf。在这里， "驱动周期Tc"与"编程期间Tpr"相同于第1实施方式，但新增加有"调 整期间Trf"。调整期间Trf是特性调整电路102对像素电路101造成影响 的期间。对图4 (a)的电路动作进行说明。在编程期间Tpr内，在保持电容器 C内存储晶体管T1的栅极/源极之间对应于电流值Idata的电压。接着，在 发光期间Tel内，在有机EL元件1中流过大致等于编程电流值Idata的电 流，以对应于该电流值Idata的灰度进行发光。由于从编程期间Tpr到发 光期间Td为止，将晶体管T5设定为断开状态，故特性调整电路102对像素电路101无影响。然后，在调整期间Trf内，停止Idata，晶体管T2、 T3、 T5都变为接通状态，晶体管T1的栅极变为电源电位VRF。此时，因 为图4 (a)的节点q通过有机EL元件1连接着接地电压VSS，故节点q 电位变为接地电压VSS或其以上的值。由于晶体管T1的栅极和节点p设 定为接地电压VSS以下的电源电位VRF，故晶体管T1变为断开状态。因 为晶体管T1变为断开状态，故有机EL元件1不发光。在这里，在使电源电位VRF低于接地电压VSS时，节点p与节点q 的电位大小的关系在编程期间Tpr和发光期间Tel内，节点p的电位>节 点q的电位，与此相反，在调整期间Trf内，变为节点p的电位〈节点q 的电位，电位大小的关系相反。S卩，更换晶体管T1的源极/漏极关系。例 如，在像素电路101内的晶体管T1为非晶硅晶体管时，若继续在直流状 态下使用晶体管Tl，则一般阈值电压移位。作为防止这种情形的方法， 公知更换晶体管的源极/漏极的方法或将晶体管定期地设为断开状态的方 法。根据图4 (a)的电路，在用非晶硅晶体管构成晶体管T1时，因为可 以更换晶体管T1的源极/漏极，故能使阈值电压移位恢复。图5 (a)是设于第2实施方式的电光装置内的其他电路的示例。图5 (a)的电路，除了电位固定电路103以外的部分和图4 (a)构成相同。电位固定电路103是电位固定像素电路101的所定节点的电路。电位 固定电路103包括具有开关功能的第6晶体管T6，向晶体管T6的栅极供 给接地电压VSS。晶体管T6为N型晶体管，晶体管T6的源极和漏极分 别连接着晶体管T1的源极和漏极。而且，在为图5 (a)电路时，电源电 位VRF设定为比接地电压VSS还低晶体管T6的阈值电压Vth (T6)的电 位或其以下。另外，与图4 (a)同样，信号RF、第1子栅极信号2和第 2子栅极信号3的L电平设定为电源电位VRF或其以下。由此，可以将晶 体管T2、 T3、 T4和T5设定为可靠的断开状态。另外，在本说明书中， 将电位固定电路103作为特性调整电路102的一部分而进行说明。图5 (b)是表示图5 (a)电路的动作的时间图。在这里，示出第1 子栅极线2的电压值sell 、第2子栅极线3的电压值sd2、数据线4的电 流值Idata、流过有机EL元件1的电流值IEL和信号RF的电压值。和图 4 (a)同样，驱动周期Tc包括编程期间Tpr、发光期间Tel和调整期间Trf。在这里，"驱动周期Tc"和"编程期间Tpr"和图4 (a)的电路相同，但 "调整期间Trf"的动作不同于图4 (a)的电路。说明图5 (a)的电路动作。在编程期间Tpr内，在保持电容器C内存 储晶体管T1的栅极/源极之间对应于电流值Idata的电压。接着，在发光 期间Tel内，在有机EL元件1中通过大致等于编程电流值Idata的电流， 以对应于该电流值Idata的灰度进行发光。从编程期间Tpr到发光期间Tel 为止，将晶体管T5设定为断开状态。再有，由于晶体管T6的栅极电位为 节点p和节点q的电位或其以下，故晶体管T6为断开状态。因此，包含 电位固定电路103的特性调整电路102对像素电路101无影响。然后，在 调整期间Trf内停止Idata，晶体管T2、 T3、 T5都变为接通状态，晶体管 Tl的栅极变为电源电位VRF。此时，由于图5 (a)节点p设定为VSS — Vth (T6)或其以下的电源电位VRF，故晶体管T6变为接通状态，节点q 设定为电源电位VRF。在该状态下，因为晶体管T1的栅极、源极和漏极 都变为电源电位VRF，故晶体管T1变为断开状态。另外，因为节点q设 定为VSS—Vth (T6)或其以下的电源电位VRF，故有机EL元件1变为 反向偏置状态，不发光。在这里，如果考虑晶体管T6的通态电阻，则节点p的电位应该比节 点q的电位还低。因此，节点p和节点q中的电位的大小关系，在编程期 间Tpr和发光期间Td内，节点p的电位〉节点q的电位，与此相反，在 调整期间Trf内变为节点p的电位〈节点q的电位，和图4 (a)的电路同 样，电位的大小关系变为相反。