单位电路及其控制方法、电子装置以及电子机器的制作方法

专利名称：单位电路及其控制方法、电子装置以及电子机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于用来驱动例如有机发光元件、液晶元件等被驱动元件或电子元件的电位电路及其控制方法、电光学装置等电子装置以及电子机器。
背景技术：
为了有源驱动液晶元件、有机电致发光元件(Organic Light EmittingDiode，以下适当简称作“OLED元件”)等电光学元件，一般使用晶体管，但为了高性能化、多灰度化，而需要精密控制晶体管。
这种驱动晶体管中，以前使用低温多晶硅(LTPS)晶体管，近年来，非结晶硅晶体管由于能够抑制制造费用，且容易得到均一的特性，因此作为驱动晶体管非常引人注目。但是，非结晶硅晶体管中，在将正电压或负电压这种同一方向的电压持续加载在栅电极中的情况下，阈值电压会发生变动，这一点是公知的，因此有人指出了由于该阈值电压的变动，OLED元件的亮度也产生变化等，从而导致显示品质下降这一问题。
这是由于，如果在晶体管中持续流动载流子，则由于所积蓄的载流子等的影响导致特性变化。该倾向特别是在将非结晶硅晶体管用作驱动晶体管的情况下非常显著，为了稳定特性，有人提出在给驱动晶体管的栅电极加载了正电压之后，再加载负电压的技术(参照例如非专利文献1)。
非专利文献1Bong-Hyun You等4人，“用于降低有源矩阵式OLED元件中所使用的a-Si的阈值电压移位的双极性平衡驱动(Polarity-BalancedDriving to Reduce Vth Shift in a-Si for Active-Matrix OLEDs)”，SID技术论文研讨会文摘(SID Symposium Digest of Technical Papers)，(美国)，信息显示学会(Society for Information Display)，2004年5月，第35卷第1号，p.272-275(参照图3(a)、(b))。
但是，上述技术中，需要两个驱动晶体管，另外，对应于各个驱动晶体管需要两个电容元件，存在电路构成复杂化的问题。特别是，如果晶体管或电容元件等电路元件增加，则电路面积也相应增加，伴随着便会产生开口率下降这一弊端。
另外，上述技术中，采用将用来加载给驱动晶体管的栅电极的负电压，与正电压分开供给的电路结构，因此不但电路结构复杂化，而且由于电压值的动态范围变得较大，因此还存在对电路的负荷以及消耗功率增大这一弊端。

发明内容
本发明的目的之一在于，鉴于上述情况，在将晶体管用作被驱动元件的驱动晶体管的情况下，能够通过简单的电路结构，给驱动晶体管的栅极加载与驱动电压极性不同的电压的单位电路及其控制方法、电子装置、电光学装置以及电子机器。
有关本发明的单位电路，其特征在于，具备电容元件，其包括第1电极、第2电极、被上述第1电极以及上述第2电极所夹持的介电层；和晶体管，其栅电极与上述第1电极相连接，在将上述第1电极的电位设为第1给定电位之后，在上述第1电极从上述第1给定电位电断开的状态下，通过提供给上述第2电极的第1动作信号，将上述第1电极的电位设为第1电位，在将上述第1电极的电位设为上述第1电位的第1期间结束后，设有将上述第1电极的电位设为第2给定电位，且将第2动作信号提供给上述第2电极的第2期间，在上述第2期间结束后，在上述第1电极从上述第2给定电位电断开的状态下，通过提供给上述第2电极的第3动作信号，将上述第1电极的电位设为第2电位。
通过上述单位电路，能够将具有比所供给的动作信号的动态范围更大范围的电平的电压，提供给上述第1电极。
上述单位电路中，最好让上述第1给定电位与上述第2给定电位为相同电位。
上述单位电路中，最好还具备对上述第1电极与上述第1给定电位或上述第2给定电位之间的电连接进行控制的第1开关元件；以及与上述第2电极相连接的第2开关元件。
上述单位电路中，最好让上述第1电位与上述第2电位，在将上述第1给定电位作为基准电位的情况下，是正负相反的电位。
上述单位电路中，可以让上述第1电位是高于上述第1给定电位的高电位；上述第2电位是低于上述第2给定电位的低电位。
上述单位电路中，可以让上述第1动作信号与上述第2动作信号，具有相同的电平。
为了解决上述课题，有关本发明的另一单位电路，其特征在于，具备电容元件，其包括第1电极、第2电极、被上述第1电极以及上述第2电极所夹持的介电层；栅电极与上述第1电极相连接的晶体管；控制上述第1电极与给定电位之间的电连接的第1开关元件；以及与上述第2电极相连接的第2开关元件，在通过让上述第1开关元件处于导通状态，而将上述第1电极的电位设为上述给定电位之后，在通过让上述第1开关元件处于截止状态，而将上述第1电极从上述给定电位中电断开的状态下，通过经被设为导通状态的上述第2开关元件提供给上述第2电极的第1动作信号，将上述第1电极的电位设为第1电位；在将上述第1电极的电位设为上述第1电位的第1期间结束后，设有通过让上述第1开关元件变为导通状态，而将上述第1电极的电位设为上述给定电位，并且经被设为导通状态的上述第2开关元件，将第2动作信号提供给上述第2电极的第2期间；上述第2期间结束之后，在通过让上述第1开关元件变为截止状态，而将上述第1电极从上述给定电位中电断开的状态下，通过经被设为导通状态的上述第2开关元件提供给上述第2电极的第3动作信号，将上述第1电极的电位设为第2电位；上述第1电位与上述第2电位，在将上述给定电位作为基准电位的情况下，是正负相反的电位。
