电光装置、电子设备和驱动方法与流程

1.本技术涉及一种电光装置、电子设备和驱动方法。


背景技术：

2.电光装置使用有机发光二极管(以下称为oled)元件等作为发光元件是已知的。在电光装置中，包括发光元件、晶体管等的像素电路被设置在扫描线和数据线的交叉处以与像素相对应。在像素电路中，当根据像素的灰度电平的电势的数据信号被施加到晶体管的栅极时，晶体管向发光元件提供根据栅源电压的电流，并且发光元件发射具有根据灰度电平的亮度的光。
3.当在每个像素中设置的晶体管的阈值电压(以下酌情称为vth)变化时，流过发光元件的电流变化，并且图像质量劣化。为了防止图像质量的劣化，有必要补偿vth的变化。在补偿的情况下，已知一种方法，其中晶体管的漏极和栅极耦合到在每列中提供的数据信号的供给线，并且电势被设置为根据晶体管的阈值电压的值。
4.然而，由于寄生电容器伴随数据信号的供给线，因此当执行补偿操作时，寄生电容器也被充电或放电。通过对寄生电容器进行充电或放电所需的时间，补偿操作的周期被延长。此外，当设置补偿操作的周期而不考虑对寄生电容器进行充电或放电所需的时间时，补偿变得不充足。
5.专利文献1旨在加速用于补偿vth的变化的补偿操作。专利文献1中公开的配置是具有“中继线”的电路结构，该中继线在v方向上耦合多个像素，并且用于在每个像素的vth的校正时保持电荷，从而实现高速驱动。
6.引用列表
7.专利文献
8.专利文献1：jp 2016
‑
038425 a


技术实现要素：

9.本发明要解决的问题
10.然而，专利文献1的配置需要六个mosfet和两个电容器作为用于构成一个像素电路的元件。该配置具有大量的元件，使得高清布局困难。
11.本技术的目的在于提供一种电光装置、电子设备和驱动方法，能够实现补偿操作的加速，补偿操作用于以较少数量的元件补偿晶体管的阈值电压的变化，该晶体管用于调节发光强度。
12.问题的解决方案
13.本技术是一种电光装置，包括：信号线；中继线；扫描线；供电线，提供用于猝灭的电力；传输电容器，耦合在信号线与中继线之间；像素电路，与中继线和扫描线相对应地设置；以及驱动电路，驱动像素电路，其中
14.像素电路包括驱动晶体管，该驱动晶体管包括栅电极、第一电流端子和第二电流
端子，发光元件，发射具有根据电流的大小的亮度的光，该电流经由驱动晶体管提供，第一晶体管，耦合在中继线与驱动晶体管的栅电极之间，第二晶体管，导通驱动晶体管的第一电流端子和驱动晶体管的栅电极，第三晶体管，插入在第一电流端子与发光元件的一个端子之间，以及第四晶体管，插入在供电线与发光元件的一个端子之间，以及
15.驱动电路在发光元件的发光周期中导通第一晶体管、第二晶体管和第四晶体管以转变到猝灭周期，并且通过第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管将用于猝灭的电力写入驱动晶体管的栅电极，并且通过截止第三晶体管来校正驱动晶体管的阈值电压，并且驱动驱动晶体管的栅电极的电压，使得电压反映阈值电压。
16.此外，本技术是一种包括上述电光装置的电子设备。
17.此外，本技术是一种用于驱动电光装置的方法，该电光装置包括：信号线；中继线；扫描线；提供用于猝灭的电力的供电线；第一电容器，耦合在信号线与中继线之间；像素电路，与中继线和扫描线相对应地设置；以及驱动电路，驱动像素电路，
18.该像素电路包括：驱动晶体管，包括栅电极、第一电流端子和第二电流端子；发光元件，发射具有根据电流的大小的亮度的光，该电流经由驱动晶体管提供；第一晶体管，耦合在中继线与驱动晶体管的栅电极之间；第二晶体管，导通驱动晶体管的第一电流端子和驱动晶体管的栅电极；第三晶体管，插入在第一电流端子与发光元件的一个端子之间；以及第四晶体管，插入在供电线与发光元件的该一个端子之间，