由此，例如在用非晶硅晶体管构成像素电 路101内的晶体管T1时，能够使晶体管T1的阈值电压移位恢复。和图4(a)的电路不同之处在于，将节点q固定为电源电位VRF。由 于在图4 (a)电路的情况下节点q为浮动状态，故相对晶体管T1不能可 靠地设定节点p的电位〈节点q的电位，与此相对，在图5 (a)电路的情 况下，因为节点q为电源电位VRF，故可以相对晶体管T1可靠地设定节 点p的电位〈节点q的电位。因此，在用非晶硅晶体管构成晶体管T1时， 图5 (a)的电路使晶体管T1的阈值电压移位恢复的效果比图4 (a)的电 路大。图6 (a)是设在第2实施方式的电光装置内的其他电路图的示例。图6 (a)的电路，相对图4 (a)的电路变更特性调整电路102的构成。还有， 与图5 (a)的电路不同的是，电位固定机构103直接成为特性调整电路 102。电位固定电路103和图5 (a)的电路同样，是电位固定像素电路IOI 的所定节点的电路。电位固定电路103包括电源电位VRF、具有开关功 能的第7晶体管T7、控制晶体管T7接通/断开的信号RF。晶体管T7为N 型，且晶体管T7的栅极连接着信号RF，漏极连接着晶体管T1的栅极， 源极连接着电源电位VRF。图6 (b)是表示图6 (a)电路的动作的时间图。在这里，示出第1 子栅极线2的电压值se11、第2子栅极线3的电压值sel2、数据线4的电 流值Idata、通过有机EL元件1的电流值正L和信号RF的电压值。和图 4 (a)、图5 (a)同样，驱动周期Tc包括编程期间Tpr、发光期间Tel和 调整期间Trf。在这里，"驱动周期Tc"和"编程期间Tpr"和图4 (a)同 样，但"调整期间Trf"的动作不同于图4 (a)、图5 (a)的电路。说明图6 (a)的电路的动作。在编程期间Tpr内，在保持电容器C中 存储晶体管T1的栅极/源极之间对应于电流值Idata的电压。接着，在发 光期间Td内，在有机EL元件1中通过大致等于编程电流值Idata的电流， 以对应于该电流值Idata的灰度进行发光。由于从编程期间Tpr到发光期 间Td为止，晶体管T7设定为断开状态，故特性调整电路102对像素电 路101没有影响。然后，在调整期间Trf内，由于晶体管T2、 T3变为断 开状态，晶体管T7变为接通状态，故晶体管T1的栅极被设定为电源电位 VRF。若将电源电位VRF设定为很小的电压，则晶体管Tl变为断开状态， 有机EL元件1不发光。在这里，在编程期间Tpr和发光期间Tel内，晶体管Tl处于接通状态， 与此相反，在调整期间Trf内晶体管Tl处于关闭状态，晶体管Tl具有接 通状态和断开状态等两个状态。由此，例如在用非晶硅晶体管构成晶体管 Tl时，能使晶体管T1的阈值电压移位恢复。另外，因为通过调整电源电 位VRF，从而可以调整晶体管Tl的偏置状态，故例如通过将晶体管Tl 的栅极设定为比源极电压还低，从而可以期待恢复阈值电压移位的效果。接下来，在图7 (a)、图8 (a)和图9 (a)中表示以第1实施方式的图3 (a)的电路为基础，实现第2实施方式的电路。图7 (a)对应于图4 (a)，图8 (a)对应于图5 (a)，图9 (a)对应于图6 (a)。另外，在图 8 (a)电路中，删除了图5 (a)的晶体管T5和电源电位VRF。这是因为 即使删除晶体管T5与电源电位VRF，也可以得到和图5 (a)同等的效果。 在图7 (b)、图8 (b)和图9 (b)中分别表示图7 (a)、图8 (a)和 图9 (a)的时间图。因为图7 (a)、图8 (a)和图9 (a)基本的电路动作 和图4 (a)、图5 (a)、图6 (a)同样，故省略其说明，但可以期待和图4 (a)、图5 (a)、图6 (a)同等的效果。接着，在图12 (a)、图13 (a)和图14 (a)中表示以第1实施方式 的图11 (a)的电路为基础，实现第2实施方式的电路。图12 (a)对应 于图4 (a)，图13 (a)对应于图5 (a)，图14 (a)对应于图6 (a)。而 且，在图13 (a)电路中，删除了图5 (a)的晶体管T5和电源电位VRF。 这是因为即使删除晶体管T5与电源电位VRF，也可以的得到和图5 (a) 同等的效果。在图12 (b)、图13 (b)和图14 (b)中分别表示图12 (a)、图13 (a) 和图14 (a)的时间图。因为图12 (a)、图13 (a)和图14 (a)基本的电 路动作和图4 (a)、图5 (a)、图6 (a)同样，故省略其说明，但可以期 待和图4 (a)、图5 (a)、图6 (a)同等的效果。然后，在图16 (a)、图17 (a)和图18 (a)中表示以第1实施方式 的图15 (a)的电路为基础，实现第2实施方式的电路。图16 (a)对应 于图4 (a)，图17 (a)对应于图5 (a)，图18 (a)对应于图6 (a)。