JP2010170018A - 発光装置及びその駆動方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 有機EL素子がどのような発光階調で発光しても、発光輝度にバラツキを生じさせない。
【解決手段】有機EL装置は、駆動電流の大きさに応じた光量で発光する有機EL素子と、ゲートが第1ノードに電気的に接続されるとともに該ゲート及びソースが電気的に接続され、ドレイン・ソース間に流れる電流を前記駆動電流として出力する駆動トランジスタを備える。そして、制御手段は、第1に、前記駆動トランジスタのゲートとソースとの間の電圧を、当該駆動トランジスタの移動度に応じた補償後電圧(Vth+Va)とするため、前記第1ノードに第1データ電位(Vdata)を供給するとともに当該駆動トランジスタに電流を供給し、その後第2に、前記第1ノードに前記第1データ電位に応じて定められた第2データ電位(Vdata+Voffset)を供給する。
【選択図】図3
【解決手段】有機EL装置は、駆動電流の大きさに応じた光量で発光する有機EL素子と、ゲートが第1ノードに電気的に接続されるとともに該ゲート及びソースが電気的に接続され、ドレイン・ソース間に流れる電流を前記駆動電流として出力する駆動トランジスタを備える。そして、制御手段は、第1に、前記駆動トランジスタのゲートとソースとの間の電圧を、当該駆動トランジスタの移動度に応じた補償後電圧(Vth+Va)とするため、前記第1ノードに第1データ電位(Vdata)を供給するとともに当該駆動トランジスタに電流を供給し、その後第2に、前記第1ノードに前記第1データ電位に応じて定められた第2データ電位(Vdata+Voffset)を供給する。
【選択図】図3
Description
本発明は、有機EL(electro luminescent)素子等を含む発光装置及びその駆動方法、並びに電子機器に関する。
薄型で軽量な発光源として、OLED(organic light emitting diode)、即ち有機EL素子がある。有機EL素子は、有機材料を含む少なくとも一層の有機薄膜を画素電極と対向電極とで挟んだ構造を有する。このうち画素電極は例えば陽極として、対向電極は陰極として機能する。両者間に電流が流されると、前記有機薄膜で電子及び正孔間の再結合が生じ、これに起因して、当該有機薄膜ないしは有機EL素子は発光する。
かかる有機EL素子、ないしはこれを備えた画像表示装置としては、例えば特許文献1乃至3に開示されているようなものが知られている。
かかる有機EL素子、ないしはこれを備えた画像表示装置としては、例えば特許文献1乃至3に開示されているようなものが知られている。
ところで、上述のような有機EL素子は、適当な構成をもつ駆動回路によって駆動される。駆動回路としては、例えば、駆動トランジスタのゲート電位に応じてそのソース・ドレイン間に流れる電流を有機EL素子に供給するものがある。この場合、そのゲート電位の調整を通じて、有機EL素子の発光輝度の調整等が可能になる。
もっとも、このような駆動回路には様々な解決すべき課題がある。例えば、その1つに、前記駆動トランジスタの移動度、あるいは閾値電圧等の各種特性のバラツキがある。前述した画像表示装置は通常、多数の有機EL素子、及びそれら各々に付随する前記駆動トランジスタを含む駆動回路を備えるが、製造プロセス上の各種パラメータのバラツキ等が要因となって、これら複数の駆動トランジスタの各々の特性がばらつけば、各有機EL素子の発光輝度の調整等にもバラツキが生じることになり、その結果、表示画像の品質向上の障害となる。
もっとも、このような駆動回路には様々な解決すべき課題がある。例えば、その1つに、前記駆動トランジスタの移動度、あるいは閾値電圧等の各種特性のバラツキがある。前述した画像表示装置は通常、多数の有機EL素子、及びそれら各々に付随する前記駆動トランジスタを含む駆動回路を備えるが、製造プロセス上の各種パラメータのバラツキ等が要因となって、これら複数の駆動トランジスタの各々の特性がばらつけば、各有機EL素子の発光輝度の調整等にもバラツキが生じることになり、その結果、表示画像の品質向上の障害となる。
前記の特許文献1乃至3は、このような問題に対処する技術を開示する。すなわち、特許文献1は「閾電圧」「移動度」に着目し(特許文献1の〔0004〕)、特許文献2は、「最適な移動度補正時間が短い場合」を主に念頭におき、この時間を延長化することによって、入力信号電圧の書込パルスのパルス幅がばらつくことによる「補正時間のばらつきを相対的に小さくし、輝度ばらつきを抑える」技術の提供を目指す(以上「」内は、特許文献2の〔0017〕〔0018〕)。
また、特許文献3は、「映像信号(駆動信号、輝度信号)Vsigに依存する」移動度補正処理を最適化する技術の提供を目的とする(特許文献3の〔0015〕〜〔0017〕)。
また、特許文献3は、「映像信号(駆動信号、輝度信号)Vsigに依存する」移動度補正処理を最適化する技術の提供を目的とする(特許文献3の〔0015〕〜〔0017〕)。
これら各文献によれば、前述した移動度のバラツキに関して一定の効果がもたらされる。しかしながら、そのような移動度補償(上記各文献では「補正」)が行われたとしても、なお残る課題がある。例えば、いわば、移動度補償の階調依存性とでもいうべき問題である。すなわち、移動度補償を一定の期間、一定の手順で行ったとしても、その移動度補償動作によって、有機EL素子がある特定の階調において発光する場合においては、発光輝度のバラツキを効果的に抑制することが可能であるものの、他の階調において発光する場合には、そうはならない場合がある。
また、移動度補償動作は、有機EL素子に供給する電流量に制約を設けることと考えることも可能であるから、所望の発光輝度の実現、特に、より高い発光輝度の実現に困難を生じさせるおそれもある。
また、移動度補償動作は、有機EL素子に供給する電流量に制約を設けることと考えることも可能であるから、所望の発光輝度の実現、特に、より高い発光輝度の実現に困難を生じさせるおそれもある。
前記の各文献は、より具体的には以下のような技術を開示する。すなわち、特許文献1は、閾値電圧の補正を行うことに加えて(特許文献1の〔請求項1〕参照)、駆動トランジスタのゲートに、「適切」な時間、「駆動用トランジスタの移動度に対する補正を信号電位に加える」ことによって、移動度のバラツキに対処する技術を開示する(特許文献1の〔請求項2〕)。また、特許文献2は、「入力信号電圧の電圧値を段階的に高く」することで、その「段階」の初めの方において駆動トランジスタにいわば「プリチャージ」を行い、もって当該駆動トランジスタのゲート・ソース間電圧を低め、「最適な移動度補正時間を長く」する技術を開示する(特許文献2の〔請求項1〕〔0021〕)。
これらによれば、たしかに、前述した特許文献1及び2が着目する課題の解決が可能になると思われるが、前述した移動度補償の階調依存性や発光輝度の制約などといった問題に効果的に対処可能なわけではない。
これらによれば、たしかに、前述した特許文献1及び2が着目する課題の解決が可能になると思われるが、前述した移動度補償の階調依存性や発光輝度の制約などといった問題に効果的に対処可能なわけではない。
さらに、特許文献3は、「映像信号に依存した値であって、映像信号よりも低い値である」、「補正電圧」を、駆動トランジスタのゲートに印加することによって、「映像信号Vsigの高低が移動度補正処理に与える影響」を少なくする技術を開示する(特許文献3の〔請求項1〕〔0035〕)。
この特許文献3では、「映像信号に依存した」、「補正電圧」を用いるという点で(例えば特許文献3の〔0098〕以下参照)、前記の移動度補償の階調依存性という問題に若干の関連性があるとはいえる。しかし、この特許文献3では、その「補正電圧」の印加がいわば映像信号の書込期間内の時間を利用して行われ、また、その際、電源電位及び有機EL素子間の導通状態を司る発光制御トランジスタ(特許文献3では「TEL_C」)がON状態となることが前提となっている(例えば特許文献3の〔図3〕、〔図6〕(C)、〔0077〕以下等参照。なお、〔請求項1〕中の「…電圧を電流供給部から駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加する…移動度補正処理」という文言も参照)。このような技術は、移動度補償の際に達成されるべき駆動トランジスタのゲート・ソース間電圧の値をどうするか、言い換えると、いわば“移動度補正処理”という枠の中で、その実効性を如何に上げることができるか、という点にもっぱら関心があるといえる。したがって、この特許文献3の技術によっても、前述した移動度補償“後”の各問題が必ずしも好適に解決されるわけではない。
