專利名稱：像素電路的驅(qū)動(dòng)方法、像素電路以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及像素電路的驅(qū)動(dòng)方法、像素電路以及電子設(shè)備，特別涉及在電流編程方式中補(bǔ)償Vth的方法。
背景技術(shù)：
近年來，應(yīng)用有機(jī)EL(Electronic Luminescence)元件的顯示器越來越引人注目。有機(jī)EL元件，是一種根據(jù)流過自身的驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定亮度的電流驅(qū)動(dòng)型元件。在對采用有機(jī)EL元件的像素供給數(shù)據(jù)的方法中，包括基于電壓對數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)的供給的電壓編程方式，和基于電流對數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)的供給的電流編程方式。作為電壓編程方式的問題之一，可能舉出依賴于驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓(以下稱為「Vth」)的驅(qū)動(dòng)電流的散差，對此的對策以往也已提出。
圖17表示以往的電壓編程方式的像素電路圖。該像素電路，具有有機(jī)EL元件OLED、電容器C1以及3個(gè)n溝道型晶體管T1～T3，在晶體管T3的柵極與源極之間設(shè)置電容器C1。該像素電路，通過對置電極的電壓Vca的擺動(dòng)，按以下的步驟動(dòng)作。首先，讓晶體管T1截止，晶體管T2導(dǎo)通，將有機(jī)EL元件OLED的陰極電壓設(shè)定為Vca＝-18V。由此，由于晶體管T3導(dǎo)通，所以有機(jī)EL元件OLED的陽極變?yōu)楸?Vth(Vth是晶體管T3的閾值)更低的電壓，在電容器C1中儲(chǔ)存比Vth高的電壓。接下來，在晶體管T2截止，晶體管T3的柵極變?yōu)閼腋顟B(tài)后，將陰極電壓設(shè)定為Vca＝10V，在有機(jī)EL元件OLED上施加反向偏壓。由此，在晶體管T3截止的同時(shí)，接收到陰極電壓Vca的電壓變化，晶體管T3的柵極電壓變?yōu)楸萔th高，由于晶體管T3再一次導(dǎo)通，有機(jī)EL元件OLED的陽極側(cè)大致變?yōu)?V。在該狀態(tài)，如果在晶體管T2導(dǎo)通的同時(shí)，陰極電壓返回到Vca＝0V，有機(jī)EL元件OLED的陽極，在由于電容耦合變?yōu)樽銐虻偷碾妷褐蠖淙氲?Vth，將Vth保持在電容器C1中。在此之后，晶體管T1導(dǎo)通，晶體管T2截止，將規(guī)定像素灰度的數(shù)據(jù)電壓供給到像素電路。如果將有機(jī)EL元件OLED的自身電容設(shè)定比電容C1的電容大很多時(shí)，在陰極電壓為Vca＝0V時(shí)，有機(jī)元件OLED的陽極大致保持為-Vth，在電容器C1中保持為Vth+Vdata。并且，如果晶體管T1、T2均截止，那么將陰極電壓設(shè)定為Vca＝-18V。由于在電容器C1中保持為Vth+Vdata，與此成比例的溝道電流(驅(qū)動(dòng)電流)流經(jīng)晶體管T3的溝道，有機(jī)EL元件OLED發(fā)光。由此，通過在電容器C1預(yù)先保持Vth，將Vth作為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入，能夠補(bǔ)償晶體管T3的Vth的散差，能夠產(chǎn)生不依賴于Vth的驅(qū)動(dòng)電流。
然而，電流編程方式一般與電壓編程方式不同，能夠產(chǎn)生不依賴驅(qū)動(dòng)晶體管的Vth的均勻的驅(qū)動(dòng)電流，這也是采用電流編程方式的優(yōu)點(diǎn)之一。但是，作為其前提，以在給定的數(shù)據(jù)寫入期間使基于電流供給的數(shù)據(jù)(電流數(shù)據(jù))的寫入全部結(jié)束為條件。由此，在該期間內(nèi)沒有結(jié)束數(shù)據(jù)的寫入的情況，即在數(shù)據(jù)的寫入不足的情況下，在表示相同的灰度時(shí)，依賴Vth的散差，本來應(yīng)該均勻的驅(qū)動(dòng)電流而對每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管變?yōu)椴煌Ｗ鳛檫@樣的情況，可以舉出例如，在大型顯示器中，數(shù)據(jù)線的寄生電容非常大的情況，在高分辨率顯示器中具有很多掃描線，不能確保數(shù)據(jù)寫入期間的情況，或者，在像素中應(yīng)編程的電流非常小的情況(有機(jī)EL元件的高效率化、使用磷光材料時(shí))等。另外，除了這些情況，在優(yōu)先確保對比度時(shí)，作為設(shè)計(jì)規(guī)格，在某種程度上容忍低灰度區(qū)域的寫入不足，也有將應(yīng)編程的電流范圍設(shè)定為更大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，正是針對有關(guān)情況的發(fā)明，其目的在于在采用電流編程方式的像素電路中抑制依賴Vth的驅(qū)動(dòng)電流的散差。