通过本发明，在第2期间中，由于第1开关元件与第2开关元件同时变为导通状态，因此与电容元件的第1电极相连接的晶体管的栅电极变为给定电位，另外，电容元件的第2电极被供给第2动作信号。结果在电容元件的两端产生电位差。这样，在第2期间结束之后，第1开关元件变为截止状态之后，晶体管的栅电极变为漂浮状态，在该状态下，经第2开关元件向电容元件的第2电极供给第3动作信号。于是，电容元件仍然保持电位差，第1电极的电位发生变化。这里，第1电极的电位，在将给定电位作为基准电位的情况下，被设为与第1电位正负相反的第2电位。这样，通过本发明，能够通过两个开关元件与1个电容元件这种简单的电路结构，给晶体管的栅电极加载极性不同的第1电位与第2电位。通过这样，能够抑制在晶体管中因持续流动载流子而积蓄的载流子等的影响所引起的阈值电压的变化。特别是，非结晶硅晶体管中，因流通一方向的载流子所引起的阈值电压的变动较大，因此在采用非结晶硅晶体管的情况下效果非常大。另外，第1期间与第2期间当然不一定要连续，当然可以在它们之间设置空白。
该单位电路中，最好让上述第1电位是高于上述给定电位的高电位；上述第2电位是低于上述给定电位的低电位。另外，上述单位电路中，虽然上述第1动作信号与上述第2动作信号的电位，可以是不同的电位，但最好具有相同电位。这种情况下，能够让给定电位与第1电位之间的电位差，与给定电位和第2电位之间的电位差大小相等。
接下来，有关本发明的单位电路的控制方法，是一种具备上述电容元件，其包括第1电极、第2电极、被上述第1电极以及上述第2电极所夹持的介电层；栅电极与上述第1电极相连接的晶体管；控制上述第1电极与给定电位之间的电连接的第1开关元件；以及与上述第2电极相连接的第2开关元件的单位电路的控制方法，其特征在于，在通过让上述第1开关元件处于导通状态，而将上述第1电极的电位设为上述给定电位之后，在通过让上述第1开关元件处于截止状态，而将上述第1电极从上述给定电位电断开的状态下，通过经被设为导通状态的上述第2开关元件提供给上述第2电极的第1动作信号，将上述第1电极的电位设为第1电位，在将上述第1电极的电位设为上述第1电位的期间结束后，在让上述第1开关元件处于导通状态，并将上述第1电极的电位设为上述给定电位的状态下，经被设为导通状态的上述第2开关元件，将第2动作信号提供给上述第2电极，在通过让上述第1开关元件处于截止状态，而将上述第1电极从上述给定电位电断开的状态下，通过经被设为导通状态的上述第2开关元件，将第3动作信号提供给上述第2电极，而将上述第1电极的电位设为第2电位，上述第1电位与上述第2电位，在将上述给定电位作为基准电位的情况下，被设为正负相反的电位。通过本发明，能够在两个开关元件与1个电容元件这种简单的电路结构中，给晶体管的栅电极加载极性不同的第1电位与第2电位。通过这样，能够抑制晶体管的特性变化。特别是，非结晶硅晶体管中，因流通一方向的载流子所引起的阈值电压的变动较大，因此在采用非结晶硅晶体管的情况下效果非常大。
接下来，有关本发明的电子装置，其特征在于，具备多根第1信号线、多根第2信号线、多根电源线、以及多个单位电路；上述多个单位电路的每一个，具备电容元件，其包括第1电极、第2电极、被上述第1电极以及上述第2电极所夹持的介电层；栅电极与上述第1电极相连接的晶体管；控制上述第1电极与上述多根电源线中的1个电源线之间的电连接的第1开关元件；以及与上述第2电极相连接的第2开关元件；在通过让上述第1开关元件变为导通状态，而将上述第1电极电连接在上述1根电源线上之后，在通过让上述第1开关元件处于截止状态，而将上述第1电极从上述1根电源线中电断开的状态下，通过经被设为导通状态的上述第2开关元件提供给上述第2电极的第1动作信号，将上述第1电极的电位设为第1电位；在将上述第1电极的电位设为上述第1电位的第1期间结束后，设有通过让上述第1开关元件变为导通状态，而将上述第1电极与上述1根电源线电连接，并且经被设为导通状态的上述第2开关元件，将第2动作信号提供给上述第2电极的第2期间；上述第2期间结束之后，在通过让上述第1开关元件变为截止状态，而将上述第1电极从上述1根电源线中电断开的状态下，通过经被设为导通状态的上述第2开关元件提供给上述第2电极的第3动作信号，将上述第1电极的电位设为第2电位。
通过该电子装置，能够给晶体管的栅电极加载第1电位与第2电位这种不同的电位。这里，最好让上述1根电源线被设为给定电位；上述第1电位与上述第2电位，在将上述给定电位作为基准电位的情况下，是正负相反的电位。这种情况下，由于能够给晶体管的栅电极加载正负相反的电位，因此能够抑制晶体管的特性变化。
上述电子装置中，可以让上述多根第1信号线是多根扫描线；上述多根第2信号线是数据线；上述多根扫描线包括多根第1控制线与多根第2控制线；上述第1开关元件，根据经上述多根第1控制线中之一的第1控制线所供给的第1控制信号，进行导通·截止控制；上述第2开关元件，根据经上述多根第2控制线中之一的第2控制线所供给的第2控制信号，进行导通·截止控制。