この特許文献3では、「映像信号に依存した」、「補正電圧」を用いるという点で(例えば特許文献3の〔0098〕以下参照)、前記の移動度補償の階調依存性という問題に若干の関連性があるとはいえる。しかし、この特許文献3では、その「補正電圧」の印加がいわば映像信号の書込期間内の時間を利用して行われ、また、その際、電源電位及び有機EL素子間の導通状態を司る発光制御トランジスタ(特許文献3では「TEL_C」)がON状態となることが前提となっている(例えば特許文献3の〔図3〕、〔図6〕(C)、〔0077〕以下等参照。なお、〔請求項1〕中の「…電圧を電流供給部から駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加する…移動度補正処理」という文言も参照)。このような技術は、移動度補償の際に達成されるべき駆動トランジスタのゲート・ソース間電圧の値をどうするか、言い換えると、いわば“移動度補正処理”という枠の中で、その実効性を如何に上げることができるか、という点にもっぱら関心があるといえる。したがって、この特許文献3の技術によっても、前述した移動度補償“後”の各問題が必ずしも好適に解決されるわけではない。
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決することの可能な発光装置及びその駆動方法、並びに、電子機器を提供することを課題とする。
また、本発明は、かかる態様の発光装置、その駆動方法、あるいは電子機器に関連する課題を解決可能な、発光装置、その駆動方法、あるいは電子機器を提供することをも課題とする。
また、本発明は、かかる態様の発光装置、その駆動方法、あるいは電子機器に関連する課題を解決可能な、発光装置、その駆動方法、あるいは電子機器を提供することをも課題とする。
本発明に係る発光装置は、上述した課題を解決するため、駆動電流の大きさに応じた光量で発光する発光素子と、ゲートが第1ノードに電気的に接続され、ドレイン・ソース間に流れる電流を前記駆動電流として出力する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲートとソースとの間の電圧を、当該駆動トランジスタの移動度に応じた補償後電圧とするため、前記第1ノードに第1データ電位を供給するとともに当該駆動トランジスタに電流を供給し、その後、前記第1ノードに前記第1データ電位に応じて定められた第2データ電位を供給する制御手段と、を備える。
本発明によれば、第1ノード、即ち駆動トランジスタのゲートへの第1データ電位の供給、及び、当該駆動トランジスタへの電流供給、によって、いわゆる移動度補償が行われる。仮に、移動度の異なる駆動トランジスタが2つあるとすれば、それぞれのゲート・ソース間電圧はそれに応じた異なった補償後電圧に一致することになるが、その結果、これら2つの駆動トランジスタに流れるドレイン・ソース間電流のバラツキは抑制されることになる。ただし、このような効果が得られるのは、発光素子がある特定の発光階調(あるいは、より一般的には、ある範囲内の発光階調)で発光する場合、即ち、駆動トランジスタのゲートに所定の電位が供給される場合に限られるのが一般的である。これを逆に言うと、それ以外の発光階調ないしは電位では、前記移動度補償による効果を実効的に享受することができないことを意味する。
これを前提に、本発明においては、前記移動度補償が行われた後に、第1ノードに第2データ電位が供給される。これにより、前記ゲート・ソース間電圧の値は変動するが、この場合における第2データ電位は「第1データ電位に応じて定められ」ているから、前述した、移動度補償による効果を享受することができない発光階調、ないしは電位に対する好適な手当てが行われ得ることになる。すなわち、そのような移動度補償効果を享受不能な「電位」を前記第1データ電位と考えれば、第2データ電位は、例えば、“かかる「電位」に応じた、前記移動度補償効果を享受できない程度”に基づいて定められ得ることになるから、これによって、前記ドレイン・ソース間電流のバラツキを抑制することが可能となるのである。
以上のようなことから、本発明によれば、発光素子がどのような発光階調によって発光する場合であっても、移動度バラツキを原因とする発光輝度バラツキを抑制することができる。また、本発明によれば、前記第2データ電位が印加されることにより、ドレイン・ソース間電流を増加させ得ることになるので、より高い発光輝度の実現、あるいはより明るい画像の表示の実現が、より容易になる。
これを前提に、本発明においては、前記移動度補償が行われた後に、第1ノードに第2データ電位が供給される。これにより、前記ゲート・ソース間電圧の値は変動するが、この場合における第2データ電位は「第1データ電位に応じて定められ」ているから、前述した、移動度補償による効果を享受することができない発光階調、ないしは電位に対する好適な手当てが行われ得ることになる。すなわち、そのような移動度補償効果を享受不能な「電位」を前記第1データ電位と考えれば、第2データ電位は、例えば、“かかる「電位」に応じた、前記移動度補償効果を享受できない程度”に基づいて定められ得ることになるから、これによって、前記ドレイン・ソース間電流のバラツキを抑制することが可能となるのである。
以上のようなことから、本発明によれば、発光素子がどのような発光階調によって発光する場合であっても、移動度バラツキを原因とする発光輝度バラツキを抑制することができる。また、本発明によれば、前記第2データ電位が印加されることにより、ドレイン・ソース間電流を増加させ得ることになるので、より高い発光輝度の実現、あるいはより明るい画像の表示の実現が、より容易になる。
なお、本発明にいう「発光素子」の具体的な構造や材料は基本的に自由に定められ得るが、例えば、有機EL材料や無機EL材料からなる発光層を電極間に介在させた素子が本発明の発光素子として採用され得る。さらに、LED(Light Emitting Diode)素子や、プラズマの放電により発光する素子など様々な発光素子を本発明に利用することができる。
この発明の発光装置では、一端が前記駆動トランジスタのドレインに、他端が電源電位の供給線に、それぞれ電気的に接続され、両者間の導通及び非導通状態の切替えを行う発光制御スイッチング素子、を更に備え、前記制御手段は、前記第1ノードに前記第2データ電位が供給される際に、前記発光制御スイッチング素子をOFF状態とする、ように構成してもよい。
この態様によれば、駆動トランジスタに電流供給がなされない状態(前記「OFF状態」とは、そのような意味をもつ。)で、第2データ電位の第1ノードへの供給が行われることになる。これにより、本態様では、移動度補償が行われることによって生じ得る不都合への対処が好適に行われる(前述した発光輝度バラツキの抑制及びより高い発光輝度の実現という2つの効果は、その証左ともいえる。)。この点は、前記の特許文献3との関係において際立った相違点となる。本態様は、必ずしも移動度補償動作の枠内で、その実効性を上げることだけを目的とするのではない。
なお、本態様の観点を勘案する場合、前述した本発明の規定において、「その後、……第2データ電位を供給する制御手段」とあるところは、「その後第2に、『前記駆動トランジスタに電流を供給しないで、』……第2データ電位を供給する制御手段」と規定することも可能である。
この態様によれば、駆動トランジスタに電流供給がなされない状態(前記「OFF状態」とは、そのような意味をもつ。)で、第2データ電位の第1ノードへの供給が行われることになる。これにより、本態様では、移動度補償が行われることによって生じ得る不都合への対処が好適に行われる(前述した発光輝度バラツキの抑制及びより高い発光輝度の実現という2つの効果は、その証左ともいえる。)。この点は、前記の特許文献3との関係において際立った相違点となる。本態様は、必ずしも移動度補償動作の枠内で、その実効性を上げることだけを目的とするのではない。
なお、本態様の観点を勘案する場合、前述した本発明の規定において、「その後、……第2データ電位を供給する制御手段」とあるところは、「その後第2に、『前記駆動トランジスタに電流を供給しないで、』……第2データ電位を供給する制御手段」と規定することも可能である。
本発明の発光装置では、2つの電極のそれぞれが前記駆動トランジスタのゲート及びソースに電気的に接続され、前記補償後電圧を保持する容量素子と、前記第1ノードと前記第1及び第2データ電位の供給線との間の導通及び非導通状態の切替えを行う第1スイッチング素子と、前記第1ノードと所定の固定電位の供給線との間の導通及び非導通状態の切替えを行う第2スイッチング素子と、前記駆動トランジスタのソースと所定の固定電位の供給線との間の導通及び非導通状態の切替えを行う第3スイッチング素子と、を更に備える、ように構成してもよい。
