电子电路、电子装置、其驱动方法和电光装置的制作方法

专利名称：电子电路、电子装置、其驱动方法和电光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制有机发光二极管(以下，称作"OLED (OrganicLight Emitting Diode)")元件、液晶元件、电泳元件、电致变色(Electrochromic) 元件、电子发射元件、电阻元件等各种被驱动元件的技术。
背景技术：
以往提出了用于驱动各种被驱动元件的各种技术。例如，在专利文献 1中，公开了把OLED元件包含作为被驱动元件的多个单位电路排列为面 状的结构。各单位电路包含按照栅极的电压，控制提供给OLED元件的 电流的驱动晶体管；用于把驱动晶体管进行二极管连接的复位晶体管；切 换是否向OLED元件供给电流的发光控制晶体管。根据专利文献1的结构， 能补偿各单位电路中驱动晶体管的阈值电压的误差(偏移)。特开2003-122301号公报(图1)
可是，希望构成一个单位电路的晶体管的总数少。因为晶体管的总数 越多，单位电路的结构越复杂化，制造成本增大。此外，在把单位电路作 为象素利用的电光装置中，还存在晶体管的总数越多，开口率就下降的问 题。可是，削减各单位电路的晶体管的总数是困难的。例如，在专利文献 l的结构中，为了在对单位电路写入数据的期间中，使OLED元件熄灭， 就不能够省略发光控制晶体管。本发明的一个形式例如在简化各单位电路 的结构上是有效的。

发明内容
本发明的一个形式的电子电路是用于驱动供给驱动电压或驱动电流
的被驱动元件的电子电路，包括信号线；连接在所述信号线上的单位电 路；电压供给线；所述单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在
所述电压供给线上的第二端子、形成在所述第一端子和所述第二端子之间 的沟道的驱动晶体管；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和所述第二端 子中的任意一个与所述栅极端子电连接的开关元件；具有连接在所述驱动 晶体管的所述栅极端子上的第一电极和连接在所述信号线上的第二电极 的电容元件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态由施加在所述 栅极端子上的栅极电压控制，在所述开关元件为断开状态的期间的至少一 部分即第一期间(例如图2的期间P1的前半期间)中，通过对所述信号 线供给第一信号(例如图2或图8的电压V0)，所述栅极电压的电压电平 从第一电压电平变化为第二电压电平，在对所述信号线供给第二信号的期 间的至少一部分即第二期间(例如图2的期间P2的前半期间)中，所述 开关元件设定为接通(on)状态，在所述第二期间的至少一部分中，所述 栅极电压的电压电平被设定为第三电压电平。例如，所述栅极电压的电压 电平被设定为所述第二电压电平后，所述开关元件为接通状态，使得所述 栅极电压变化为所述第三电压水平。
作为第一信号，例如使用与第二信号分开生成的信号。此外，也采用 按照在第一信号之前对信号线供给的第二信号(例如，其是被供给之前写 入数据的其他单位电路中的第二信号)或在第一信号之后供给的第二信号 来设定第一信号的结构。此外，在数据的写入之前，把对信号线充放电的 预充电信号作为第一信号兼用。而且，在通过把驱动晶体管的栅极端子初 始化为与阈值电压对应的电压来补偿驱动晶体管的阈值电压的误差的结 构中，希望在该初始化之前，把驱动晶体管可靠地变为接通状态的信号作 为第一信号供给。
在本发明的优选形式中，所述栅极电压为所述第二电压电平时的所述 第一端子和所述第二端子之间的导通状态比所述栅极电压为所述第一电 压电平时的所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态更高(即接近接 通状态)的导通状态。根据以上的形式，在栅极电压设定为第三电压电平 之前，第一端子和第二端子之间设定为高的导通状态，所以能抑制由于噪 声等干扰导致驱动晶体管的栅极电压变动的影响，能实现稳定的动作。
在更具体的形式中，所述第二期间的所述第二电极的电压电平和所述 第三电压电平的差异与在规定期间内提供给所述被驱动元件的驱动电流的积分量对应。而且，尽管任意设定规定期间，但例如为(1) l个垂直 扫描期间；(2)从对单位电路供给数据信号开始到对该单位电路供给下一 数据信号为止的期间；(3) —个灰度的表现结束的1帧期间等。
在本发明的优选形式中，被驱动元件被驱动为与第二期间的第二电极 的电压电平和所述第三电压电平之间的差异对应的状态。例如，按照第二 期间的第二电极的电压电平和所述第三电压电平之间的差异，设定在规定 期间内提供给被驱动元件的驱动电流的积分量。换言之，按照第二期间的 第二电极的电压电平和所述第三电压电平之间的差异，设定驱动电流或驱 动电压对所述被驱动元件供给的时间长度。
作为具备以上的各形式的电子电路的电子装置，也确定本发明。本发 明的一个形式的电子装置包括信号线；连接在所述信号线上的多个单位 电路；电压供给线，所述多个单位电路中的一个单位电路包含具有栅极 端子、第一端子、连接在所述电压供给线上的第二端子、形成在所述第一 端子和所述第二端子之间的沟道的驱动晶体管；被驱动元件；控制所述驱 动晶体管的所述第一端子和所述第二端子中的任意一个与所述栅极端子 的电连接的开关元件；具有连接在所述驱动晶体管的所述栅极端子上的第 一电极和连接在所述信号线上的第二电极的电容元件，所述第一端子和所 述第二端子之间的导通状态由施加在所述栅极端子上的栅极电压控制，在 所述开关元件为断开状态的期间的至少一部分即第一期间中，通过对所述 信号线供给第一信号，所述栅极电压的电压电平从第一电压电平变化为第 二电压电平，在对所述信号线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期 间中，所述开关元件设定为接通状态，在所述第二期间的至少一部分中， 所述栅极电压的电压电平设定为第三电压电平。根据以上的结构，也能实 现与本发明的具体形式的电子电路同样的作用和效果。而且，第一信号例 如可以是对与多个单位电路中的所述一个单位电路不同的其他单位电路 供给的数据信号。