上述电子装置中，还可以具有被驱动元件、驱动上述多根扫描线的扫描线驱动电路、以及驱动上述多根数据线的数据线驱动电路；在初始化期间中，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件以及上述第2开关元件变为导通状态，同时，上述数据线驱动电路，经上述第2开关元件将上述第2电极的电位设为基准电位；在接着上述初始化期间的动作期间中，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件截止且上述第2开关元件导通，同时，在上述数据线驱动电路，让上述第2电极的电位从上述基准电位变化为上述被驱动元件的动作电位之后，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件以及上述第2开关元件截止；在接着上述动作期间的复位期间中，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件以及上述第2开关元件导通，同时，上述数据线驱动电路，将上述第2电极的电位设为上述动作电位；在接着上述复位期间的复原期间中，在上述扫描线驱动电路生成了上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件截止且上述第2开关元件导通的状态下，上述数据线驱动电路，将上述第2电极的电位设为上述基准电位之后，上述扫描线驱动电路生成上述第2控制信号，让上述第2开关元件截止。
上述电子装置中，可以让上述1根电源线被设定为给定电位；在上述复位期间，可以将上述第1电极的电位设为上述给定电位。
上述电子装置中，可以让上述被驱动元件是电光学元件。
上述电子装置中，可以让上述晶体管通过非结晶硅形成。
上述电子装置中，最好通过将上述第1电极的电位设为上述第2电位，来抑制上述晶体管的阈值电压的变化。
上述电子装置中，最好让上述第1动作信号与上述第2动作信号具有相同的电压电平。
上述电子装置中，最好在通过上述第1动作信号将上述第1电极的电位设为上述第1电位，以及在通过上述第3动作信号将上述第1电极的电位设为上述第2电位中，利用上述电容元件的电容耦合。
接下来，有关本发明的电光学装置，其特征在于，具备多根扫描线、多根数据线、以及分别对应于上述多根扫描线与上述多根数据线之间的交叉所设置的多个像素电路；具备驱动上述多根扫描线的扫描线驱动电路；以及向上述多根数据线供给数据信号的数据线驱动电路；上述多根扫描线包括多根第1控制线与多根第2控制线；上述多个像素电路的每一个具备电光学元件；驱动上述电光学元件的晶体管；一端与上述晶体管的栅电极相连接的电容元件；第1开关元件，其与上述电容元件的上述一端相连接，根据经上述多根第1控制线中之一的第1控制线所供给的第1控制信号，进行导通·截止控制，在导通期间，将上述电容元件的一端与给定电位相连接；以及第2开关元件，其设置在上述电容元件的另一端与上述数据线之间，根据经上述多根第2控制线中之一的第2控制线所供给的第2控制信号，进行导通·截止控制，在导通期间，向上述电容元件的另一端供给上述数据信号。
通过本发明，在两个开关元件与1个电容元件这种简单的电路结构中，通过适当控制第1与第2开关元件的导通·截止，能够给晶体管的栅电极加载极性不同的电位。通过这样，能够抑制晶体管的特性变化。特别是，非结晶硅晶体管中，因流通一方向的载流子所引起的阈值电压的变动较大，因此在采用非结晶硅晶体管的情况下效果非常大。
更具体地说，最好在上述晶体管的栅电极的电位是比基准电位高对应于上述电光学元件的亮度的正电压的动作电位的状态下，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件与上述第2开关元件均导通，同时，上述数据线驱动电路将变为上述动作电位的上述数据信号提供给上述数据线之后，上述扫描线驱动电路供给上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件截止且保持上述第2开关元件的导通状态，同时，上述数据线驱动电路向上述数据线供给从上述动作电位开始电平下降的上述数据信号。
根据本发明，在晶体管的栅电极中被加载了动作电位的状态下，第1开关元件与第2开关元件同时变为导通状态，因此，电容元件的一端电位变为给定电位，另一端电位变为动作电位。结果在电容元件的两端产生电位差。之后，通过让第1开关元件截止，让电容元件的一端变为漂浮状态，在该状态下，经第2开关元件加载给电容元件的另一端的电压下降，因此伴随着该另一端的电压下降，电容元件的一端的电压变为负电压。结果在晶体管的栅电极中加载了负电压。这样，通过本发明，能够通过两个开关元件与1个电容元件这种简单的电路结构，给晶体管的栅电极加载正电压与负电压，通过这样，能够抑制晶体管的特性变动。另外，电光学元件是指，能够通过电气作用来控制光学特性的元件，包括例如有机发光二极管与无机发光二极管等。
另外，上述电光学装置中，最好在初始化期间中，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件以及上述第2开关元件变为导通状态，同时，上述数据线驱动电路将上述数据信号的电平设为基准电位；在接着上述初始化期间的动作期间中，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件截止且上述第2开关元件导通，同时，在上述数据线驱动电路，将上述数据信号的电平设为从上述基准电位变化了对应于上述电光学元件的亮度的正电压的动作电位之后，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件以及上述第2开关元件截止；在接着上述动作期间的复位期间中，上述扫描线驱动电路生成上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件以及上述第2开关元件导通，同时，上述数据线驱动电路，将上述数据信号的电平设为上述动作电位；在接着上述复位期间的复原期间中，在上述扫描线驱动电路生成了上述第1控制信号以及上述第2控制信号，让上述第1开关元件截止且上述第2开关元件导通的状态下，上述数据线驱动电路，将上述数据信号的电平设为上述基准电位之后，上述扫描线驱动电路生成上述第2控制信号，让上述第2开关元件截止。
