TWI444966B - 光電裝置 - Google Patents

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Description

光電裝置
本發明係關於控制有機EL(Electro Luminescent)材料所構成的發光元件等各種光電元件之舉動的技術。
此種光電元件藉由電流的供給而改變色階(典型為改變亮度)。從前即已提案利用電晶體(以下稱為「驅動電晶體」)來控制此電流(以下稱為「驅動電流」)之構成。然而，於此構成，由於驅動電晶體的特性(特別是閾值電壓)的個體差異使得會產生各光電元件的色階會有差異的問題。為了抑制此色階的差異，例如於專利文獻1至3揭示了補償驅動電晶體的閾值電壓的差異之構成。
圖16係顯示揭示於專利文獻1的畫素電路P0的構成之電路圖。如該圖所示，驅動電晶體Tdr的閘極與汲極之間中介插有電晶體Tr1。此外，於驅動電晶體Tdr之閘極被接續電容元件C0之一方之電極L2。保持電容C1，係被中介插於驅動電晶體Tdr的閘極與源極之間的電容。另一方面，電晶體Tr2，被中介插於因應於對有機發光二極體元件(以下稱為「OLED元件」)110被指定的亮度之電位(以下稱為「資料電位」)VD被供給之資料線14與電容元件C0之另一方的電極L1之間以切換兩者的導通以及非導通之開關元件。
於以上之構成，首先，藉由訊號S2使電晶體Tr1遷移至打開(ON)狀態。如此當驅動電晶體Tdr被二極體接續時，驅動電晶體Tdr的閘極電位收斂於「VEL-Vth」(Vth為驅動電晶體Tdr的閾值電壓)。第2、使電晶體Tr1為關閉狀態，而且藉由訊號S1使電晶體Tr2為打開狀態而使電容元件C0之電極L1與資料線14導通。藉此動作，驅動電晶體Tdr的閘極的電位，使電極L1之電位的改變量僅僅改變因應於電容元件C0與保持電容C1之電容比而分割的位準(亦即因應於資料電位VD之位準)。第3、使電晶體Tr2為關閉狀態，而且藉由訊號3使電晶體Tel為打開狀態。結果，不依存於閾值電壓Vth的驅動電流Iel經過驅動電晶體Tdr以及電晶體Tel而被供給至OLED元件110。於專利文獻2或專利文獻3所揭示的構成，其供補償驅動電晶體Tdr的閾值電壓Vth之用的基本原理也是相同的。
[專利文獻1]美國專利第6,229,506號公報(FIG.2)
[專利文獻2]日本專利特開2004-133240號公報(圖2及圖3)
[專利文獻3]日本專利特開2004-246204號公報(圖5及圖6)
然而，於專利文獻1至專利文獻3之任一所揭示的構成，在OLED元件110實際發光的期間(以下稱為「發光 期間」)，藉由電晶體Tr2遷移至關閉狀態，電容元件C0的電極L1都成為電氣上浮動(floating)狀態。亦即，於發光期間電容元件C0的電壓容易變動。例如，會有起因於電晶體Tr2的開關之雜訊導致電極L1的電位改變。這樣於發光期間，如果電容元件C0的電壓改變的話，驅動電晶體Tdr之閘極電位或因應於此電位之驅動電流Iel會改變，所以會發生OLED元件110的亮度的個體差異(串訊等之顯示不均)。
另一方面，增大電容元件C0與保持電容C1之電容值的話，電極L1的電位變動對驅動電晶體Tdr的閘極電位造成的影響的減低大致上是可能的。然而，在此場合，會有隨著電容的增大而使畫素電路P0的規模肥大化的問題，就高度要求畫素精細化的現狀下並非符合現實的方案。
本發明有鑑於此種情形，目的在於解決抑制驅動電晶體的閘極電位的變動，同時可使配線構造更為簡易之課題的解決。
為了解決此刻提，相關於本發明之光電裝置，其特徵為：具備複數資料線、及複數掃描線、及對應於前述資料線與前述掃描線的交叉而設的複數單位電路，於前述資料線被供給因應於色階的資料電位，於前述掃描線被供給指定將前述資料電位寫入前述單位電路的期間之掃瞄訊號的光電裝置；其特徵為：前述複數單位電路之各個，具備：產生因應於閘極電位的驅動電流之驅動電晶體、及成為因應於前述驅動電晶體產生的驅動電流的色階之光電元件、及具有第1電極與被連接於前述驅動電晶體的閘極之第2電極的電容元件、及於與前述寫入期間相異的初期化期間被導電連接於前述第2電極，同時被供給定電位的給電線、及至少於前述初期化期間，使前述驅動電晶體的閘極與汲極導通之第1開關元件，及根據前述掃瞄訊號而切換前述資料線與前述第1電極之間的導通與非導通之第2開關元件；前述給電線，被配置於對前述掃瞄線交叉的方向。
於此構成，藉由中介第1開關元件而使驅動電晶體進行二極體接續，產生不依存於驅動電晶體的閾值電壓的驅動電流。此外，藉由第2開關元件成為打開狀態(導通狀態)使驅動電晶體之閘極被設定於因應於資料電位的電位。
於本發明之具體態樣，第2電極與給電線，於初期化期間介由第4開關元件(圖2之電晶體Tr4)被電氣接續。進而，根據此發明，以給電線交叉於掃描線的方式被配置。例如，將掃描線配置於行方向的場合，給電線可以配置於列方向。