19.驱动电路执行的方法包括：在发光元件的发光周期中导通第一晶体管、第二晶体管和第四晶体管以转变到猝灭周期，并通过第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管将用于猝灭的电力写入驱动晶体管的栅电极；以及通过截止第三晶体管来校正驱动晶体管的阈值电压，并且驱动驱动晶体管的栅电极的电压，使得电压反映阈值电压。
20.本发明的效果
21.根据至少一个实施例，像素电路能够用较少数量的元件实现阈值校正。注意，这里描述的效果并非是限制性的，并且在本技术中描述的任何效果或与它们不同的效果可以被获得。此外，本技术的内容不应被解释为受以下描述中的示例性效果的限制。
附图说明
22.图1是根据本技术的像素电路的实施例的连接图。
23.图2是用于描述图1的配置的时序图。
24.图3是常规像素电路示例的连接图。
25.图4是用于描述常规像素电路的时序图。
具体实施方式
26.下面描述的实施例是适用于本技术的具体示例，并且给出了技术上优选的各种限制。然而，除非在以下描述中提供了限制本技术的陈述，否则本技术的范围不限于实施例。
27.注意，将按照以下顺序描述本技术。
28.<1.常规配置>
29.<2.本技术的一个实施例>
30.<3.修改>
31.<4.应用实例>
32.<1.常规配置>
33.在描述本技术的实施例之前，将描述专利文献1中描述的常规配置。图3示出了常规的像素电路，并且图4是示出常规像素电路的操作的时序图。虽然未示出，但电光装置包括显示面板和控制显示面板的操作的控制电路。显示面板包括多个像素电路和驱动像素电路的驱动电路。显示面板中包括的多个像素电路和驱动电路形成在硅基板上，并且作为发光元件示例的有机发光二极管被用于像素电路。
34.控制电路被提供与同步信号同步的数字图像数据。图像数据是这样的数据，其中，例如由8位来指定通过显示面板显示的图像的像素的灰度电平。此外同步信号是包括垂直同步信号、水平同步信号和点时钟信号的信号。控制电路基于同步信号产生各种控制信号，并将所产生的控制信号提供给显示面板。此外，控制电路包括电压产生电路。电压产生电路向显示面板提供各种电势。此外，控制电路基于图像数据产生模拟图像信号。
35.显示面板包括显示单元和驱动显示单元的驱动电路。在显示单元中，与要显示的图像的像素相对应的像素电路被布置成矩阵。即，在显示单元中，m行的扫描线被设置为在图中的水平方向(x方向)上延伸，此外，为三列中的每列分组的(3n)列的信号线在图中的垂直方向(y方向)上延伸，并且被设置为与各个扫描线绝缘。像素电路以垂直m行
×
水平(3n)列的矩阵排列。
36.每个像素电路具有相同的配置。将参考图3描述像素电路11。传输电容器(第一电容器)cs2的一个电极与第五晶体管az3的源极和漏极中的一个耦合到信号线12
‑
1。此外，传输电容器cs2的另一电极与第五晶体管az3的源极和漏极中的另一个耦合到中继线12
‑
2。即，传输电容器cs2和第五晶体管az3在信号线12
‑
1与中继线12
‑
2之间相互并联耦合。
37.此外，像素电路11耦合到中继线12
‑
2。即，通过信号线12
‑
1和中继线12
‑
2根据指定的灰度向像素电路11提供灰度电势。
38.像素电容器cs1和传输电容器cs2中的每一个包括两个电极。第一晶体管ws的栅极耦合到扫描线16，并且第一晶体管ws的源极和漏极中的一个耦合到中继线12
‑
