发明内容
本发明鉴于上述事实,其目的在于解决抑制电源线中的电压降低引起的各发光元件的灰度等级的离散的问题。
为了解决该问题,有关本发明的电子电路的驱动方法,电子电路具备:发光元件,其被介插在各自电位不同的第1供电线(例如电源线31)和第2供电线(例如接地线32)之间,通过供给电流而发光;保持电容,其保持第1电极和第2电极之间的电压;和驱动晶体管,其被介插在第1供电线和第2供电线之间,其栅极端子与保持电容的第1电极连接。在第1期间(例如初始化期间Tinit以及写入期间Twrt、或写入期间Twrt)中,将与对发光元件指定的灰度等级相对应的数据电位施加到保持电容的第2电极,并且让供给初始化电位的初始化用布线与保持电容的第1电极导通;在紧接第1期间之后的第2期间(例如显示期间Tdsp)中,让保持电容的第2电极与驱动晶体管的源极端子导通。根据该构成,因为向发光元件供给的电流不依赖于第1供电线的电位或第2供电线的电位,所以可以抑制由第1供电线或第2供电线中的电压降低引起的发光元件的灰度等级的不均(例如将电子电路作为像素的显示装置中的显示不均)。
在本发明的优选方式中,初始化电位被设定为让驱动晶体管成为截止状态的电平。根据该方式,因为在对驱动晶体管的栅极端子供给初始化电位的第1期间中能够将驱动晶体管保持为截止状态,所以在第1期间中能够确实地停止发光元件的发光。由此,不仅实现了高品质的显示而且能够降低消耗电力。
再有,有关本发明的电子电路(例如显示装置所利用的像素电路),具备:发光元件,其被介插在各自电位不同的第1供电线和第2供电线之间,通过供给电流而发光;保持电容,其保持第1电极和第2电极之间的电压;驱动晶体管,其被介插在第1供电线和第2供电线之间,其栅极端子与保持电容的第1电极连接;选择用开关元件(例如实施方式中的选择用晶体管Tsl),其对数据线和保持电容的第2电极之间的导通以及非导通进行切换,数据线被供给有与对发光元件指定的灰度等级对应的数据电位;第1开关元件,其对第1端子和第2端子之间的导通以及非导通进行切换,第1端子与供给初始化电位的初始化用布线连接,第2端子与保持电容的第1电极连接;和第2开关元件,其对第3端子和第4端子之间的导通以及非导通进行切换,第3端子与保持电容的第2电极连接,第4端子与驱动晶体管的源极端子连接。根据该构成,也可以抑制由第1供电线或第2供电线中的电压降低引起的发光元件的灰度等级的不均。还有,在该电子电路中,初始化电位,例如使其成为将驱动晶体管设为断开状态的电平。根据该方式,因为在对驱动晶体管的栅极端子供给初始化电位的第1期间中能够将驱动晶体管保持为断开状态,所以在第1期间中能够确实地停止发光元件的发光。
在该构成中,驱动晶体管、选择用开关元件、第1开关元件以及第2开关元件等各开关元件均采用n沟道型晶体管。根据该构成,例如能够通过将非晶硅用作为半导体层的薄膜晶体管来构成电子电路。尤其是,可以任意地变更各开关元件的导电型或半导体层的材料。
在本发明的优选方式中,选择用开关元件根据向选择用开关元件供给的扫描信号,在第1期间的一部分(例如第1期间由初始化期间Tinit以及写入期间Twrt构成时的写入期间Twrt)或全部(例如第1期间仅由写入期间Twrt构成时的写入期间Twrt)中成为接通状态,而在紧接第1期间之后的第2期间中成为断开状态;第1开关元件根据向第1开关元件供给的第1控制信号,在第1期间成为接通状态,而在第2期间成为断开状态;第2开关元件根据向第2开关元件供给的第2控制信号,在第1期间成为断开状态,而在第2期间中成为接通状态。更具体而言,第1开关元件在第1期间所包含的初始化期间以及紧接之后的写入期间的双方中均成为接通状态;选择用开关元件在初始化期间中成为断开状态,而在写入期间中成为接通状态。根据这些方式,因为在第2期间的紧接之前对驱动晶体管的栅极端子施加初始化电位,所以可以确实地消除由各供电线中的电压降低引起的灰度等级的不均。
在本发明的电子电路中,用于控制各开关元件的信号之中至少有一个兼作为用于控制其他开关元件的信号。例如也可以采用如下构成:扫描信号向选择用开关元件供给,并且也作为第1控制信号向第1开关元件供给。根据该构成,与选择用开关元件和第1开关元件由独立的信号控制的情况相比,其构成精简。还有,该方式的具体例,作为第2实施方式(图5)以及第5实施方式的第1方式(图15)将在后面说明。
再有,在第1开关元件和第2开关元件是导电型相互不同的晶体管的构成中,也可以采用如下构成:第1控制信号向第1开关元件供给,并且也作为第2控制信号向第2开关元件供给。根据该方式,与第1开关元件和第2开关元件由独立的信号控制的情况相比,其构成精简。还有,该方式的具体例,作为第5实施方式的第2方式(图16)将在后面说明。