本發明之「光電元件」，係成為因應於被供給至此之電流(驅動電流)的色階之光電元件(所謂電流驅動型之元件)。此光電元件的典型例，係以因應於驅動電流之亮度發光的發光元件(例如OLED元件)，但本發明之適用範圍並不以此為限。此外，給電線的電位並不一定要恆常地約略一定。亦即，只要至少在第3開關元件成為打開狀態的期間維持於約略一定的電位即為已足，於其他期間亦可為約略一定亦可為變動之值。又，針對給電線的電位，所謂「約略一定」，除了依照嚴格指被維持於一定的電位的場合以外，也包含被維持於依照本發明的趣旨而實質上可以把握為一定的電位的場合。亦即，即使於第3開關元件成為打開狀態的期間給電線的電位在由第1電位至第2電位為止的範圍內變動，給電線的電位為第1電位時之光電元件的色階與第2電位時之光電元件的色階之差異對於單位電路的實用而言是不會產生問題的程度的話(例如將光電裝置作為顯示裝置採用的場合，因應於給電線的電位之光電元件的色階的差異為利用者無法察覺到的程度的話)，就可以說從第1電位到第2電位為止的範圍所屬的電位為「約略一定」。
於本發明之具體的樣態，最好進而具有：切換前述給電線與前述第1電極之間的導通與非導通，同時至少於前述初期化期間，使前述給電線與前述第1電極導通的第3開關元件。藉由如此，中介第1開關元件而使電晶體進行二極體接續，先將電晶體的閘極電位設定於因應於電晶體的閾值電壓之電位，可以將第1電極的電位設定為被供給至給電線的電位。
於本發明之具體態樣，前述第3開關元件，最好在前述第2開關元件於關閉狀態時，成為打開狀態。於此構成，根據掃描訊號，藉由第2開關元件使驅動電晶體之閘極被設定於因應於資料電位的電位。於與此寫入期間相異的期間，例如，於驅動電晶體將因應於資料電位的電流供給至光電元件的期間，第1電極藉由第3開關元件電氣接續於給電線。
此外，相關於本發明之光電裝置，具備複數資料線、及複數掃描線、及複數給電線，及對應於前述資料線與前述掃描線的交叉而設的複數單位電路，於前述資料線被供給因應於色階的資料電位，於前述掃描線被供給指定將前述資料電位寫入前述單位電路的期間之掃瞄訊號，於前述給電線被供給定電位的光電裝置；其特徵為：前述複數單位電路之各個，具備：產生因應於閘極電位的驅動電流之驅動電晶體、及成為因應於前述驅動電晶體產生的驅動電流的色階之光電元件、及切換前述驅動電晶體的閘極與汲極之導通及非導通之第1開關元件，及具有第1電極與被連接於前述驅動電晶體的閘極之第2電極的電容元件、及根據前述掃瞄訊號而切換前述資料線與前述第1電極之間的導通與非導通之第2開關元件，及切換前述給電線與前述第1電極之間的導通與非導通之第3開關元件且係在前述第2開關元件於打開狀態時成為關閉狀態而前述第2開關元件在關閉狀態時成為打開狀態之第3開關元件，及中介插於前述第電極與前述第2電極之間而切換二者之導通及非導通的第4開關元件；前述給電線，被配置於對前述掃瞄線交叉的方向。
於此構成，藉由中介第1開關元件而使驅動電晶體進行二極體接續，產生不依存於驅動電晶體的閾值電壓的驅動電流。此外，藉由第2開關元件成為打開狀態(導通狀態)使得驅動電晶體之閘極被設定於因應於資料電位的電位，另一方面，第2開關元件成為關閉狀態(非導通狀態)時第3開關元件成為打開狀態而電容元件之第1電極維持於定電位。亦即，避免被設置於單位電路的電容的增大，同時可以防止驅動電晶體的閘極電位的變動。
進而，根據此發明，以給電線交叉於掃描線的方式被配置。例如，將掃描線配置於行方向的場合，給電線可以配置於列方向。使第1開關元件與第4開關元件同時為導通狀態時，可以實行驅動電晶體的閾值補償，但在此時被二極體接續的驅動電晶體之電流則流入給電線。假設，在與掃描線相同之行方向上配置給電線的話，電流由被配置於1行之複數單位電路起同時流入給電線。因此為了使大電流流過，必須增寬給電線的線寬。對此，將給電線配置於與掃描線交叉的方向的話，流入該處的電流成為單位電路1個份所以可以縮窄給電線的線寬。結果，可簡化配線構造實現高集積化。
於本發明之具體態樣，最好具備對前述複數單位電路之各個的前述驅動電晶體供給電源電壓的複數電源線，前述電源線與前述給電線交叉，於交叉部分形成電容。於此場合，藉由保持電容，可以使給電線之電位更進一步安定化。
於本發明之具體態樣，最好是於前述複數單位電路之各個，前述第2開關元件與前述第3開關元件係相反導電型之電晶體，前述第2開關元件之閘極與前述第3開關元件之閘極被供給共通之前述掃描訊號。根據此態樣，供控制第2開關元件之配線與供控制第3開關元件之配線可以共用，所以可使配線構造簡化。
相關於本發明之光電裝置被利用於各種電子機器。此電子機器之典型例，係將光電裝置作為顯示裝置利用之機器。作為此種電子機器，例如有個人電腦或行動電話機等。原本，相關於本發明之光電裝置的用途就不限於影像的顯示。例如，在作為供藉由光線的照射而在感光鼓等影像擔持體上形成潛像之構成的影像形成裝置(印刷裝置)，可以採用本發明的光電裝置作為曝光影像擔持體之手段(所謂曝光頭)。