この態様によれば、例えば、第3スイッチング素子の存在により、第1ノードの電位の初期化が好適に実現されるなど、本発明に係る発光装置を好適に駆動するための、好適な駆動回路構成が提供される。なお、後述する実施形態においては、この態様をより具体化した態様の詳細について説明される。
この態様によれば、例えば、第3スイッチング素子の存在により、第1ノードの電位の初期化が好適に実現されるなど、本発明に係る発光装置を好適に駆動するための、好適な駆動回路構成が提供される。なお、後述する実施形態においては、この態様をより具体化した態様の詳細について説明される。
本発明の発光装置では、前記発光素子は複数存在し、前記駆動トランジスタはそれら複数の発光素子の各々に対応して複数存在し、前記第2データ電位は、前記第1データ電位に加えて、前記駆動トランジスタの各々の移動度のバラツキの程度にも応じて、定められる、ように構成してもよい。
この態様によれば、前述した本発明に係る効果がより実効的に奏される。
前述のように、移動度補償が行われたとしても、その効果は、ある特定の発光階調ないしは電位でしか享受できない場合があるが、これは、駆動トランジスタの移動度のバラツキに主な原因がある(この点については、後の実施形態における図4又は図7の説明等、参照)。したがって、第2データ電位が、第1データ電位の大きさに加えて、このような事情をも考慮しながら定められるのであれば、本発明に係る効果を享受するために、より好適であるのは明らかである。なお、本態様に係る効果を更に促進するためには、例えば、前記第2データ電位が、“前記第1データ電位が前記第1ノードに供給される場合における、前記駆動トランジスタの移動度のバラツキを原因とするドレイン・ソース間電流のバラツキを収束させるように”、定められてなお好適である。
この態様によれば、前述した本発明に係る効果がより実効的に奏される。
前述のように、移動度補償が行われたとしても、その効果は、ある特定の発光階調ないしは電位でしか享受できない場合があるが、これは、駆動トランジスタの移動度のバラツキに主な原因がある(この点については、後の実施形態における図4又は図7の説明等、参照)。したがって、第2データ電位が、第1データ電位の大きさに加えて、このような事情をも考慮しながら定められるのであれば、本発明に係る効果を享受するために、より好適であるのは明らかである。なお、本態様に係る効果を更に促進するためには、例えば、前記第2データ電位が、“前記第1データ電位が前記第1ノードに供給される場合における、前記駆動トランジスタの移動度のバラツキを原因とするドレイン・ソース間電流のバラツキを収束させるように”、定められてなお好適である。
本発明の発光装置では、前記第1データの相違に応じた前記第2データ電位を予め記憶するデータテーブル、を更に備える、ように構成してもよい。
この態様によれば、第1データ電位の相違に応じた第2データ電位を記憶するデータテーブルが備えられているので、例えば、第2データ電位を、その都度の第1データ電位に基づいて直接的に算出するなどという態様に比べて、処理時間の簡易化、短縮化、あるいはそれに見合ったコスト低廉化等を実現することができる。
この態様によれば、第1データ電位の相違に応じた第2データ電位を記憶するデータテーブルが備えられているので、例えば、第2データ電位を、その都度の第1データ電位に基づいて直接的に算出するなどという態様に比べて、処理時間の簡易化、短縮化、あるいはそれに見合ったコスト低廉化等を実現することができる。
また、本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した各種の発光装置を備える。
本発明の電子機器は、上述した各種の発光装置を備えてなるので、どのような発光階調での発光においても発光輝度バラツキを抑制することが可能になり、また、より高い発光輝度の実現が可能になる。
本発明の電子機器は、上述した各種の発光装置を備えてなるので、どのような発光階調での発光においても発光輝度バラツキを抑制することが可能になり、また、より高い発光輝度の実現が可能になる。
一方、本発明の発光装置の駆動方法は、上記課題を解決するため、駆動電流の大きさに応じた光量で発光する発光素子を備えた発光装置の駆動方法であって、前記駆動電流を出力する駆動トランジスタのゲート・ソース間の電圧を、当該駆動トランジスタの移動度に応じた補償後電圧とするため、そのゲートに接続された第1ノードに第1データ電位を供給するとともに、当該駆動トランジスタに電流を供給する第1工程と、この第1工程の後、前記第1ノードに前記第1データ電位に応じて定められた第2データ電位を供給する第2工程と、を含む。
本発明によれば、上述した本発明の発光装置によって奏された作用効果と本質的に異ならない作用効果が奏されることが明白である。
この発明の発光装置の駆動方法では、前記発光装置は、一端が前記駆動トランジスタのドレインに、他端が電源電位の供給線に、それぞれ電気的に接続され、両者間の導通及び非導通状態の切替えを行う発光制御スイッチング素子、を更に備え、前記第2工程は、前記発光制御スイッチング素子をOFF状態にする工程を含む、ように構成してもよい。
この態様によれば、上述した本発明の発光装置の各種態様のうち、「発光制御スイッチング素子」を含む態様によって奏された作用効果と本質的に異ならない作用効果が奏される。
この態様によれば、上述した本発明の発光装置の各種態様のうち、「発光制御スイッチング素子」を含む態様によって奏された作用効果と本質的に異ならない作用効果が奏される。
この発明の発光装置の駆動方法では、前記発光素子は複数存在し、前記駆動トランジスタはそれら複数の発光素子の各々に対応して複数存在し、前記第2データ電位は、前記第1データ電位に加えて、前記駆動トランジスタの各々の移動度のバラツキの程度にも応じて、定められる、ように構成してもよい。
この態様によれば、上述した本発明の発光装置の各種態様のうち、第2データ電位が第1データ電位に加えて移動度バラツキの程度にも応じて定められる態様によって奏された作用効果と本質的に異ならない作用効果が奏される。
この態様によれば、上述した本発明の発光装置の各種態様のうち、第2データ電位が第1データ電位に加えて移動度バラツキの程度にも応じて定められる態様によって奏された作用効果と本質的に異ならない作用効果が奏される。
<有機EL装置の構成>
以下では、本発明に係る実施の形態について図1及び図2を参照しながら説明する。なお、ここに言及した図1及び図2に加え、以下で参照する各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に異ならせてある場合がある。
以下では、本発明に係る実施の形態について図1及び図2を参照しながら説明する。なお、ここに言及した図1及び図2に加え、以下で参照する各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に異ならせてある場合がある。
有機EL装置100は、図1に示すように、素子基板7と、この素子基板7上に形成される各種の要素とを備えている。各種の要素とは、有機EL素子8、走査線3及びデータ線6、電源線113、走査線駆動回路103、データ線駆動回路106、並びに制御回路CUである。
有機EL素子(発光素子)8は、図1に示すように、素子基板7上に複数備えられる。それら複数の有機EL素子8はN行×M列のマトリクス状に配列されている(N,Mは自然数)。有機EL素子8の各々は、陽極としての画素電極、発光機能層及び陰極としての対向電極から構成されている。
画像表示領域7aは、素子基板7上、これら複数の有機EL素子8が配列されている領域である。画像表示領域7aでは、各有機EL素子8の個別の発光及び非発光に基づき、所望の画像が表示され得る。なお、以下では、素子基板7の面のうち、この画像表示領域7aを除く領域を、「周辺領域」と呼ぶ。
画像表示領域7aは、素子基板7上、これら複数の有機EL素子8が配列されている領域である。画像表示領域7aでは、各有機EL素子8の個別の発光及び非発光に基づき、所望の画像が表示され得る。なお、以下では、素子基板7の面のうち、この画像表示領域7aを除く領域を、「周辺領域」と呼ぶ。
走査線3及びデータ線6は、それぞれ、マトリクス状に配列された有機EL素子8の各行及び各列に対応するように配列されている。より詳しくは、走査線3は、図1に示すように、図中左右方向に沿って延び、かつ、周辺領域上に形成されている走査線駆動回路103に接続されている。一方、データ線6は、図中上下方向に沿って延び、かつ、周辺領域上に形成されているデータ線駆動回路106に接続されている。なお、電源線113は、データ線6と並行するように配列されている。この電源線113には、高電源電位Velが供給される。