在第2开关元件是导电型与选择用开关元件不同的晶体管的构成中,也可以采用如下构成:扫描信号向选择用开关元件供给,并且也作为第2控制信号向第2开关元件的栅极端子供给。根据该构成,与选择用开关元件和第2开关元件由独立的信号控制的情况相比,其构成精简。还有,该方式的具体例,作为第5实施方式的第3方式(图19)将在后面说明。
进一步,在第2开关元件是导电型与选择用开关元件以及第1开关元件不同的晶体管的构成中,也可以采用如下构成:扫描信号作为第1控制信号向第1开关元件供给,并且也作为第2控制信号向第2开关元件供给。根据该方式,与各开关元件由独立的信号控制的情况相比,其构成精简。还有,该方式的具体例,作为第5实施方式的第4方式(图20)将在后面说明。
在本发明的电子电路中,用于控制各开关元件(选择用开关元件、第1开关元件以及第2开关元件的任一个)的信号兼作为初始化电位。例如也可以采用如下构成:扫描信号向选择用开关元件供给,并且也作为初始化电位向初始化用布线供给。该方式的具体例,作为第5实施方式的第5方式(图22)以及第6方式(图24)将在后面说明。再有,也可以采用如下构成:第2控制信号向第2开关元件供给,并且也作为初始化电位向初始化用布线供给。该方式的具体例作为第3实施方式(图8)将在后面说明。根据这些方式,与各信号独立生成初始化电位的构成相比,其构成精简。
有关本发明的电光学装置,具备:多个以上说明的各方式的电子电路;和驱动电路,其驱动各电子电路。如以上说明那样,因为根据有关本发明的电子电路可以抑制各发光元件的亮度的不均,所以在将利用了该电子电路的电光学装置例如利用为显示装置的情况下可以实现高品质的显示。
在该电光学装置的具体方式中,各电子电路的选择用开关元件根据由驱动电路所供给的扫描信号,在第1期间的一部分或全部中成为接通状态,并且在紧接第1期间之后的第2期间中成为断开状态;由驱动电路向一个电子电路的选择用开关元件供给的扫描信号,作为初始化电位也向其他电子电路的初始化用布线供给。根据该方式,与用于控制各开关元件的信号独立生成初始化电位的构成相比,具有其构成精简的优点。该方式的具体例作为第4实施方式(图11)将在后面说明。
有关本发明的电光学装置使用于各种电子机器。有关本发明的电子机器的典型例是将电光学装置作为显示装置使用的机器。作为该种电子机器具有个人计算机或移动电话机等。尤其是,有关本发明的电光学装置的用途不限于图像的显示。例如,本发明的电光学装置也可以适用于通过光线的照射而在感光鼓(drum)等的载像介质上形成隐像(latentimage)的曝光装置。
具体实施方式
<A:第1实施方式>
图1是表示有关本发明第1实施方式的电光学装置的构成框图。该电光学装置D是作为显示图像的机构采用在各种电子机器中的装置,其中具有:基板10,在其表面排列有多个像素电路P;驱动电路20,其用于驱动各像素电路P;控制电路26,其控制该驱动电路20的工作;和电源电路28,其对各部分供给电源。驱动电路20、控制电路26以及电源电路28的一部分或全部,安装在结合于基板10的布线基板(省略图示)。但是,也采用使搭载了这些电路的IC芯片安装在基板10的表面的构成,或通过形成在基板10的表面上的薄膜晶体管来实现这些电路的构成。
如图1所示,在基板10的表面,形成着朝X方向延伸的m根控制线11、和朝与X方向正交的Y方向延伸的n根数据线13(m以及n是自然数)。各像素电路P配置在对应于控制线11和数据线13之交叉的位置。由此,这些像素电路P排列成纵m行×横n列的矩阵状。
驱动电路20包括连接了m根控制线11的扫描线驱动电路21、和连接了n根数据线13的数据线驱动电路22。扫描线驱动电路21是用于按每一个水平扫描期间以行单位选择多个像素电路P而进行工作的电路。另一方面,在各水平扫描期间,数据线驱动电路22生成与扫描线驱动电路21四选择的1行量(n个)的各像素电路P对应的数据电位Vdata并且输出到各数据线13。介由数据线13供给像素电路P的数据电位Vdata,是与对该像素电路P指定的灰度等级(亮度)对应的电位。各像素电路P的灰度等级根据由控制电路26供给的图像数据指定。
控制电路26,通过供给规定水平扫描期间或垂直扫描期间的时钟信号等各种控制信号,对扫描线驱动电路21以及数据线驱动电路22进行控制,并且将指定各像素电路P的灰度等级的图像数据输出到数据线驱动电路22。另一方面,电源电路28,生成电源高位侧的电位VH和低位侧的电位(接地电位)VL并且供给电光学装置D的各部分。电源电路28生成的电位VH介由对全部的像素电路P共同连接的电源线31而供给各像素电路P。相同地,电源电路28生成的电位VL介由对全部的像素电路P共同连接的接地线32而供给各像素电路P。进一步,本实施方式中的电源电路28,生成规定的电位(以下称为“初始化电位”)Vinit。该初始化电位Vinit是为了对各像素电路P的状态进行初始化处理所利用的一定大小的电位;并且介由对全部的像素电路P共同连接的初始化用布线35(参照图2)而供给各像素电路P。