 [供實施發明之最佳型態] <A：光電裝置之構成>
圖1係顯示相關於本發明的實施型態之光電裝置的構成之方塊圖。此光電裝置D，係作為供顯示影像的手段而被採用於各種電子機器的裝置，具有：複數之畫素電路P被排列為面狀的元件陣列部10，及供驅動各畫素電路P(單位電路)之掃描線驅動電路22及資料線驅動電路24，及產生在光電裝置D利用的各電壓之電壓產生電路27。又，於圖1掃描線驅動電路22與資料線驅動電路24與電壓產生電路27係作為個別的電路而圖示，但這些電路的一部份或者全部亦可採用被形成為單一電路之構成。此外，圖1所圖示的一個掃描線驅動電路22(或者資料線驅動電路24或電壓產生電路27)，亦可以被區分為複數IC晶片的態樣而被實裝於光電裝置D。
如圖1所示，於畫素陣列部10，被形成延伸於X方向的m條控制線12，與延伸在直交於X方向的Y方向的n條資料線14，及與各資料線14成對而延伸於Y方向之n條給電線17(m與n皆為自然數)。各畫素電路P，被配置於對應於資料線14及給電線17之對與控制線12之交叉的位置。亦即，這些畫素電路P，排列為縱m行X橫n列的矩陣狀。進而，於X方向被形成m條電源線19。
掃描線驅動電路22，係供依序於各水平掃描期間以行單位選擇複數之畫素電路P之用的電路。另一方面，資料線驅動電路24，產生在各水平掃描期間掃描線驅動電路22選擇的1行份(n個)之畫素電路P的各個所對應的資料電位VD[1]~VD[n]而輸出至各資料線14。在第i行(i為滿足1≦i≦m之整數)被選擇的水平掃描期間被輸出至第j列(j為滿足1≦j≦n之整數)之資料線14的資料電位VD[j]，成為對應於對位在第i行的第j列之畫素電路P所指定的色階之電位。
電壓產生電路27，產生電源之高位側的電位(以下稱為「電源電位」)VEL以及低位側之電位(以下稱為「接地電位」)Gnd。電源電位VEL中介著電源線19而被供給至各畫素電路P。此外，此電壓產生電路27，產生n個電位VST[j]。電位VST[j]被輸出至各個對應的給電線17而給電至各畫素電路P。
其次，參照圖2說明各畫素電路P之構成。於該圖，只有位於第i行第j列的一個畫素電路P被圖示，但其他畫素電路P也是同樣的構成。
如該圖所示，畫素電路P，包含被中介插於被供給電源電位VEL的電源線與被供給接地電位Gnd的接電線之間的光電元件11。光電元件11，係以因應於被供給給它的驅動電流Iel之亮度而發光的電流驅動型發光元件，典型上，係使由有機EL材料所構成的發光層中介於陽極與陰極之間的OLED元件。
如圖2所示，於圖1為了方便而只圖示1條配線之控制線12，實際上包含4條配線(掃描線121、第1控制線123、第2控制線125、發光控制線127)。於各配線被供給來自掃描線驅動電路22的特定訊號。例如，於第i行之掃描線121被供給選擇同行的畫素電路P之用的掃描訊號GWRT[i]。此外，於第1控制線123被供給重設訊號GPRE[i]，，於第2控制線125被供給初期化訊號GINT[i]。進而，於發光控制線127，被供給規定光電元件11實際上發光的期間(後述之發光期間PEL)的發光控制訊號GEL[i]。又，各訊號之具體波形或因應於此之畫素電路P的動作將於稍後詳述。
如圖2所示，在由電源線至光電元件11的陽極之路徑上中介插有p通道型之驅動電晶體Tdr與n通道型之發光控制電晶體Tel。驅動電晶體Tdr，係供產生因應於閘極的電位VG之驅動電流Iel之手段，其源極被接續於電源線同時汲極被接續於發光控制電晶體Tel之汲極。發光控制電晶體Tel，係供規定驅動電流Iel實際上被供給至光電元件11的期間之用的手段，其源極被接續於光電元件11的陽極同時閘極被接續於發光控制線127。亦即，發光控制訊號GEL[i]維持低位準的期間發光控制電晶體Tel成為關閉狀態而對光電元件11之驅動電流Iel的供給被遮斷，另一方面發光控制訊號GEL[i]遷移至高位準時，發光控制電晶體Tel成為打開狀態驅動電流Iel被供給至光電元件11。又，發光控制電晶體Tel被中介插於驅動電晶體Tdr與電源線之間亦可。
驅動電晶體Tdr的閘極與汲極之間中介插有n通道型之電晶體Tr1。此電晶體Tr1之閘極被連接於第2控制線125。亦即，初期化訊號GINT[i]遷移至高位準時，電晶體Tr1成為打開狀態而驅動電晶體Tdr被二極體接續，初期化訊號GINT[i]遷移至低位準時，電晶體Tr1成為關閉狀態而驅動電晶體Tdr之二極體接續被解除。