在以上形式的电子装置中，还设置用于把所述电压供给线的电位设定 为多个电位的电压控制电路(例如，图1的电压控制电路27)、用于控制 所述电压供给线和规定电位之间的电连接的电压控制电路(例如图7的开 关SW0)。以上各形式的电子装置在各种电子仪器中利用。电子仪器的典型例是 把电子装置作为显示装置使用的仪器。作为这种电子仪器，有个人电脑或 移动电话等。但是，本发明的电子装置的用途并不局限于图像的显示。例 如，作为用于通过光线的照射在感光体鼓等像承载体上形成潜影的曝光装 置(曝光头)，也能应用本发明的电子装置。
本发明的一个形式的电子装置包括信号线；连接在所述信号线上的 单位电路；电压供给线，所述单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在所述电压供给线上的第二端子，按照所述栅极端子的电压设定所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态的驱动晶体管；被驱动元件；控 制所述驱动晶体管的所述第一端子和所述第二端子中的任意一个与所述 栅极端子的电连接的开关元件；具有连接在所述驱动晶体管的所述栅极端 子上的第一电极和连接在所述信号线上的第二电极的电容元件，通过按照 对所述信号线的数据电压的供给来设定栅极端子的电压，把与所述第一端 子和所述第二端子之间的导通状态对应的电平的驱动电流和驱动电压的 至少一个提供给所述被驱动元件，所述开关元件至少在第一期间和第二期 间中变为接通状态，在所述第一期间，对所述信号线供给规定电压(例如 图2或图8的电压V0)，通过伴随着该供给的所述栅极端子的电压变动， 所述驱动晶体管变为接通状态，在所述第二期间中，对所述信号线供给所 述数据电压。
在以上各形式的电子装置中，也可以在信号线和第二电极之间配置用 于控制两者的电连接(切换是否对第二电极供给信号线的电压)的开关元 件，但是如果从促进单位电路的简化的观点看，希望对信号线直接连接第 二电极(即不介入开关元件)。
在本发明的优选形式中，在包含所述第一期间和所述第二期间的设定 期间经过后的驱动期间中，通过所述开关元件变为断开状态，所述第一电 极设定为浮置状态，同时随时间而变化的控制电压提供给所述第二电极。 第一电极的电压(即驱动晶体管的栅极端子的电压)通过电容元件的电容 耦合，按照数据电压和控制电压之间的差分值而变动。因此，根据本形式， 能在与数据电压对应的时间长度上驱动被驱动元件。
在以上形式的驱动电路中，对单位电路供给数据电压的电路和对单位
电路供给控制电压的电路可以作为彼此分开的分开电路而安装在电子装 置中，也可以在双方被搭载在单一电路(例如ic芯片)上的状态下安装 在电子装置中。此外，也可以采用作为用于对单位电路供给控制电压的布 线来兼用信号线的结构，也可以采用通过介入与信号线分开的布线来对单 位电路供给控制电压的结构。
在更具体的形式中，在所述设定期间的至少一部分中，所述电压供给 线的电压被设定为比所述第一端子更低的第一电压值，在所述驱动期间的 至少一部分中，所述电压供给线的电压被设定为比所述第一端子更高的第 二电压值。在以上的形式中，在设定期间的至少一部分中，由于电压供给 线的电压被设定为比第一端子更低的第一 电压值，所以与电压供给线的电 压设定为第二电压值的结构相比，能降低在设定期间中对被驱动元件赋予 的电能(对被驱动元件供给的驱动电流或驱动电压)。因此，即使不设置 用于控制对被驱动元件是否赋予电能的开关元件(例如专利文献l的"发 光控制晶体管")，在原理上也能抑制(理想地停止)在设定期间内向被驱 动元件的电能供给。可是，即便说在原理上不要发光控制晶体管，也不打 算从本发明的范围排除配置该发光控制晶体管的结构。即，即使在本发明 的结构中，为了更可靠地规定驱动被驱动元件的期间，也可以配置如专利 文献1的发光控制晶体管那样的用于控制对被驱动元件是否赋予电能的开 关元件。
可是，作为构成单位电路的晶体管(特别是驱动晶体管)，例如能采 用包含由各种半导体材料(例如多晶硅、微晶硅、单晶硅或非晶体硅)构 成的半导体层的晶体管(典型地为薄膜晶体管)。已知在半导体层由非晶 体硅形成的晶体管中，如果流到它的电流的方向恒久固定，则阈值电压就
随时间而变化。根据本形式，在设定期间中，电流(例如图5的电流I0)
从第一端子经由第二端子流入电压供给线，而在驱动期间中，电流从第二 端子经由第一端子提供给被驱动元件。即流到驱动晶体管的电流的方向在 设定期间和驱动期间中颠倒，所以根据本形式，即使驱动晶体管的半导体 层是由非晶体硅构成的结构，也能控制其阈值电压的变动。换言之，对于 驱动晶体管的半导体层由非晶体硅构成的结构，特别适合采用本形式。
在其他形态中，所述开关元件是开关晶体管，所述单位电路中包含的 晶体管只是所述驱动晶体管和所述开关晶体管。根据本形式，具有单位电 路中包含的晶体管被削减为驱动晶体管和开关晶体管等2个晶体管的优 占。
在以上的结构中，驱动晶体管的栅极端子、第一端子和第二端子的一 个通过介入开关元件电连接，从而补偿驱动晶体管或被驱动元件的阈值电 压的误差，另一方面，驱动晶体管的栅极电压被设定为与该栅极通过电容 元件电容耦合后的信号线的电压所对应的电压值。因此，通过极简单的结 构，能一边补偿驱动晶体管或被驱动元件的阈值电压的误差， 一边驱动被 驱动元件。在第一期间中，由于对信号线供给规定电压，所以与第一期间 开始前的驱动晶体管的栅极电压无关，驱动晶体管在第一期间变为接通状 态。因此，能抑制由于噪声等干扰引起的驱动晶体管的栅极电压变动的影 响，能实现稳定的动作。