接着,图2是表示各像素电路P的构成的电路图。在该图中,图示的只是属于第i行(i为满足1≤i≤m的整数)的第j列(j为满足1≤j≤n的整数)的一个像素电路P的构成,但是其他的像素电路P也具有相同的构成。
如图2所示,像素电路P分别具有介插在电源线31和接地线32之间的驱动晶体管Tdr和发光元件17。发光元件17是以与向该发光元件供给的电流对应的亮度进行发光的电流驱动型的元件,其具有使由有机EL材料构成的发光层夹插在阳极和阴极之间的结构。该发光元件17的阴极与接地线32连接。另一方面,驱动晶体管Tdr是用于控制供给发光元件17的电流的n沟道型薄膜晶体管,其漏极端子与电源线31连接并且其源极端予与发光元件17的阳极连接。
如图2所示,图1中方便起见作为1根布线图示的控制线11,实际上由扫描线110、第1控制线111和第2控制线112构成。对各控制线11的扫描线110,供给用于选择各行的像素电路P的扫描信号Ssel[1]至Ssel[m]。另一方面,向各第1控制线111供给对用于发光元件17的发光进行准备的期间(后述的初始化期间Tinit以及写入期间Twrt)进行规定的第1控制信号S1[1]至S1[m],而向各第2控制线112供给对发光元件17实际发光的期间(后述的显示期间Tdsp)进行规定的第2控制信号S2[1]至S2[m]。还有,对各信号的具体波形或与此对应的像素电路P的工作将在后面说明。
图2所示的保持电容C是对第1电极L1和第2电极L2之间的电压进行保持的电容。驱动晶体管Tdr的栅极端子在连接点Nb连接于保持电容C的第1电极L1。另一方面,保持电容C的第2电极L2在连接点Na与选择用晶体管Tsl的源极端子连接。该选择用晶体管Tsl是其漏极端子连接于数据线13而且其栅极端子连接于扫描线110的n沟道型薄膜晶体管,并且起到对数据线13和保持电容C的第2电极L2之间的导通以及非导通进行切换的开关元件的功能。也就是,在扫描信号Ssel[i]保持高电平的期间使选择用晶体管Tsl处于连通状态而将数据线13和保持电容C的第2电极L2导通;另一方面,在扫描信号Ssel[i]保持低电平的期间使选择用晶体管Tsl处于截止状态而将数据线13和保持电容C的第2电极L2电绝缘。换言之,选择用晶体管Tsl起到用于控制是否向保持电容C的第2电极L2供给数据电位Vdata的机构的功能。
在保持电容C的第1电极L1和驱动晶体管Tdr的栅极端子的连接点Nb上,连接着第1开关元件T1的源极端子。该第1开关元件T1是其漏极端子连接于初始化用布线35而其栅极端子连接于第1控制线111的n沟道型薄膜晶体管;起到对连接点Nb和初始化用布线35之间的导通以及非导通进行切换的机构的功能。也就是,在第1控制信号S1[i]保持高电平的期间使第1开关元件T1处于连通状态而使初始化电位Vinit供给连接点Nb;另一方面,在第1控制信号S1[i]保持低电平的期间使第1开关元件T1处于断开状态而停止初始化电位Vinit对连接点的供给。换言之,第1开关元件T1也可以作为控制机构,把握对是否向连接点Nb供给初始化电位Vinit进行控制。
如图2所示,在保持电容C的第2电极L2和选择用晶体管Tsl的源极端子的连接点Na上,连接着第2开关元件T2的漏极端子。该第2开关元件T2是其源极端子连接于驱动晶体管Tdr的源极端子而其栅极端子连接于第2控制线112的n沟道型薄膜晶体管;起到对连接点Na和驱动晶体管Tdr的源极端子之间的导通以及非导通进行切换的机构的作用。也就是,在第2控制信号S2[i]保持高电平的期间使第2开关元件T2处于导通状态而使连接点Na(即保持电容C的第2电极L2)与驱动晶体管Tdr的源极端子导通;另一方面,在第2控制信号S2[i]保持低电平的期间使第2开关元件T2处于断开状态而使连接点Na与驱动晶体管Tdr的源极端子电绝缘。
然而,作为薄膜晶体管的半导体层的材料所使用的非晶硅作成p型是困难的。在本实施方式中,因为构成像素电路P的全部开关元件(驱动晶体管Tdr、选择用晶体管Tsl、第1开关元件T1、第2开关元件T2)皆是n沟道型薄膜晶体管,所以可以通过将非晶硅用作为半导体层的薄膜晶体管来构成像素电路P。尤其是,作为构成像素电路P的各开关元件,也可以利用由多晶硅(特别是低温多晶硅)等材料形成半导体层的各种形态的晶体管。