圖2所示之電容元件C0，係保持第1電極L1與第2電極L2之間的電壓之電容。第2電極L2被接續於驅動電晶體Tdr之閘極。電容元件C0之第1電極L1與資料線14之間被中介插有n通道型之電晶體Tr2，第1電極L1與給電線17之間被中介插有p通道型(亦即與電晶體Tr2相反的導電型)之電晶體Tr3。電晶體Tr2係切換第1電極L1與資料線14之導通以及非導通之開關元件，電晶體Tr3係切換第1電極L1與給電線17之導通與非導通之開關元件。電晶體Tr2之閘極與電晶體Tr3之閘極對掃描線121共通接續。亦即，電晶體Tr2與電晶體Tr3係互補地動作。亦即，掃描訊號GWRT[i]為高位準的話，電晶體Tr2成為打開狀態而電晶體Tr3成為關閉狀態，掃描訊號GWRT[i]為低位準的話，電晶體Tr2成為關閉狀態而電晶體Tr3成為打開狀態。
圖2所示之n通道型電晶體Tr4係被中介插於電容元件C0之第1電極L1與第2電極L2之間切替二者之導通與非導通的開關元件。進而詳言之，電晶體Tr4一端中介著電晶體Tr3而被接續於第1電極L1，同時另一端中介著電晶體Tr1被接續於第2電極L2。此電晶體Tr4之閘極被連接於第1控制線123。亦即，電晶體Tr1與電晶體Tr3維持於打開的期間，重設訊號GPRE[i]遷移至高位準時電晶體Tr4成為打開狀態，而第1電極L1與第2電極L2短路。
<B：光電裝置之構造>
圖3係概念顯示光電裝置的1畫素份的構造之平面圖。
在此圖3，僅圖示半導體層、閘極配線層及源極配線層，這些層例如被形成於玻璃等基板上，各層間中介著絕緣層等之層而為了方便省略其圖示。此外，於配線層上，被形成絕緣層，於此絕緣層之上中介著端子T0被形成接續於源極配線層的光電元件11。進而，於此光電元件11上被形成接地電極，但省略這些之圖示。閘極配線層與半導體層之間設有絕緣層，被設於半導體層的電極(L1)與被設於閘極配線層的電極(L2)之間被形成電容元件C0。
被供給電壓VST[j]之給電線17，以與構成前述之控制線12的4條配線(掃描線121、第1控制線123、第2控制線125、發光控制線127)交叉的方式垂直地被配置。此給電線17係由閘極配線層之配線17a、與此閘極配線層之配線17a以接觸孔連接的源極配線層之配線17b所構成。進而，構成電源線19與給電線17的配線17a交叉，於交叉部分被形成保持電容Ca。此保持電容Ca係附隨於給電線17的電容，發揮使電位VST[j]安定化的功能。
<C：光電裝置之動作>
其次，參照圖4說明掃描線驅動電路22產生的各訊號的具體波形。如圖4所示，掃描訊號GWRT[1]至GWRT[m]係於各水平掃描期間(1H)依序成為高位準。亦即，掃描訊號GWRT[i]在垂直掃描期間(1V)之中第i個水平掃描期間維持高位準同時在其他的期間維持低位準。掃描訊號GWRT[i]之往高位準的遷移，意味著第i行之各畫素電路P的選擇。以下將掃描訊號GWRT[1]至GWRT[m]之各個成為高位準的期間(亦即水平掃描期間)標記為「寫入期間PWRT」。又，於圖4例示掃描訊號GWRT[i]之升降與其次一行的掃描訊號GWRT[i＋1]之上升同時進行之場合，但也可以是以掃描訊號GWRT[i]之升降起經過特定時間後之計時而史掃描訊號GWRT[i＋1]升起的構成(總之，於各行之寫入期間PWRT設間隔之構成)。
初期化訊號GINT[i]，係於掃描訊號GWRT[i]成為高位準的寫入期間PWRT之前的期間(以下稱為「初期化期間」)PINT成為高位準，其他的期間維持於低位準的訊號。如圖4所示，初期化期間PINT被區分為重設期間Pa及其後的補償期間Pb。重設期間Pa，係在其開始的時間點使殘存於電容元件C0的電荷放電(重設)之用的期間，補償期間Pb，係使驅動電晶體Tdr的閘極的電位VG被設定於因應於其閾值電壓Vth的電位之用的期間。重設訊號GPRE[i]，係於初期化訊號GINT[i]成為高位準的初期化期間PINT之重設期間Pa成為高位準，其他的期間維持於低位準的訊號。
發光控制訊號GEL[i]，係於由掃描訊號GWRT[i]成為高位準的寫入期間PWRT之經過後起，直到初期化訊號GINT[i]成為高位準的初期化期間PINT之開始前為止的期間(以下稱為「發光期間」)PEL成為高位準，在其他的期間(亦即包含初期化期間PINT與寫入期間PWRT之期間)成為低位準的訊號。
其次，參照圖5至圖8說明畫素電路P之具體的動作。在以下，屬於第i行第j列的畫素電路P的動作，區分重設期間Pa與補償期間Pb與寫入期間PWRT與發光期間PEL而進行說明。
(a)重設期間Pa(初期化期間PINT)於重設期間Pa，如圖4所示，初期化訊號GINT[i]以及重設訊號GPRE[i]維持於高位準同時掃描訊號GWRT[i]以及發光控制訊號GEL[i]維持低位準。亦即，如圖5所示，電晶體Tr1與Tr3與Tr4遷移至打開狀態，電晶體Tr2與發光控制電晶體Tel維持於關閉狀態。於此狀態，電容元件C0之第1電極L1與第2電極L2中介著電晶體Tr3與Tr4與Tr1而導通，所以在重設期間Pa之開始之前的時間點蓄積於電容元件C0的電荷被完全除去。藉由此電容元件C0的電荷的重設，不管重設期間Pa開始的時間點之電容元件C0的狀態(殘存於電容元件C0的電荷)為何，在其後之補償期間Pb或寫入期間PWRT都可以將驅動電晶體Tdr之閘極的電位VG以高精度設定為所期望之值。此外，於此重設期間Pa驅動電晶體Tdr之閘極中介著電晶體Tr1與Tr4被導通於給電線17，所以此閘極的電位VG約略等於電壓產生電路27產生的電位VST[j]。又，於通常之動作時，各電位VST[j]為相同，所以以下單以電位VST來進行說明。在本實施型態之電位VST，係電源電位VEL與驅動電晶體Tdr之閾值電壓Vth之差分值(VEL－Vth)以下之位準。本實施型態之驅動電晶體Tdr為p通道型，所以藉由對閘極之電位VST的供給使得驅動電晶體Tdr成為打開狀態。總之，電位VST，也可以說是被供給至驅動電晶體Tdr之閘極時，使驅動電晶體Tdr為打開狀態之電位。
