JP2007033599A - 電子装置、その駆動方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 単位回路Uは、ゲート電圧Vgに応じた導通状態となる駆動トランジスタTdr(閾値電圧Vth_TR)と、駆動トランジスタTdrの導通状態に応じて駆動される電気光学素子11と、駆動トランジスタTdrのゲートと電圧供給線17との間に介在する容量素子Cとを含む。書込期間P2では、データ線15(電圧Vdata)と駆動トランジスタTdrのドレインとを接続するとともに駆動トランジスタTdrのソースとゲートを接続することによって、ゲート電圧Vgを「Vdata+Vth_TR」とする。「Vdata+Vth_TR」は電気光学素子11の閾値電圧Vth_ELを下回る。書込期間P2の経過後に、電圧供給線17の電圧の上昇によってゲート電圧Vgを変動させ、この変動後のゲート電圧Vgに応じて電気光学素子11を駆動する。
【選択図】 図3
Description
"51.4:Invited Paper: Modeling and Design of Polysilicon Drive Circuits for OLED Displays", Simon W.-B. Tam, Tatsuya Shimoda, SID 04 Digest, pp.1406-pp.1409
この構成において、書込期間では、電圧供給線が第1電圧に設定されたうえで、駆動トランジスタの制御端子がデータ電圧に応じた電圧(例えばデータ電圧と駆動トランジスタの閾値電圧とに応じた電圧)に設定される。そして、書込期間の経過後に電圧供給線の電圧が第1電圧とは相違する第2電圧に設定されると、容量素子による容量カップリングによって制御端子の電圧が電圧供給線の電圧の変動分に応じて変化し、これによって駆動トランジスタの導通状態が書込期間とは別個の状態に設定される。したがって、本発明によれば、例えば駆動トランジスタと被駆動素子との間に介在するスイッチング素子など単位回路の複雑化に繋がる要素を必要とすることなく、書込期間とその経過後の期間とで被駆動素子の駆動の状態(駆動または停止)を区別することが可能となる。例えば、書込期間においては、第1端子の電圧が被駆動素子の駆動を停止する電圧となるように制御端子をデータ電圧に応じた電圧に設定しておき、この書込期間の経過後に、電圧供給線の電圧の変動によって、第1端子の電圧が被駆動素子を駆動し得る電圧となるように制御端子の電圧を変化させるといった駆動が可能である。また、これとは逆に、書込期間において被駆動素子を駆動するとともにその経過後に被駆動素子の駆動を停止するといった駆動を実現することもできる。
例えば、ある態様において、電圧設定手段は、第2端子と信号線とを書込期間にて電気的に接続する第1スイッチング素子(例えば各実施形態のトランジスタTr1)を含み、データ電圧と駆動トランジスタの閾値電圧との加算値は被駆動素子の閾値電圧を下回る。この態様によれば、書込期間における被駆動素子の駆動を確実に停止することができる。なお、この態様の具体例は第1実施形態(図3)として後述される。さらに別の態様において、電圧設定手段は、第1端子と信号線とを書込期間にて電気的に接続する第1スイッチング素子を含み、データ電圧は被駆動素子の閾値電圧を下回る。この態様によっても、書込期間における被駆動素子の駆動を確実に停止することができる。なお、この態様の具体例は第2実施形態(図8)として後述される。
さらに望ましい態様において、所定の電圧が供給される給電線(例えば第1実施形態における電源線181や第2実施形態における電圧供給線17)と第2端子とを込期間の経過後に電気的に接続する第3スイッチング素子(例えば各実施形態におけるトランジスタTr3)を含み、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子と第3スイッチング素子とは単一の配線に供給される信号によって制御される。この態様によれば、書込期間の経過後に駆動トランジスタの第2端子が所定の電圧に設定されるから、駆動トランジスタの導通状態(さらには被駆動素子の駆動状態)を安定的に維持することができる。さらに、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子と第3スイッチング素子とが単一の配線に供給される信号によって制御されるから、各スイッチング素子が別系統の信号によって個別に制御される構成と比較して配線数の削減や制御の簡素化が実現される。より具体的には、第3スイッチング素子は、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と異なる導電型のトランジスタとされる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置の構成を示すブロック図である。同図の電子装置Dは、画像を表示するための手段として種々の電子機器に採用される電気光学装置であり、複数の単位回路Uが面状に配列された素子アレイ部10と、各単位回路Uを駆動するための走査線駆動回路23およびデータ線駆動回路25と、各単位回路Uに供給される電圧を制御する電圧制御回路27とを含む。