通过本发明，在初始化期间让电容元件两端的电位初始化。这里，如果让基准电位与给定电位相一致，则加载给电容元件的电压变为“0”，但本发明并不仅限于此。之后，在动作期间中，让电容元件的一端变为漂浮状态，同时让另一端的电位上升正电压。此时，电容元件的一端的电位从给定电位上升正电压。之后，即使第2开关元件截止，动作电位也保持在晶体管的栅极电容中，因此晶体管维持导通状态。之后，在复位期间中，给晶体管的栅电极加载给定电位，因此晶体管截止。另外，电容元件的两端产生电位差。之后，在复原期间中，让晶体管的栅电极处于漂浮状态，电容元件的另一端电位从动作电位下降到基准电位。通过这样，能够让电容元件一端的电位下降，给晶体管的栅电极加载负电压。
通过本发明，能够给驱动电光学元件的非结晶硅晶体管的栅电极加载负电压，从而抑制该非结晶硅晶体管的特性变动。特别是，由于抑制了非结晶硅晶体管的特性(阈值电压)的变动，因此电光学元件的亮度中不会产生偏差，从而能够保持显示品质较高。另外，由于用来给晶体管加载负电压的电路结构简单，因此能够抑制开口率的下降。
另外，由于能够让正电压只从第2开关元件供给，且能够给晶体管的栅电极加载负电压，因此不需要从外部给像素电路供给负电压，从而不需要扩大电压电平的动态范围。所以，能够让电路设计等变得容易，同时消耗功率不会增大。
接下来，有关本发明的电子机器，具备上述电光学装置，例如相当于连结多个面板的大型显示器、个人计算机、携带电话机、以及携带信息终端等。


图1为表示有关本发明的第1实施方式的电光学装置的构成的框图。
图2为表示该电光学装置的像素电路的图。
图3为表示该电光学装置的动作的时序图。
图4为该像素电路的动作示意图。
图5为该像素电路的动作示意图。
图6为该像素电路的动作示意图。
图7为该像素电路的动作示意图。
图8为表示使用该电光学装置的个人计算机的图。
图9为表示使用该电光学装置的携带电话的图。
图10为表示使用该电光学装置的携带信息终端的图。
图中1-电光学装置，100-扫描线驱动电路，101-扫描线，103-数据线，108、L-电源线，101a、101b-控制线，200-数据线驱动电路，300-控制电路，400-像素电路，410-驱动晶体管，411、412-晶体管(分别为第1、第2开关机构)，420-电容元件，430-OLED元件，500-电源电路。
具体实施例方式
图1为表示有关本发明的实施方式的电光学装置的概要构成的框图，图2为像素电路的电路图。如图1所示，电光学装置1具有显示面板A、扫描线驱动电路100、数据线驱动电路200、控制电路300以及电源电路500。其中，显示面板A中形成有平行于X方向的m根(例如m＝360)扫描线101。另外，在平行于与X方向垂直的Y方向，形成有n根(例如n＝480)数据线103。另外，对应于在扫描线101与数据线103的各个交叉点，分别设有像素电路400。像素电路400包括OLED元件430。各个像素电路400中，经电源线L供给电源电压Vdd，另外，所有的像素电路400，经电源线108(参照图2)与电源电路500的低位(基准)电压Vss共通连接。另外，本实施方式中，将低位电压Vss设为“0V”。
另外，图1中，在X方向延伸的只有扫描线101，本实施方式中，如图2所示，使用第1控制线101a以及第2控制线101b作为扫描线101。因此，控制线101a与101b成为1组，兼用作1行像素电路400。
扫描线驱动电路100，对第1控制线101a的每一行分别供给第1控制信号SEL1，对第2控制线101b的每一行分别供给第2控制信号SEL2。具体地说，扫描线驱动电路100，每1水平扫描期间选择1行扫描线101，对应于该选择，将第1以及第2控制信号SEL1与SEL2，提供给第1以及第2控制线101a、101b。将提供给第i行的第1控制线101a的第1控制信号SEL1标记为SEL1i，将提供给第i行的第2控制线101b的第2控制信号SEL2标记为SEL2i。
数据线驱动电路200，对与通过扫描线驱动电路100所选择的扫描线101相对应的1行像素电路400的每一个，分别经数据线103，供给应当流入到该像素电路400的OLED元件430中的电流(也即像素的灰度)所对应的电压的数据信号。这里，数据信号(数据电压)被设定为，电压越高像素就越亮，相反，电压越低像素就越暗。另外，为了便于说明，将提供给第j列的数据线103的数据信号标记为Xj。
控制电路300，分别向扫描线驱动电路100以及数据线驱动电路200供给时钟信号(图示省略)等，对两驱动电路进行控制，同时，向数据线驱动电路200供给规定每一个像素的灰度的图像数据。
接下来，对照图2对像素电路400进行详细说明。另外，图中所示的像素电路400对应于第i行。如图2所示，像素电路400，具有驱动晶体管410、用作第1以及第2开关机构的n沟道型晶体管411、412、用作电容元件的电容元件420、以及作为电光学元件的OLED元件430。这里，驱动晶体管410是n沟道型非结晶硅晶体管。另外，晶体管411、412由于通过与驱动晶体管410相同的工序形成，因此也由非结晶硅晶体管构成。OLED元件430，是以对应于顺向电流的亮度进行发光的发光元件，发光层中使用对应于发光色的有机EL(E1ectronic Luminescence)材料。发光层的制造工序中，从喷墨头方式的喷头中将有机EL材料作为液滴喷出，并使其干燥。