接着,参照图3,对由扫描线驱动电路21生成的各信号的具体波形进行说明。如图3所示,扫描信号Ssel[1]至Ssel[m]是按水平扫描期间(1H)依次成为高电平的信号。即,扫描信号Ssel[i],在垂直扫描期间(1V)之中第i个水平扫描期间保持高电平,而在除此以外的期间保持低电平。扫描信号Ssel[i]向高电平的转变意味着选择第i行的各像素电路P。如图3所示,在扫描信号Ssel[i]成为高电平的水平扫描期间中,对数据线13供给与第i行的各像素电路P的灰度等级相对应的数据电位Vdata。该数据电位Vdata,介由通过高电平的扫描信号Ssel[1]而成为导通状态的选择用晶体管Tsl而供给保持电容C的第2电极L2。以下,将扫描信号Ssel[1]至Ssel[m]的各自成为高电平的期间(即水平扫描期间)记为“写入期间Twrt”。
第1控制信号S1[1]至S1[m]是在各自对应的写入期间Twrt和紧接之前的期间(以下称为“初始化期间”)Tinit中成为高电平的信号。也就是,第1控制信号S1[i]在第i行的像素电路P被选择的写入期间Twrt(即扫描信号Ssel[i]成为高电平的水平扫描期间)和紧接之前的初始化期间Tinit中保持高电平,而在除此以外的期间中保持低电平。
第2控制信号S2[1]至S2[m]是将扫描信号Ssel[1]至Ssel[m]的各自的逻辑电平反相后的波形的信号。也就是,第2控制信号S2[i],从扫描信号Ssel[i]成为高电平的写入期间Twrt的终点至下次的写入期间Twrt的始点(即扫描信号Ssel[i]变为高电平的时刻)为止保持高电平,而在除此以外的期间(即第i个写入期间Twrt)保持低电平。以下,将第2控制信号S2[1]至S2[m]各自成为高电平的期间记为“显示期间Tdsp”。
接着,参照图4对像素电路P的具体工作进行说明。以下,将属于第i行的第j列的像素电路P的工作,分别划分为初始化期间Tinit和写入期间Twrt和显示期间Tdsp中进行说明。
(a)初始化期间Tinit
在初始化期间Tinit中,如图3所示,扫描信号Ssel[i]保持低电平,另一方面,第1控制信号S1[i]以及第2控制信号S2[i]保持高电平。此时的像素电路P由图4(a)的电路图等效表示。如图4(a)所示,在初始化期间Tinit中,介由通过高电平的第1控制信号S1[i]成为导通状态的第1开关元件T1使连接点Nb和初始化用布线35导通。由此,对保持电容C的第1电极L1以及驱动晶体管Tdr的栅极端子供给初始化电位Vinit。再有,在该初始化期间Tinit中,介由通过高电平的第2控制信号S2[i]成为导通状态的第2开关元件T2使保持电容C的第2电极L2与驱动晶体管Tdr的源极端子导通。
在此,在图4(a)所示的状态中,初始化电位Vinit被选定为让驱动晶体管Tdr成为截止状态的电平。由此,在初始化期间Tinit中停止对发光元件17的电流供给而该发光元件17不发光。也就是,在本实施方式中,因为只是在显示期间Tdsp中选择性地驱动发光元件17,所以能够高品质地显示期望的图像,而且与在初始化期间Tinit中也使电流流过发光元件17的构成相比,可以降低初始化期间Tinit中的消耗电力。
(b)写入期间Twrt
在写入期间Twrt中,如图3所示,扫描信号Ssel[i]以及第1控制信号S1[i]保持高电平,另一方面,第2控制信号保持低电平。此时的像素电路P由图4(b)的电路图等效表示。如图4(b)所示,在写入期间Twrt中,与初始化期间Tinit同样,对保持电容C的第1电极L1以及驱动晶体管Tdr的栅极端子供给初始化电位Vinit。再有,在该写入期间Twrt中,介由通过高电平的第2控制信号S2[i]成为导通状态的选择用晶体管Tsl使保持电容C的第2电极L2与数据线13导通。由此,将该时刻的第j列的数据线13的数据电位Vdata(即与属于第i行的第j列的像素电路P的灰度等级相对应的电位)向保持电容C的第2电极L2供给。
(c)显示期间Tdsp
在显示期间Tdsp中,如图3所示,扫描信号Ssel[i]以及第1控制信号S1[i]保持低电平,另一方面,第2控制信号保持高电平。此时的像素电路P由图4(c)的电路图等效表示。如图4(c)所示,通过使保持电容C的第2电极L2的连接目的地从数据线13变更到驱动晶体管Tdr的源极端子,则该第2电极L2的电位从在紧接之前的写入期间Twrt中被供给的数据电位Vdata变化为电位V1。该电位V1主要是由发光元件17的特性而决定的电位。而且,伴随着该第2电极L2的电位的变化,连接点Nb(保持电容C的第1电极L1以及驱动晶体管Tdr的栅极端子)的电位也产生变化。如果考虑连接点Nb中的电荷量在写入期间Twrt和显示期间Tdsp不变化的事实,则此变化之后的连接点Nb的电位是“Vinit+(V1-Vdata)”。通过将该电位向驱动晶体管Tdr的栅极端予供给,则与该电位对应的电流经由驱动晶体管Tdr以及发光元件17从电源线31流入接地线32。由此,发光元件17,以对应与数据电位Vdata的亮度进行发光。