於重設期間Pa，對於第i行之畫素電路P全部進行重設。此時，電流流入給電線17。假設，對於掃描線121或第1控制限123等控制線12設置平行走向的給電線17的場合，例如，如圖10所示，來自行份的畫素電路P之全體的重設電流流入給電線17。因此，從防止燒損或者防止電壓降下的觀點來看，有必要使給電線17的配線寬幅充分增大，從高集積化的觀點來看仍有改善的餘地。
對此，在本實施型態，如圖3所示，將給電線17設在垂直於控制線12(掃描線121、第1控制線123、第2控制線125、發光控制線127)的方向，所以重設時僅有來自1個畫素電路P的重設電流流入給電線17。因此，不需要將給電線17之配線寬幅增加到比必要的還多，可以實現高集積化。
(b)補償期間Pb(初期化期間PINT)於補償期間Pb，如圖4所示，重設訊號GPRE[i]遷移至低位準，另一方面其他訊號與重設訊號Pa維持於相同的位準。於此狀態，如圖6所示，電晶體Tr4從圖5之狀況變化為關閉狀態。亦即，中介著電晶體Tr3被接續於給電線17的第1電極L1的電位被維持於電位VST之原樣，第2電極L2之電位(亦即驅動電晶體Tdr之閘極電位VG)，從在重設期間Pa被設定的電位VST拉升到電源電位VEL與閾值電壓Vth之差分值(VEL-Vth)為止。
(c)寫入期間PWRT
於寫入期間PWRT，如圖4所示，掃描訊號GWRT[i]遷移至高位準，初期化訊號GINT[i]以及重設訊號GPRE[i]與發光控制訊號GEL[i]維持低位準。亦即，如圖7所示，電晶體Tr1與Tr3與Tr4與發光控制電晶體Tel維持於關閉狀態，另一方面電晶體Tr2遷移至打開狀態導通資料線14與第1電極L1。亦即，第1電極L1之電位，由在補償期間Pb被供給的電位VST變化為因應於光電元件11的色階之資料電位VD[j]。
如圖7所示，於寫入期間PWRT，電晶體Tr1於關閉狀態，此外，驅動電晶體Tdr的閘極的阻抗充分地高。亦即，第1電極L1由補償期間Pb之電位VST至資料電位VD[j]為止僅改變變化量△V(=VST-VD[j])的話，第2電極L2的電位(驅動電晶體Tdr的閘極的電位VG)藉由電容耦合而從其之前的電位(VEL-Vth)改變。此時之第2電極L2的電位變動量，因應於電容元件C0與其他之寄生電容(例如驅動電晶體Tdr之閘極電容或寄生於其他配線的電容)之電容比而決定。更具體而言，電容元件C0之電容值為「C」，寄生電容的電容值為「Cs」時，第2電極L2的電位變化量表示為「△V．C/(C+Cs)」。亦即，於寫入期間PWRT驅動電晶體Tdr的閘極電位VG安定於以下之式(1)所表現的位準。
VG＝VEL－Vth－k．△V………(1)其中，k＝C/(C＋Cs)
(d)發光期間PEL於發光期間PEL，如圖4所示，初期化訊號GINT[i]以及重設訊號GPRE[i]維持於低位準，所以電晶體Tr1以及Tr4維持關閉狀態。此外，掃描訊號GWRT[i]於發光期間PEL維持低位準，所以如圖8所示，電晶體Tr2遷移至關閉狀態同時電晶體Tr3遷移至打開狀態。亦即，電容元件C0之第1電極L1，藉由成為關閉狀態的電晶體Tr2而與資料線14電氣絕緣，同時介由成為打開狀態的電晶體Tr3而被接續於給電線17。結果，於發光期間PEL第1電極L1之電位被固定於電位VST，藉此驅動電晶體Tdr之閘極電位VG(第2電極L2之電位)維持於約略一定。總之，本實施型態之電容元件C0，作為在第1電極L1被接續於資料線14的寫入期間PWRT使驅動電晶體Tdr之閘極被設定於所期望的電位(藉由式(1)所表現的電位)之耦合電容而發揮功能，同時在第1電極L1被接續於給電線17的發光期間PEL作為使驅動電晶體Tdr的閘極維持於定電位之保持電容而發揮功能。
此外，於發光期間PEL發光控制訊號GEL[i]維持於高位準，所以如圖8所示，發光控制電晶體Tel成為打開狀態而驅動電流Iel的路徑被形成。亦即，因應於驅動電晶體Tdr之閘極電位VG之驅動電流Iel，由電源線經過驅動電晶體Tdr與發光控制電晶體Tel而被供給至光電元件11。藉由此驅動電流Iel的供給，光電元件11以因應於資料電位VD[j]的亮度發光。