本发明的被驱动元件包含电驱动的全部要素。被驱动元件的典型例是 通过电能的赋予，亮度或透过率等光学性质(灰度)变化的电光元件。本
发明的一个形式的电光装置包括信号线；连接在所述信号线上的单位电 路；电压供给线，所述单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在 所述电压供给线上的第二端子、形成在所述第一端子和所述第二端子之间 的沟道的驱动晶体管；电光元件；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和 所述第二端子中的任意一个与所述栅极端子的电连接的开关元件；具有连 接在所述驱动晶体管的所述栅极端子上的第一电极和连接在所述信号线 上的第二电极的电容元件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态 由施加在所述栅极端子上的栅极电压控制，在所述开关元件为断开状态的 期间的至少一部分即第一期间中，通过对所述信号线供给第一信号，所述 栅极电压的电压电平从第一电压电平变化为第二电压电平，在对所述信号 线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期间中，所述开关元件设定为 接通状态，在所述第二期间的至少一部分中，所述栅极电压的电压电平设 定为第三电压电平。根据以上的电光装置，能取得与本发明的电子装置同 样的作用和效果。此外，关于电子电路或电子装置，以上列举的各形式对 电光装置也同样适用。
此外，本发明的一个形式是驱动以上说明的各形式的电子装置的方
法。 一个形式的驱动方法是用于电子装置的驱动方法，在该电子装置中， 连接在信号线上的单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在所述 电压供给线上的第二端子、形成在所述第一端子和所述第二端子之间的沟 道的驱动晶体管；被驱动元件；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和所 述第二端子中的任意一个与所述栅极端子的电连接的开关元件；具有连接 在所述驱动晶体管的所述栅极端子上的第一电极和连接在所述信号线上 的第二电极的电容元件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态由 施加在所述栅极端子上的栅极电压控制，其中在所述开关元件为断开状 态的期间的至少一部分即第一期间中，通过对所述信号线供给第一信号， 将所述栅极电压的电压电平从第一电压电平变化为第二电压电平，在对所 述信号线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期间中，所述开关元件 设定为接通状态，在所述第二期间的至少一部分中，所述栅极电压的电压 电平设定为第三电压电平。即使根据以上的方法，也能取得与本发明的电 子装置同样的作用和效果。此外，关于电子装置，以上列举的各形式即使 对该驱动方法也同样适用。


图1是表示实施例1的电子装置的结构的框图。
图2是用于说明电子装置的动作的时序图。
图3是表示一个单位电路的结构的电路图。
图4是表示设定期间的单位电路的状态的电路图。
图5是表示驱动期间的单位电路的状态的电路图。
图6是用于说明实施例2的电子装置的动作的时序图。
图7是表示实施例3的单位电路的结构的电路图。
图8是用于说明电子装置的动作的时序图。
图9是表示电子仪器的一个形式(个人电脑)的立体图。
图IO是表示电子仪器的一个形式(移动电话)的立体图。
图11是表示电子仪器的一个形式(便携式信息终端)的立体图。
符号说明。
100—电子装置；U—单位电路；TDR—驱动开关元件；SW—开关元
件；C一电容元件；El—第一电极；E2—第二电极；E—电光元件；13— 扫描线；15—信号线；17—电压供给线；23—扫描线驱动电路；25—信号 线驱动电路；27—电压控制电路；A—电压供给线的电压；S[i]—扫描信号； D[j]—数据信号；V[i]—数据电压；VCT—控制电压；PST—设定期间；PDR
一驱动期间。
具体实施例方式
<A:实施例1>
图1是表示本发明实施例1的电子装置的结构的框图。图1所示的电
子装置100是作为用于显示图像的装置而在各种电子仪器中被采用的电光 装置，包含把多个单位电路U排列为面状的元件阵列部10、用于驱动各 单位电路U的扫描线驱动电路23和信号线驱动电路25、对各单位电路U 供给电压A的电压控制电路27。扫描线驱动电路23、信号线驱动电路25 和电压控制电路27也可以分别作为分开的电路安装在电子装置100上， 也可以把这些电路的一部分或全部作为单一电路安装在电子装置100中。
如图1所示，在元件阵列部10形成在X方向延伸的m条扫描线13、 在与X方向正交的Y方向延伸的n条信号线15 (m和n分别是自然数)。 各单位电路U配置在与扫描线13和信号线15之间的交叉对应的位置。因 此，这些单位电路U排列为纵m行X横n列的矩阵状。
在元件阵列部10，与各扫描线13成对，形成在X方向延伸的m条电 压供给线17。各电压供给线17对于电压控制电路27的输出端公共连接。 因此，从电压控制电路27输出的电压A通过介入各电压供给线17被共同 提供给多个单位电路U。
图2是用于说明电子装置100的动作的时序图。如图2所示，各帧F 包含设定期间PST和驱动期间PDR。 一个设定期间PST包含相当于单位 电路U的总行数(扫描线13的总条数)的m个单位期间PU。 一个单位 期间PU还包含第一期间Pl和第二期间P2。
如图2所示，电压控制电路27把提供给各电压供给线17的电压A在 设定期间PST中设定为电压值Vss，在驱动期间PDR中设定为电压值Vdd。 电压值Vss是成为各部中使用的电压的基准的电位(接地电位)。电压值