在此,对显示期间Tdsp中流入发光元件17的电流Iel进行探讨。如果将驱动晶体管Tdr的增益系数设为“β”;将驱动晶体管Tdr的栅极端子和源极端子之间的电压设为“Vgs”;将驱动晶体管Tdr的阈值电压设为“Vth”,则驱动晶体管Tdr工作于饱和区域时的电流Iel由以下的式(1)表示。
Iel=(1/2)β(Vgs-Vth)2 ……(1)
如所述,在显示期间Tdsp中,连接点Na的电位(即驱动晶体管Tdr的源极端子的电位)是“V1”,而连接点Nb的电位(即驱动晶体管Tdr的栅极端子的电位)是“Vinit+(V1-Vdata)”。因为式(1)中的电位Vgs相当于连接点Na的电位和连接点Nb的电位之差值(Vgs=Vinit+(V1-Vdata)-V1),所以式(1)可以变形如以下的式(2)。
Iel=(1/2)β[{Vinit+(V1-Vdata)-V1}-Vth]2
=(1/2)β(Vinit-Vdata-Vth)2 ……(2)
从该式(2)可判断,流入发光元件17的电流Iel不依赖于电位VH或电位VL。由此,即使在供给各像素电路P的电位VH例如由电源线31中的电压降低引起在每一个像素电路P不同的情况下,如果采用对多个像素电路P指示共同的灰度等级,则也可以使供给这些像素电路P的发光元件17的电流Iel相等。由此,根据本实施方式,能够有效地抑制由电位VH或电位VL的离散引起的显示不均。
还有,虽然如式(2)所示那样电流Iel依赖于初始化电位Vinit,但是因为电流几乎不流入与保持电容C的第l电极L1以及驱动晶体管Tdr的栅极端子相连接的初始化用布线35,所以在该初始化布线35中不产生电压降低。也就是,向各像素电路P供给的初始化电位Vinit则为几乎相同的电位。由此,即使说电流Iel依赖于初始化电位Vinit,但是与伴随着对发光元件17供给电流Iel而电流Iel依赖于流动较大电流的电源线31的电位VH的现有构成相比,确实能够发挥抑制电流Iel的离散的效果。
再有,在本实施方式中,因为像素电路P的全部开关元件均为n沟道型,所以可以通过将非晶硅用作为半导体层的薄膜晶体管(以下称为“a-TFT”)来构成像素电路P。然而,众所周知,如果正常持续地对a-TFT的栅极端子供给同极性的电位则阈值电压发生变化。在本实施方式中将像素电路P的各开关元件由a-TFT构成的情况下,虽然也存在着通过对驱动晶体管Tdr的栅极端子供给初始化电位Vinit而阈值电压Vth发生漂移的可能性,但是通过将该初始化电位Vinit设定为充分低的电平,也可以有效地抑制驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的漂移。
<B:第2实施方式>
接着,对本发明的第2实施方式进行说明。
在第l实施方式中,示例了将扫描信号Ssel[i]、第1控制信号S1[i]和第2控制信号S2[i]作为独立的信号的构成,但是也可以采用将这些信号中的至少一个兼并作为其他的信号的构成。本实施方式中的像素电路P构成为将扫描信号Ssel[i]兼并作为第1控制信号S1[i](换言之,第1控制信号S1[i]兼并作为扫描信号Ssel[i])。还有,对以下所示的各实施方式中与第1实施方式相同的要素采用相同的符号而适当省略其说明。
图5是表示有关本实施方式的像素电路P的构成的电路图。如该图所示,在本实施方式的像素电路P中,第1开关元件T1的栅极端子不仅与选择用晶体管Tsl的栅极端子而且与扫描线110相连接。由此,从扫描线驱动电路2 1输出的扫描信号Ssel[i],共用于选择用晶体管Tsl的控制和第1开关元件T1的控制。
在如图6所示的扫描信号Ssel[i]成为高电平的写入期间Twrt中,如图7(a)所示,保持电容C的第2电极L2和数据线13介由选择用晶体管Tsl而导通,而且保持电容C的第1电极L1和初始化用布线35介由第1开关元件T1而导通。另一方面,如图7(b)所示,显示期间Tdsp中的像素电路P的等效电路与第1实施方式(图4(c))相同。如图6所示,在本实施方式中,没有设定与写入期间Twrt分开的初始化期间Tinit。
在该构成中,因为供给发光元件17的电流Iel成为如式(2)所示的电流值,就也起到与第1实施方式相同的效果。此外,本实施方式中,因为扫描信号Ssel[i]兼并作为第1控制信号S1[i],所以与选择用晶体管Tsl和第1开关元件T1由独立的信号控制的情况相比其构成精简。
<C:第3实施方式>
接着,对本发明的第3实施方式进行说明。在第1实施方式中,示例了初始化电位Vinit独立于扫描信号Ssel[i]、第1控制信号S1[i]以及第2控制信号S2[i],由电源电路28生成的构成,但是也可以将扫描线驱动电路21生成的信号用作为初始化电位Vinit。本实施方式中的像素电路P构成为第2控制信号S2[i]兼作为初始化电位Vinit。
