JP2011209738A

JP2011209738A - 電気光学装置及び電子機器

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Publication number: JP2011209738A
Application number: JP2011110122A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyazawa; 貴士宮澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: JP5474870B2

Abstract

【課題】書込期間の電源電圧の変動を防止する。
【解決手段】書込期間では第１トランジスタ４１２がオンしてデータ信号Ｘｊが容量素子４２０の一端に供給される。このとき、第２トランジスタ４１４はオフするので、駆動電流がＯＬＥＤ素子４３０に流れない。電源線Ｌを介して電源電圧Ｖｄｄが容量素子の他端に供給されるが、書込期間においては駆動電流が流れないので、電源線Ｌの配線抵抗によって電源電圧Ｖｄｄが降下することがない。一方、発光期間においては、第１トランジスタ４１２がオフし第２トランジスタ４１４がオンする。これにより、駆動電流がＯＬＥＤ素子４３０に供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば発光ダイオードに代表される電気光学素子等の被駆動素子を駆動するのに用いられる電子回路、その駆動方法、電気光学装置、及び電子機器に関する。

近年、液晶素子に代わる次世代の発光デバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス素子や発光ポリマー素子などと呼ばれる有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode、以下適宜「ＯＬＥＤ素子」と略称する）素子が注目されている。このＯＬＥＤ素子は、自発光型であるために視野角依存性が少なく、また、バックライトや反射光が不要であるために低消費電力化や薄型化に向いているなど、表示パネルとして優れた特性を有している。
ここで、ＯＬＥＤ素子は、液晶素子のように電圧保持性を有さず、電流が途絶えると、発光状態が維持できなくなる電流型の被駆動素子である。このため、ＯＬＥＤ素子をアクティブ・マトリクス方式で駆動する場合、書込期間において、画素の階調に応じたデータ電圧を駆動トランジスタのゲートに書き込んで、当該データ電圧を容量素子などにより保持し、当該ゲート電圧に応じた電流を駆動トランジスタがＯＬＥＤ素子に流し続ける事が一般的となっている（非特許文献１参照）。

ヨシフミタナダ（Yoshifumi Tanada），外８名，「4.3インチＶＧＡ振幅変調ＯＬＥＤディスプレイの新駆動方法(A.4.3-in.VGA(188ppi) AMOLED Display with New Driving Method)」，2004年 SIDダイジェスト（04 SID Digest），（米国），p.1398−1401（Figure1参照）

ところで、上述のような電圧書き込み方式では、書込期間においてデータ電圧が書き込まれる。この過程で駆動トランジスタの閾値電圧を越えると、駆動電流がＯＬＥＤ素子に流れる。電源線には配線抵抗があるので、駆動電流が流れると電源線の電位が変動する。しかしながら、容量素子の一方の端子と駆動トランジスタのソースが電源線に接続されている場合、書込期間において電源線の電位が変動すると、容量素子の両端の保持される電圧が変動することになり、発光期間において正確な輝度でＯＬＥＤ素子を発光させることができなくなる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電圧書き込み方式において正確な輝度を発光させることが可能な電子回路、その駆動方法、発光装置、及び電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電子回路は、被駆動素子を駆動するものであって、データ線を介して供給されるデータ電圧に応じて導通状態が設定される駆動トランジスタであって、前記導通状態が、前記被駆動素子に供給される駆動電流の電流レベルに対応する駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続され他端が前記電源線に接続された容量素子と、前記データ線と前記駆動トランジスタのゲートとの間の電気的接続を制御する第１のスイッチング素子と、前記駆動トランジスタと直列に接続された第２のスイッチング素子と、を含み、前記第２のスイッチング素子がオン状態の期間の少なくとも一部において、前記駆動電流が前記被駆動素子に供給され、前記第２のスイッチング素子がオフ状態の期間の少なくとも一部において、前記駆動電流は遮断されることを特徴とする。

この発明によれば、第１のスイッチング素子をオン状態にすると、データ電圧を容量素子に書き込むことができる。電源線は配線抵抗を有するので、仮に、データ電圧を書き込む期間に駆動電流が流れると電源電圧が降下する。この電子回路では、第２のスイッチング素子が、被駆動素子に駆動電流を供給する経路に設けられている。被駆動素子としては、発光素子を例示することができる。駆動電流に応じたデータ電圧を容量素子に書き込む期間において、第２のスイッチング素子をオフ状態にして駆動電流を供給する経路を遮断することができる。これにより、電源電圧の降下を防止して、容量素子の両端に正確にデータ電圧を書き込むことが可能となる。なお、発光素子は、駆動電流に応じた輝度で発光するものであればどのような素子であってもよく、例えば有機発光ダイオードや無機発光ダイオードなどが含まれる。