Vdd是比电压值VSS还高的电压(例如高位侧的电源电压)。
图1的扫描线驱动电路23是在设定期间PST内按顺序选择m条扫描 线13之每一个(用行单位选择单位电路U)的电路。如果进一步详细说 明，则扫描线驱动电路23如图2所示，在设定期间PST内的各单位期间 PU中，按顺序生成变为高电平的扫描信号S[l] S[m]，对各扫描线13输 出。对第i行(i是满足l^i芸m的整数)的扫描线13供给的扫描信号S[i] 在设定期间PST中，在从第i个单位期间PU的起点已经过去规定时间的 时刻和离该单位期间PU的终点仅仅规定时间之前的时刻之间，变为高电 平，在此外的期间(包含驱动期间PDR)，维持低电平。扫描信号S[i]的 向高电平的转变意味着第i行的选择。
信号线驱动电路25对各信号线15输出数据信号D[l] D[n]。如图2 所示，对第j列(j是满足l司Sn的整数)的信号线15供给的数据信号 D[j]在设定期间PST内的各单位期间PU的第一期间Pl中，设定为规定电 压V0 (后面描述细节)。数据信号D[j]在设定期间PST中第i个单位期间 PU (即选择第i行的单位期间PU)内的第二期间P2中，成为与对属于第 i行的第j列的单位电路U指定的灰度所对应的数据电压V[i]。各单位电 路U的灰度由从外部指定的图像信号指定。
另一方面，驱动期间PDR的全部数据信号D[l] D[n]设定为电压值按 时间变化的控制电压VCT。本形式的控制电压VCT是把驱动期间PDR的 中点tc(把驱动期间PDR 二等分的时刻)作为基准而成为线对称的三角波。 即控制电压VCT如图2所示，从驱动期间PDR的起点到中点tc，在时间 过去的同时，从电压值VL直线上升为比它还高的电压值VH，从中点tc 到终点，在时间过去的同时，从电压值VH直线下降，到达电压值VL。
下面，参照图3，说明各单位电路U的具体结构。在图3中，代表地 图示属于第i行的第j列的一个单位电路U。
如图3所示，单位电路U包含电光元件E、驱动晶体管TDR、开关 元件SW和电容元件C。电光元件E是以与对自身供给的电流(以下称作 "驱动电流")II对应的强度发光的电流驱动型的发光元件。本形式的电 光元件E是在相对置的阳极和阴极之间插入了有机EL (Electroluminescence)材料的发光层的OLED元件。各单位电路U的电
光元件E的阴极接地(电压值Vss)。
图3的驱动晶体管TDR是用于控制驱动电流Il的电流值的n沟道型 晶体管。更具体而言，驱动晶体管TDR是包含栅极、源极、漏极和源极-漏极之间的沟道的有源元件，源极和漏极之间的电导通状态按照栅极的电 压Vg变化，从而生成与电压Vg对应的电流值的驱动电流Il。因此，电 光元件E以与驱动晶体管TDR的栅极电压Vg对应的亮度发光。
而且，在本形式中，驱动晶体管TDR的源极和漏极各自的电压值的 高低依次颠倒，所以在严格的意义上，驱动晶体管TDR的漏极和源极随 时交换。可是，以下，为了便于说明，把通过介入驱动晶体管TDR对电 光元件E供给驱动电流II时的驱动晶体管TDR的各端子的电压的高低作 为基准，把驱动晶体管TDR中电光元件E —侧的端子表示为"源极(S)"， 同时把其相反一侧的端子表示为"漏极(D)"。
驱动晶体管TDR存在于电光元件E和电压供给线17之间。即驱动晶 体管TDR的漏极连接在电压供给线17上，源极连接在电光元件E的阳极 上。驱动晶体管TDR的源极对于电光元件E直接连接。即在从驱动晶体 管TDR的源极到电光元件E的阳极的驱动电流II的路线上不存在任何构 成的开关元件。
开关元件SW是存在于驱动晶体管TDR的栅极和源极之间、用于控 制两者的电连接的n沟道型的晶体管。该开关元件SW的栅极连接在扫描 线13上。因此，如果扫描信号S[i]转变为高电平，开关元件SW就变为接 通状态，驱动晶体管TDR变为二极管连接，如果扫描信号S[i]转变为低电 平，开关元件SW就变为断开状态，驱动晶体管TDR的二极管连接被解 除。
电容元件C包含彼此对置的第一电极El和第二电极E2、存在于两电 极的间隙中的介质。第一电极E1连接在驱动晶体管TDR的栅极上。第二 电极E2对于信号线15直接连接(即在第二电极E2和信号线15之间不存 在开关元件)。电容元件C是用于保持与第一电极El和第二电极E2之间 的电位差(即信号线15和驱动晶体管TDR栅极之间的电位差)对应的电 荷的部件。
下面，参照图4和图5说明电子装置100的具体的动作。以下，把属于第i行的第j列的单位电路U的动作划分为设定期间PST的一个单位期 间PU (第一期间Pl和第二期间P2)和驱动期间PDR来进行说明。 (a)设定期间PST (图4)
如图2所示，在从单位期间PU的起点开始到扫描信号S[i]变为高电 平为止的期间中，由于开关元件SW维持断开状态，电容元件C的第一电 极El变为浮置状态。因此，如果在第一期间Pl的起点，数据信号D[j] 上升为电压V0，则通过介入电容元件C而与信号线15电容耦合的驱动晶 体管TDR的栅极电压Vg按照数据信号DG]的电压的变动而上升。如上述， 通过栅极电压Vg上升，驱动晶体管TDR变为接通状态。即数据信号D[j] 的电压V0设定为与第一期间P1的起点的栅极电压Vg无关、在第一期间 Pl内驱动晶体管TDR变为接通状态的足够高的电压值。而且，在设定期 间PST中，电压供给线17的电压A维持在电压值Vss，所以即使驱动晶 体管TDR转变为接通状态，对电光元件E也不供给驱动电流II。
接着，如果扫描信号S[i]转变为高电平，开关元件SW就变为接通状 态，驱动晶体管TDR进行二极管连接。在第一期间P1的起点，通过数据 信号D[j]上升为电压V0，驱动晶体管TDR的栅极成为比电压供给线17 的电压A(电压值Vss)更高的电位，所以如图4所示，从驱动晶体管TDR 的栅极按顺序流过开关元件SW、驱动晶体管TDR的源极以及漏极的电流 10流入电压供给线17。如果电流IO如这样流到驱动晶体管TDR，则驱动 晶体管TDR的栅极电压Vg收敛在电压值Vss和驱动晶体管TDR的阈值 电压Vth一TR的相加值(Vss+Vth一TR)。