图8是表示本实施方式中的像素电路P的构成的电路图。如该图所示,在本实施方式中,第1开关元件T1的漏极端子不仅与第2开关T2的的栅极端子而且与第2控制线112相连接。也就是,从扫描线驱动电路2 1输出的第2控制信号S2[i],用来控制第2开关元件T2的状态,而且作为初始化电位Vinit向连接点Nb供给。
如图9所示,本实施方式中的第2控制信号S2[i]成为与扫描信号Ssel[i]相同的波形。由此,与第2实施方式相同,没有设定与写入期间Twrt分开的初始化期间Tinit。如图9以及图10(a)所示,在写入期间Twrt中,介由第1开关元件T1使作为低电平的第2控制信号S2[i]的电位VS2[i]L向连接点Nb供给。由此,显示期间Tdsp中的连接点Nb的电位,因为如图10(b)所示成为“VS2[i]L+(V1-Vdata)”,所以显示期间Tdsp中流入发光元件17的电流Iel由下式(2a)表示。
Iel=(1/2)β(VS2[i]_L-Vdata-Vth)2 ……(2a)
这样,在本实施方式中也因为电流Iel不依赖于电位VH或电位VL,也起到与第1实施方式相同的效果。此外,在本实施方式中,和初始化电位Vinit与其他信号独立生成的情况相比,具有构成精简的优点。
<D:第4实施方式>
接着,对本发明的第4实施方式进行说明。在第3实施方式中,示例了向各像素电路P供给的信号(第2控制信号S2[i])兼作为该像素电路P中的初始化电位Vinit的构成,但是也可以将向各像素电路P供给的信号兼作为其他像素电路P的初始化电位Vinit。在本实施方式中,所采用的构成为:向第(i-1)行的各像素电路P供给的扫描信号Ssel[i-1],兼作为在Y方向的正方向邻接于该像素电路P的第i行的各像素电路P中的初始化电位Vinit。
图11是表示本实施方式中的像素电路P的构成的电路图。在该图中,图示有属于第(i-1)行的第j列的像素电路P和属于第i行的同列的像素电路P。如图11所示,属于第i行的像素电路P之中的第1开关元件T1的漏极端子与第(i-1)行的扫描线110相连接。也就是,扫描信号Ssel[i-1]被供给到第(i-1)行的像素电路P而且作为初始化电位Vinit被供给到第i行的像素电路P。
本实施方式中的各信号成为与第3实施方式(图9)相同的波形。如图12(a)所示,在扫描信号Ssel[i]成为高电平的写入期间Twrt中,低电平的扫描信号Ssel[i-1]的电位VSsel[i-1]L作为初始化电位Vinit被供给到第i行的像素电路P的连接点Nb。由此,如图12(b)所示,因为显示期间Tdsp中的第i行的像素电路P的连接点Nb的电位成为“VSsel[i-1]L+(V1-Vdata)”,所以显示期间Tdsp中流入发光元件17的电流Iel由下式(2b)表示。
Iel=(1/2)β(VSsel[i-1]L-Vdata-Vth)2 ……(2b)
这样,在本实施方式中也因为电流Iel不依赖于电位VH或电位VL,也起到与第1实施方式相同的效果。此外,在本实施方式中,与第3实施方式相同,和初始化电位Vinit与其他信号独立生成的情况相比,具有构成精简的优点。
还有,在此示例了将向各像素电极P供给的扫描信号Ssel[i]兼作为在所述Y方向邻接的像素电极P的初始化电位Vinit的构成,但是兼作为初始化电位Vinit的扫描信号Ssel[i]的供给目的地可以任意地变更。例如,也可以采用如下构成:作为第i行的像素电路P中的初始化电位Vinit,可以利用向第(i-1)行以外的扫描线110(例如第(i-2)行的扫描线110)供给的扫描信号。
<E:第5实施方式>
接着,对本发明的第5实施方式进行说明。在以上的各实施方式中,示例了使构成像素电路P的全部开关元件为n沟道型的构成,但是各开关元件的导电型可以适当进行变更。在本实施方式中,使用p沟道型的晶体管作为驱动晶体管Tdr。
图13是表示本实施方式中的像素电路P的构成的电路图。如该图所示,本实施方式的驱动晶体管Tdr是其源极端子连接于电源线31而其漏极端子连接于发光元件17的阳极的p沟道型薄膜晶体管。第2开关元件T2的漏极端子与驱动晶体管Tdr的源极端子以及电源线31连接而其源极端子与连接点Na连接。还有,向像素电路P供给的各信号的波形与第1实施方式(图3)相同。
如图14(a)所示,在初始化期间Tinit中,使保持电容C的第2电极L2与驱动晶体管Tdr的源极端子导通。由此,从电源线31对第2电极L2供给电位VH。再有,如图14(b)所示,在写入期间Twrt中,对保持电容C的第2电极L2供给数据电位Vdata,而且对第1电极L1供给初始化电位Vinit。另一方面,如图14(c)所示,在紧接写入期间Twrt之后的显示期间Tdsp中,通过第2开关元件T2变为导通状态,保持电容C的第2电极L2的电位从紧接之前的电位Vdata变化为电位VH。伴随着该变化,保持电容C的第1电极L1的电位在写入期间从被供给的电位Vinit变化为电位“Vinit+(VH-Vdata)”。在此,因为显示期间Tdsp中的驱动晶体管Tdr的栅极端子和源极端子之间的电压Vgs相当于保持电容C的第1电极L1的电位和第2电极L2的电位之差值(Vgs=VH-{Vinit+(VH-Vdata)}),所以如果驱动晶体管Tdr工作于饱和区域,则显示期间Tdsp中流入发光元件17的电流Iel由下式(2c)表示。