驱动晶体管410的漏电极与电源线L相连接，供给电源电压Vdd，另外，驱动晶体管140的源电极与OLED元件430的阳极相连接。该OLED元件430的阴极与电源的低位电压Vss相连接。因此，OLED元件430形成为在电源电压Vdd以及低位电压Vss之间的路径中，与驱动晶体管410一起电插入的构成。另外，OLED元件430的阴极，在所有的像素电路400中均为共通的电极。
驱动晶体管410的栅电极，与电容元件420的一端以及晶体管411的源电极分别相连接。另外，为了便于说明，将电容元件420的一端(驱动晶体管410的栅电极)称作节点N1。该节点N1中，如图2中的虚线所示，寄生有电容。该电容是寄生在节点N1与OLED元件430的阴极间的电容，包括驱动晶体管410的栅极电容、OLED元件430的电容、位于节点N1与OLED元件430的阴极之间的布线的寄生电容等所引起的电容。
晶体管411的漏电极，与电源线108相连接，被供给低位电压Vss(给定电位)，另外，晶体管411的栅电极，与第1控制线101a相连接。也即，晶体管411的栅电极中，经第1控制线101a被供给了第1控制信号SEL1i，在第1控制信号SEL1i变为H电平时，晶体管411导通，节点N1与电源线108相连接，其电压变为低位电压Vss(＝0V)。
晶体管412插入在电容元件420的另一端与数据线103之间，其源电极与电容元件420的另一端相连接，另外，漏电极与数据线103相连接。另外，晶体管412的栅电极与第2控制线101b相连接。也即，晶体管412的栅电极经第2控制线101b被供给第2控制信号SEL2i。所以，晶体管412在第2控制信号SEL2i变为H电平时导通，提供给数据线103的数据信号(的电压)加载给电容元件420的另一端。另外，为了便于说明将电容元件420的另一端(晶体管412的源极)，称作节点N2。
接下来对电光学装置1的动作进行说明。图3为用于说明电光学装置1的动作的时序图。
首先，扫描线驱动电路100，如图3所示，从1垂直扫描期间(1F)的开始时，在每一个水平扫描期间(1H)，在第1行、第2行、第3行、...、第m行扫描线101中按顺序选择1根，只让所选择的扫描线101的扫描信号为H电平，给其他扫描线的扫描信号为L电平。
这里，对照图3以及图4～图7，对选择第i行的扫描线101，扫描信号Yi变为H电平时的动作进行说明。
如图3所示，关于i行j列的像素电路400的动作，大体上可以分为初始化期间(1)、动作期间(2)、复位期间(3)以及复原期间(4)这4部分。
下面按顺序对这些期间的动作进行说明。
初始化期间(1)从第1控制信号SEL1i变为H电平的时刻t0开始，在该期间中，进行像素电路400的写入动作的事前准备。具体地说，在时刻t0之前，第1控制信号SEL1i与第2控制信号SEL2i均为L电平。之后，在到达时刻t0时，扫描线驱动电路100将第1控制信号SEL1i与第2控制信号SEL2i均设为H电平。因此，像素电路400中，如图4所示，通过H电平的第1控制信号SEL1i让晶体管411导通。所以，在初始化期间(1)中，像素电路400中，作为电容元件420的一端的节点N1经晶体管411与电源线108相连接，节点N1的电压变为低位电压Vss(0V)。另外，该时刻t0中，通过H电平的第2控制信号SEL2i让晶体管412导通，作为电容元件420的另一端的节点N2经晶体管412与数据线103相连接，节点N2的电压变为数据线103的基准电位Vsus(后述)。
在动作期间(2)中，对应于i行j列像素灰度的数据电压的数据信号Xj，经数据线103提供给像素电路400，OLED元件430以对应于该数据电压的亮度发光。详细地说，扫描线驱动电路100，在到达时刻t1时，将控制信号SEL1i复原为L电平，保持控制信号SEL2i为H电平。所以，如图5所示，晶体管411截止，从节点N1到电源线108的路径被切断，节点N1变为漂浮状态。
另外，到达时刻T2时，数据线驱动电路200，将对应于i行j列的像素灰度的数据信号Xj，提供给第j列的数据线103。具体地说，数据信号Xj以基准电位Vsus为基准，让电压从该基准电位Vsus变化ΔVdata(上升)，指定像素的灰度。Vsus+ΔVdata为动作电压。所以，在将像素指定为最低灰度的黑色的情况下，ΔVdata为0，随着指定较亮的灰度，ΔVdata逐渐增高。
这种情况下，作为电容元件420的另一端的节点N2的电压，随着数据信号Xj的电压变化也上升ΔVdata。在到达时刻t3时，扫描线驱动电路100将第2控制信号SEL2i复原为L电平，晶体管412截止，之后，在到达时刻t4时，数据信号Xj的电平复原为基准电位Vsus。
这里，在时刻t3，由于晶体管411以及晶体管412均截止，因此节点N1的电压只通过驱动晶体管410的栅极电容保持。因此，节点N1的电压，从初始化期间(1)的电压，上升将节点N2中的电压变化量ΔVdata，按照电容元件420与驱动晶体管410的栅极电容之间的电容比所分配的量。
详细地说，在设电容元件420的电容值为Ca，驱动晶体管410的栅极电容值为Cb时，节点N1从低位电压Vss(＝0V)，因电容元件420的电容耦合而上升{ΔVdata·Ca/(Ca+Cb)}。一般来说，驱动晶体管410的栅极电容值Cb相对电容元件420的电容值Ca小得可以忽略，可以看作ΔVdata·Ca/(Ca+Cb)≈ΔVdata，因此，节点N1的电压，从低位电压Vss上升ΔVdata，变为Vdata’(≈Vss+ΔVdata＝ΔVdata)。
这样，通过节点N1中所保持的电压Vdata’将驱动晶体管410变为导通状态，因此OLED元件430的阳极与电源线L相连接，流通与节点N1的电压相对应的电流Iel。通过这样，OLED元件430以对应于该电流Iel的亮度持续发光。