另一方面，在第二期间P2的起点，在驱动晶体管TDR的二极管连接 被维持的状态下，数据信号D[j]从电压VO变更为数据电压V[i]。当原样 维持以上电压关系并在第二期间P2中间的时刻、扫描信号S[i]转变为低电 平时，开关元件SW变为断开状态，电容元件C的第一电极E1变为浮置 状态。因此，如图4所示，扫描信号S[i]转变为低电平时刻的第一电极El 的电压(Vss+Vth_TR)和第二电极E2的电压(V[i])之间的差分值由电 容元件C保持。即数据电压V[i]写入电容元件C中。
在设定期间PST，如上述，关于从第一行到第n行的各单位电路U， 在每个单位期间PU按顺序执行用于把与数据电压V[i]和阈值电压Vth—TR
对应的电荷在电容元件C中积蓄的动作。而且，在Y方向排列的各单位
电路U的第二电极E2连接在公共的信号线15上，所以在设定期间PST， 即使是对电容元件C、数据电压V[i]的写入结束的单位电路U，第二电极 E2的电压伴随着对其他单位电路U的写入而随时间变动。可是，在数据 电压V[i]的写入结束的单位电路U，通过把开关元件SW设定为断开状态， 第一电极E1维持浮置状态，所以第一电极E1的电压按照第二电极E2的 电压的变动部分而随时变动。因此，电容元件C的电压与第二电极E2的 电压的变动无关，维持在设定期间PST中设定的电压。
可是，由于各种千扰(例如，噪声)，存在驱动晶体管TDR的栅极电 压Vg下降到电压值Vss以下的情形。在第二期间之前，如果不使数据信 号D[j]上升到电压VO，则在设定期间PST开始前，在电压Vg偶发地降低 到电压Vss以下时，即使把驱动晶体管TDR进行二极管连接，也不产生 电流IO。因此，存在电压Vg不收敛在与阈值电压Vth一TR对应的电压值， 电光元件E不被驱动到所希望的状态的问题。在本形式中，即使是栅极电 压Vg下降到电压Vss以下的情况，在第二期间P2之前，通过使数据信号 D[j]上升为电压VO,在第二期间P2中，也能可靠地使驱动晶体管TDR转 变为接通状态。因此，具有能减少噪声等干扰的影响、实现稳定动作的优 点。
(b)驱动期间PDR (图5) 在驱动期间PDR，扫描信号S[l] S[m]维持低电平，所以全部单位电 路U的开关元件SW变为断开状态，解除驱动晶体管TDR的二极管连接。 因此，全部单位电路U的电容元件C的第一电极E1维持浮置状态。另一 方面，在驱动期间PDR，电压控制电路27把电压供给线17的电压A维 持在电压值Vdd。
在以上的状况下，对各单位电路U的电容元件C的第二电极E2，通 过各信号线15供给按时间变化的控制电压VCT。第一电极El变为浮置 状态，所以驱动晶体管TDR的栅极电压vg (即第一电极E1的电压)只 变化与第二电极E2的电压变动对应的电压值AV。如果详细描述第一电极 El的电压的变化和驱动电流Il的关系，就如下所述。
首先，如果在驱动期间PDR施加在第二电极E2上的控制电压VCT
变得比之前的设定期间PST中施加的数据电压V[i]更高，则驱动晶体管
TDR的栅极电压Vg从设定期间PST中设定的电压值(Vss+Vth—TR)只 上升相当于控制电压VCT和数据电压V[i]之间的差分的电压值AV。据此， 驱动晶体管TDR变为接通状态(导通状态)，所以如图5所示，驱动电流 11从电压供给线17经由驱动晶体管TDR提供给电光元件E。然后，通过 该驱动电流I1的供给，电光元件E发光。
另一方面，在驱动期间PDR中施加在第二电极E2上的控制电压VCT 如果变得比之前的设定期间PST中施加的数据电压V[i]更低，则驱动晶体 管TDR的栅极电压Vg从设定期间PST中设定的电压值(Vss+Vth—TR) 只下降相当于数据电压V[i]和控制电压VCT之间的差分的电压值A V。这 时驱动晶体管TDR变为断开状态(非导通状态)，所以遮断从电压供给线 17到电光元件E的通路，电光元件E熄灭。
这样，驱动期间PDR的各单位电路U的驱动晶体管TDR在控制电压 VCT变为比数据电压V[i]更高的期间中变为接通状态，在控制电压VCT 变为比数据电压V[i]更低的期间中变为断开状态。即各单位电路U的电光 元件E在驱动期间PDR当中与数据电压V[i]对应的时间长度的期间中发 光，同时在驱动期间PDR的剩余期间熄灭。因此，各电光元件E控制为 与数据电压V[i]对应的灰度(基于脉宽调制的灰度控制)。
如上所述，在本形式中，在设定期间PST，驱动晶体管TDR的栅极 电压Vg设定为与阈值电压Vth—TR对应的电压值。换言之，驱动晶体管 TDR无论阈值电压VthJTR的高低，被强制地转变为导通状态和非导通状 态之间的边界的状态。因此，驱动期间PDR中驱动晶体管TDR变为接通 状态，对电光元件E供给驱动电流II的时间长度由数据电压V[i]决定， 不依存于驱动晶体管TDR的阈值电压Vth一TR。即根据本形式，能补偿驱 动晶体管TDR的阈值电压Vth一TR的误差(与设计值的不同)，能以高精 度把电光元件E控制在期望的灰度。
此外，在本形式中， 一个单位电路U中包含的晶体管的总数是"2"。 因此，与为了补偿驱动晶体管TDR的阈值电压的偏移而使一个单位电路 至少需要3个晶体管的专利文献1的结构相比，能实现电子装置100的结 构的简化或制造成本的降低，能增加各单位电路U的开口率(来自电光元
件E的放射光出射的区域与单位电路U分布的区域的比例)。
可是，作为构成单位电路U的各晶体管(特别是驱动晶体管TDR)， 例如能采用在半导体层的材料中使用多晶硅、微晶硅、单晶硅或非晶体硅 的薄膜晶体管、由体(bulk)硅形成的晶体管。已知这些晶体管中，特别 是半导体层由非晶体硅形成的晶体管中，如果流到它的电流的方向恒久固 定，则阈值电压Vth一TR就随时间而变化。