Iel=(1/2)β(Vgs-Vth)2
=(1/2)β[VH-{Vinit+(VH-Vdata)}-Vth]2
=(1/2)β(Vdata-Vinit-Vth)2 ……(2c)
这样,在本实施方式中也因为电流Iel不依赖于电位VH或电位VL,也起到与第1实施方式相同的效果。此外,在本实施方式中,因为驱动晶体管Tdr为p沟道型,所以与驱动晶体管Tdr为n沟道型的第1实施方式至第4实施方式相比,能够降低必须施加给驱动晶体管Tdr的栅极端子的电位。
在本实施方式中,也可以采用如第2实施方式那样向像素电路P供给的信号的至少一个兼作为其他信号的构成;或如第3实施方式或第4实施方式那样让任一个信号兼作为初始化电位Vinit的构成。如果对具体方式例进行示例,则如下。
(a)第1方式例
如图15所示,也可以采用如下构成:通过将第1开关元件T1的栅极端子与选择用晶体管Tsl的栅极端子和扫描线110相连接,使扫描信号Ssel[i]兼作为第1控制信号S1[i]。该构成中的各信号波形与第2实施方式(图6)相同。
如图14(b)所示,在写入期间Twrt中对第1电极L1供给初始化电位Vinit,而且对第2电极L2供给数据电位Vdata;如图14(c)所示在显示期间Tdsp中第2电极L2的电位变化为电位VH而且第1电极L1的电位变化为“Vinit+(VH-Vdata)”。由此,在本实施方式中也因为电流Iel不依赖于电位VH或电位VL,也起到与第1实施方式相同的效果。此外,根据本方式例,因为通过共同的信号(扫描信号Ssel[i])来控制选择用晶体管Tsl和第1开关元件T1,所以与通过独立的信号来分别控制的情况相比,其构成精简。
(b)第2方式例
如图16所示,也可以采用如下构成:通过将第2开关元件T2的栅极端子与第1开关元件T1的栅极端子和第1控制线111相连接,使第1控制信号S1[i]兼作为第2控制信号S2[i]。但是,该构成中,第2开关元件T2为p沟道型晶体管。
如图17所示,在本方式例中,在初始化期间Tinit以及写入期间Twrt中成为高电平的第1控制信号S1[i]向第1开关元件T1以及第2开关元件T2供给。由此,如图18(a)所示,在初始化期间Tinit中,通过使第2开关元件T2成为断开状态,以致保持电容C的第2电极L2与数据线13以及驱动晶体管Tdr的漏极端子的任一方皆不导通。另一方面,如图18(b)以及图18(c)所示,因为写入期间Twrt以及显示期间Tdsp中的像素电路P的工作与如图14(b)以及图14(c)所示的第5实施方式相同,所以在本方式例中也起到与第5实施方式相同的作用以及效果。此外,根据本方式例,因为通过共同的信号(第1控制信号S1[i])来控制第1开关元件T1和第2开关元件T2,所以与通过独立的信号来分别控制的情况相比,其构成精简。
(c)第3方式例
如图19所示,也可以采用如下构成:通过将第2开关元件T2的栅极端子与选择用晶体管Tsl的栅极端子和扫描线110相连接,使扫描信号Ssel[i]兼作为第2控制信号S2[i]。还有,第2开关元件T2为p沟道型晶体管。该构成中向像素电路P供给的各信号成为与第2方式例(图17)相同的波形。根据该构成,在与第1实施方式相同的效果的基础上,与通过独立的信号来分别控制选择用晶体管Tsl和第2开关元件T2的情况相比,还具有构成精简的优点。
(d)第4方式例
也能够将以上已经说明的第1至第3方式例适当进行组合。例如,如图20所示,也可以采用如下构成:第1开关元件T1以及第2开关元件T2的各自的栅极端子与选择用晶体管Tsl的栅极端子和扫描线110相连接。在该方式例中,扫描信号Ssel[i]兼作为第1控制信号S1[i]以及第2控制信号S2[i]。还有,即使在本方式例中,与第2以及第3方式例相同地,第2开关元件T2为p沟道型晶体管。
本方式例中的扫描信号Ssel[i],与如图21所示成为第1实施方式中的扫描信号Ssel[i]相同的波形。再有,各期间中的像素电路P的等效电路与第1方式例相同。根据该方式例,因为通过共同的信号(扫描信号Ssel[i])来控制选择用晶体管Tsl、第1开关元件T1和第2开关元件T2,所以与通过独立的信号来分别控制的构成(第5实施方式),或通过共同的信号来控制其中2个要素的构成(第1至第3方式例)相比,其构成精简。