前記のうち走査線駆動回路103は、走査線3のそれぞれを順番に選択するための回路である。また、データ線駆動回路106は、走査線駆動回路103によって選択された走査線3に対応する各有機EL素子8に向けて、各データ線6を通じてデータ信号を供給するための回路である。
制御回路CUは、これら走査線駆動回路103及びデータ線駆動回路106を制御して、走査線3の選択順序、あるいはデータ信号の供給タイミング等を決定する。なお、この制御回路CUには、図1に示すようにデータテーブルDTが内蔵されている。このデータテーブルDTは、後述するオフセット電圧Voffsetに関わるが、その点についての説明は後述する。
前記のうち走査線駆動回路103は、走査線3のそれぞれを順番に選択するための回路である。また、データ線駆動回路106は、走査線駆動回路103によって選択された走査線3に対応する各有機EL素子8に向けて、各データ線6を通じてデータ信号を供給するための回路である。
制御回路CUは、これら走査線駆動回路103及びデータ線駆動回路106を制御して、走査線3の選択順序、あるいはデータ信号の供給タイミング等を決定する。なお、この制御回路CUには、図1に示すようにデータテーブルDTが内蔵されている。このデータテーブルDTは、後述するオフセット電圧Voffsetに関わるが、その点についての説明は後述する。
各走査線3及び各データ線6の各交点の近傍には、前述の有機EL素子8等を含む単位回路(画素回路)Pが設けられている。
単位回路Pは、図2に示すように、有機EL素子8を含むほか、駆動トランジスタTdr、発光制御トランジスタTel、第1〜第3トランジスタTr1〜Tr3、及び容量素子C1を含む。
なお、図1では便宜的に1本の配線として図示された走査線3は、図2に示すように実際には4本の配線を含む。各配線には走査線駆動回路103から所定の信号が供給される。より詳細には、これら各配線には、それぞれ、走査信号GWRT[i]、第1補償制御信号GINI1[i]、第2補償制御信号GINI2[i]、及び発光制御信号GEL[i]が供給される。これら各信号の具体的な意義やこれに応じた単位回路Pの動作については後述する。なお、ここで使われた記号iは、前記マトリクス状配列の中の行番号を意味する(図1参照。1本の走査線3が4本の配線からなるので、全走査線3に含まれる配線数は結局、4N本である。)。
単位回路Pは、図2に示すように、有機EL素子8を含むほか、駆動トランジスタTdr、発光制御トランジスタTel、第1〜第3トランジスタTr1〜Tr3、及び容量素子C1を含む。
なお、図1では便宜的に1本の配線として図示された走査線3は、図2に示すように実際には4本の配線を含む。各配線には走査線駆動回路103から所定の信号が供給される。より詳細には、これら各配線には、それぞれ、走査信号GWRT[i]、第1補償制御信号GINI1[i]、第2補償制御信号GINI2[i]、及び発光制御信号GEL[i]が供給される。これら各信号の具体的な意義やこれに応じた単位回路Pの動作については後述する。なお、ここで使われた記号iは、前記マトリクス状配列の中の行番号を意味する(図1参照。1本の走査線3が4本の配線からなるので、全走査線3に含まれる配線数は結局、4N本である。)。
駆動トランジスタTdrはnチャネル型であり、電源線113から有機EL素子8の画素電極に至る経路上にある。この駆動トランジスタTdrのドレイン(D)は発光制御トランジスタTelのソースに接続される。
この駆動トランジスタTdrは、ソース(S)とドレイン(D)との導通状態(ソース−ドレイン間の抵抗値)がゲート電位Vgに応じて変化することで当該ゲート電位Vgに応じた駆動電流Ielを生成する手段である。なお、ゲート電位Vgは、データ線6を通じて供給されるデータ信号Dataの大きさに応じる。
こうして、有機EL素子8は、駆動トランジスタTdrの導通状態、ないしはデータ信号Dataに応じて駆動される。
この駆動トランジスタTdrは、ソース(S)とドレイン(D)との導通状態(ソース−ドレイン間の抵抗値)がゲート電位Vgに応じて変化することで当該ゲート電位Vgに応じた駆動電流Ielを生成する手段である。なお、ゲート電位Vgは、データ線6を通じて供給されるデータ信号Dataの大きさに応じる。
こうして、有機EL素子8は、駆動トランジスタTdrの導通状態、ないしはデータ信号Dataに応じて駆動される。
発光制御トランジスタTelはpチャネル型であり、駆動トランジスタTdrと電源線113との間にある。この発光制御トランジスタTelのゲートには、前記発光制御信号GEL[i]が供給される。この発光制御信号GEL[i]がローレベルに遷移すると発光制御トランジスタTelがON状態に変化して有機EL素子8に対する駆動電流Ielの供給が可能となる。これにより、有機EL素子8は駆動電流Ielに応じた階調(輝度)で発光する。これに対して、発光制御信号GEL[i]がハイレベルである場合には発光制御トランジスタTelがOFF状態を維持するから、駆動電流Ielの経路が遮断されて有機EL素子8は消灯する。
なお、有機EL素子8の画素電極は、この発光制御トランジスタTel及び前記駆動トランジスタTdrを介して前述した高電源電位Velが供給される電源線113に接続され、その対向電極は低電源電位VCTが供給される電位線(不図示)に接続される。
なお、有機EL素子8の画素電極は、この発光制御トランジスタTel及び前記駆動トランジスタTdrを介して前述した高電源電位Velが供給される電源線113に接続され、その対向電極は低電源電位VCTが供給される電位線(不図示)に接続される。
容量素子C1は、2つの電極間に誘電体が介挿された素子である。その容量値は、Ch1である。この容量素子C1の一方の電極(図中上方の電極)は駆動トランジスタTdrのゲートに接続される。また、容量素子C1の他方の電極(図中下方の電極)は駆動トランジスタTdrのソース(S)に接続されるとともに、後述する第3トランジスタTr3のソース又はドレインにも接続される。
第1トランジスタTr1は、ノードZ1とデータ線6との間に介在して両者の電気的な接続を制御するスイッチング素子である。第1トランジスタTr1のゲートには前記の走査信号GWRT[i]が供給される。
第2トランジスタTr2は、ノードZ1と初期化電位VSTが供給される電位線との間に設けられ両者の電気的な接続を制御するスイッチング素子である。第2トランジスタTr2のゲートには前記の第1補償制御信号GINI1[i]が供給される。
第3トランジスタTr3は、前述した低電源電位VSTの電位線と駆動トランジスタTdrのソースとの間に設けられ両者の電気的な接続を制御するスイッチング素子である。第3トランジスタTr3のゲートには第2補償制御信号GINI2[i]が供給される。
第2トランジスタTr2は、ノードZ1と初期化電位VSTが供給される電位線との間に設けられ両者の電気的な接続を制御するスイッチング素子である。第2トランジスタTr2のゲートには前記の第1補償制御信号GINI1[i]が供給される。
第3トランジスタTr3は、前述した低電源電位VSTの電位線と駆動トランジスタTdrのソースとの間に設けられ両者の電気的な接続を制御するスイッチング素子である。第3トランジスタTr3のゲートには第2補償制御信号GINI2[i]が供給される。
次に、以上のような構成をもつ有機EL装置100の動作ないし作用について、既に参照した図1及び図2に加えて図3を参照しながら説明する。
〔i〕初期化: まず、第1補償制御信号GINI1[i]と第2補償制御信号GINI2[i]がハイレベルとなることで、第2トランジスタTr2と第3トランジスタTr3がON状態となる。これにより、駆動トランジスタTdrのゲート電位Vgとソース電位Vsはそれぞれ、図3に示すように下落して、初期化電位VSTとVINIなる。
なお、単位回路Pは、いま述べている〔i〕初期化から、後に述べる〔vi〕駆動までの各動作を繰り返し行う。〔i〕の初期化動作は、最後の〔vi〕の駆動動作(発光動作)が終わった後、即ち発光制御信号GEL[i]がローレベルからハイレベルに遷移した後に行われる。図3の最左方に示される、前記ソース電位Vsの下落に先立つ、ゲート電位Vg及びソース電位Vsの双方の下落は、そのような発光制御信号GEL[i]の遷移に対応している。
〔i〕初期化: まず、第1補償制御信号GINI1[i]と第2補償制御信号GINI2[i]がハイレベルとなることで、第2トランジスタTr2と第3トランジスタTr3がON状態となる。これにより、駆動トランジスタTdrのゲート電位Vgとソース電位Vsはそれぞれ、図3に示すように下落して、初期化電位VSTとVINIなる。