為解決上述課題，第一發(fā)明，提供一種像素電路的驅(qū)動(dòng)方法。該驅(qū)動(dòng)方法包括第1步驟，在將可變地生成數(shù)據(jù)電流的可變電流源與第1晶體管處于電隔離的狀態(tài)下，將成二極管連接的第1晶體管的柵極電壓設(shè)定為與第1晶體管的閾值電壓對應(yīng)的偏置電壓；第2步驟，在可變電流源與第1晶體管處于電連接的狀態(tài)下，將設(shè)定偏置電壓成為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并且與由可變電流源通過數(shù)據(jù)線供給的數(shù)據(jù)電流和相應(yīng)的數(shù)據(jù)電流的供給時(shí)間之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)，寫入到與成二極管連接的第1晶體管的柵極連接的電容器中；和第3步驟，通過由將自身的柵極連接在電容器上的第2晶體管生成與保持在電容器中的數(shù)據(jù)對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定電光學(xué)元件的亮度。
在第一發(fā)明中，第1晶體管與第2晶體管也可以是相同的晶體管。并且，第1晶體管以及第2晶體管也可以是構(gòu)成電流反射鏡電路的一對不同的晶體管。
在第一發(fā)明中，優(yōu)選第1步驟包括讓設(shè)置在可變電流源與數(shù)據(jù)線之間的開關(guān)元件斷開的步驟；第2步驟包括讓開關(guān)元件接通的步驟。并且，也可以進(jìn)一步具有第4步驟，其通過可變控制與數(shù)據(jù)線電容耦合的端子的電壓，調(diào)整在第1步驟中所設(shè)定的偏置電壓。這時(shí)，優(yōu)選在第4步驟中偏置電壓的變化量，根據(jù)應(yīng)該表示的灰度設(shè)定。并且，也可以進(jìn)一步具有第5步驟，其在第1步驟中偏置電壓的設(shè)定之前，向數(shù)據(jù)線供給具有讓第1晶體管導(dǎo)通的電壓電平的給定電壓。
第二發(fā)明，提供一種像素電路，具有第1晶體管，其在通常情況下，或者通過開關(guān)晶體管的導(dǎo)通控制而選擇性成為二極管連接，同時(shí)根據(jù)通過數(shù)據(jù)線從可變電流源供給的數(shù)據(jù)電流，生成數(shù)據(jù)；電容器，其與第1晶體管的柵極連接，同時(shí)寫入由第1晶體管生成的數(shù)據(jù)；第2晶體管，其將自身的柵極與電容器連接，同時(shí)根據(jù)保持在電容器中的數(shù)據(jù)，生成驅(qū)動(dòng)電流；和電光學(xué)元件，其根據(jù)由第2晶體管生成的驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定亮度。在此，第1晶體管，在與可變電流源電隔離的狀態(tài)下，將自身的柵極電壓設(shè)定成與自身的閾值電壓對應(yīng)的偏置電壓，并且，在與可變電流源電連接的狀態(tài)下，將設(shè)定偏置電壓成為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并且與由可變電流源通過數(shù)據(jù)線供給的數(shù)據(jù)電流和相應(yīng)的數(shù)據(jù)電流的供給時(shí)間之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)，寫入到電容器中。
在第二發(fā)明中，第1晶體管與第2晶體管也可以是相同的晶體管，第1晶體管以及第2晶體管也可以是構(gòu)成電流反射鏡電路的一對不同的晶體管。
在第二發(fā)明中，也可以追加開關(guān)電路，其在將柵極電壓設(shè)定為偏置電壓的期間，將可變電流源與數(shù)據(jù)線之間電隔離，同時(shí)在將數(shù)據(jù)寫入到電容器中的期間，將可變電流源與數(shù)據(jù)線之間電連接。并且也可以追加預(yù)充電調(diào)整電路，其通過可變控制與數(shù)據(jù)線電容耦合的端子的電壓，調(diào)整偏置電壓。這時(shí)，優(yōu)選預(yù)充電調(diào)整電路根據(jù)應(yīng)該顯示的灰度，控制偏置電壓的變化量。進(jìn)一步，也可以追加預(yù)充電促進(jìn)電路，其在將柵極電壓設(shè)定為偏置電壓的期間之前，向數(shù)據(jù)線供給具有讓第1晶體管導(dǎo)通的電壓電平的給定電壓。