这里，OLED元件430中所流动的电流Iel，由驱动晶体管410的栅极·漏极间的电压决定，而该电压为节点N1的电压，也即Vdata’。通过这样，OLED元件430以通过数据信号Xj的电压所规定的亮度进行发光。另外，在驱动晶体管410的栅极电容Cb相对电容元件420的电容Ca不能够忽略的情况下，节点N1的电压变为Vdata’＝Vss+{ΔVdata·Ca/(Ca+Cb)}，该电压下降栅极电容Cb的分量。因此，这种情况下，最好采用供给预先校正了栅极电容Cb分量的电压的数据信号Xj的构成。
另外，接着上述动作期间(2)的复位期间(3)中，将节点N1的电压复位为低位电压Vss，另外，伴随着该操作，OLED元件430熄灭。具体地说，在到达时刻t5时，扫描线驱动电路100将第1控制信号SEL1i以及第2控制信号SEL2i设为H电平。通过这样，如图6所示，晶体管411导通，因此作为电容元件420的一端的节点N1与电源线108相连接，将其电压复位为低位电压Vss(＝0V)。结果是，驱动晶体管410截止，OLED元件430的阳极从电源线L中切断，OLED元件430熄灭。
另外，通过H电平的第2控制信号SEL2i，晶体管412导通，从而变为作为电容元件420的另一端的节点N2与数据线103相连接的状态。
这里，数据线驱动电路200，在到达复位期间(3)的开始时刻t5时，将从基准电位Vsus上升了ΔVdata的电压的数据信号Xj，提供给第.j列数据线103。如上所述，在时刻t5中，节点N2与数据线103相连接，同时，节点N1与电源线108相连接，维持低位电压Vss(＝0V)，因此伴随着数据信号Xj的电压变动，节点N2的电压上升ΔVdata。其结果是，在节点N1与节点N2之间，产生了Vdata’的电位差。
在接着复位期间(3)的复原期间(4)中，节点N1的电压变为负电压，给驱动晶体管410的栅电极加载反偏压(负电压)。详细地说，在到达时刻t6时，扫描线驱动电路100将第1控制信号SEL1i复原为L电平，另外维持第2控制信号SEL2i为H电平。通过这样，如图7所示，晶体管411截止，变为节点N1从电源线108中断开的漂浮状态，同时，变为晶体管412导通，节点N2与数据线103相连接的状态。在该状态下，经数据线103持续供给(Vsus+ΔVdata)的数据电压的数据信号Xj，因此节点N1与节点N2之间的电位差维持Vdata’。
这样，在到达时刻t7时，数据线驱动电路200，让数据信号Xj的数据电压下降ΔVdata，复原到基准电压Vsus。其结果是，作为电容元件420的另一端的节点N2的电压下降ΔVdata。此时，节点N1与节点N2之间保持Vdata’的电位差，同时节点N1变为漂浮状态，因此伴随着节点N2的电压下降，节点N1的电压也下降该电压下降量，结果使其电压变为-Vdata’。通过这样，给驱动晶体管410的栅电极加载负电压。复原期间(4)持续到在下一个垂直扫描期间(1F)中选择第i行的扫描线101，第1控制信号SEL1i变为H电平的时刻t8，在此期间，驱动晶体管410中被持续加载负电压。之后，在到达时刻t8时，在像素电路400中重复初始化期间(1)、动作期间(2)、复位期间(3)以及复原期间(4)。
另外，初始化期间(1)、动作期间(2)、复位期间(3)以及复原期间(4)各自的长度可以适当设定。特别是，通过延长动作期间(2)，能够让画面整体较亮，通过将其缩短，能够让画面全体较暗。
另外，以上对第i行进行了说明，但对于其他行的像素电路400也同样进行动作。也即，从选择扫描线101，扫描信号变为H电平时开始，到在下一个垂直扫描期间(1F)选择扫描线101，扫描信号变为H电平为止的期间之间，执行初始化期间(1)、动作期间(2)、复位期间(3)以及复原期间(4)的一系列动作。
驱动OLED元件430的驱动晶体管410中，以前使用低温多晶硅(LTPS)晶体管，近年来，非结晶硅晶体管由于能够抑制制造费用，且容易得到均一的特性，因此作为驱动晶体管非常引人注目。但是，非结晶硅晶体管中，在将正电压或负电压这种同一方向的电压持续加载在栅电极中的情况下，阈值电压会发生变动，这一点是公知的，由于该阈值电压的变动，OLED元件430的亮度也产生变化等，从而导致显示品质下降。与此相对，通过采用上述本实施方式，在动作期间给驱动晶体管410的栅电极加载正电压，另外，在复原期间加载负电压，因此即使采用非结晶硅晶体管作为驱动晶体管410，也能够大幅抑制驱动晶体管410的阈值电压的变动，防止OLED元件430的发光亮度的波动，实现高品质的显示品质。另外，在低温多晶硅晶体管等其他种类的晶体管中，如果在晶体管中持续流通载流子，则由于所积蓄的载流子等的影响，特性会发生变化，这点与非结晶硅晶体管一样。所以，在将低温多晶硅晶体管等用作驱动晶体管410的情况下，上述另外，根据本实施方式，通过2个晶体管411以及412，与1个电容元件420组合成的简单电路结构，能够给驱动晶体管410的栅电极(节点N1)加载负电压，抑制驱动晶体管410的特性的变动。另外，能够让像素电路400所具有的晶体管或电容等元件数比以前少，另外，由于能够抑制这些元件在像素电路400中所占据的面积，因此能够良好地保持开口率。
另外，在复位期间(3)中，数据线驱动电路200通过给数据线103供给正电压的数据信号Xj，能够给驱动晶体管410的栅电极加载负电压，因此不需要从外部给该驱动晶体管410供给负电压，也不需要扩大本电光学装置1的电压电平的动态范围。通过这样，使得电路设计等变得容易，同时还不会增加消耗功率。