なお、単位回路Pは、いま述べている〔i〕初期化から、後に述べる〔vi〕駆動までの各動作を繰り返し行う。〔i〕の初期化動作は、最後の〔vi〕の駆動動作(発光動作)が終わった後、即ち発光制御信号GEL[i]がローレベルからハイレベルに遷移した後に行われる。図3の最左方に示される、前記ソース電位Vsの下落に先立つ、ゲート電位Vg及びソース電位Vsの双方の下落は、そのような発光制御信号GEL[i]の遷移に対応している。
〔ii〕Vth補償: 次に、第2補償制御信号GINI2[i]がローレベルに遷移し、続いて更に、発光制御信号GEL[i]がローレベルに遷移する。これにより、第3トランジスタTr3がOFF状態となり、続いて更に、発光制御トランジスタTelがON状態となる。このことから、ソース電位Vsは初期化電位VSTの供給から開放されることになる。その結果、駆動トランジスタTdr及び高電源電位Vel間が導通状態となることも相まって、駆動トランジスタTdrのソース電位Vsは、図3に示すように上昇を開始し、そのゲート・ソース間電圧は閾値電圧Vthに漸近する。なお、この一連の過程中、駆動トランジスタTdrのゲート及びソース間は接続する容量素子C1は閾値電圧Vthを保持する(なお、容量素子C1は、以下の各動作においても、その時々に応じた適宜の電圧を保持する。)。
以上のように、この〔ii〕における動作では、各駆動トランジスタTdrの閾値電圧Vthの補償が行われることになる。
以上のように、この〔ii〕における動作では、各駆動トランジスタTdrの閾値電圧Vthの補償が行われることになる。
〔iii〕データ書込: 次に、発光制御信号GEL[i]及び第1補償制御信号GINI1[i]が、それぞれ、ハイレベル及びローレベルに遷移して発光制御トランジスタTel及び第2トランジスタTr2がOFF状態となる一方、走査信号GWRT[i]がハイレベルとなることで、第1トランジスタTr1がON状態となる。この際、適当なデータ電位Vdataをもつデータ信号がデータ線6を通じて供給されると、それに応じてノードZ1の電位、即ちゲート電位Vgは、当該データ電位Vdataの足し込み分に応じた電圧だけ変動する。したがって、駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧は、図3に示すようにVth+Vdataとなる。ここでVdata’=Vdata・(Ch2/(Ch2+Ch1))となる。この式中、Ch2は、有機EL素子8がもつ寄生容量の容量値である。
〔iv〕移動度補償: 次に、走査信号GWRT[i]のハイレベルが維持されたまま、発光制御信号GEL[i]がローレベルに遷移する。これにより、再び、発光制御トランジスタTelがON状態となることで、駆動トランジスタTdrのソース電位Vsが上昇を開始する。図3においては、ソース電位Vsの上昇後のゲート・ソース間電圧がVth+Vaになることが表現されているが、これは、当該ソース電位Vsの上昇分が、“Vdata−Va”と表現可能であることを意味する。その結果、逆に、駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧は小さくなることになる(下降分をαで表せば、α=Vdata−Vaである。)。
このようなソース電位Vsの上昇、ないしはゲート・ソース間で電圧の下降の程度は、一般に、各単位回路Pに含まれる駆動トランジスタTdrの各々が相異なる移動度特性を持つことに応じて、異なることになる。すなわち、定性的には、より大きな移動度μをもつ駆動トランジスタTdrでは、ソース電位Vsの上昇量は大きく、より小さな移動度μをもつ駆動トランジスタTdrでは、ソース電位Vsの上昇量は小さくなる。
以上のように、この〔iv〕における動作では、各駆動トランジスタTdrの移動度補償が行われることになる。
このようなソース電位Vsの上昇、ないしはゲート・ソース間で電圧の下降の程度は、一般に、各単位回路Pに含まれる駆動トランジスタTdrの各々が相異なる移動度特性を持つことに応じて、異なることになる。すなわち、定性的には、より大きな移動度μをもつ駆動トランジスタTdrでは、ソース電位Vsの上昇量は大きく、より小さな移動度μをもつ駆動トランジスタTdrでは、ソース電位Vsの上昇量は小さくなる。
以上のように、この〔iv〕における動作では、各駆動トランジスタTdrの移動度補償が行われることになる。
〔v〕オフセット電圧書込: 次に、走査信号GERT[i]のハイレベルがなお維持されたまま、発光制御信号GEL[i]がハイレベルに遷移する。これにより、再び、発光制御トランジスタTelがOFF状態となる。この際、前述したデータ電位Vdataに、当該データ電位Vdataの大きさに応じたオフセット電圧Voffsetを加えた電位(即ち、Vdata+Voffset(図3参照))もつデータ信号がデータ線6を通じて供給される。ノードZ1の電位、即ちゲート電位Vgは、それに応じて当該オフセット電圧Voffsetの足し込み分に応じて変動する。この際、ゲート電位Vg及びソース電位Vsの双方が上昇しているが、図3においては、この変動によって、駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧が、最終的にはVth+Va+Vbとなることが表現されている。Vbの値は、容量素子C1及び有機EL素子8がもつ寄生容量(図3の破線参照)の影響によって定まり、具体的には、Vb=Voffset×(Ch2/(Ch1+Ch2))となる。ここで、Ch2は、前記寄生容量の容量値である。
なお、ここに述べたオフセット電圧Voffsetの定め方、あるいはその意義・作用・効果等については、後に改めて説明する。
なお、ここに述べたオフセット電圧Voffsetの定め方、あるいはその意義・作用・効果等については、後に改めて説明する。
〔vi〕駆動: 走査信号GERT[i]がローレベルに遷移して第1トランジスタTr1がOFF状態となる一方、発光制御信号GEL[i]が三度ローレベルとなることで、発光制御トランジスタTelがON状態となる。これにより、有機EL素子8には、ゲート電位Vgに応じた大きさの駆動電流Ielが駆動トランジスタTdrから供給されることになり、当該有機EL素子8は発光する。
次に、前述したオフセット電圧Voffsetの詳細について、既に参照した図1乃至図3に加えて、図4以降の各図面を参照しながら説明する。
前記オフセット電圧Voffsetは、好適には、以下のようにして定められる。
まず、図4の左方及び特に図5に示すように、前記〔iv〕の移動度補償動作は、所定の時間T(図では、「移動度補償時間」)にわたって行われる(図3も参照)。この移動度補償時間の長さは装置全体に関わる事情を含めて種々の事情によって定められるが、一般的には、図5に示すように、移動度補償を実行する時間と駆動トランジスタTdrのドレイン・ソース間電流Idsとの関係、及び、この関係と各単位回路Pに含まれる各駆動トランジスタTdrがもつ移動度のバラツキとの関係、から、定められる。図5においては、駆動トランジスタTdr〔A〕からTdr〔C〕の順に従って移動度特性が悪くなる場合において、これら各駆動トランジスタTdr〔A〕乃至Tdr〔C〕に係る曲線のすべてが、たまたま交差する0.5〔μs〕付近に、最適な移動度補償時間T(以下、「最適補償時間T」という。)が定められる様子が表現されている。なお、図5中の駆動トランジスタTdr〔A〕の移動度(実線)はそれぞれ移動度のバラツキが±20%の場合である。すなわち、1.0を基準として20%移動度が高い特性を1.2、20%低い特性を0.8として示している。
前記オフセット電圧Voffsetは、好適には、以下のようにして定められる。
まず、図4の左方及び特に図5に示すように、前記〔iv〕の移動度補償動作は、所定の時間T(図では、「移動度補償時間」)にわたって行われる(図3も参照)。この移動度補償時間の長さは装置全体に関わる事情を含めて種々の事情によって定められるが、一般的には、図5に示すように、移動度補償を実行する時間と駆動トランジスタTdrのドレイン・ソース間電流Idsとの関係、及び、この関係と各単位回路Pに含まれる各駆動トランジスタTdrがもつ移動度のバラツキとの関係、から、定められる。図5においては、駆動トランジスタTdr〔A〕からTdr〔C〕の順に従って移動度特性が悪くなる場合において、これら各駆動トランジスタTdr〔A〕乃至Tdr〔C〕に係る曲線のすべてが、たまたま交差する0.5〔μs〕付近に、最適な移動度補償時間T(以下、「最適補償時間T」という。)が定められる様子が表現されている。なお、図5中の駆動トランジスタTdr〔A〕の移動度(実線)はそれぞれ移動度のバラツキが±20%の場合である。すなわち、1.0を基準として20%移動度が高い特性を1.2、20%低い特性を0.8として示している。