第三發(fā)明，提供一種電子設(shè)備，安裝有有關(guān)上述第二發(fā)明的像素電路構(gòu)成的電光學(xué)裝置。
在本發(fā)明中，預(yù)先將第1晶體管的柵極電壓設(shè)定為偏置電壓，根據(jù)電流編程方式進(jìn)行向電容器的數(shù)據(jù)寫入。寫入的數(shù)據(jù)，以先前設(shè)置的偏置電壓為基準(zhǔn)，且，根據(jù)數(shù)據(jù)電流與其供給時(shí)間之積設(shè)定。由此，在根據(jù)電容器中所保持的數(shù)據(jù)生成驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，能夠減小對驅(qū)動(dòng)電流的Vth的依賴性。結(jié)果，即使產(chǎn)生數(shù)據(jù)的寫入不足的情況，也能夠生成均勻的驅(qū)動(dòng)電流，可以對電光學(xué)元件設(shè)定期望的亮度。


圖1表示電光學(xué)裝置的構(gòu)成框圖。
圖2表示有關(guān)第1實(shí)施方式的像素電路圖。
圖3表示有關(guān)第1實(shí)施方式的動(dòng)作時(shí)序圖。
圖4表示有關(guān)第1實(shí)施方式的動(dòng)作說明圖。
圖5表示有關(guān)第2實(shí)施方式的像素電路圖。
圖6表示有關(guān)第2實(shí)施方式的動(dòng)作時(shí)序圖。
圖7表示有關(guān)第3實(shí)施方式的像素電路圖。
圖8表示有關(guān)第3實(shí)施方式的動(dòng)作時(shí)序圖。
圖9表示有關(guān)第4實(shí)施方式的像素電路圖。
圖10表示有關(guān)第4實(shí)施方式的動(dòng)作時(shí)序圖。
圖11表示有關(guān)第5實(shí)施方式的像素電路圖。
圖12表示有關(guān)第5實(shí)施方式的動(dòng)作時(shí)序圖。
圖13表示有關(guān)第5實(shí)施方式的動(dòng)作說明圖。
圖14表示有關(guān)第6實(shí)施方式的像素電路圖。
圖15表示有關(guān)第6實(shí)施方式的動(dòng)作時(shí)序圖。
圖16表示有關(guān)第6實(shí)施方式的動(dòng)作說明圖。
圖17表示以往的像素電路圖。
其中1-顯示部；2-像素；3-掃描線驅(qū)動(dòng)電路；4-數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路；4a-可變電流源；5-控制電路；6-開關(guān)電路；7-預(yù)充電調(diào)整電路；7a-電壓變更電路；8-預(yù)充電促進(jìn)電路；T1～T7-晶體管；C1～C2-電容器；OLED-有機(jī)EL元件。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的各實(shí)施方式。
第1實(shí)施方式圖1表示有關(guān)本實(shí)施方式的電光學(xué)裝置的構(gòu)成框圖。顯示部1，例如是通過TFT(Thin Film Transistor)驅(qū)動(dòng)電光學(xué)元件的有源矩陣型的顯示板。在該顯示部1中，將m點(diǎn)×n行的像素群設(shè)置為矩陣狀(二維平面)。在顯示部1中，設(shè)置分別在水平方向延伸的掃描線群Y1～Yn、和分別在垂直方向延伸的數(shù)據(jù)線群X1～Xm，在其交差處配置像素2。另外，在單色板中，一個(gè)像素2與后述的1個(gè)像素電路相對應(yīng)，在彩色板中1個(gè)像素2包括3個(gè)RGB子像素時(shí)，1個(gè)子像素與1個(gè)像素電路相對應(yīng)。另外，與后述的像素電路構(gòu)成的關(guān)系是，圖1所示的1條掃描線Y指單獨(dú)的一條掃描線(圖11)，或者指多條掃描線(圖2、圖5、圖7、圖9、圖14)的組。
控制電路5，根據(jù)在圖中沒有畫出的上位裝置所輸入的垂直同步信號Vs、水平同步信號Hs、點(diǎn)時(shí)鐘信號DCLK以及灰度數(shù)據(jù)D等，同步控制掃描線驅(qū)動(dòng)電路3、數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路4以及開關(guān)電路6。在該同步控制下，這些電路3、4、6相互協(xié)同動(dòng)作，進(jìn)行顯示部1的顯示控制。