另外，在复位期间(3)中，数据线驱动电路200在动作期间(2)中，被供给了与提供给数据线103的数据信号Xj相同电压的信号，因此在复原期间(4)中，驱动晶体管410的栅电极(节点N1)中，被继续加载与动作期间(2)中所加载的电压(Vdata’)同样大小的负电压。通过这样，能够更有效地抑制驱动晶体管410的特性的变动。
另外，OLED元件430使用低分子、高分子或树枝状聚合物(dendrimer)等发光有机材料。OLED元件430是电流驱动型元件之一例，也可以代替它，使用无机EL元件、场致发射(FE)元件、表面传导型发射(SE)元件、弹道电子发射(BS)元件、LED等其他自发光元件、以及电泳元件、电铬(electro chromic)元件等。另外，在光写入型打印机或电子复印机等中所使用的写入头等电光学装置中，也能够与上述各实施方式一样使用本发明。
另外，能够在具有将非结晶硅晶体管作为被驱动元件的驱动晶体管的单位电路的任意装置中，适用本发明，例如，能够在生物芯片等传感装置中使用。这里的单位电路相当于上述像素电路400，代替OLED元件430，设有各种被驱动元件。
接下来，对适用上述实施方式的相关电光学装置1的电子机器进行说明。图8中显示了适用电光学装置1的可移动型个人计算机的构成。个人计算机2000，具有作为显示单元的电光学装置1与本体部2010。本体部2010中，设有电源开关2001以及键盘2002。该电光学装置1由于使用OLED元件430，因此视角较为宽广，能够显示出容易看清的画面。
图9中显示了适用电光学装置1的携带电话机的构成。携带电话机3000，具有多个操作按钮3001以及滚动键3002，以及作为显示单元的电光学装置1。通过操作滚动键3002，能够滚动显示在电光学装置1中的画面。
图10中显示了适用电光学装置1的信息携带终端(PDAPersonalDigital Assistants)的构成。信息携带终端4000，具有多个操作按钮4001以及电源开关4002，以及作为显示单元的电光学装置1。通过操作电源开关4002，能够在电光学装置1中显示地址簿或日程表等各种信息。
另外，适用电光学装置1的电子机器，除了图8～图10中所示的之外，还可以列举出数码相机、液晶电视、取景器型、监视器直视型磁带录像机、汽车导航装置、传呼机、电子记事本、电子计算器、文字处理器、工作站、电视电话、POS终端、具有触摸屏的机器等。而且，能够适用上述的电光学装置1作为这些各种电子机器的显示部。另外，并不仅限于直接显示图像或文字等的电子机器的显示部，也能够用作通过给被感光体照射光，来间接形成图像或文字的印刷机器的光源。
权利要求
1.一种单位电路，其特征在于，具备电容元件，其包括第1电极、第2电极、被所述第1电极以及所述第2电极所夹持的介电层；和晶体管，其栅电极与所述第1电极相连接，在将所述第1电极的电位设为第1给定电位之后，在所述第1电极从所述第1给定电位电断开的状态下，通过提供给所述第2电极的第1动作信号，将所述第1电极的电位设为第1电位，在将所述第1电极的电位设为所述第1电位的第1期间结束后，设有将所述第1电极的电位设为第2给定电位，且将第2动作信号提供给所述第2电极的第2期间，在所述第2期间结束后，在所述第1电极从所述第2给定电位电断开的状态下，通过提供给所述第2电极的第3动作信号，将所述第1电极的电位设为第2电位。
2.如权利要求1所述的单位电路，其特征在于，所述第1给定电位与所述第2给定电位为相同电位。
3.如权利要求2所述的单位电路，其特征在于，还具备第1开关元件，其对所述第1电极与所述第1给定电位或所述第2给定电位之间的电连接进行控制；以及第2开关元件，其与所述第2电极相连接。
4.如权利要求2所述的单位电路，其特征在于，所述第1电位与所述第2电位，在将所述第1给定电位作为基准电位的情况下，是正负相反的电位。
5.如权利要求1所述的单位电路，其特征在于，所述第1电位是高于所述第1给定电位的高电位，所述第2电位是低于所述第2给定电位的低电位。
6.如权利要求1所述的单位电路，其特征在于，所述第1动作信号与所述第2动作信号，具有相同的电平。
7.一种单位电路的控制方法，是一种具备所述电容元件，其包括第1电极、第2电极、被所述第1电极以及所述第2电极所夹持的介电层；栅电极与所述第1电极相连接的晶体管；控制所述第1电极与给定电位之间的电连接的第1开关元件；以及与所述第2电极相连接的第2开关元件的单位电路的控制方法，其特征在于，在通过让所述第1开关元件处于导通状态，而将所述第1电极的电位设为所述给定电位之后，在通过让所述第1开关元件处于截止状态，而将所述第1电极从所述给定电位电断开的状态下，通过经被设为导通状态的所述第2开关元件提供给所述第2电极的第1动作信号，将所述第1电极的电位设为第1电位，在将所述第1电极的电位设为所述第1电位的期间结束后，在让所述第1开关元件处于导通状态，并将所述第1电极的电位设为所述给定电位的状态下，经被设为导通状态的所述第2开关元件，将第2动作信号提供给所述第2电极，在通过让所述第1开关元件处于截止状态，而将所述第1电极从所述给定电位电断开的状态下，通过经被设为导通状态的所述第2开关元件，将第3动作信号提供给所述第2电极，而将所述第1电极的电位设为第2电位，所述第1电位与所述第2电位，在将所述给定电位作为基准电位的情况下，被设为正负相反的电位。
8.一种电子装置，其特征在于，具有多个权利要求1中所述的单位电路。