より具体的には、前記第１のスイッチング素子は、前記データ電圧を取り込む書込期間においてオン状態となり、前記被駆動素子に前記駆動電流を供給する駆動期間の少なくとも一部においてオフ状態となり、前記第２のスイッチング素子は、前記書込期間の少なくとも一部においてオフ状態となり、前記駆動期間の少なくとも一部においてオン状態となることが好ましい。この場合、書込期間の一部又は全部においては駆動電流を供給する経路が遮断され、駆動期間の一部又は全部においては駆動電流を供給する経路が形成されることになる。これにより、書込期間の一部又は全部において電源電圧が降下することを防止することができる。なお、書込期間の一部は書込期間の終了時点を含むことが好ましい。これにより、書込期間の終了時点において第２のスイッチング素子をオフさせることができる。

ここで、前記書込期間と前記発光期間との間には休止期間があり、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子は前記休止期間において共にオフ状態となることが好ましい。この場合には、休止期間を経て書込期間から発光期間へ移行するので、電源電圧が降下するタイミングにマージンを設けることができる。この結果、書込期間において電源電圧が降下することを確実に防止することができる。

また、第１及び第２のスイッチング素子の具体的な態様としては、以下の２つの態様がある。第１の態様は、前記駆動電流は前記駆動トランジスタを経由して前記被駆動素子と電源線との間を流れ、前記第１のスイッチング素子は第１のトランジスタであり、前記第２のスイッチング素子は、前記電源線と前記駆動トランジスタの一端との間に設けられた第２のトランジスタである。第２の態様は、前記駆動電流は前記駆動トランジスタを経由して前記被駆動素子と電源線との間を流れ、前記第１のスイッチング素子は第１のトランジスタであり、前記第２のスイッチング素子は、前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタの一端との間に設けられた第２のトランジスタであり、前記駆動トランジスタの他端は前記電源線に接続される。いずれの態様にしても第２のトランジスタが駆動電流を発光素子に供給する経路に設けられているので、このオン・オフを制御することによって、書込期間に駆動電流が流れることを防止できる。

次に、本発明に係る電子回路の駆動方法は、被駆動素子と、電源線と前記被駆動素子との間に設けられた駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続され他端が前記電源線に接続された容量素子とを備えた電子回路を書込期間と駆動期間に分けて駆動するものであって、前記書込期間において、前記容量素子の一端にデータ電圧を供給すると共に、前記被駆動素子を前記電源線から電気的に切断し、前記駆動期間において、前記書込期間に書き込まれた前記データ電圧を保持し、前記データ電圧により前記駆動トランジスタの導通状態を設定し、前記導通状態に応じた電流レベルを有する駆動電流を前記被駆動素子に供給するものである。この発明によれば、書込期間において容量素子の一端にデータ電圧が供給されるが、当該期間では発光素子に駆動電流を流す経路を遮断するので、書込期間において電源電圧が変動しない。このため、正確にデータ電圧を書き込むことが可能となる。

上述した駆動方法において、前記被駆動素子を前記電源線から電気的に切断する具体的な方法としては、前記駆動トランジスタを前記電源線から電気的に切断することが好ましい。また、上述した駆動方法において、前記書込期間と前記駆動期間の間に休止期間を設け、前記休止期間において、前記容量素子へ前記データ電圧を書き込むことを停止して、前記書込期間に書き込まれた前記データ電圧を保持し、且つ、前記被駆動素子に前記駆動電流を供給する経路を遮断することが好ましい。この場合は、書込期間から発光期間に移行する過程に休止期間を設けたので、駆動電流を発光素子に供給するタイミングにマージンを持たせることができる。

次に、本発明に係る電気光学装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記複数のデータ線と交差する複数の電源線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線との交差部に対応して設けられた複数の画素回路とを備え、前記複数の画素回路の各々は、電気光学素子と、前記複数のデータ線の１つのデータ線を介して供給されるデータ電圧に応じて導通状態が設定され、第１のゲートを備えた駆動トランジスタと、一端が前記第１のゲートに接続され他端が前記複数の電源線の１つの電源線に接続された容量素子と、第２のゲートを備え、前記１つのデータ線と前記第１のゲートとの間に設けられ、前記第２ゲートが前記複数の走査線のうちの１つの走査線に接続された第１のトランジスタと、第３のゲートを備え、前記駆動トランジスタに直列に接続された第２のトランジスタとを備え、前記第１のトランジスタがオン状態となる期間の少なくとも一部において、前記第２のトランジスタはオフ状態となることを特徴とする。

電源線を走査線と交差しデータ線に沿って配置すると、ある走査線を選択して当該走査線とあるデータ線の交差に対応した画素回路にデータ電圧を書き込む場合、書込期間において駆動電流の経路を遮断したとしても、当該電源線に接続される他の画素回路では、電気光学素子に駆動電流を供給することがあるので、電源電圧が降下する。これに対して、本発明によれば、電源線がデータ線と交差し走査線に沿って配置される。走査線の方向を行方向としたとき、１本の電源線には、１行の配列された複数の画素回路が各々接続される。ある走査線が選択されると、当該走査線の行に配列された全ての画素回路において、各データ線からデータ電圧が取り込まれる。このとき、第１のトランジスタはオン状態となる一方、第２のトランジスタはオフ状態となるので、ある電源線に接続される全ての画素回路は書込期間において駆動電流を発光素子に供給する経路が遮断される。即ち、同時に書込期間となる複数の画素回路に対して１本の電源線を設ける。これにより、電源線の電源電圧が降下することを防止して正確にデータ電圧を各画素回路に書き込むことができる。なお、電気光学素子とは、電気的な作用によって光学特性が変化する素子の意味であり、例えば、有機発光ダイオードのような発光素子が該当する。