初期化期間P1においては、第2制御信号Yb[i]がローレベルに遷移するから、図5に示すようにトランジスタTresはオン状態を維持する。したがって、駆動トランジスタTdrのゲートと電源線181とが電気的に接続されてゲート電圧Vgは電源電圧Vdd(すなわち駆動トランジスタTdrを導通状態とする電圧)に初期化される。したがって、初期化期間P1においては容量素子Cに蓄積されていた電荷が初期化される。また、初期化期間P1において電圧供給線17の電圧L[i]は書込電圧V0に設定されているから、容量素子Cの第2電極E2は書込電圧V0に設定される。なお、初期化期間P1において第1制御信号Ya[i]はハイレベルを維持するから、トランジスタTr1およびトランジスタTr2がオフ状態となってトランジスタTr3はオン状態となっているが、電圧供給線17の電圧L[i]は書込電圧V0に設定されているから電気光学素子11に駆動電流Ielは供給されない。
初期化期間P1の経過後(書込期間P2および駆動期間P3)において第2制御信号Yb[i]はハイレベルを維持するから、図6に示すようにトランジスタTresはオフ状態を維持する。一方、書込期間P2において第1制御信号Ya[i]はハイレベルに遷移する。したがって、トランジスタTr3がオフ状態となって駆動トランジスタTdrと電圧供給線17とが電気的に絶縁される。また、トランジスタTr1がオン状態に遷移することによって駆動トランジスタTdrのドレインとデータ線15とが電気的に接続されるとともに、トランジスタTr2がオン状態に遷移することによって駆動トランジスタTdrのソースとゲートとが電気的に接続(ダイオード接続)される。すなわち、駆動トランジスタTdrのゲートは、トランジスタTr2と駆動トランジスタTdrのソースおよびドレインとトランジスタTr1とを介してデータ線15に接続される。
書込期間P2が経過すると、第1制御信号Ya[i]がローレベルに遷移するから、図7に示すようにトランジスタTr2はオフ状態になる。したがって、駆動トランジスタTdrのダイオード接続は解除される。このときトランジスタTresもオン状態となっているから、駆動期間P3において容量素子Cの第1電極E1(あるいは駆動トランジスタTdrのゲート)はフローティング状態となる。また、ローレベルの第1制御信号Ya[i]によって、トランジスタTr1がオフ状態に遷移するとともにトランジスタTr3はオン状態に遷移する。したがって、駆動トランジスタTdrのドレインの接続先はデータ線15から電圧供給線17に切り替わる。
Iel=(β/2)(Vgs−Vth_TR)2 ……(1)
Iel=(β/2)(ΔV1+Vdata−Von)2 ……(2)
すなわち、駆動電流Ielは駆動トランジスタTdrの閾値電圧Vth_TRに依存しない。したがって、本実施形態によれば、各単位回路Uにおける閾値電圧Vth_TRのバラツキを補償して、各電気光学素子11を高い精度で所期の輝度に発光させることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る電子装置Dについて説明する。なお、本実施形態のうち第1実施形態と同様の要素については図1と共通の符号を付してその説明を適宜に省略する。
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
以上の各実施形態においては、電気光学素子11の陽極が駆動トランジスタTdrに接続された構成を例示した。この構成においては、各実施形態にて説明したように、書込期間P2における電気光学素子11の陽極の電圧(第1実施形態ではVdata+Vth_TR、第2実施形態ではVdata)が閾値電圧Vth_ELを下回るように電圧Vdataを選定することで電気光学素子11の駆動が停止される一方、駆動期間P3においては電圧供給線17の電圧L[i]を上昇させることによって電気光学素子11が駆動される。これに対し、図10や図11に示すように、電気光学素子11の陰極が駆動トランジスタTdrに接続されるとともに各電気光学素子11の陽極が電源電圧Vddに維持された構成としてもよい。図10は第1実施形態の単位回路Uを変形した態様であり、図11は第2実施形態の単位回路Uを変形した態様である。