根据本形式的结构，在驱动期间PDR，驱动电流II从驱动晶体管TDR 的漏极流向源极，而在设定期间PST中，如图4所示，电流I0从源极流 向漏极。即流到驱动晶体管TDR的电流的方向在设定期间PST和驱动期 间PDR中颠倒。因此，根据本形式，根据驱动晶体管TDR中采用半导体 层由非晶体硅形成的薄膜晶体管的结构，能抑制阈值电压Vth一TR的随时 间而发生的变动。
<B:实施例2〉
下面，说明本发明的实施例2。在以下的各形式中，对于作用或功能 与实施例l共同的要素，赋予和以上相同的符号，适宜省略各自的详细说 明。
在实施例1中，例示了在一个帧的全部单位期间PU中使数据信号D[j] 上升到电压VO的结构，但是为了使驱动晶体管TDR导通，适宜变更把数 据信号D[j]设定为电压VO的动作(以下，称作"电压设定处理")的周期。 在本形式中，如图6所示，成为电压设定处理的对象的行按各帧F (Fl、 F2、 F3、)变更。即，在帧F1中，只关于第一行的各单位电路U执行 电压设定处理，在帧F2中，只关于第二行的各单位电路U执行电压设定 处理，在帧F3中，只关于第三行的各单位电路U执行电压设定处理的方 法。
如果更详细描述，则如图6所示，在帧Fl中扫描信号S[l]变为高电 平的单位期间PU中，在第一期间P1中数据信号D[j]设定为电压VO，同 时在第二期间P2中数据信号D冚设定为数据电压V[i]。另一方面，在帧 Fl中的其他单位期间PU中，从起点到终点的整个全部区间，数据信号 D[j]维持在数据电压V[i] (V[2]、 V[3]、)。此外，在帧F2中，限定在 扫描信号S[2]变为高电平的单位期间PU的第一期间Pl，数据信号D[j]设
定为电压V0，在其他单位期间PU，数据信号D[j]维持数据电压V[i]。
如上所述，在本形式中，电压设定处理的次数比实施例1削减，所以 存在信号线驱动电路25中消耗的电力减少的优点。此外，由于能削减使 数据信号D[j]的电压变动的次数，所以还具有抑制数据信号D[j]的电压的 变动引起的噪声的发生之类的优点。
电压设定处理的周期并不局限于以上的例子。例如，还可采用下述结 构在奇数数目的帧中，关于第奇数行的各单位电路U，执行电压设定处 理，在偶数数目的帧中，关于第偶数行的各单位电路U，执行电压设定处 理。此外，也可以设定不执行电压设定处理的帧。例如，也可以采用下述 结构如果在一个或多个帧中，关于各单位电路U，执行电压设定处理， 则在后续的规定数的帧中，不执行电压设定处理。
<C:实施例3>
图7是表示本发明实施例3的单位电路U的结构的电路图。如图7 所示，在本形式中，p沟道型的晶体管作为驱动晶体管TDR使用。驱动晶 体管TDR的源极连接在电压供给线17上，漏极连接在电光元件E的阳极 上。此外，电压供给线17通过开关SW0连接在电压控制电路27上。电 压控制电路27把电压Vdd输出到各行的开关SWO。
图8是表示选择第i行的单位期间PU的扫描信号S[i]、数据信号D[j] 和电压A的波形的时序图。如图8所示，在单位期间PU内的第一期间P1 中，电容元件C的第一电极El原样维持于浮置状态(即扫描信号S[i]处 于低电平的阶段)，信号线15的数据信号D[j]下降到电压VO。与信号线 15电容耦合的栅极电压Vg伴随着数据信号D[j]的变动而下降，所以驱动 晶体管TDR成为接通状态。即电压V0与第一期间P1的起点的栅极电压 Vg无关，设定为第一期间Pl内驱动晶体管TDR变为接通状态的足够低 的电压值。数据信号D[j]在第二期间P2内设定为数据电压V[i]的点与实 施例1同样。
另一方面，如图8所示，第i个单位期间PU中从数据信号D[j]下降 到VO开始到扫描信号S[i]转变为低电平为止的期间内，第i行的开关SWO 设定为接通状态。因此，提供给第i行的各单位电路U的电压A设定为电 压值Vdd。驱动晶体管TDR由于数据信号D[j]的电压下降而变为接通状 态，所以从电压供给线17经由驱动晶体管TDR，电流流向电光元件E。 此外，在电压A设定为电压值Vdd的期间内，通过扫描信号S[i]转变为高 电平，驱动晶体管TDR进行二极管连接。然后，当开关SWO转变为断开 状态而停止电压值Vdd的电压A的供给时，驱动晶体管TDR的漏极电压 (还有栅极电压Vg)就随时间而下降，收敛在电光元件E的阈值电压 Vth—EL。因此，当扫描信号S[i]转变为低电平而使第一电极El变为浮置 状态时，驱动晶体管TDR的栅极(第一电极E1)的电压Vg (Vth一EL) 和第二电极E2的电压V[i]之间的差分值就保持在电容元件C中，同时电 光元件E的阳极电压设定为电压Vth一EL。
在驱动期间PDR，全行的开关SW0设定为接通状态。因此，提供给 各单位电路U的电压A设定为电压值Vdd。此外，通过数据信号D[j]设定 为控制电压VCT，与实施例l同样，驱动晶体管TDR的导通状态按照之 前的单位期间PU的数据电压V[i]而变化。由于按照以上那样的驱动晶体 管TDR的动作而改变电光元件E的阳极电压，所以电光元件E被控制为 与数据电压V[i]对应的灰度。在驱动期间PDR的起点，电光元件E的阳 极电压设定为自身的阈值电压Vth一EL。即驱动期间PDR中，电光元件E 的阳极电压以阈值电压Vtl^EL为起点变动，所以在本形式中，能补偿各 电光元件E的阈值电压Vth—EL的偏移。
如上所述，在本形式中，在第二期间P2之前，通过使数据信号D[j] 下降到电压V0，由于与第一期间Pl的起点的栅极电压Vg的高低无关， 驱动晶体管TDR可靠地变为接通状态，所以能使电容元件C可靠地保持 与数据电压V[i]对应的所希望的电压。因此，与实施例l同样，具有减少 噪声等干扰的影响和实现稳定动作的优点。
<D:变形例>
对以上的各形式能加以各种变形。具体的变形形式如以下所示。而且， 也可以适宜组合以下的各形式。 (l)变形例l