次に、本発明に係る他の電気光学装置は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線の交差部に対応して設けられた複数の画素回路と、前記複数のデータ線と交差する複数の電源線と、前記複数のデータ線と交差する複数の制御線とを備え、前記複数の画素回路の各々は、電気光学素子と、前記電気光学素子に供給される駆動電流の電流レベルを制御する駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続され他端が前記複数の電源線の１つの電源線に接続された容量素子と、第２のゲートを備え、前記複数のデータ線の１つのデータ線と前記第１のゲートとの間に設けられ、前記第２のゲートが前記複数の走査線の１つの走査線に接続され、前記１つの走査線を介して供給される走査信号がアクティブとなるとオン状態となり、前記走査信号が非アクティブになるとオフ状態となる第１のトランジスタと、第３のゲートを備え、前記電気光学素子に直列に接続され、前記第３のゲートが前記複数の制御線の１つの制御線に接続され、前記１つの制御線を介して供給される制御信号がアクティブになるとオン状態となり、前記制御信号が非アクティブになるとオフ状態となる第２のトランジスタと、を備え、前記走査信号がアクティブとなる期間の少なくとも一部は、前記制御信号が非アクティブとなる期間が重なることを特徴とする。

この発明によれば、制御信号が非アクティブとなる期間は、走査信号がアクティブとなる期間に重複する。従って、走査信号がアクティブとなってデータ電圧を画素回路に書き込む書込期間から制御信号がアクティブとなって電気光学素子に駆動電流を供給する駆動期間に移行する過程で、第１及び第２のトランジスタをオフさせることができる。これにより、書込期間における電源電圧の降下を防止することができる。

ここで、前記走査信号がアクティブから非アクティブとなる時点で、前記制御信号は非アクティブとなることが好ましい。更に、前記制御信号が非アクティブとなる期間は前記走査信号がアクティブとなる期間より長いことが好ましい。また、走査線には浮遊容量と分布抵抗が付随するので、走査信号を走査線の一端から供給すると、他端側の画素回路に供給される走査信号は一端側の画素回路に供給される走査信号と比較して送れる。書込動作と駆動動作とを排他的に実行すると、他端側の画素回路が書込期間であるのに、一端側の画素回路が駆動期間となることがあり得る。このような場合に休止期間を設けると、ある電源線に接続される任意の画素回路が書込期間である場合に、他の画素回路が駆動期間となることを防止することができる。この場合、書込期間と駆動期間の間に設けられた休止期間の長さは走査信号の遅延時間より長いことが好ましい。

次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えることが好ましい。そのような電子機器としては、例えば、複数のパネルを連結した大型ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、及び携帯情報端末等が該当する。

本発明の実施形態に係る発光装置の構成を示すブロック図である。同発光装置の画素回路を示す回路図である。同画素回路の動作を示すタイミングチャートである。同画素回路の動作説明図である。同画素回路の動作説明図である。画素回路の他の構成例１を示す回路図である。画素回路の他の構成例２を示す回路図である。同画素回路の動作を示すタイミングチャートである。同発光装置を用いたパーソナルコンピュータを示す図である。同発光装置を用いた携帯電話を示す図である。同発光装置を用いた携帯情報端末を示す図である。画素回路の他の構成例３を示す回路図である。

図１は本発明の実施形態に係る発光装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は画素回路の回路図である。図１に示されるように、発光装置１は、画素領域Ａ、走査線駆動回路１００、データ線駆動回路２００、制御回路３００及び電源回路５００を備える。このうち、画素領域Ａには、Ｘ方向と平行にｍ本の走査線１０１及びｍ本の電源線Ｌが形成される。また、Ｘ方向と直交するＹ方向と平行にｎ本のデータ線１０３が形成される。そして、走査線１０１とデータ線１０３との各交差に対応して画素回路４００が各々設けられている。画素回路４００はＯＬＥＤ素子４３０を含む。各画素回路４００には、電源電圧として高電位側電源電圧Ｖｄｄが電源線Ｌを介して供給され、また、すべての画素回路４００は、電源回路５００の低電位側電源電圧Ｖｓｓに共通に接続されている。なお、本実施形態では、低電位側電源電圧Ｖｓｓは電圧の基準となる電位である。

走査線駆動回路１００は、走査線１０１に対し走査信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬｍを、行ごとにそれぞれ供給する。具体的には、走査線駆動回路１００は、１水平走査期間ごとに１行ずつ走査線１０１を選択し、この選択に対応して走査信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬｍを順次供給する。以下の説明では、ｉ（ｉは、１からｍまでの自然数）行目の走査線１０１に供給される走査信号をＳＥＬｉと表記する。