単位回路Uの具体的な構成は以上の例示に限定されない。例えば、各トランジスタの導電型は適宜に変更され得る。また、各実施形態においては、書込期間P2に先立ってゲート電圧Vgを初期化するトランジスタTresを含む構成を例示したが、このトランジスタTresは省略されてもよい。さらに、各実施形態においては、トランジスタTr1とトランジスタTr2とトランジスタTr3とが共通の信号(第1制御信号Ya[i])によって制御される構成を例示したが、各々が別個の信号によって制御される構成としてもよい。したがって、トランジスタTr3はトランジスタTr1やトランジスタTr2と同じ導電型であってもよい。
以上の各実施形態においては、書込期間P2で電気光学素子11が完全に消灯するように電圧Vdataの範囲を選定した構成を例示したが、本発明において書込期間P2での完全な消灯までは必ずしも必要ではない。例えば、第1実施形態においては「Vdata+Vth_TR≦Vth_EL」を満たすように電圧Vdataの範囲を選定することで書込期間P2における電気光学素子11への電流の供給を完全に停止させる構成を例示したが、書込期間P2における電気光学素子11の輝度が表示装置としての実用上において問題にならない程度(すなわち観察者に殆ど視認されない程度)であれば、書込期間P2における電気光学素子11の陽極の電圧「Vdata+Vth_TR」(第2実施形態ではVdata)が閾値電圧Vth_ELを上回る構成としてもよい。同様に、図10の構成においては、電気光学素子11の陰極の電圧「Vdata+Vth_TR」(図11の構成では電圧Vdata)が書込期間P2にて「Vdd−Vth_EL」を下回っていてもよい。すなわち、本発明においては、書込期間P2にて電気光学素子11に印加される電圧とその経過後に電気光学素子11に印加される電圧とが電圧供給線17の電圧の変動に起因して相違する構成であれば足りる。
以上の形態においては電気光学素子11としてOLED素子を例示したが、本発明の電子装置に採用される電気光学素子はこれに限定されない。例えば、OLED素子に代えて、無機EL素子や、フィールド・エミッション(FE)素子、表面導電型エミッション(SE:Surface-conduction Electron-emitter)素子、弾道電子放出(BS:Ballistic electron Surface emitting)素子、LED(Light Emitting Diode)素子といった様々な自発光素子、さらには液晶素子や電気泳動素子やエレクトロクロミック素子など様々な電気光学素子を利用することができる。また、本発明は、バイオチップなどのセンシング装置にも適用される。本発明の被駆動素子とは、エネルギの付与によって所期の状態に制御(駆動)される総ての要素を含む概念であり、発光素子などの電気光学素子は被駆動素子の例示に過ぎない。
次に、本発明に係る電子装置を利用した電子機器について説明する。図12は、以上に説明した何れかの形態に係る電子装置Dを表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示装置としての電子装置Dと本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。この電子装置Dは電気光学素子11としてOLED素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
Claims (15)
- 制御端子と第1端子と第2端子とを備え前記制御端子の電圧に応じて前記第1端子と前記第2端子との間の導通状態が変化する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの導通状態に応じて駆動される被駆動素子とを含む単位回路を備えた電子装置を駆動する方法であって、
書込期間において、信号線にデータ電圧を供給するとともに、前記第1端子および前記第2端子の一方と前記信号線とを電気的に接続することによって前記第1端子および前記第2端子の他方を介して前記制御端子にデータ電圧を供給し、
前記書込期間の経過後に、前記制御端子の電圧を所定量だけ変化させることによって前記駆動トランジスタの導通状態を設定する
電子装置の駆動方法。 - 前記単位回路は、前記制御端子に接続された第1電極と電圧供給線に接続された第2電極とを有する容量素子を含み、
前記書込期間の少なくとも一部において、前記電圧供給線の電圧を第1電圧レベルに設定し、
前記書込期間の経過後に、前記電圧供給線の電圧を前記第1電圧レベルとは相違する第2電圧レベルに変化させることによって前記制御端子の電圧を変化させる
請求項1に記載の電子装置の駆動方法。 - 信号線と、
電圧供給線と、
書込期間において前記信号線にデータ電圧を供給するデータ供給回路と、