現在，假定驅動電晶體Tdr在飽和區域動作的場合，驅動電流Iel以下式(2)表現。其中，「β 」係驅動電晶體Tdr之增益係數，「Vgs」係驅動電晶體Tdr之閘極-源極間的電壓。
Iel=(β/2)(Vgs-Vth)2 =(β/2)(VG-VEL-Vth)2 ……(2)
藉由式(1)之代入，式(2)如以下變形。
Iel=(β/2){(VEL-Vth-k．△V)-VEL-Vth}2 =(β/2)(k．△V)2
總之，被供給至光電元件11的驅動電流Iel，僅藉由資料電位VD[j]與電位VST之差分值△V(=VST-VD[j])而決定，對於驅動電晶體Tdr之閾值電壓Vth則不依存。亦即，起因於各畫素電路P的閾值電壓Vth的個體差異之亮度的不均被抑制了。
於圖16所示之畫素電路P0，在發光期間PEL電容元件C0之電極L1成為浮動狀態所以其電位容易改變。對此，於本實施型態，電容元件C0之第1電極L1於發光期間PEL被維持於電位VST，所以驅動電晶體Tdr之閘極電位VG跨發光期間PEL全體被維持於約略一定。亦即，可以防止驅動電流Iel之變動而以高精度所要的亮度使光電元件11發光。換句話說，電容元件C0即使不確保充分的電容值也可以使驅動電晶體Tdr之閘極電位VG維持於約略一定，所以比起供維持電位VG之用的充分電容值之電容元件C0係屬必要的圖16之構成，可以減低電容元件C0之電容值。此外，於圖16之構成，為了確保電位VG而有必要除電容元件C0之外另行設置保持電容C1，相對於此，於本實施例即使很少的電容也可以維持閘極的電位VG，所以如圖2所示可以省略圖16之保持電容C1。如以上所述減低了畫素電路P所被要求的電容，於本實施型態具有畫素電路P的規模縮小的優點。
<D：特性檢查動作>
如前所述構成的光電裝置，藉由進行使特定的掃描訊號GWRT[i]為高位準選擇第i行的光電元件11，實行由前述圖5所示的重設期間Pa至圖7所示的寫入期間PWRT為止的動作，寫入檢查用之資料電位VD[j]後，例如如圖9所示，使特定的期間(測定期間PT)、初期化訊號GINT[i]為低位準而使電晶體Tr1為關閉狀態，使重設訊號GPRE[i]為高位準而使Tr4為打開狀態，進而，使掃描訊號GWRT[i]為高位準，使電晶體Tr2為打開狀態，使電晶體Tr3為關閉狀態，而進行各個驅動電晶體Tdr的檢查亦可。
藉由使成為這樣的狀態，因應於驅動電晶體Tdr的閘極電位之電流被輸出至給電線17。於此特性檢查，各資料線14之電位個別被獨立控制。藉此，可以設定驅動電晶體Tdr之閘極源極間電壓Vgs。接著，測定來自驅動電晶體Tdr的電流的話，可以檢查驅動電晶體Tdr的特性。
假設，使給電線17如圖10所示配置於與掃描線121相同的方向，來自1行份的畫素電路P之電流會流入給電線17，所以無法檢查各個驅動電晶體Tdr之特性。對此，在本實施型態，在與掃描線121交叉的方向上配置給電線17，所以因應於各個驅動電晶體Tdr的電流，可以容易進行各個驅動電晶體Tdr之良否的判斷。
<E：變形例>
對以上各型態可以加上種種的變形。具體之變形樣態例示如下。又，亦可適當組合以下各樣態。
(1)變形例1於以上之實施型態，例示電晶體Tr2與電晶體Tr3係逆導電型之電晶體的構成，但是為使電晶體Tr2與電晶體Tr3相輔地動作之構成並不以此為限。例如，如圖11所示，使電晶體Tr2與電晶體Tr3為相同導電型(此處為n通道型)之電晶體亦可。於此構成，電晶體Tr2的閘極被接續於第1掃描線121同時電晶體Tr3之閘極被接續於第2掃描線121b。接著，於第1掃描線121a被供給與圖4所例示之掃描訊號GWRT[i]相同波形的第1掃描訊號GWRTa[i]，於第2掃描線121b被供給反轉第1掃描訊號GWRTa[i]的邏輯位準之第2掃描訊號GWRTb[i]。對於此一構成也可實行圖5至圖8所示的動作。原本，在如圖2所示電晶體Tr2與電晶體Tr3為逆導電型的構成，可以使各個跨共通的掃描線121而進行控制，所以與圖11之態樣相比，具有構成簡化的優點。
(2)變形例2圖2所示之電晶體Tr4或發光控制電晶體Tel可適當省略。圖12係圖2所示之電晶體Tr4與發光控制電晶體Tel省略之後的畫素電路P的構成之電路圖。以此構成，在初期化期間PINT，掃描訊號GWRT[i]成為低位準而初期化訊號GINT[i]成為高位準。亦即，藉由電晶體Tr3遷移至打開狀態第1電極L1維持於電位VST之原狀，中介著電晶體Tr1被二極體接續的驅動電晶體Tdr之閘極收斂於因應於閾值電壓Vth的電位VG(＝VEL－Vth)。
接著於寫入期間PWRT，藉由低位準之初期化訊號GINT[i]電晶體Tr1成為關閉狀態。進而，藉由掃描訊號GWRT[i]遷移至高位準而使電晶體Tr2成為打開狀態，所以藉由與實施型態相同的原理驅動電晶體Tdr之閘極被設定為因應於資料電位VD[i]之電位VG(式(1))。