データ線駆動回路２００は、走査線駆動回路１００によって選択された走査線１０１に対応する１行分の画素回路４００の各々に、当該画素回路４００のＯＬＥＤ素子４３０に流すべき電流（すなわち、画素の階調）に応じた電圧のデータ信号を、データ線１０３を介して、それぞれ供給するものである。この例のデータ信号（データ電圧）は、電圧が低いほど、画素が明るくなるように指定し、反対に、電圧が高いほど、画素が暗くなるように指定する。なお、説明の便宜上、ｊ列目のデータ線１０３に供給されるデータ信号をＸｊと表記する。制御回路３００は、走査線駆動回路１００及びデータ線駆動回路２００に、それぞれクロック信号（図示省略）などを供給して両駆動回路を制御するとともに、データ線駆動回路２００に、階調を画素ごとに規定する画像データを供給する。

次いで画素回路４００について図２を参照して詳述する。なお、同図に示す画素回路４００はｉ行目に対応するものである。図２に示されるように、画素回路４００は、ｐチャネル型の駆動トランジスタ４１０と、第１のスイッチング素子として機能するｎチャネル型の第１トランジスタ４１２と、第２のスイッチング素子として機能するｐチャネル型の第２トランジスタ４１４と、第１の電極、誘電層及び第２の電極を有する容量素子４２０と、発光素子たるＯＬＥＤ素子４３０とを有する。駆動トランジスタ４１０はＯＬＥＤ素子４３０に供給する駆動電流の電流量を制御する。ＯＬＥＤ素子４３０は、順方向電流に応じた輝度で発光する発光素子であり、発光層には、発光色に応じた有機ＥＬ（Electronic Luminescence）材料が用いられる。発光層の製造プロセスでは、インクジェット方式のヘッドから有機ＥＬ材料を液滴として吐出し、これを乾燥させている。

駆動トランジスタ４１０のソース電極（一端）は第２トランジスタ４１４のドレイン電極に接続される一方、駆動トランジスタ４１０のドレイン電極（他端）はＯＬＥＤ素子４３０の陽極に接続される。このＯＬＥＤ素子４３０の陰極は低電位側電源電圧Ｖｓｓに接続される。第２トランジスタ４１４のソース電極は電源線Ｌに接続され、高電位側電源電圧Ｖｄｄが供給される。即ち、ＯＬＥＤ素子４３０に駆動電流を供給する経路は、高電位側電源電圧Ｖｄｄ（電源線Ｌ）→第２トランジスタ４１４→駆動トランジスタ４１０→ＯＬＥＤ素子４３０→低電位側電源電圧Ｖｓｓとなる。なお、ＯＬＥＤ素子４３０の陰極は、画素回路４００のすべてにわたって共通の電極であってもよい。

駆動トランジスタ４１０のゲート電極は、容量素子４２０の一端及び第１トランジスタ４１２のソース電極にそれぞれ接続されている。また、容量素子４２０の他端は電源線Ｌに接続されており、電源電位としての高電位側電源電圧Ｖｄｄが供給される。なお、説明の便宜上、容量素子４２０の一端（駆動トランジスタ４１０のゲート電極）をノードＮする。また、第１トランジスタ４１２のソース電極及びドレイン電極は、データ線１０３の電位とノードＮの電位により定まるのであり、前回のデータ信号Ｘｊの電位より今回のデータ信号Ｘｊの電位が高い場合には図示する極性となるが、逆に前回のデータ信号Ｘｊの電位より今回のデータ信号Ｘｊの電位が低い場合にはドレイン電極とソース電極が逆転する。

第１トランジスタ４１２のドレイン電極は、ｊ番目のデータ線１０３と接続される一方、第１トランジスタ４１２のゲート電極は、ｉ番目の走査線１０１と接続される。すなわち、第１トランジスタ４１２のゲート電極には、走査線１０１を介して走査信号ＳＥＬｉが供給され、走査信号ＳＥＬ１ｉがＨレベルとなると、第１トランジスタ４１１がオンし、データ信号Ｘｊが容量素子４２０に取り込まれる。一方、走査信号ＳＥＬ１ｉがＬレベルとなると、第１トランジスタ４１１がオフし、容量素子４２０の蓄積された電荷が保持される。

第１トランジスタ４１２はｎチャネル型である一方、第２トランジスタ４１４はｐチャネル型である。また、第１及び第２トランジスタ４１２及び４１４のゲート電極には走査信号ＳＥＬｉが供給されるので、一方がオン状態のとき他方がオフ状態となる。従って、容量素子４１０にデータ信号Ｘｊを書き込んでいるとき、ＯＬＥＤ素子４３０に供給される駆動電流を遮断することができる。

次に、発光装置１の動作について説明する。図３は、発光装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
まず、走査線駆動回路１００は、図３に示されるように、１垂直走査期間（１Ｆ）の開始時から、１行目、２行目、３行目、…、ｍ行目の走査線１０１を、順番に１本ずつ１水平走査期間（１Ｈ）ごとに選択して、選択した走査線１０１の走査信号のみをＨレベルとし、他の走査線への走査信号をＬレベルとする。