このような最適補償時間Tにわたった移動度補償が実行されれば、たしかに各駆動トランジスタTdrの移動度バラツキによる発光輝度バラツキは抑制される。しかし、それがあてはまるのは、ある特定の発光階調について、に限られる。図6は、その事情を表現している。すなわち、図6では、最適補償時間Tの移動度補償が行われると、データ電位Vdata=1〔V〕のとき(即ち、このデータ電位1〔V〕に対応する駆動電流Ielが有機EL素子8に流れる場合の発光階調で当該有機EL素子8が発光するとき)には、極めて実効的にバラツキが抑制されるのに対して、データ電位Vdataがそれ以外の値をとる場合はバラツキ抑制の程度は悪化することが示されている。なお、図6の縦軸の「バラツキ」は、発光輝度の最小値・最大値の比に基づいて定められている。
図4の左方においても、このような事情が表現されている。すなわち、この図においては、最適補償時間Tであって、データ電位がVdata〔A〕のときには、ドレイン・ソース間電流Idsのバラツキは効果的に抑制されるのに対して、データ電位がVdata〔B〕の場合の最適な移動度補償時間はデータ電位Vdata〔A〕の場合のそれに比べて図中左の方にずれているため、最適補償時間Tでは前記バラツキはさほどの抑制効果が享受されないことが表されている。このような結果が得られるのは、図から明らかなように、やはり、駆動トランジスタTdrの移動度がばらつくことに、主な原因があるといえる。なお、同図における「Tdr〔A〕」、「Tdr〔B〕」、「Tdr〔C〕」は、図5と同様、駆動トランジスタTdrの別に応じた移動度の大小を表現している。
このままでは、有機EL素子8がある特定の階調で発光する時にしか、移動度補償の効果を享受することができない。
図4の左方においても、このような事情が表現されている。すなわち、この図においては、最適補償時間Tであって、データ電位がVdata〔A〕のときには、ドレイン・ソース間電流Idsのバラツキは効果的に抑制されるのに対して、データ電位がVdata〔B〕の場合の最適な移動度補償時間はデータ電位Vdata〔A〕の場合のそれに比べて図中左の方にずれているため、最適補償時間Tでは前記バラツキはさほどの抑制効果が享受されないことが表されている。このような結果が得られるのは、図から明らかなように、やはり、駆動トランジスタTdrの移動度がばらつくことに、主な原因があるといえる。なお、同図における「Tdr〔A〕」、「Tdr〔B〕」、「Tdr〔C〕」は、図5と同様、駆動トランジスタTdrの別に応じた移動度の大小を表現している。
このままでは、有機EL素子8がある特定の階調で発光する時にしか、移動度補償の効果を享受することができない。
そこで、前記オフセット電圧Voffsetが図4の右方に示すように定められる。
この図4の右方は、前記のデータ電位Vdata〔B〕の場合における各駆動トランジスタTdrに関し、当該各駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧を変えると、そのドレイン・ソース間電流がどのように変化するかを表している。この図に示すように、より大きな移動度をもつ駆動トランジスタTdr〔A〕は、ゲート・ソース間電圧の上昇に伴って、相対的により急速にドレイン・ソース間電流Idsを増大させていく。これに対して、より小さな移動度をもつ駆動トランジスタTdr〔C〕では、ドレイン・ソース間電流Idsの増大の程度は相対的に緩慢である。したがって、このような移動度の相違をもつ各駆動トランジスタTdrが、図4の右方に示す空間内で描く曲線は、ゲート・ソース間電圧がある値をとる場合において、一定程度近づく、あるいは一定の領域XRの範囲内に収まるように相互に接近する。なお、図7では、図4の右方と同趣旨であるが、それよりも正確・詳細な図が示されている(この図7は、図4右方が図4左方に対応するのと同様に、図5に対応する。)。
この図4の右方は、前記のデータ電位Vdata〔B〕の場合における各駆動トランジスタTdrに関し、当該各駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧を変えると、そのドレイン・ソース間電流がどのように変化するかを表している。この図に示すように、より大きな移動度をもつ駆動トランジスタTdr〔A〕は、ゲート・ソース間電圧の上昇に伴って、相対的により急速にドレイン・ソース間電流Idsを増大させていく。これに対して、より小さな移動度をもつ駆動トランジスタTdr〔C〕では、ドレイン・ソース間電流Idsの増大の程度は相対的に緩慢である。したがって、このような移動度の相違をもつ各駆動トランジスタTdrが、図4の右方に示す空間内で描く曲線は、ゲート・ソース間電圧がある値をとる場合において、一定程度近づく、あるいは一定の領域XRの範囲内に収まるように相互に接近する。なお、図7では、図4の右方と同趣旨であるが、それよりも正確・詳細な図が示されている(この図7は、図4右方が図4左方に対応するのと同様に、図5に対応する。)。
オフセット電圧Voffsetは、これら図4あるいは図7に示すような領域XRの存在に配慮して定められる。
すなわち、この図の場合においては特に、好適な原オフセット電圧Voffset’(これは、オフセット電圧Voffsetを定める際の基準となる電圧を意味する。)は、駆動トランジスタTdr〔A〕及びTdr〔B〕に関する曲線が交わる交点に基づき定められるゲート・ソース間電圧αと、駆動トランジスタTdr〔B〕及びTdr〔C〕に関する曲線が交わる交点に基づき定められる当該電圧βとの間の範囲内で定められるとよい。このように原オフセット電圧Voffset’が定められれば、データ電位がVdata〔B〕である場合にも、好適に移動度補償の効果を享受することができる。
すなわち、この図の場合においては特に、好適な原オフセット電圧Voffset’(これは、オフセット電圧Voffsetを定める際の基準となる電圧を意味する。)は、駆動トランジスタTdr〔A〕及びTdr〔B〕に関する曲線が交わる交点に基づき定められるゲート・ソース間電圧αと、駆動トランジスタTdr〔B〕及びTdr〔C〕に関する曲線が交わる交点に基づき定められる当該電圧βとの間の範囲内で定められるとよい。このように原オフセット電圧Voffset’が定められれば、データ電位がVdata〔B〕である場合にも、好適に移動度補償の効果を享受することができる。
なお、図4及び図7では特に、説明の便宜を図って、各駆動トランジスタTdr〔A〕乃至Tdr〔C〕の描く曲線間の関係が極めて単純なものとなる場合を想定しているため、前述においては、各曲線の「交点」に基づく領域XRの設定、ひいては原オフセット電圧Voffset’の設定が、比較的簡単に可能である例について説明しているが、本発明が、かかる形態に限定されるわけではない。
実際上は、関与する駆動トランジスタTdrの数は極めて多数でありえ、また、それら多数の駆動トランジスタTdrの移動度特性、あるいはそのバラツキの態様も一様でない場合があり得る。さらには、関与するデータ電位Vdataの数も2種類以上である場合が容易に想定されるから、それら複数のデータ電位の存在の影響を考える必要もある。
したがって、図4の右方あるいは図7に示すような領域XRの設定を行うにあたっては、上述した「交点」を利用するのではない図学的・幾何学的手法を採用して当該領域XRを設定したり、あるいは、端的に、抑制したいドレイン・ソース間電流のバラツキ(あるいは、発光輝度のバラツキ)の抑制の程度を適当な数値でもって定め、当該数値を一義的な基準として用いながら当該領域XRを設定する、などといった各種の設定手法が用いられてよい。基本的には、いかなる設定手法も本発明の範囲内にある。
なお、本発明にいう「第2データ電位は、…駆動トランジスタの各々の移動度のバラツキの程度にも応じて、定められる」という文言は、上述した領域XRを利用した設定手法のほか、その他の各種の設定手法によって原オフセット電圧Voffset’が設定される事態を包括的に包含する。
実際上は、関与する駆動トランジスタTdrの数は極めて多数でありえ、また、それら多数の駆動トランジスタTdrの移動度特性、あるいはそのバラツキの態様も一様でない場合があり得る。さらには、関与するデータ電位Vdataの数も2種類以上である場合が容易に想定されるから、それら複数のデータ電位の存在の影響を考える必要もある。
したがって、図4の右方あるいは図7に示すような領域XRの設定を行うにあたっては、上述した「交点」を利用するのではない図学的・幾何学的手法を採用して当該領域XRを設定したり、あるいは、端的に、抑制したいドレイン・ソース間電流のバラツキ(あるいは、発光輝度のバラツキ)の抑制の程度を適当な数値でもって定め、当該数値を一義的な基準として用いながら当該領域XRを設定する、などといった各種の設定手法が用いられてよい。基本的には、いかなる設定手法も本発明の範囲内にある。