适宜变更驱动期间PDR的数据信号D[l] D[n]的波形(控制电压VCT 的波形)。例如，在以上的各形式中，例示了三角波，但是控制电压VCT 的波形的对称性不是必须的。例如，斜坡波或锯齿波或多斜坡波(台阶波)
等各种波形作为控制电压VCT都可被采用。此外，不仅电压值直线地变
化的波形，正弦波等曲线地变化的波形也可以作为控制电压VCT采用。
此外，在各实施例中，例示了驱动期间PDR的控制电压VCT成为三 角波的1周期的波形的结构，但是也可以把三角波或以上例示的斜坡波或 锯齿波等各种单位波形的多个在驱动期间PDR内连续的波形(即多次重 复电压的上升和下降的波形)在控制电压VCT中应用。即在本发明的优 选形式中，能把在驱动期间PDR内在时间过去的同时，电压变动的各种 波形作为控制电压VCT采用。 (2)变形例2
OLED元件不过是电光元件的例子。关于本发明中应用的电光元件， 不问自身发光的自发光型和使外来光的透过率变化的非发光型(例如液晶 元件)的区别、由电流的供给而驱动的电流驱动型和由电压(驱动电压) 的施加而驱动的电压驱动型之间的区别。例如，在本发明中能利用无机 EL元件、场致发射(FE)元件、表面导电型发射(SE: Surface-conduction Electron-emitter)元件、弹道电子发射(BS: Ballistic electron Surface emitting)元件、LED (Light Emitting Diode)元件、液晶元件、电泳元件、 电致变色元件等各种电光元件。此外，本发明也能在生物芯片等感觉装置 中利用。所谓本发明的被驱动元件，是包含由电能的赋予驱动的全部要素 的概念，发光元件等电光元件是被驱动元件的例子。
<E:应用例>
下面，说明利用电子装置100的电子仪器。
图9是表示把以上说明的任意形式的电子装置100作为显示装置采用 的便携式个人电脑的结构的立体图。个人电脑2000具有作为显示装置的 电子装置100和主体部2010。在主体部2010设置电源开关2001和键盘 2002。由于该电子装置100在电光元件E中使用OLED元件，所以能显示 视野角宽、容易观察的画面。
图IO表示应用实施例的电子装置100的移动电话的结构。移动电话 3000具有多个操作按钮3001和滚动按钮3002、作为显示装置的电子装置 100。通过操作滚动按钮3002，能把电子装置100上显示的画面滚动。
图11表示应用实施例的电子装置100的便携式信息终端(PDA:
Personal Digital Assistants)的结构。便携式信息终端4000具有多个操作按 钮4001和电源开关4002、作为显示装置的电子装置100。如果操作电源 开关4002，住址录或日程等各种信息就在电子装置IOO上显示。
作为应用本发明的电子装置(电光装置)的电子仪器，除了图9~图 ll所示的电子仪器，还能列举数字相机、电视、摄影机、汽车导航装置、 寻呼机、电子记事本、电子纸、计算机、字处理器、工作站、电视电话、 POS终端、打印机、扫描仪、复印机、放像机、具有触摸屏的仪器等。此 外，本发明的电子装置的用途并不局限于图像的显示。例如，在光写入型 的打印机或电子复印机等图像形成装置中，使用按照在用纸等记录材料上 应该形成的图像来把感光体曝光的写入头，但是作为这种写入头，也能利 用本发明的电子装置。所谓本发明中所说的单位电路，是除了构成显示装 置的像素的电路(所谓的像素电路)，还包含成为图像形成装置的曝光单 位的电路的概念。
权利要求
1.一种电子电路，驱动供给驱动电压或驱动电流的被驱动元件，其特征在于，包括信号线；连接在所述信号线上的单位电路；和电压供给线，所述单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在所述电压供给线上的第二端子、形成在所述第一端子和所述第二端子之间的沟道的驱动晶体管；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和所述第二端子的任意一个与所述栅极端子的电连接的开关元件；具有连接在所述驱动晶体管的所述栅极端子上的第一电极和连接在所述信号线上的第二电极的电容元件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态由施加在所述栅极端子上的栅极电压控制，在所述开关元件为断开状态的期间的至少一部分即第一期间中，通过对所述信号线供给第一信号，所述栅极电压的电压电平从第一电压电平变化为第二电压电平，在对所述信号线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期间中，所述开关元件被设定为接通状态；在所述第二期间的至少一部分中，所述栅极电压的电压电平设定为第三电压电平。
2. 根据权利要求l所述的电子电路，其特征在于 通过在所述栅极电压的电压电平被设定为所述第二电压电平后使所述开关元件为接通状态，所述栅极电压变化为所述第三电压水平。
3. 根据权利要求1或2所述的电子电路，其特征在于 所述栅极电压为所述第二电压电平时的所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态是比所述栅极电压为所述第一电压电平时的所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态更高的导通状态。
4. 根据权利要求1 3中的任意一项所述的电子电路，其特征在于 所述第二期间的所述第二电极的电压电平和所述第三电压电平之间的差异与在规定期间内提供给所述被驱动元件的驱动电流的积分量对应。
5. 根据权利要求1 3中的任意一项所述的电子电路，其特征在于 所述第二期间的所述第二电极的电压电平和所述第三电压电平之间的差异与驱动电流或驱动电压对所述被驱动元件供给的时间长度对应。