ここで、ｉ行目の走査線１０１が選択されて、走査信号ＳＥＬｉがＨレベルとなったときの動作について、図３とともに、図４及び図５を参照して説明する。
図３に示されるように、ｉ行ｊ列の画素回路４００の動作については、大別すると、書込期間Ｔ_WRT及び発光期間Ｔ_ELに分けることができる。以下、これらの期間の動作について順を追って説明することにする。

書込期間Ｔ_WRTはデータ信号Ｘｊを画素回路４００に書き込む期間である。当該期間において、走査線駆動回路１００は走査信号ＳＥＬｉをＨレベルとする。このため、画素回路４００では、図４に示されるように、Ｈレベルの走査信号ＳＥＬｉにより第１トランジスタ４１２がオンし、第２トランジスタ４１４がオフする。また、書込期間Ｔ_WRTにおいて、データ線駆動回路２００はｉ行ｊ列の画素の階調に応じたデータ電圧のデータ信号Ｘｊをデータ線１０３を介して画素回路４００に供給する。データ信号Ｘｊのデータ電圧をＶdataとすればノードＮの電圧はＶdataとなる。

ところで、電源線Ｌは理想的には抵抗が無いことが望ましいが、実際の回路では、配線抵抗が存在する。従って、仮に書込期間Ｔ_WRTにおいて電源線Ｌから画素回路４００に電流が流れると電源電圧Ｖｄｄが低下してしまう。これに対して本実施形態では、書込期間Ｔ_WRTにおいて第２トランジスタ４１２がオフするので、電源電圧Ｖｄｄが低下することがない。

次に、発光期間Ｔ_EL（駆動期間）はＯＬＥＤ素子４２０を発光させる期間である。当該期間において、走査線駆動回路１００は走査信号ＳＥＬｉをＬレベルにする。このため、画素回路４００では、図５に示されるように、Ｌレベルの走査信号ＳＥＬｉにより第１トランジスタ４１２がオフし、第２トランジスタ４１４がオンする。第１トランジスタ４１２のオフ抵抗及び駆動トランジスタ４１０のゲート入力抵抗は極めて高いので、ノードＮの電圧はＶdataに維持される。このとき、第２トランジスタ４１４を介してデータ電圧Ｖdataに応じた駆動電流Ｉ_ELがＯＬＥＤ素子４３０に流れる。これにより、ＯＬＥＤ素子４３０は、駆動電流Ｉ_ELに応じた明るさで発光する。

第１トランジスタ４１４のオン抵抗を無視すれば、ＯＬＥＤ素子４３０に流れる駆動電流Ｉ_ELは、以下の式（１）により与えられる。
Ｉ_EL＝１／２β（Ｖgs−Ｖth）²
Ｉ_EL＝１／２β｛（Ｖdd−Ｖdata）−Ｖth｝² ……（１）
実際の画素回路４００では、駆動電流Ｉ_ELが流れると電源電圧Ｖｄｄが低下する。その降下電圧をΔＶとすれば、電源電圧は（Ｖｄｄ−ΔＶ）となる。ここで、ノードＮはフローティング状態であるから、電源電圧がΔＶだけ降下すると、容量素子４２０を介した容量カップリングによりノードＮの電圧もΔＶだけ降下する。従って、式（１）において、Ｖｄｄが（Ｖｄｄ−ΔＶ）となり、Ｖdataが（Ｖdata−ΔＶ）となり、ΔＶはキャンセルされる。従って、発光期間Ｔ_EL中に電源電圧Ｖｄｄが降下してもＯＬＥＤ素子４３０の発光輝度に基本的には影響を与えない。

つまり、駆動トランジスタ４１０のゲート電圧設定時において、容量素子４２０の電源線Ｌに接続された側の電位（Ｖｄｄ）を常に所定の電位となるようする。ここで、駆動電流が流れると電源電圧Ｖｄｄが変動するが、その変動は、容量素子４２０を介した容量カップリング等により駆動トランジスタ４１０のゲート電圧に反映される。さらに、その電源電圧Ｖｄｄの変動を補償する構成とすることにより、所望の電流レベルを有する駆動電流をＯＬＥＤ素子４３０に供給することができる。
仮に、書込期間Ｔ_WRTにおいて画素回路４００に電流が流れ込み、電源電圧Ｖｄｄが低下すると、駆動トランジスタ４１０のゲート電圧設定時の容量素子４２０の電源電圧Ｖｄｄに接続された側の電位が低下してしまう。この電位の低下が、複数の走査線１０１に交差する複数の電源線を配置した場合では、特にばらつくこととなる。つまり、複数の走査線１０１に交差する複数の電源線を配置した場合は、データ電圧の書き込みが行われている画素回路の容量素子４２０の電源電圧Ｖｄｄに接続された側の電位は、その画素回路以外の画素回路の駆動電流の電流レベルの影響を受けることとなる。なぜなら、この駆動電流の電流レベルは表示内容によって時間的に変動するからである。