2。此外，第一晶体管ws的源极和漏极中的另一个耦合到驱动晶体管drv的栅极和像素电容器cs1的一个电极中的每一个。即，第一晶体管ws耦合在驱动晶体管drv的栅极与传输电容器cs2的第二电极之间。然后，第一晶体管ws用作控制驱动晶体管drv的栅极与耦合到中继线12
‑
2的传输电容器cs2的第二电极之间的耦合的晶体管。
39.驱动晶体管drv的源极(第二电流端子)耦合到供电线15，并且驱动晶体管drv的漏极(第一电流端子)耦合到第二晶体管az2的源极和漏极中的一个以及第三晶体管ds的源极。在像素电路11中处于电源的高侧的电势vccp被提供给供电线15。根据驱动晶体管drv的栅源电压的电流流动。
40.第二晶体管az2用作控制驱动晶体管drv的栅极与漏极之间的耦合的开关晶体管。第二晶体管az2是用于经由第一晶体管ws在驱动晶体管drv的栅极与漏极之间导电的晶体管。
41.第三晶体管ds用作控制驱动晶体管drv的漏极与有机发光二极管的阳极之间的耦合的开关晶体管。第四晶体管az1的栅极耦合到控制线，并且控制信号被提供给栅极。此外，第四晶体管az1的漏极耦合到供电线13，供电线13用作提供用于猝灭的电源的线，并且被保
持在猝灭电势vss。猝灭电势vss是用于保持有机发光二极管处于猝灭状态的电压。第四晶体管az1用作控制供电线13与有机发光二极管的阳极之间的耦合的开关晶体管。
42.控制信号被提供给第五晶体管az3的栅极。此外，第五晶体管az3的源极和漏极中的一个耦合到中继线12
‑
2，并且经由中继线12
‑
2耦合到传输电容器cs2的第二电极与第二晶体管az2的源极和漏极中的另一个。此外，第五晶体管az3的源极和漏极中的另一个耦合到信号线12
‑
1。第五晶体管az3主要用作控制信号线12
‑
1与中继线12
‑
2之间的耦合的开关晶体管。
43.像素电容器cs1的一个电极耦合到驱动晶体管drv的栅极，并且像素电容器cs1的另一个电极耦合到供电线15(电势vccp)。像素电容器cs1用作保持驱动晶体管drv的栅源电压的保持电容器。注意，作为像素电容器cs1，可以使用寄生到驱动晶体管drv的栅极的电容器，或者可以使用通过将绝缘层夹在硅基板上的相互不同的导电层之间而形成的电容器。
44.有机发光二极管的阳极是为每个像素电路11单独设置的像素电极。相反，有机发光二极管的阴极是共用地设置给所有像素电路11的共用电极，并且保持电势vcath位于像素电路11中的电源的低侧。有机发光二极管是其中白色有机el层夹在硅基板上的阳极与透光性阴极之间的元件。此外，与rgb之一相对应的滤色器与有机发光二极管的发射侧(阴极侧)重叠。
45.在这样的有机发光二极管中，当电流从阳极流向阴极时，从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子在有机el层中重组，并由此产生激子，并且产生白光。此时产生的白光从硅基板(阳极)穿过对侧的阴极，并且经过滤色器的着色后被观察者视觉识别。
46.参考图4的驱动时序图将描述常规的像素电路的操作的概要。水平扫描周期被分为发光周期、猝灭周期、初始化周期、vth校正周期和信号写入周期。在时间方面，重复发光周期
→
猝灭周期
→
初始化周期
→
vth校正周期
→
写入周期
→
发光周期的循环。图4示出了构成像素电路11的晶体管的导通/截止状态。高电平表示晶体管的截止状态，低电平表示晶体管的导通状态。此外，gate表示驱动晶体管drv的栅极电势。
47.在发光周期中，第三晶体管ds导通并且晶体管ws、az2、az1和az3截止。结果，驱动晶体管drv向有机发光二极管提供由像素电容器cs1保持的电压，即根据栅源电压的驱动电流。根据灰度电势的电流通过驱动晶体管drv被提供给有机发光二极管，该灰度电势根据每个像素的指定灰度，并且有机发光二极管发射具有根据该电流的亮度的光。这里，在发光周期中，晶体管ofs截止并且传输栅极(gate)42截止。