前記書込期間の少なくとも一部において前記電圧供給線の電圧を第1電圧レベルに設定するとともに前記書込期間の経過後に前記電圧供給線の電圧を前記第1電圧レベルとは相違する第2電圧レベルに変化させる電圧制御回路と、
単位回路とを具備し、
前記単位回路は、
制御端子と第1端子と第2端子とを備え、前記制御端子の電圧に応じて前記第1端子と前記第2端子との間の導通状態が変化する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタの導通状態に応じて駆動される被駆動素子と、
前記第1端子および前記第2端子の一方と前記信号線とを前記書込期間の少なくとも一部にて電気的に接続することによって前記第1端子および前記第2端子の他方を介して前記制御端子にデータ電圧を供給する電圧設定手段と、
前記制御端子に接続された第1電極と前記電圧供給線に接続された第2電極とを有する容量素子と
を含む電子装置。 - 前記駆動トランジスタと前記被駆動素子との間にはスイッチング素子が介在しない
請求項3に記載の電子装置。 - 前記第1電極は前記書込期間の経過後にフローティング状態となる
請求項3に記載の電子装置。 - 前記被駆動素子は、前記第1端子の電圧レベルが所定の電圧レベルを上回ると駆動され、
前記第2電圧レベルは前記第1電圧レベルよりも高い
請求項3に記載の電子装置。 - 前記被駆動素子は、前記第1端子の電圧レベルが前記被駆動素子の閾値電圧を上回ると駆動され、
前記電圧設定手段は、前記第2端子と前記信号線とを前記書込期間の少なくとも一部にて電気的に接続する第1スイッチング素子を含み、
前記データ電圧と前記駆動トランジスタの閾値電圧との加算値は前記被駆動素子の閾値電圧を下回る
請求項6に記載の電子装置。 - 前記被駆動素子は、前記第1端子の電圧が前記被駆動素子の閾値電圧を上回ると駆動され、
前記電圧設定手段は、前記第1端子と前記信号線とを前記書込期間の少なくとも一部にて電気的に接続する第1スイッチング素子を含み、
データ電圧は前記被駆動素子の閾値電圧を下回る
請求項6に記載の電子装置。 - 前記電圧設定手段は、前記第1端子および前記第2端子の一方と前記信号線との電気的な接続を制御する第1スイッチング素子と、前記第1端子および前記第2端子の他方と前記制御端子との電気的な接続を制御する第2スイッチング素子とを含み、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とは単一の配線に供給される信号によって制御される
請求項3に記載の電子装置。 - 前記被駆動素子は、前記駆動トランジスタの前記第1端子に接続され、
電圧が所定の電圧レベルに設定されている給電線と前記第2端子とを前記書込期間の経過後に電気的に接続する第3スイッチング素子を含み、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子とは単一の配線に供給される信号によって制御される
請求項9に記載の電子装置。 - 前記単位回路は、前記書込期間に先立って前記制御端子の電圧を所定の電圧レベルに設定するリセット手段を含む
請求項3に記載の電子装置。 - 前記被駆動素子は、前記第1端子の電圧レベルが所定の電圧レベルを下回ると駆動され、
前記第2電圧は前記第1電圧よりも低い
請求項3に記載の電子装置。 - 前記電圧供給線は前記信号線に交差する
請求項3に記載の電子装置。 - 請求項3から請求項13の何れかに記載の電子装置を具備する電子機器。
- データ線と、
電圧供給線と、
書込期間において前記データ線にデータ電圧を供給するデータ線駆動回路と、
前記書込期間の少なくとも一部において前記電圧供給線の電圧を第1電圧レベルに設定するとともに前記書込期間の経過後に前記電圧供給線の電圧を前記第1電圧レベルとは相違する第2電圧レベルに変化させる電圧制御回路と、
単位回路とを具備し、
前記単位回路は、
制御端子と第1端子と第2端子とを備え、前記制御端子の電圧に応じて前記第1端子と前記第2端子との間の導通状態が変化する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタの導通状態に応じて駆動される電気光学素子と、
前記第1端子および前記第2端子の一方と前記データ線とを前記書込期間の少なくとも一部にて電気的に接続することによって前記第1端子および前記第2端子の他方を介して前記制御端子にデータ電圧を供給する電圧設定手段と、
前記制御端子に接続された第1電極と前記電圧供給線に接続された第2電極とを有する容量素子と
を含む電気光学装置。
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