そこで、本実施形態では、上述したように書込期間Ｔ_WRTにおいて第２トランジスタ４１４がオフ状態となるので画素回路４００に電流が流れ込まないようにし、さらに、複数の電源線Ｌを複数のデータ線１０３に交差し複数の走査線１０１に沿って配置した。
これにより、書込期間Ｔ_WRTにおいて電源電圧Ｖｄｄの低下を防止し、発光期間Ｔ_ELにおける電源電圧Ｖｄｄの変動が、直接的に駆動トランジスタ４１０のゲート電圧に反映される。この結果、電源電圧Ｖｄｄの変動を補償して、所望の電流レベルを有する駆動電流をＯＬＥＤ素子４３０に供給することができる。

上述したように複数の電源線Ｌを複数のデータ線１０３に交差し複数の走査線１０１に沿って配置すると、１本の電源線Ｌには、１行の配列された複数の画素回路４００が各々接続される。ここで、ｉ番目の走査線が選択されると、ｉ行に配列された全ての画素回路４００において、各データ線１０３からデータ電圧が取り込まれる。このとき、第１トランジスタ４１２はオン状態となる一方、第２トランジスタ４１４はオフ状態となるので、ｉ行目の全ての画素回路４００において書込期間Ｔ_WRTでは駆動電流Ｉ_ELをＯＬＥＤ素子４３０に供給する経路が遮断される。これにより、電源線Ｌの電源電圧Ｖｄｄが降下することを防止して正確にデータ電圧を各画素回路４００に書き込むことができる。

ここで、画素領域Ａの周囲に配置される電源線は主電源線、画素領域Ａの内部に行方向に沿って複数設けられる電源線を補助電源とする。補助電源線の幅はＯＬＥＤ素子４３０の開口率を向上させる観点から、主電源配線と比較して狭くする必要がある。このため、電源電圧Ｖｄｄの電圧降下の大半は補助電源線によって発生する。ｉ番目の走査線１０１が選択される期間では、他の走査線１０１に接続された画素回路４００は発光期間となり駆動電流Ｉ_ELが流れ込む。しかしながら、電源配線の抵抗の大半は補助電源配線で発生するため、補助電源線を行方向に沿って配置することは、電源電圧Ｖｄｄの電圧降下を改善することができる。

なお、ＯＬＥＤ素子４３０は、低分子、高分子もしくはデンドリマー等の発光有機材料を用いている。ＯＬＥＤ素子４３０は、電流駆動型素子の一例であり、これに代えて、無機ＥＬ素子や、フィールド・エミッション（ＦＥ）素子、表面伝導型エミッション（ＳＥ）素子、弾道電子放出（ＢＳ）素子、ＬＥＤなどの他の自発光素子、さらには、電気泳動素子、エレクトロ・クロミック素子などを用いても良い。また、光書きこみ型のプリンタや電子複写機等に用いる書き込みヘッド等の発光装置にも上記各実施形態と同様に本発明が適用され得る。また、例えば、バイオチップなどのセンシング装置にも適用することが可能である。

＜画素回路の他の構成例＞
次に、画素回路の他の構成例について説明する。
図６に構成例１の回路図を示す。この画素回路４００Ａは、図２に示す画素回路４００の駆動トランジスタ４１０と第２トランジスタ４１４の位置を入れ替えたものである。この画素回路４００Ａの動作は、上述した実施形態の書込動作及び発光動作と同じである。即ち、第２トランジスタ４１０は、ＯＬＥＤ素子４３０に駆動電流Ｉ_ELを供給する経路に設ければよい。

図７に構成例２の回路図を示す。上述した実施形態において、第２トランジスタ４１４のオン・オフは、第１トランジスタ４１２を制御する走査信号ＳＥＬｉによって制御されていた。これに対して、構成例２の画素回路４００Ｂでは、制御信号Ｇｉによって第２トランジスタ４１４を制御する。この場合、ｍ本の走査線１０１と平行にｍ本の制御線１０２が形成され、走査線駆動回路１００は、走査信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬｍの他に制御信号Ｇ１〜Ｇｍを生成して各制御線１０２に供給する。以上の構成によれば、第１トランジスタ４１２と第２トランジスタ４１４は独立してオン・オフが制御される。

図８に構成例２の画素回路４００Ｂのタイミングチャートを示す。ｉ行ｊ列の画素回路４００Ｂの動作については、大別すると、書込期間Ｔ_WRT、休止期間Ｔ_OFF及び発光期間Ｔ_ELに分けることができる。この例の走査信号ＳＥＬｉがＨレベルとなる期間は、上述した実施形態と同様であり、この期間が書込期間Ｔ_WRTとなる。一方、制御信号Ｇｉは走査信号ＳＥＬｉよりＨレベルとなるパルス幅が長い。即ち、制御信号Ｇｉは走査信号ＳＥＬｉがアクティブとなる期間に重複して当該期間より長く非アクティブとなる。