而 且，在图17 (a)电路中，删除了图5 (a)的晶体管T5和电源电位VRF。 这是因为即使删除晶体管T5与电源电位VRF，也可以得到和图5 (a)同 等的效果。在图16 (b)、图17 (b)和图18 (b)中分别表示图16 (a)、图17 (a) 和图18 (a)的时间图。因为图16 (a)、图17 (a)和图18 (a)基本的电 路动作和图4 (a)、图5 (a)、图6 (a)同样，故省略其说明，但可以期 待和图4 (a)、图5 (a)、图6 (a)同等的效果。虽然在上述各实施例中说明了利用有机EL元件的电光装置的示例， 但本发明也能应用在利用有机EL元件以外的发光元件的电光装置或显示装置中。例如，可以适用在具有能根据驱动电流调整发光灰度的其他种类的发光元件(LED或FED等)的装置中。
权利要求
1.一种电光装置，包括多根栅极线；多根数据线；和与所述多根栅极线和所述多根数据线的各交叉部位对应而设置的像素电路，特征在于所述像素电路包括具有阳极和阴极的发光元件；用于控制所述发光元件的发光的灰度的电路；用于断路所述发光元件的电流路径的电流断路机构；以及电位固定电路，所述发光元件由包含发光期间和接着该发光期间的调整期间的驱动周期驱动，所述像素电路具有在通过所述数据线而将电流流经所述像素电路期间当中的至少一部分期间内，将所述电流断路机构设定为活性状态的功能，所述电位固定电路在所述调整期间，将规定电位供给所述像素电路所包含的规定晶体管。
2. —种电光装置，包括多根栅极线；多根数据线；和与所述多根栅 极线和所述多根数据线的各交叉部位对应而设置的像素电路，特征在于所述像素电路包括具有阳极和阴极的发光元件；用于控制所述发光 元件的发光的灰度的电路；用于在所述发光元件的阳极和阴极之间进行连 接的短路机构；以及电位固定电路，所述发光元件由包含发光期间和接着该发光期间的调整期间的驱动 周期驱动，所述像素电路具有在通过所述数据线而将电流流经所述像素电路期 间当中的至少一部分期间内，将所述短路机构设定为活性状态的功能，所述电位固定电路在所述调整期间，将规定电位供给所述像素电路所 包含的规定晶体管。
3. 根据权利要求1或2所述的电光装置，其特征在于，所述电位固定 电路在所述调整期间，将所述像素电路所包含的驱动晶体管的栅极、源极 或漏极中的至少一个端子的电位固定为规定电位。
4. 根据权利要求1到3任何一项所述的电光装置，其特征在于，所述 像素电路所包含的多个晶体管的极性全部为N型。
5. 根据权利要求4所述的电光装置，其特征在于，所述发光元件的阴 极在多个所述像素电路之间被共同连接。
6. 根据权利要求1到5任何一项所述的电光装置，其特征在于，所述像素电路包含非晶硅晶体管。
7. 根据权利要求1到6任何一项所述的电光装置，其特征在于， 所述发光元件是有机EL元件。
8. —种电光装置的驱动方法，所述电光装置包括多根栅极线；多根 数据线；和与所述多根栅极线和所述多根数据线的各交叉部位对应而设置 的像素电路，特征在于所述像素电路包括具有阳极和阴极的发光元件；用于控制所述发光 元件的发光的灰度的电路；用于断路所述发光元件的电流路径的电流断路 机构；以及电位固定电路，所述发光元件由包含发光期间和接着该发光期间的调整期间的驱动 周期驱动，所述像素电路在通过所述数据线而将电流流经所述像素电路期间当 中的至少一部分期间内，将所述电流断路机构设定为活性状态，所述电位固定电路在所述调整期间，将规定电位供给所述像素电路所 包含的规定晶体管。
9. 一种电光装置的驱动方法，所述电光装置包括多根栅极线；多根 数据线；和与所述多根栅极线和所述多根数据线的各交叉部位对应而设置 的像素电路，特征在于所述像素电路包括具有阳极和阴极的发光元件；用于控制所述发光 元件的发光的灰度的电路；用于在所述发光元件的阳极和阴极之间进行连 接的短路机构；以及电位固定电路，所述发光元件由包含发光期间和接着该发光期间的调整期间的驱动 周期驱动，所述像素电路在通过所述数据线而将电流流经所述像素电路期间当 中的至少一部分期间内，将所述短路机构设定为活性状态，所述电位固定电路在所述调整期间，将规定电位供给所述像素电路所 包含的规定晶体管。
全文摘要
本发明提供一种在由包含非晶硅晶体管的像素电路驱动有机EL元件时，可以防止非晶硅晶体管的阈值移位的电光装置及电光装置的驱动方法。具备能够使像素电路内的非晶硅晶体管的阈值移位恢复的功能的特性调整电路。
文档编号H05B33/08GK101231820SQ20081008139
公开日2008年7月30日 申请日期2004年5月18日 优先权日2003年5月19日
发明者今村阳一, 小泽德郎, 河西利幸 申请人:精工爱普生株式会社