9.一种电子装置，其特征在于，具备多根第1信号线；多根第2信号线；多根电源线；以及多个单位电路，所述多个单位电路的每一个，具备电容元件，其包括第1电极、第2电极、被所述第1电极以及所述第2电极所夹持的介电层；晶体管，其栅电极与所述第1电极相连接；第1开关元件，其控制所述第1电极与所述多根电源线中的1根电源线之间的电连接；以及第2开关元件，其与所述第2电极相连接，在通过让所述第1开关元件变为导通状态，而将所述第1电极电连接在所述1根电源线上之后，在通过让所述第1开关元件处于截止状态，而将所述第1电极从所述1根电源线电断开的状态下，通过经被设为导通状态的所述第2开关元件提供给所述第2电极的第1动作信号，将所述第1电极的电位设为第1电位，在将所述第1电极的电位设为所述第1电位的第1期间结束后，设有通过让所述第1开关元件变为导通状态，而将所述第1电极与所述1根电源线电连接，并且经被设为导通状态的所述第2开关元件，将第2动作信号提供给所述第2电极的第2期间，所述第2期间结束之后，在通过让所述第1开关元件变为截止状态，而将所述第1电极从所述1根电源线电断开的状态下，通过经被设为导通状态的所述第2开关元件提供给所述第2电极的第3动作信号，将所述第1电极的电位设为第2电位。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述1根电源线被设为给定电位，所述第1电位与所述第2电位，在将所述给定电位作为基准电位的情况下，是正负相反的电位。
11.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述多根第1信号线是多根扫描线，所述多根第2信号线是数据线，所述多根扫描线包括多根第1控制线与多根第2控制线，所述第1开关元件，根据经所述多根第1控制线中之一的第1控制线所供给的第1控制信号，进行导通·截止控制，所述第2开关元件，根据经所述多根第2控制线中之一的第2控制线所供给的第2控制信号，进行导通·截止控制。
12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，还具有被驱动元件；扫描线驱动电路，其驱动所述多根扫描线；以及数据线驱动电路，其驱动所述多根数据线，在初始化期间中，所述扫描线驱动电路生成所述第1控制信号以及所述第2控制信号，让所述第1开关元件以及所述第2开关元件变为导通状态，同时，所述数据线驱动电路，经所述第2开关元件将所述第2电极的电位设为基准电位，在接着所述初始化期间的动作期间中，所述扫描线驱动电路生成所述第1控制信号以及所述第2控制信号，让所述第1开关元件截止且所述第2开关元件导通，同时，在所述数据线驱动电路，让所述第2电极的电位从所述基准电位变化为所述被驱动元件的动作电位之后，所述扫描线驱动电路生成所述第1控制信号以及所述第2控制信号，让所述第1开关元件以及所述第2开关元件截止，在接着所述动作期间的复位期间中，所述扫描线驱动电路生成所述第1控制信号以及所述第2控制信号，让所述第1开关元件以及所述第2开关元件导通，同时，所述数据线驱动电路，将所述第2电极的电位设为所述动作电位，在接着所述复位期间的复原期间中，在所述扫描线驱动电路生成了所述第1控制信号以及所述第2控制信号，让所述第1开关元件截止且所述第2开关元件导通的状态下，所述数据线驱动电路，将所述第2电极的电位设为所述基准电位之后，所述扫描线驱动电路生成所述第2控制信号，让所述第2开关元件截止。
13.如权利要求12所述的电子装置，其特征在于，所述1根电源线被设定为给定电位，在所述复位期间，将所述第1电极的电位设为所述给定电位。
14.如权利要求12所述的电子装置，其特征在于，所述被驱动元件是电光学元件。
15.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述晶体管通过非晶硅形成。
16.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，通过将所述第1电极的电位设为所述第2电位，来抑制所述晶体管的阈值电压的变化。
17.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述第1动作信号与所述第2动作信号具有相同的电平。
18.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，在通过所述第1动作信号将所述第1电极的电位设为所述第1电位，以及在通过所述第3动作信号将所述第1电极的电位设为所述第2电位中，利用所述电容元件的电容耦合。
19.一种电子机器，其特征在于，具有权利要求9中所述的电子装置。
全文摘要
本发明的目的在于能够通过简单的电路结构，给驱动晶体管加载负电压。电光学装置(1)具有分别对应于扫描线(101)与数据线(103)之间的交叉所设置的多个像素电路(400)。像素电路(400)的每一个，具有OLED元件(430)、由非结晶硅晶体管所构成的驱动晶体管(410)、一端与驱动晶体管的栅电极相连接的电容元件(420)、插入在电容元件(420)的一端与给定电位之间的晶体管(411)、以及插入在电容元件(420)的另一端与数据线(103)之间的晶体管(412)，在电容元件(420)的两端产生了电位差的状态下，让晶体管(411)截止，将电容元件(420)的一端从给定电位断开，让经晶体管(412)加载给电容元件(420)的另一端的电压下降。
文档编号G09G3/30GK1797510SQ200510097090
公开日2006年7月5日 申请日期2005年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者宫泽贵士 申请人:精工爱普生株式会社