48.从发光周期开始，晶体管ds截止并且晶体管az1导通，并且该周期转变到猝灭周期。结果，供应到有机发光二极管的电流的路径被阻塞，从而有机发光二极管进入猝灭状态。
49.在随后的初始化周期中，耦合到信号线12
‑
1的晶体管ofs、晶体管ws和晶体管az3导通，并且vth修正基准电压vofs被写入信号线12
‑
1以执行初始化操作。由于第五晶体管az3同时导通，信号线12
‑
1和中继线12
‑
2耦合，并且传输电容器cs2的第二电极也被设置为初始电势。结果，传输电容器cs2被初始化。
50.当上述初始化周期结束时，vth校正周期开始。在vth校正周期中，晶体管ws、az2和az1导通，第三晶体管ds和az3截止。此时，驱动晶体管drv的栅极经由第一晶体管ws和第二晶体管az2耦合到驱动晶体管drv的漏极，并且漏极电流流过驱动晶体管drv，从而对栅极充
电。即，驱动晶体管drv的漏极和栅极耦合到中继线12
‑
2。当驱动晶体管drv的阈值电压为vth时，驱动晶体管drv的栅极的电势vg收敛到(vccp
‑
vth)，并且vth校正完成。
51.这里，在vth校正周期中，晶体管ofs导通并且传输栅极14截止。此时，中继线12
‑
2短路，因此，伴随中继线12
‑
2的寄生电容器的充电或放电所需的时间被缩短，vth校正周期被缩短。
52.注意，由于第三晶体管ds截止，所以驱动晶体管drv的漏极电去耦到有机发光二极管。此外，与初始化周期类似，第四晶体管az1导通，从而有机发光二极管的阳极和供电线13彼此耦合，并且阳极的电势被设置为猝灭电势vss。
53.当上述vth校正周期结束时，写入周期开始。在写入周期中，像素电路11中的晶体管ws和az1导通，而晶体管az2、ds和az3截止。在写入周期中，晶体管ofs截止并且传输栅极14导通。因此，灰度电势被提供给传输电容器cs2的一个电极。然后，通过电平移位灰度电势而生成的信号被提供给驱动晶体管drv的栅极，并且被写入像素电容器cs1。
54.注意，由于第三晶体管ds截止，所以驱动晶体管drv的漏极电去耦到有机发光二极管。此外，与初始化周期类似，第四晶体管az1导通，从而有机发光二极管的阳极和供电线13彼此耦合，并且阳极的电势被初始化为猝灭电势vss。然后，周期转变到上述发光周期。
55.<2.本技术的一个实施例>
56.在上述常规的像素电路11中，在第一晶体管ws导通时执行vth校正操作。因此，用于vth校正的电压不仅被写入像素电容器cs1中，而且还被写入中继线12
‑
2的寄生电容器cp中。中继线12
‑
2由多个像素共享，并且电容值根据共享的像素的数量而变化。当共享的像素数减少时，电容值减小，vth校正速度可被提高，并且该操作有利于高速驱动。另一方面，由于要求晶体管和电容元件的数量被要求包括八个元件，因此存在元件数量大并且高清布局被阻碍的缺点。
57.本技术提供一种像素电路，该像素电路在保持像素电路的功能的同时减少元件的数量。图1是本技术的一个实施例的电路图。该实施例具有其中，图3的电路配置中的第五晶体管az3被去除的配置。此外，预定电压rst经由晶体管rst被施加到信号线12
‑
1上。控制信号被提供给晶体管rst的栅极。
58.图2示出了本技术的实施例的驱动定时。在发光周期中，第三晶体管ds导通并且晶体管ws、az1和az2截止。结果，驱动晶体管drv向有机发光二极管提供由像素电容器cs1保持的电压，即根据栅源电压的驱动电流。根据灰度电势的电流通过驱动晶体管drv被提供给有机发光二极管，灰度电势根据每个像素的指定灰度，并且有机发光二极管发射具有根据该电流的亮度的光。这里，在发光周期中，晶体管rst截止并且传输栅极42截止。