ここで、走査信号ＳＥＬｉがＬレベルで、且つ、制御信号ＧｉがＨレベルとなる休止期間Ｔ_OFFでは、第１トランジスタ４１２及び第２トランジスタ４１４が共にオフ状態となる。従って、休止期間Ｔ_OFFでは、データ信号Ｘｊが画素回路４００に取り込まれず、且つ、ＯＬＥＤ素子４３０が発光しない。このように、書込期間Ｔ_WRTと発光期間Ｔ_ELとの間に休止期間Ｔ_OFFを設けることによって、マージンを持たせることができる。これにより、書込期間Ｔ_WRTと発光期間Ｔ_ELの重なりを確実に無くすことができる。

また、走査信号ＳＥＬｉはｉ番目の走査線１０１を介してｉ行目に配置されたｎ個の画素回路４００の各々に供給される。走査線１０１には浮遊容量が付随するので、等価的に梯子型のローパスフィルタが形成されている。このため、ｉ番目の走査線１０１の一端から走査信号ＳＥＬｉを供給するとすれば、ｉ番目の走査線１０１の他端に接続される画素回路４００Ｂに供給される走査信号ＳＥＬｉは、その一端に接続される画素回路４００Ｂに供給される走査信号ＳＥＬｉより遅れる。つまり、休止期間Ｔ_OFFを設けないと一端に接続された画素回路４００で書込期間Ｔ_WRTが終了して発光期間Ｔ_ELが始まるタイミングにおいて他端に接続される画素回路４００Ｂでは書込期間Ｔ_WRTが継続している。このため、電源電圧Ｖｄｄの変動によって正確にデータ電圧Ｖdataを書き込むことができない。しかしながら、この例では、休止期間Ｔ_OFFを設けたので、正確にデータ電圧Ｖdataを書き込むことが可能となる。ここで、休止期間Ｔ_OFFは、走査信号ＳＥＬｉの遅延時間より長くなるように設定することが好ましい。

図１２に構成例３の回路図を示す。この構成例３は、ｉ行目の画素回路４００Ｃを示したものである。画素回路４００Ｃは、第２トランジスタ４１４を複数の画素回路４００Ｃで兼用できるように取り出した点を除いて、上述した実施形態の画素回路４００と同様に構成されている。この例の第２トランジスタ４１４は、列方向に配置された主電源配線Ｌａと行方向に配置された補助電源配線Ｌｂとの間に電気的に接続され、制御信号Ｇｉに応じてオン・オフが制御される。この場合、書込期間Ｔ_WRTにおいて制御信号ＧｉはＨレベルとなる一方、発光期間Ｔ_ELにおいて制御信号ＧｉはＬレベルとなる。従って、書込期間Ｔ_WRTでは各画素回路４００Ｃへ電源電圧Ｖｄｄの供給が遮断される一方、発光期間Ｔ_ELにおいて画素回路４００Ｃへ電源電圧Ｖｄｄの供給される。このように構成例３では複数の画素回路４００Ｃで第２トランジスタ４１４を兼用するので、発光装置１を簡易に構成できる。

＜電子機器＞
次に、上述した実施形態に係る発光装置１を適用した電子機器について説明する。図９に、発光装置１を適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。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての発光装置１と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。この発光装置１はＯＬＥＤ素子４３０を用いるので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
図１０に、発光装置１を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての発光装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、発光装置１に表示される画面がスクロールされる。
図１１に、発光装置１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての発光装置１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発光装置１に表示される。
なお、発光装置１が適用される電子機器としては、図９〜図１１に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、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、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した発光装置１が適用可能である。また、直接画像や文字などを表示する電子機器の表示部に限られず、被感光体に光を照射することにより間接的に画像もしくは文字を形成するために用いられる印刷機器の光源として適用してもよい。

１…発光装置、１００…走査線駆動回路（第１及び第２駆動手段）、１０１…走査線、１０２…制御線、１０３…データ線、Ｌ…電源線、２００…データ線駆動回路（第３駆動手段）、３００…制御回路、４００…画素回路、４１０…駆動トランジスタ、４１２…第１トランジスタ（第１のスイッチング素子）、４１４…第２トランジスタ（第２のスイッチング素子）、４２０…容量素子、４３０…ＯＬＥＤ素子、ＳＥＬ１〜ＳＥＬｍ…走査信号、Ｇ１〜Ｇｍ…制御信号、Ｘ１〜Ｘｍ…データ信号。