6. —种电子装置，其特征在于，包括 信号线；连接在所述信号线上的多个单位电路；和 电压供给线，所述多个单位电路中的一个单位电路包含.-具有栅极端子、第一端子、连接在所述电压供给线上的第二端子、形 成在所述第一端子和所述第二端子之间的沟道的驱动晶体管； 被驱动元件；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和所述第二端子的任意一个与 所述栅极端子的电连接的开关元件；具有连接在所述驱动晶体管的所述栅极端子上的第一电极和连接在 所述信号线上的第二电极的电容元件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态由施加在所述栅极端 子上的栅极电压控制，在所述开关元件为断开状态的期间的至少一部分即第一期间中，通过 对所述信号线供给第一信号，所述栅极电压的电压电平从第一电压电平变 化为第二电压电平，在对所述信号线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期间中，所 述开关元件设定为接通状态，在所述第二期间的至少一部分中，所述栅极电压的电压电平设定为第 三电压电平。
7. 根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于还具有用于把所述电压供给线的电位设定为多个电位的电压控制电路。
8. 根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于:还具有用于控制所述电压供给线和规定电位之间的电连接的电压控 制电路。
9. 根据权利要求6 8中的任意一项所述的电子装置，其特征在于:所述第二电极对于所述信号线直接连接。
10. 根据权利要求6 9中的任意一项所述的电子装置，其特征在于在包含所述第一期间和所述第二期间的设定期间过去后的驱动区间 中，通过所述开关元件变为断开状态，所述第一电极设定为浮置状态，同 时随时间变化的控制信号提供给所述第二电极。
11. 根据权利要求IO所述的电子装置，其特征在于在所述设定期间的至少一部分中，把所述电压供给线的电压设定为比所述第一端子还低 的第一电压值，在所述驱动期间的至少一部分中，把所述电压供给线的电 压设定为比所述第一端子还高的第二电压值。
12. 根据权利要求6 11中的任意一项所述的电子装置，其特征在于所述开关元件是开关晶体管，所述单位电路中包含的晶体管只是所述驱动晶体管和所述开关晶体管。
13. —种电子仪器，具有权利要求6~12中的任意一项所述的电子装置。
14. 一种电光装置，其特征在于，包括 信号线；连接在所述信号线上的单位电路；和 电压供给线，所述单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在所述电压供给线上的第二端子、形成在所述第一端子和所述第二端子之间的沟道的驱动晶体管； 电光元件；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和所述第二端子的任意一个与 所述栅极端子的电连接的开关元件；具有连接在所述驱动晶体管的所述栅极端子上的第一电极和连接在 所述信号线上的第二电极的电容元件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态由施加在所述栅极端 子上的栅极电压控制，在所述开关元件为断开状态的期间的至少一部分即第一期间中，通过 对所述信号线供给第一信号，所述栅极电压的电压电平从第一 电压电平变 化为第二电压电平，在对所述信号线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期间中，所 述开关元件设定为接通状态，在所述第二期间的至少一部分中，所述栅极电压的电压电平设定为第 三电压电平。
15. —种电子装置的驱动方法，在该电子装置中，连接在信号线上的 单位电路包含具有栅极端子、第一端子、连接在所述电压供给线上的第 二端子、形成在所述第一端子和所述第二端子之间的沟道的驱动晶体管； 被驱动元件；控制所述驱动晶体管的所述第一端子和所述第二端子的任意 一个与所述栅极端子的电连接的开关元件；具有连接在所述驱动晶体管的 所述栅极端子上的第一电极和连接在所述信号线上的第二电极的电容元 件，所述第一端子和所述第二端子之间的导通状态由施加在所述栅极端子 上的栅极电压控制，其特征在于在所述开关元件为断开状态的期间的至少一部分即第一期间中，通过 对所述信号线供给第一信号，使所述栅极电压的电压电平从第一电压电平 变化为第二电压电平，在对所述信号线供给第二信号的期间的至少一部分即第二期间中，所 述开关元件设定为接通状态，在所述第二期间的至少一部分中，所述栅极 电压的电压电平设定为第三电压电平。
全文摘要
本发明提供一种电子电路、电子装置和电光装置。驱动晶体管TDR存在于电压供给线(17)和电光元件E之间。开关元件SW在设定期间PST中将驱动晶体管TDR进行二极管连接。电容元件C包含连接在驱动晶体管TDR的栅极上的第一电极E1和连接在信号线(15)上的第二电极E2。设定期间PST包含第一期间P1和第二期间P2。在第一期间P1，通过信号线(15)的数据信号D[j]被设定为电压V0，栅极电压上升，使驱动晶体管TDR变为接通状态。在第二期间P2，通过数据信号D[j]被设定为数据电压V[i]，与数据电压V[i]对应的电压保持在电容元件C中。在设定期间PST过去后的驱动期间PDR中，电光元件E控制为与电容元件C中保持的电压对应的灰度。本发明简化了各单位电路的结构。
文档编号G09G3/20GK101202004SQ20071018634
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月14日
发明者宫泽贵士 申请人:精工爱普生株式会社