なお、本発明にいう「第2データ電位は、…駆動トランジスタの各々の移動度のバラツキの程度にも応じて、定められる」という文言は、上述した領域XRを利用した設定手法のほか、その他の各種の設定手法によって原オフセット電圧Voffset’が設定される事態を包括的に包含する。
前記〔v〕のオフセット電圧書込動作において利用されるオフセット電圧Voffsetは、以上に述べたように定められた原オフセット電圧Voffset’に基づいて定められる。その際には、既に述べたように、容量素子C1及び有機EL素子8の寄生容量の存在について配慮される。
また、より重要なことは、データ電位Vdataの相違についての配慮である。先の図4の左方に示すように、データ電位がVdata〔A〕及びVdata〔B〕とも異なったVdata〔C〕等々をとることとなれば、最適補償時間Tにおける各駆動トランジスタTdrのバラツキの程度は異なることになり、同時にまた、図4の右方のかたち(この点については不図示)も異なることになる。したがって、この場合、原オフセット電圧Voffset’それ自体の値が異なってくるから、オフセット電圧Voffsetも、それに応じて定められることになる。つまり、前述の〔v〕のオフセット電圧書込動作において既に述べたように、オフセット電圧Voffsetは、前記〔iii〕のデータ書込期間におけるデータ電位Vdataの大きさに応じるのである。
最終的に定められるオフセット電圧Voffsetは、以上のような各種の要因への配慮を前提とした上で、定められることになる。
また、より重要なことは、データ電位Vdataの相違についての配慮である。先の図4の左方に示すように、データ電位がVdata〔A〕及びVdata〔B〕とも異なったVdata〔C〕等々をとることとなれば、最適補償時間Tにおける各駆動トランジスタTdrのバラツキの程度は異なることになり、同時にまた、図4の右方のかたち(この点については不図示)も異なることになる。したがって、この場合、原オフセット電圧Voffset’それ自体の値が異なってくるから、オフセット電圧Voffsetも、それに応じて定められることになる。つまり、前述の〔v〕のオフセット電圧書込動作において既に述べたように、オフセット電圧Voffsetは、前記〔iii〕のデータ書込期間におけるデータ電位Vdataの大きさに応じるのである。
最終的に定められるオフセット電圧Voffsetは、以上のような各種の要因への配慮を前提とした上で、定められることになる。
図8は、以上のようにして定められたオフセット電圧Voffsetの一例を示す。この図においては、データ電位Vdataが1〔V〕である場合を一種の基準として(この場合、Vofffset=0。図6参照)、例えばデータ電位Vdata=3〔V〕のときはオフセット電圧Voffsetが0.7〔V〕程度、Vdata=6〔V〕のときはオフセット電圧Voffsetが1.15〔V〕程度、等々に設定されていることがわかる。
この図によれば、一般的に、〔iii〕のデータ書込動作におけるデータ電位Vdataが、所定値以上である場合には、〔v〕のオフセット電圧書込動作時におけるデータ信号の電位は、当該データ電位Vdataよりも大きい値(即ち、Vdata+Voffset>Vdata)とされると好ましく、あるいは、所定値を下回る場合には、当該データ信号の電位は、当該データ電位Vdataよりも小さい値(即ち、Vdata+Voffset<Vdata)とされると好ましい、ということが導かれる。ここでいう「所定値」とは、図8の場合は言うまでもなく、“1〔V〕”を意味するが、本発明はもちろんこれに限定されるわけではない。より一般的にいえば、この「所定値」は、前述した最適補償時間Tと関連性をもつ(あるいは、前記〔iv〕の移動度補償動作において確保された(あるいは、現に実行された)移動度補償時間の長さが予め定められている場合を仮に前提におくと、当該長さによって、移動度補償の効果が最大にもたらされる発光階調が定まるが、前記「所定値」は、当該の発光階調と関連性をもつ、ともいえる。)
この図によれば、一般的に、〔iii〕のデータ書込動作におけるデータ電位Vdataが、所定値以上である場合には、〔v〕のオフセット電圧書込動作時におけるデータ信号の電位は、当該データ電位Vdataよりも大きい値(即ち、Vdata+Voffset>Vdata)とされると好ましく、あるいは、所定値を下回る場合には、当該データ信号の電位は、当該データ電位Vdataよりも小さい値(即ち、Vdata+Voffset<Vdata)とされると好ましい、ということが導かれる。ここでいう「所定値」とは、図8の場合は言うまでもなく、“1〔V〕”を意味するが、本発明はもちろんこれに限定されるわけではない。より一般的にいえば、この「所定値」は、前述した最適補償時間Tと関連性をもつ(あるいは、前記〔iv〕の移動度補償動作において確保された(あるいは、現に実行された)移動度補償時間の長さが予め定められている場合を仮に前提におくと、当該長さによって、移動度補償の効果が最大にもたらされる発光階調が定まるが、前記「所定値」は、当該の発光階調と関連性をもつ、ともいえる。)
前述したデータテーブルDT(図1参照)には、このようにして最終的に定められた、(一般に複数種類の)Voffsetが、前記データ電位Vdataの相違に応じて記憶される。制御回路CUは、前記〔v〕のオフセット電圧書込動作を実行するにあたって、その直前に実行された〔iii〕データ書込動作において適用されたデータ電位Vdataの値を参照し、これに対応するオフセット電圧Voffsetを当該データテーブルDTから引用して、オフセット電圧書込動作を実行する。
以上に述べたような有機EL装置100ないし単位回路Pによれば、次のような効果が奏される。
(1) 本実施形態の単位回路Pによれば、移動度補償動作の後、データ電位Vdataの相違に応じて定められたオフセット電圧Voffsetが、駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧に印加されるようになっているので、有機EL素子8の発光階調にかかわらず、移動度バラツキを原因とする発光輝度バラツキの程度を抑制することが可能になる。図9は、どの程度のバラツキ抑制が可能かを示すが、この図から明らかなように、オフセット電圧書込動作がある場合は、それがない場合に比べて、著しくバラツキの程度を抑制することが可能であることがわかる。
(1) 本実施形態の単位回路Pによれば、移動度補償動作の後、データ電位Vdataの相違に応じて定められたオフセット電圧Voffsetが、駆動トランジスタTdrのゲート・ソース間電圧に印加されるようになっているので、有機EL素子8の発光階調にかかわらず、移動度バラツキを原因とする発光輝度バラツキの程度を抑制することが可能になる。図9は、どの程度のバラツキ抑制が可能かを示すが、この図から明らかなように、オフセット電圧書込動作がある場合は、それがない場合に比べて、著しくバラツキの程度を抑制することが可能であることがわかる。
(2) 本実施形態の単位回路Pによれば、より高い発光輝度の実現が可能になる。移動度補償を実行すると、例えば図5において示唆されるように、各駆動トランジスタTdr〔A〕乃至Tdr〔C〕のドレイン・ソース間電流Idsは減少してしまう(図5では、本来、1.0×10−4〔A〕程度の電流が流れるはずのところ、最適補償時間Tの移動度補償動作によって、1.0×10−5〔A〕程度の電流しか流れないことになる。)。したがって、より高い発光輝度の実現、あるいはより明るい画像の表示が困難になるおそれがある。
しかるに、本実施形態においては、このような移動度補償動作を実行した後に、オフセット電圧Voffsetが印加されることになるから、一定程度の電流量のいわば回復が可能になる。すなわち、図4右方及び図7の縦軸に着目すれば明らかなように、オフセット電圧Voffsetの印加によって、有機EL素子8に流れる電流量は増加(即ち発光輝度は増加)するのである。図10は、図9を前提とした場合に、どの程度の電流増大効果(即ち発光輝度増大効果)が得られることになるかを示すが、この図から明らかなように、オフセット電圧書込動作がある場合は、それがない場合に比べて、著しくドレイン・ソース間電流Idsを増加することが可能であることがわかる。
しかるに、本実施形態においては、このような移動度補償動作を実行した後に、オフセット電圧Voffsetが印加されることになるから、一定程度の電流量のいわば回復が可能になる。すなわち、図4右方及び図7の縦軸に着目すれば明らかなように、オフセット電圧Voffsetの印加によって、有機EL素子8に流れる電流量は増加(即ち発光輝度は増加)するのである。図10は、図9を前提とした場合に、どの程度の電流増大効果(即ち発光輝度増大効果)が得られることになるかを示すが、この図から明らかなように、オフセット電圧書込動作がある場合は、それがない場合に比べて、著しくドレイン・ソース間電流Idsを増加することが可能であることがわかる。