59.在发光周期中，第一晶体管ws、第四晶体管az1、第二晶体管az2和晶体管rst导通，并且周期转变到猝灭状态。同时，为了准备vth校正，供电线13的猝灭电势vss经由晶体管az2、晶体管ds和晶体管az1写入。
60.这里，猝灭电势vss被设置为使得驱动晶体管drv在有机发光二极管猝灭的同时在vth校正的准备中导通的电压。
61.这里，当用于导通晶体管az1、az2和ds的电压表示为v_low，并且晶体管az1、az2和ds的阈值电压为vth(az1)＝vth(az2)＝vth(ds)＝vth时，驱动晶体管drv的栅极电压vg由下式表示。
62.当vss<|vth|+v_low时，vg＝|vth|+v_low
63.当vss≥|vth|+v_low时，vg＝vss
64.此后，截止第三晶体管ds以开始vth校正周期。当第三晶体管ds截止时，驱动晶体管drv的漏极去耦至有机发光二极管。驱动晶体管drv的栅极收敛到(vccp
‑
vth)，并且vth校正周期完成。
65.在vth校正周期之后，该周期转变到写入周期。在写入周期中，第一晶体管ws导通、第三晶体管ds截止、第四晶体管az1导通并且第三晶体管az3和晶体管rst截止。当vsig电压从vccp转变到(vccp
‑
vsig)时，栅极电压转变到由以下表达式表达的电压。
66.vccp
‑
vth
‑
vdata
×
cs2/(cs1+cs2)
67.因此，驱动晶体管drv的栅极电压变为反射vth的电压，并且在发光时vth被消除。此后，第一晶体管ws和第四晶体管az1截止并且第三晶体管ds导通以转变到发光周期。
68.如上所述，即使当晶体管az3从包括六个晶体管和两个电容器的常规配置中被移除以构成包括五个晶体管和两个电容器的配置时，通过设置从vss被写入vth校正准备电压的驱动定时，vth校正操作可以与常规配置类似地被执行。即，在本技术的像素电路中，在准备vth校正时不从信号线写入vth校正准备电压，而是使用经由开关晶体管耦合到用作发光元件的有机发光二极管的阳极的电源。由于元件的数量可以通过这种方式被减少，因此可以实现有利于高清像素布局的像素电路。
69.<3.修改>
70.以上，已经给出了对本技术的实施例的具体描述。然而，本技术不限于上述每个实施例，并且可以进行基于本技术的技术思想的各种修改。例如，如下所述的各种修改是可能的。此外，如下所述的修改的一个或多个方面可以被任意地选择并适当地组合。此外，上述实施例中的配置、方法、步骤、形状、材料、数值等可以彼此组合而不脱离本技术的主旨。
71.在上述实施例中，晶体管都是p沟道型晶体管，但也可以都是n沟道型晶体管。此外，可以适当地组合p沟道型晶体管和n沟道型晶体管。
72.在上述实施例中，描述了将用作发光元件的有机发光二极管用作电光装置的示例，但是，例如，电光装置可以是诸如无机发光二极管或发光二极管(led)以根据电流的亮度发光的元件。
73.<4.应用示例>
74.接下来，将描述应用根据实施方式等或应用示例的电光装置的电子设备。电光装置适用于具有小尺寸像素的高清显示。因此，诸如头戴式显示器、智能眼镜、智能电话或数码相机的电子取景器的显示设备可以被应用作为电子设备。
75.注意，本技术还可以包括以下配置。
76.(1)
77.一种电光装置，包括：
78.信号线；
79.中继线；
80.扫描线；
81.供电线，提供用于猝灭的电力；
82.传输电容器，耦合在信号线与中继线之间；