掃描線驅(qū)動(dòng)電路3，以移位寄存器、輸出電路等作為主體構(gòu)成，通過在掃描線Y1～Yn中所輸出的掃描信號SEL，進(jìn)行掃描線Y1～Yn的逐線掃描。掃描信號SEL，是高電位電平(以下稱作“H電平”)或者低電位電平(以下稱作“L電平”)的2值信號電平，將與成為數(shù)據(jù)寫入對象的像素行對應(yīng)的掃描線Y設(shè)置為H電平，除此之外的掃描線Y都被設(shè)定為L電平。掃描線驅(qū)動(dòng)電路3，在每顯示1幀圖像的期間(1F)，進(jìn)行以給定的選擇次序(一般為從最上到最下)依次選擇各條掃描線Y的線順次掃描。另一方面，數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路4，以移位寄存器、線鎖存電路、輸出電路等為主體構(gòu)成。由于在本實(shí)施方式中采用電流編程方式，數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路4，包括一種可變電流源(圖2的4a)，其根據(jù)規(guī)定像素2的顯示灰度的灰度數(shù)據(jù)，可變生成數(shù)據(jù)電流Idata。數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路4，在相對于選擇1條掃描線Y期間的1水平掃描期間(1H)中，同時(shí)進(jìn)行對寫入本次數(shù)據(jù)的像素行的數(shù)據(jù)電流Idata一起輸出、和有關(guān)在下一個(gè)1H中進(jìn)行寫入的像素行的點(diǎn)順次鎖存。在某一1H中，相當(dāng)于數(shù)據(jù)線X的條數(shù)的m個(gè)數(shù)據(jù)被順次鎖存。并且，在下一個(gè)1H中，將鎖存的m個(gè)數(shù)據(jù)在可變電流源中轉(zhuǎn)換為電流數(shù)據(jù)Idata，并同時(shí)輸出到對應(yīng)的數(shù)據(jù)線X1～Xm。另外，開關(guān)電路6，包括對應(yīng)于每條數(shù)據(jù)線X1～Xm的m個(gè)數(shù)據(jù)開關(guān)元件，具體地說，由m個(gè)開關(guān)晶體管T6構(gòu)成。按數(shù)據(jù)線單位設(shè)置的這些晶體管T6，作為一例，是n溝道型晶體管，根據(jù)從控制電路5輸出的單一開關(guān)信號SWS，被共同導(dǎo)通控制。該導(dǎo)通控制，與由掃描線驅(qū)動(dòng)電路3進(jìn)行的線順次掃描同步進(jìn)行。
圖2表示有關(guān)本實(shí)施方式中的電流編程方式的像素電路圖。1個(gè)像素2，包括有機(jī)EL元件OLED、作為有源元件的4個(gè)晶體管T1～T4、以及保持?jǐn)?shù)據(jù)的電容器C1。作為二極管標(biāo)記的有機(jī)EL元件OLED，是通過流過自身的驅(qū)動(dòng)電流Ioled設(shè)定亮度的典型的電流驅(qū)動(dòng)型元件。在該構(gòu)成例中，使用n溝道型晶體管T1、T2、T4和p溝道型晶體管T3，這僅是一例，也可以設(shè)定與上述不同的溝道型組合。還有，在像素2中所連接的數(shù)據(jù)線X與構(gòu)成數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路4一部分的可變電流源4a之間，與按數(shù)據(jù)線單位設(shè)置的單一開關(guān)晶體管T6連接。在本說明書中，關(guān)于具備源極、漏極以及柵極的三端子型元件的晶體管，將源極或者漏極中的一方稱作“一方端子”，將其另一方稱作“另一方端子”。
開關(guān)晶體管T1的柵極，連接供給第1掃描信號SEL1的一條掃描線，其一方端子與供給數(shù)據(jù)電流Idata的1條數(shù)據(jù)線X連接。該開關(guān)晶體管T1的另一方端子，與開關(guān)晶體管T2的一方端子、驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子以及開關(guān)晶體管T4的一方端子共同連接。開關(guān)晶體管T2的柵極，與開關(guān)晶體管T1相同，與供給第1掃描信號SEL1的一條掃描線連接。該開關(guān)晶體管T2的另一方端子，與共同連接在電容器C1的一方電極以及驅(qū)動(dòng)晶體管T3柵極上的節(jié)點(diǎn)Ng連接。在電容器C1的另一方電極與驅(qū)動(dòng)晶體管T3的另一方端子上，連接始終供給電源電壓Vdd的Vdd端子。將第2掃描信號SEL2供給到柵極的開關(guān)晶體管T4，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子與有機(jī)EL元件OLED的陽極之間。在該有機(jī)EL元件OLED的陰極上，連接始終供給比電源電壓Vdd更低的基準(zhǔn)電壓Vss的Vss端子。還有，在該構(gòu)成例中，驅(qū)動(dòng)晶體管T3，不僅具有生成驅(qū)動(dòng)電流Ioled的驅(qū)動(dòng)元件的本來的功能，而且兼?zhèn)渲v與數(shù)據(jù)電流Idata對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入電容器C1的編程元件的功能。