(3) 本実施形態の単位回路Pによれば、前記〔v〕のオフセット電圧書込動作は、発光制御トランジスタTelがOFF状態とされた上で行われるようになっている、すなわち、〔iv〕の移動度補償動作と〔v〕のオフセット電圧書込動作とは、いわば各々独立して行われるかのようになっている。言い換えると、本実施形態におけるオフセット電圧Voffsetの印加は、必ずしも移動度補償動作の実効性を確保するという目的をもって行われるのではなく、むしろ、移動度補償動作によって生じ得る不都合な点を解消しようとする目的をもって行われるものとなっている(前記(1)(2)の2つの効果は、その証左ともいえる。)。この点は特に、前記特許文献3との関係でみた場合、本実施形態における構成、作用及び効果のいずれの点においても際立った相違点をもつことを意味する。
<応用>
次に、上記実施形態に係る有機EL装置100を適用した電子機器について説明する。
図11は、上記実施形態に係る有機EL装置100を画像表示装置に利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、表示装置としての有機EL装置100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。
図12に、上記実施形態に係る有機EL装置100を適用した携帯電話機を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに表示装置としての有機EL装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、有機EL装置100に表示される画面がスクロールされる。
図13に、上記実施形態に係る有機EL装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistant)を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示装置としての有機EL装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機EL装置100に表示される。
次に、上記実施形態に係る有機EL装置100を適用した電子機器について説明する。
図11は、上記実施形態に係る有機EL装置100を画像表示装置に利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、表示装置としての有機EL装置100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。
図12に、上記実施形態に係る有機EL装置100を適用した携帯電話機を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに表示装置としての有機EL装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、有機EL装置100に表示される画面がスクロールされる。
図13に、上記実施形態に係る有機EL装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistant)を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示装置としての有機EL装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機EL装置100に表示される。
本発明に係る有機EL装置が適用される電子機器としては、図11から図13に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。
100……有機EL装置、7……素子基板、8……有機EL素子、3……走査線、6……データ線、113……電源線、103……走査線駆動回路、106……データ線駆動回路、CU……制御回路、DT……データテーブル、P……単位回路、Tdr……駆動トランジスタ、Tel……発光制御トランジスタ、Tr1……第1トランジスタ、Tr2……第2トランジスタ、C1……容量素子、GINI1……第1補償制御信号、GINI2……第2補償制御信号、GWRT……走査信号、GEL……発光制御信号、Vel……高電源電位、VCT……低電源電位、VST……初期化電位、Vdata……データ電位、Voffset……オフセット電圧、T……最適補償時間
Claims (9)
- 駆動電流の大きさに応じた光量で発光する発光素子と、
ゲートが第1ノードに電気的に接続され、ドレイン・ソース間に流れる電流を前記駆動電流として出力する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートとソースとの間の電圧を、当該駆動トランジスタの移動度に応じた補償後電圧とするため、前記第1ノードに第1データ電位を供給するとともに当該駆動トランジスタに電流を供給し、その後、前記第1ノードに前記第1データ電位に応じて定められた第2データ電位を供給する制御手段と、
を備えることを特徴とする発光装置。 - 一端が前記駆動トランジスタのドレインに、他端が電源電位の供給線に、それぞれ電気的に接続され、両者間の導通及び非導通状態の切替えを行う発光制御スイッチング素子、を更に備え、
前記制御手段は、
前記第1ノードに前記第2データ電位が供給される際に、
前記発光制御スイッチング素子をOFF状態とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 2つの電極のそれぞれが前記駆動トランジスタのゲート及びソースに電気的に接続され、前記補償後電圧を保持する容量素子と、
前記第1ノードと前記第1及び第2データ電位の供給線との間の導通及び非導通状態の切替えを行う第1スイッチング素子と、
前記第1ノードと所定の固定電位の供給線との間の導通及び非導通状態の切替えを行う第2スイッチング素子と、
前記駆動トランジスタのソースと所定の固定電位の供給線との間の導通及び非導通状態の切替えを行う第3スイッチング素子と、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。 - 前記発光素子は複数存在し、
前記駆動トランジスタはそれら複数の発光素子の各々に対応して複数存在し、
前記第2データ電位は、前記第1データ電位に加えて、
前記駆動トランジスタの各々の移動度のバラツキの程度にも応じて、定められる、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記第1データの相違に応じた前記第2データ電位を予め記憶するデータテーブル、を更に備える、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発光装置を備える、
ことを特徴とする電子機器。 - 駆動電流の大きさに応じた光量で発光する発光素子を備えた発光装置の駆動方法であって、
前記駆動電流を出力する駆動トランジスタのゲート・ソース間の電圧を、当該駆動トランジスタの移動度に応じた補償後電圧とするため、そのゲートに接続された第1ノードに第1データ電位を供給するとともに、当該駆動トランジスタに電流を供給する第1工程と、
この第1工程の後、前記第1ノードに前記第1データ電位に応じて定められた第2データ電位を供給する第2工程と、
を含む、
ことを特徴とする発光装置の駆動方法。 - 前記発光装置は、一端が前記駆動トランジスタのドレインに、他端が電源電位の供給線に、それぞれ電気的に接続され、両者間の導通及び非導通状態の切替えを行う発光制御スイッチング素子、を更に備え、
前記第2工程は、
前記発光制御スイッチング素子をOFF状態にする工程を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の発光装置の駆動方法。 - 前記発光素子は複数存在し、
前記駆動トランジスタはそれら複数の発光素子の各々に対応して複数存在し、
前記第2データ電位は、前記第1データ電位に加えて、
前記駆動トランジスタの各々の移動度のバラツキの程度にも応じて、定められる、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の発光装置の駆動方法。
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