83.像素电路，与中继线和扫描线相对应地设置；和
84.驱动电路，驱动像素电路，
85.其中
86.像素电路包括
87.驱动晶体管，包括栅电极、第一电流端子和第二电流端子，
88.发光元件，发射具有根据电流的大小的亮度的光，该电流经由驱动晶体管提供，
89.第一晶体管，耦合在中继线与驱动晶体管的栅电极之间，
90.第二晶体管，导通驱动晶体管的第一电流端子和驱动晶体管的栅电极，
91.第三晶体管，插入在第一电流端子与发光元件的一个端子之间，以及
92.第四晶体管，插入在供电线与发光元件的一个端子之间，以及
93.驱动电路
94.在发光元件的发光周期中导通第一晶体管、第二晶体管和第四晶体管以转变到猝灭周期，并且通过第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管将用于猝灭的电力写入驱动晶体管的栅电极，以及
95.通过截止第三晶体管来校正驱动晶体管的阈值电压，并且驱动驱动晶体管的栅电极的电压，使得电压反映阈值电压。
96.(2)
97.根据(1)的电光装置，其中
98.用于猝灭的电力被设定成使得驱动晶体管在猝灭周期期间导通，同时发光元件被猝灭。
99.(3)
100.根据(1)或(2)的电光装置，还包括
101.像素电容器，包括耦合到驱动晶体管的栅电极的一个电极和耦合到电压供给线的另一个电极，像素电容器保持驱动晶体管的栅源电压。
102.(4)
103.一种电子设备，包括
104.根据(1)的电光装置。
105.(5)
106.一种用于驱动电光装置的方法，包括：
107.信号线；
108.中继线；
109.扫描线；
110.供电线，提供用于猝灭的电力；
111.第一电容器，耦合在信号线与中继线之间；
112.像素电路，与中继线和扫描线相对应地设置；和
113.驱动电路，驱动像素电路，
114.像素电路包括：
115.驱动晶体管，包括栅电极、第一电流端子和第二电流端子；
116.发光元件，发射具有根据电流的大小的亮度的光，该电流经由驱动晶体管提供；
117.第一晶体管，耦合在中继线与驱动晶体管的栅电极之间；
118.第二晶体管，导通驱动晶体管的第一电流端子和驱动晶体管的栅电极；
119.第三晶体管，插入在第一电流端子与发光元件的一个端子之间；和
120.第四晶体管，插入在供电线与发光元件的一个端子之间，
121.驱动电路执行的方法，包括：
122.在发光元件的发光周期中导通第一晶体管、第二晶体管和第四晶体管以转变到猝灭周期，并通过第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管将用于猝灭的电力写入驱动晶体管的栅电极；和
123.通过截止第三晶体管来校正驱动晶体管的阈值电压，并且驱动驱动晶体管的栅电极的电压，使得电压反映阈值电压。
124.(6)
125.根据(5)的驱动电光装置的方法，其中
126.用于猝灭的电力被设定成使得驱动晶体管在猝灭周期期间导通，同时发光元件被猝灭。
127.(7)
128.根据(5)或(6)的驱动电光装置的方法，其中
129.像素电路还包括像素电容器，该像素电容器包括耦合到驱动晶体管的栅电极的一个电极和耦合到电压供给线的另一个电极，该像素电容器保持驱动晶体管的栅源电压。
130.参考标记列表
131.11 像素电路
132.12
‑
1 信号线
133.12
‑
2 中继线
134.13、15 供电线
135.14 传输栅极
136.16 扫描线
137.vccp 供电线
138.drv、ws、az2、ds、az1、az3 晶体管
139.cs1 像素电容器
140.cs2 传输电容器
141.vss 猝灭电势