Claims

被駆動素子を駆動するための電子回路であって、
データ線を介して供給されるデータ電圧に応じて導通状態が設定される駆動トランジスタであって、前記導通状態が、前記被駆動素子に供給される駆動電流の電流レベルに対応する駆動トランジスタと、
一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続され他端が前記電源線に接続された容量素子と、
前記データ線と前記駆動トランジスタのゲートとの間の電気的接続を制御する第１のスイッチング素子と、
前記駆動トランジスタと直列に接続された第２のスイッチング素子と、を含み、
前記第２のスイッチング素子がオン状態の期間の少なくとも一部において、前記駆動電流が前記被駆動素子に供給され、
前記第２のスイッチング素子がオフ状態の期間の少なくとも一部において、前記駆動電流は遮断されること、
を特徴とする電子回路。
前記第１のスイッチング素子は、前記データ電圧を取り込む書込期間においてオン状態となり、前記被駆動素子に前記駆動電流を供給する駆動期間の少なくとも一部においてオフ状態となり、
前記第２のスイッチング素子は、前記書込期間の少なくとも一部においてオフ状態となり、前記駆動期間の少なくとも一部においてオン状態となる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記書込期間と前記駆動期間との間には休止期間があり、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子は前記休止期間において共にオフ状態となることを特徴とする請求項２に記載の電子回路。
前記駆動電流は前記駆動トランジスタを経由して前記被駆動素子と電源線との間を流れ、
前記第１のスイッチング素子は第１のトランジスタであり、
前記第２のスイッチング素子は、前記電源線と前記駆動トランジスタの一端との間に設けられた第２のトランジスタであり、
前記駆動トランジスタの他端は前記被駆動素子と接続される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか1項に記載の電子回路。
前記駆動電流は前記駆動トランジスタを経由して前記被駆動素子と電源線との間を流れ、
前記第１のスイッチング素子は第１のトランジスタであり、
前記第２のスイッチング素子は、前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタの一端との間に設けられた第２のトランジスタであり、
前記駆動トランジスタの他端は前記電源線に接続される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか1項に記載の電子回路。
被駆動素子と、電源線と前記被駆動素子との間に設けられた駆動トランジスタと、一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続され他端が前記電源線に接続された容量素子とを備えた電子回路を書込期間と駆動期間に分けて駆動する電子回路の駆動方法であって、
前記書込期間において、前記容量素子の一端にデータ電圧を供給すると共に、前記被駆動素子を前記電源線から電気的に切断し、
前記駆動期間において、前記書込期間に書き込まれた前記データ電圧を保持し、前記データ電圧により前記駆動トランジスタの導通状態を設定し、前記導通状態に応じた電流レベルを有する駆動電流を前記被駆動素子に供給する、
ことを特徴とする電子回路の駆動方法。
前記駆動トランジスタを前記電源線から電気的に切断することにより、前記被駆動素子を前記電源線から電気的に切断することを特徴とする請求項６に記載の電子回路の駆動方法。
前記書込期間と前記駆動期間の間に休止期間を設け、
前記休止期間において、前記容量素子へ前記データ電圧を書き込むことを停止して、前記書込期間に書き込まれた前記データ電圧を保持し、且つ、前記被駆動素子に前記駆動電流を供給する経路を遮断することを特徴とする請求項６又は７に記載の電子回路の駆動方法。
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
前記複数のデータ線と交差する複数の電源線と、
前記複数のデータ線と前記複数の走査線との交差部に対応して設けられた複数の画素回路と、を備え、
前記複数の画素回路の各々は、
電気光学素子と、
前記複数のデータ線の１つのデータ線を介して供給されるデータ電圧に応じて導通状態が設定され、第１のゲートを備えた駆動トランジスタと、
一端が前記第１のゲートに接続され他端が前記複数の電源線の１つの電源線に接続された容量素子と、
第２のゲートを備え、前記１つのデータ線と前記第１のゲートとの間に設けられ、前記第２ゲートが前記複数の走査線のうちの１つの走査線に接続された第１のトランジスタと、
第３のゲートを備え、前記駆動トランジスタに直列に接続された第２のトランジスタとを備え、
前記第１のトランジスタがオン状態となる期間の少なくとも一部において、前記第２のトランジスタはオフ状態となること、
を特徴とする電気光学装置。
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
前記複数の走査線と前記複数のデータ線の交差部に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記複数のデータ線と交差する複数の電源線と、
前記複数のデータ線と交差する複数の制御線とを備え、
前記複数の画素回路の各々は、
電気光学素子と、
前記電気光学素子に供給される駆動電流の電流レベルを制御する駆動トランジスタと、
一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続され他端が前記複数の電源線の１つの電源線に接続された容量素子と、
第２のゲートを備え、前記複数のデータ線の１つのデータ線と前記第１のゲートとの間に設けられ、前記第２のゲートが前記複数の走査線の１つの走査線に接続され、前記１つの走査線を介して供給される走査信号がアクティブとなるとオン状態となり、前記走査信号が非アクティブになるとオフ状態となる第１のトランジスタと、
第３のゲートを備え、前記電気光学素子に直列に接続され、前記第３のゲートが前記複数の制御線の１つの制御線に接続され、前記１つの制御線を介して供給される制御信号がアクティブになるとオン状態となり、前記制御信号が非アクティブになるとオフ状態となる第２のトランジスタと、を備え、
前記走査信号がアクティブとなる期間の少なくとも一部は、前記制御信号が非アクティブとなる期間が重なること、
を特徴とする電気光学装置。
前記走査信号がアクティブから非アクティブとなる時点で、前記制御信号は非アクティブとなることを特徴とする請求項１０に記載の電気光学装置。
前記制御信号が非アクティブとなる期間は前記走査信号がアクティブとなる期間より長いことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電気光学装置。
請求項１０乃至１２のうちいずれか１項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。