(e)第5方式例
如图22所示,也可以采用如下构成:通过将第1开关元件T1的栅极端子与选择用晶体管Tsl的栅极端子和扫描线110相连接,使用于控制选择用晶体管Tsl的扫描信号Ssel[i]兼作为初始化电位Vinit。该构成中向像素电路P供给的各信号与第1实施方式(图3)相同。
在本方式例中,如图23(a)所示,在写入期间Twrt中使处于高电平的扫描信号Ssel[i]的电位Vsel[i]作为初始化电位Vinit向连接点Nb供给。由此,如图23(b)所示,因为显示期间Tdsp中的连接点Nb的电位成为“VSsel[i]H+(VH-Vdata)”,所以显示期间Tdsp中流入发光元件17的电流Iel通过下式(2d)表示。
Iel=(1/2)β(Vdata-VSsel[i]_H-Vth)2 ……(2d)
这样,在本方式例中也因为电流Iel不依赖于电位VH或电位VL,也起到与第1实施方式相同的效果。此外,在本方式例中,因为没有必要独立生成初始化电位Vinit,故其构成精简。
(f)第6方式例
也能够将以上已经说明的第1至第5方式例适地进行组合。例如,如图24所示,也可以采用如下构成:第1开关元件T1的栅极端子以及漏极端子和第2开关元件T2的栅极端子不仅与选择用晶体管Tsl的栅极端子而且与扫描线110相连接(即将图20图示的第4方式例和图22图示的第5方式例组合的构成)。该构成中的扫描信号Ssel[i]成为图21所图示的波形,各期间中的像素电路P的等效电路则为图23所示的构成。根据该方式例,与以上说明的各方式例的像素电路P相比,其构成精简。
<F:变形例>
可以对各实施方式增加各种各样的变形。如果对具体变形例进行示例则如下。还有,也可以将以下所示的各变形例适当进行组合。
(1)变形例1
虽然在第1至第4实施方式中示例了像素电路P的全部开关元件为n沟道型的构成,在第5实施方式中示例了驱动晶体管Tdr为p沟道型的构成,但是像素电路P的各开关元件的导电型可以在以上的示例中适当进行变更。
(2)变形例2
再有,也可以将以上已经说明的各实施方式适当进行组合。例如,即使在构成像素电路P的全部开关元件为n沟道型的第1实施方式中,也可以采用与第5实施方式的各方式例相同的构成。
(3)变形例3
虽然在各实施方式中示例了利用有机EL材料的发光元件17,但是本发明也适用于利用了除此以外的发光元件的电光学装置。例如,可以对以下各种电光学装置采用与各实施方式相同的构成:利用了无机EL元件的显示装置;场致发射显示装置(FED:Field Emission Display);表面传导型电子发射显示装置(SED:Surface-conduction Electron-emitter Display);弹道电子发射显示装置(BSD:Ballistic electron Surfaceemitting Display);利用了发光二极管的显示装置。
<G:应用例>
接着,对利用了有关本发明的电光学装置的电子机器进行说明。图25是表示将有关各实施方式的电光学装置D作为显示装置采用的可移动型个人计算机的构成立体图。个人计算机2000具备作为显示装置的电光学装置D和主体部2010。在主体部2010上,设置有电源开关2001以及键盘2002。因为该电光学装置D在发光元件17中使用有机EL材料,所以能够显示视角较广易于观看的画面。
图26中,表示适用了有关实施方式的电光学装置D的移动电话机的构成。移动电话机3000具备:多个操作按键3001以及滚动按键3002,乃至作为显示装置的电光学装置D。通过操作滚动按键3002,可以使电光学装置D所显示的画面滚动。
图27中,表示适用了有关实施方式的电光学装置D的便携式信息终端(PDA:Personal Digital Assistant)的构成。便携式信息终端4000具备:多个操作按键4001以及电源开关4002、乃至作为显示装置的电光学装置D。如果操作电源开关4002,则在电光学装置D上显示所谓的通讯录或日程表的各种信息。
还有,作为使用了有关本发明的电光学装置的电子机器,除了图25至图27所示的以外,还可以列举出数码照相机、电视机、摄像机、汽车导航装置(car navigation)、寻呼机、电子笔记本、电子纸、电子计算器、文字处理器、工作站、可视电话机、POS终端、打印机、扫描仪、复印机、放像机、备有触摸屏的机器等。再有,电光学装置的用途不限定于图像的显示。例如,在所谓的光写入型的打印机或电子复印机的图像形成装置中,虽然使用了根据形成在纸张等的记录材料中的图像而对受光体进行曝光的写入头(writing head),但是作为该种写入头也可以使用本发明的电光学装置。本发明中的所谓电子电路,是除了如各实施方式那样构成显示装置的像素的像素电路以外,还包括成为在图像形成装置中的曝光单元的电路的概念。