進而，於發光期間PEL，掃描訊號GWRT[i]以及初期化訊號GINT[i]雙方維持於低位準。藉由此低位準的掃描訊號GWRT[i]使電晶體Tr3成為打開狀態，第1電極L1之電位被固定於VST。亦即，防止驅動電晶體Tdr之閘極電位VG的變動。如前所述，於圖12之構成也迴避了第1電極L1的浮動狀態，所以與第1實施型態同樣，可以抑制畫素電路P的規模的肥大化同時可抑制驅動電晶體Tdr的閘極電位的變動。
(3)變形例3構成畫素電路P的各電晶體的導電型可以適宜變更。例如圖2之驅動電晶體Tdr亦可為n通道型。於此場合，被供給至給電線17的電位VST，被設定於在被供給至驅動電晶體Tdr之閘極時，使驅動電晶體Tdr為打開狀態之電位。又，於驅動電晶體Tdr為n通道型之構成，電晶體Td1被中介插於驅動電晶體Tdr的閘極與電源線(電位VEL)之間。此外，有機發光二極體元件僅為光電元件11之一例而已。例如替代OLED元件，而將無機EL元件或LED(發光二極體)元件等種種的發光元件作為本發明之光電元件來採用亦可。本發明之光電裝置藉由電流的供給而改變色階(就典型而言為亮度)之元件即為已足，而不論其具體構造為何。
<F：應用例>
其次，說明利用相關於本發明之光電裝置D之電子機器。圖13係將相關於以上所說明的任一型態之光電裝置D採用作為顯示裝置之可攜型個人電腦的構成之立體圖。個人電腦2000，具備作為顯示裝置之光電裝置D與本體部2010。於本體部2010，設有電源開關2001及鍵盤2002。此光電裝置D因為於光電元件11使用OLED元件，所以可顯示視角寬廣容易觀賞的畫面。
圖14係顯示適用相關於實施型態之光電裝置D之行動電話機的構成之圖。行動電話機3000，具備複數操作按鍵3001以及捲動按鈕3002、以及作為顯示裝置之光電裝置D。藉由操作捲動按鍵3002，可以使顯示於光電裝置D的畫面捲動。
圖15係顯示適用相關於實施型態之光電裝置D之可攜資訊終端(PDA：Personal Digital Assistants)的構成之圖。資訊攜帶終端4000，具備複數操作按鍵4001以及電源開關4002、以及作為顯示裝置之光電裝置D。操作電源開關4002時，通訊錄或行程表等各種資訊被顯示於光電裝置D。
又，作為相關於本發明的光電裝置被適用的電子機器，除了圖13至圖15所示者以外，還可以舉出數位相機、電視、攝影機、汽車導航裝置、呼叫器、電子手冊、電子紙、計算機、文書處理機、工作站、電視電話、POS終端、印表機、掃描器、複印機、錄放影機、具備觸控面板的裝置等。此外，相關於本發明之光電裝置的用途就不限於影像的顯示。例如，於光寫入型之印表機或電子影印機等影像形成裝置，因應於應該被形成於紙張等記錄材的影像而使感光體曝光的寫入頭被使用，但此種光學頭也利用本發明之光電裝置。本發明之單位電路，除了如各實施型態之構成顯示裝置的畫素之畫素電路以外，也包含影像形成裝置之成為曝光單位的電路之概念。
D．．．光電裝置
P．．．畫素電路
10．．．畫素陣列部
11．．．光電元件
12．．．控制線
121．．．掃描線
123．．．第1控制線
125．．．第2控制線
127．．．發光控制線
14．．．資料線
17．．．給電線
22．．．掃描線驅動電路
24．．．資料線驅動電路
27．．．電壓產生電路
Tdr．．．驅動電晶體
Tel．．．發光控制電晶體
Tr1,Tr2,Tr3,Tr4．．．電晶體
GWRT[i]．．．掃描訊號
GPRE[i]．．．重設訊號
GINT[i]．．．初期化訊號
GEL[i]．．．發光控制訊號
PINT．．．初期化期間
Pa．．．重設期間
Pb．．．補償期間
PWRT．．．寫入期間
PEL．．．發光期間
PT．．．測定期間
圖1係顯示相關於本發明的實施型態之光電裝置的構成之方塊圖。
圖2係顯示畫素電路的構成之電路圖。
圖3係概念顯示光電裝置的重要部位的構成之方塊圖。
圖4係顯示各訊號的波形之計時圖。
圖5係供說明重設期間之畫素電路的動作之電路圖。
圖6係供說明補償期間之畫素電路的動作之電路圖。
圖7係供說明寫入期間之畫素電路的動作之電路圖。
圖8係供說明發光期間之畫素電路的動作之電路圖。
圖9係供說明測定期間之畫素電路的動作之電路圖。
圖10係供概念說明從前的畫素電路之重設時的動作之電路圖。
圖11係顯示相關於變形例之畫素電路的構成之電路圖。
圖12係顯示相關於變形例之畫素電路的構成之電路圖。
圖13係顯示相關於本發明之電子機器之具體型態之立體圖。
圖14係顯示相關於本發明之電子機器之具體型態之立體圖。
圖15係顯示相關於本發明之電子機器之具體型態之立體圖。
圖16係顯示從前的畫素電路的構成之電路圖。
14．．．資料線
17．．．給電線
17a．．．閘極配線層之配線
17b．．．源極配線層之配線
19．．．電源線
121．．．掃描線
123．．．第1控制線
125．．．第2控制線
127．．．發光控制線
Ca．．．保持電容

Claims (6)

