CN1551085A - 电光装置、电光装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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1)。
(专利文献1)
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，故可以缩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，故可以缩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，故可以缩短电流写入动作所需要的时间。
附图说明
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例。
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，1000—单位电路矩阵。
发明的具体实施方式
(第1实施方式)
以下，根据附图说明本发明的实施方式。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1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T1、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T1的源极与有机EL元件1连接着。另外，晶体管T1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T1的漏极连接。晶体管T2的源极连接在晶体管T1的栅极上。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的漏极连接在数据线4上。有机EL元件1连接在晶体管T1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1子栅极(sub-gate)线2的电压值sel1、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69μs(＝33ms/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T1(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Idata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Tel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T1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T1的源极连接在接地电压VSS上。另外，晶体管T1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T1的漏极上。晶体管T2的源极连接在晶体管T1的栅极上。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  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T1的漏极连接在电源电压VDD上。另外，晶体管T1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T1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11(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T1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T1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T1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11(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，能够缩短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/断开的信号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1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sel1、第2子栅极信号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IEL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Tel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。即，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T1，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sel1、第2子栅极线3的电压值sel2、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T1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，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101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sel1、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IEL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。由于从编程期间Tpr到发光期间Tel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T1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T1处于接通状态，与此相反，在调整期间Trf内晶体管T1处于关闭状态，晶体管T1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T1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T1的偏置状态，故例如通过将晶体管T1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。

Claims (23)

1、一种电光装置，其利用有源矩阵驱动法来驱动，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所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，分别连接在沿着所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，分别连接在沿着所述单位电路矩阵的列方向排列的单位电路组上，
根据通过所述数据线而流经所述单位电路的电流大小，控制所述发光元件的发光灰度，所述单位电路所含的多个晶体管的极性均相同。
2、根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，所述单位电路所含的多个晶体管的极性全部为N型。
3、根据权利要求2所述的电光装置，其特征在于，所述发光元件的阴极在所述单位电路之间共同连接。
4、根据权利要求2或3所述的电光装置，其特征在于，还包括具有可以改变所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。
5、根据权利要求4所述的电光装置，其特征在于，所述特性调整电路，具有更换所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。
6、根据权利要求4或5所述的电光装置，其特征在于，所述特性调整电路包括电位固定电路，所述电位固定电路具有将所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。
7、根据权利要求4或5所述的电光装置，其特征在于，所述特性调整电路包括电位固定电路，所述电位固定电路具有将所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。
8、根据权利要求5所述的电光装置，其特征在于，所述单位电路包括非晶硅晶体管，所述特性调整电路具有更换所述非晶硅晶体管的源极与漏极之间的关系的功能。
9、根据权利要求6所述的电光装置，其特征在于，所述单位电路包括非晶硅晶体管，所述电位固定电路具有将所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。
10、根据权利要求7所述的电光装置，其特征在于，所述单位电路包括非晶硅晶体管，所述电位固定电路具有将所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。
11、根据权利要求1～10中任一项所述的电光装置，其特征在于，
所述单位电路包括断路所述发光元件的电流通路的电流断路机构，
所述单位电路具有在电流通过所述数据线而流经所述单位电路期间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。
12、根据权利要求1～10中任一项所述的电光装置，其特征在于，所述单位电路包括连接所述发光元件的阳极与阴极之间的短路机构，所述单位电路具有在电流通过所述数据线而流经所述单位电路期间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。
13、根据权利要求1～12中任一项所述的电光装置，其特征在于，所述发光元件为有机EL元件。
14、一种电光装置的驱动方法，其利用有源矩阵驱动法来驱动电光装置，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所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，分别连接在沿着所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，分别连接在沿着所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，
所述单位电路所含的多个晶体管的极性均相同，根据通过所述数据线而流经所述单位电路的电流大小来控制所述发光元件的发光灰度。
15、根据权利要求14所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，包括特性调整电路，所述特性调整电路使所述单位电路所含晶体管的工作状态变化。
16、根据权利要求15所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，所述特性调整电路更换所述单位电路所含的所定晶体管的源极和漏极之间的关系。
17、根据权利要求15或16所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，所述特性调整电路包括电位固定电路，所述电位固定电路将所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。
18、根据权利要求15或16所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，所述特性调整电路包括电位固定电路，所述电位固定电路将所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。
19、根据权利要求16所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，所述单位电路包含非晶硅晶体管，所述特性调整电路更换所述非晶硅晶体管的源极与漏极之间的关系。
20、根据权利要求18所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，所述单位电路包含非晶硅晶体管，所述特性调整电路将所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。
21、根据权利要求17所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，所述单位电路包含非晶硅晶体管，所述电位固定电路将所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。
22、根据权利要求14～21中任一项所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，
所述单位电路包含断路所述有机EL元件的电流通路的电流断路机构，
所述单位电路在电流通过所述数据线而流经所述单位电路期间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。
23、根据权利要求14～21中任一项所述的电光装置的驱动方法，其特征在于，
所述单位电路包括连接所述有机EL元件的阳极与阴极之间的短路机构，
所述单位电路在电流通过所述数据线而流经所述单位电路期间的至少一部分期间内，将所述短路机构设定为活性状态。
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