  1. 一種光電裝置，其特徵為：具備複數資料線、及複數掃描線、及對應於前述資料線與前述掃描線的交叉而設的複數單位電路，於前述資料線被供給因應於色階的資料電位，於前述掃描線被供給指定將前述資料電位寫入前述單位電路的期間之掃描訊號的光電裝置；前述複數單位電路之各個，具備：產生因應於閘極電位的驅動電流之驅動電晶體、及成為因應於前述驅動電晶體產生的驅動電流的色階之光電元件、及具有第1電極與被連接於前述驅動電晶體的閘極之第2電極的電容元件、及於與前述寫入期間相異的初期化期間被導電連接於前述第1電極，同時被供給定電位的給電線、及至少於前述初期化期間，使前述驅動電晶體的閘極與汲極導通之第1開關元件，及根據前述掃描訊號而切換前述資料線與前述第1電極之間的導通與非導通之第2開關元件；在前述初期化期間，於對應於前述複數掃描線中之1掃描線的複數單位電路，在相同的計時，前述第1電極被導電連接於前述給電線，前述給電線，被配置於對前述掃描線交叉的方向；具備對前述複數單位電路之各個的前述電晶體供給電 源電壓的複數電源線，前述給電線之至少一部分，中介著絕緣層設於與前述電源線不同的配線層，前述給電線，以與前述電源線交叉的方式設置，中介著前述絕緣層於前述給電線與前述電源線交叉的部分形成電容。
  2. 如申請專利範圍第1項之光電裝置，其中進而具有：切換前述給電線與前述第1電極之間的導通與非導通，同時至少於前述初期化期間，使前述給電線與前述第1電極導通的第3開關元件。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光電裝置，其中前述第3開關元件在前述第2開關元件於關閉狀態時，成為打開狀態。
  4. 一種光電裝置，其特徵為：具備複數資料線、及複數掃描線、及對應於前述資料線與前述掃描線的交叉而設的複數單位電路，於前述資料線被供給因應於色階的資料電位，於前述掃描線被供給指定將前述資料電位寫入前述單位電路的期間之掃描訊號；前述複數單位電路之各個，具備：產生因應於閘極電位的驅動電流之驅動電晶體、及成為因應於前述驅動電晶體產生的驅動電流的色階之光電元件、及具有第1電極與被連接於前述驅動電晶體的閘極的第2電極之電容元件、及 在與前述寫入期間不同的初期化期間，被導電連接於前述第1電極，同時被供給定電位的給電線，及至少在前述初期化期間，使前述驅動電晶體的閘極與汲極導通之第1開關元件，及根據前述掃描訊號而切換前述資料線與前述第1電極之間的導通與非導通之第2開關元件；在前述初期化期間，於對應於前述複數掃描線中之1掃描線的複數單位電路，在相同的計時，前述第1電極被導電連接於前述給電線，在前述寫入期間之後，由供給電源電壓的電源線透過前述驅動電晶體對前述光電元件供給前述驅動電流的期間，前述給電線被導電連接於前述第1電極；前述給電線，被配置於對前述掃描線交叉的方向；具備對前述複數單位電路之各個的前述電晶體供給電源電壓的複數電源線，前述給電線之至少一部分，中介著絕緣層設於與前述電源線不同的配線層，前述給電線，以與前述電源線交叉的方式設置，中介著前述絕緣層於前述給電線與前述電源線交叉的部分形成電容。
  5. 一種光電裝置，其特徵為：具備複數資料線、及複數掃描線、及複數給電線，及對應於前述資料線與前述掃描線的交叉而設的複數單位電路，於前述資料線被供給因應於色階的資料電位，於前述掃描線被供給指定將前述 資料電位寫入前述單位電路的期間之掃描訊號，於前述給電線被供給定電位；前述複數單位電路之各個，具備：產生因應於閘極電位的驅動電流之驅動電晶體、及成為因應於前述驅動電晶體產生的驅動電流的色階之光電元件、及切換前述驅動電晶體的閘極與汲極之導通及非導通之第1開關元件，及具有第1電極與被連接於前述驅動電晶體的閘極之第2電極的電容元件、及根據前述掃描訊號而切換前述資料線與前述第1電極之間的導通與非導通之第2開關元件，及切換前述給電線與前述第1電極之間的導通與非導通之第3開關元件，且係在前述第2開關元件於打開狀態時成為關閉狀態，而前述第2開關元件在關閉狀態時成為打開狀態之第3開關元件，及中介插於前述第1電極與前述第2電極之間而切換二者之導通及非導通的第4開關元件；於前述第2開關元件為關閉狀態，且前述第3及第4開關元件為打開狀態的期間，於對應於前述複數掃描線中之1掃描線的複數單位電路，在相同的計時，前述第1電極被導電連接於前述給電線，前述給電線，被配置於對前述掃描線交叉的方向；具備對前述複數單位電路之各個的前述電晶體供給電 源電壓的複數電源線，前述給電線之至少一部分，中介著絕緣層設於與前述電源線不同的配線層，前述給電線，以與前述電源線交叉的方式設置，中介著前述絕緣層於前述給電線與前述電源線交叉的部分形成電容。
  6. 如申請專利範圍第5項之光電裝置，其中於前述複數單位電路之各個，前述第2開關元件與前述第3開關元件為逆導電型電晶體，前述第2開關元件的閘極與前述第3開關元件的閘極被供給共通的前述掃描訊號。
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