圖3表示圖2所示的像素電路的動(dòng)作時(shí)序圖。通常將在相當(dāng)于上述1F的期間t0～t3中一系列動(dòng)作過程，大致分為最初期間t0～t1的預(yù)充電過程，緊接其后的期間t1～t2的數(shù)據(jù)寫入過程，以及最后期間t2～t3的驅(qū)動(dòng)過程。
首先，在預(yù)充電期間t0～t1中，進(jìn)行在像素2內(nèi)部結(jié)束的預(yù)充電，根據(jù)該預(yù)充電，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管的Vth補(bǔ)償。具體地說，第1掃描信號SEL1變?yōu)長電平，開關(guān)晶體管T1、T2均導(dǎo)通。由此，在數(shù)據(jù)線X與驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子(漏極)電連接的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管T3，變?yōu)樽约旱臇艠O與自己的漏極電連接的二極管連接。在該期間t0～t1中，開關(guān)信號SWS為L電平，由于開關(guān)晶體管T6截止，像素2內(nèi)的節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a仍然彼此電隔離。另外，第2掃描信號SEL2為L電平，開關(guān)晶體管T4截止。由此，如圖4(a)所示，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a為電隔離狀態(tài)，通過Vdd端子的電源電壓Vdd，進(jìn)行電容器C1與數(shù)據(jù)線X的預(yù)充電。通過該預(yù)充電，將節(jié)點(diǎn)Ng的電壓，即，驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極電壓Vg設(shè)置為偏置電壓(Vdd-Vth)，其電壓電平，根據(jù)驅(qū)動(dòng)晶體管T3的閾值電壓Vth唯一決定。這樣，在寫入數(shù)據(jù)前，將節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg，從依據(jù)以前的1F的驅(qū)動(dòng)過程中寫入數(shù)據(jù)的電壓電平，強(qiáng)制補(bǔ)償為相當(dāng)于預(yù)充電電平的偏置電壓(Vdd-Vth)(Vth補(bǔ)償)。還有，在該期間t0～t1中，由于開關(guān)晶體管T4截止，有機(jī)EL元件OLED不發(fā)光。
接下來，在數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2中，將在前面的預(yù)充電期間t0～t1中所設(shè)定的偏置電壓(Vdd-Vth)作為基準(zhǔn)，對電容器C1進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入。由于在該期間t1～t2中的掃描信號SEL1、SEL2的電平，與在預(yù)充電期間t0～t1期間的相同，開關(guān)晶體管T1、T2仍然導(dǎo)通，開關(guān)晶體管T4仍然截止。另外，在時(shí)刻t1，開關(guān)信號SWS上升為H電平，將截止的開關(guān)晶體管T6切換為導(dǎo)通。由此，如圖4(b)所示，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電連接。結(jié)果，形成數(shù)據(jù)電流Idata的路徑，該路徑成為Vdd端子、驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道、可變電流源4a的順序(準(zhǔn)確地說，也包括開關(guān)晶體管T1、T6的溝道)。節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg，通過式(1)算出。
Vg＝Vdd-Vth-ΔV (1)ΔV＝(Idata·Δt)/C式中，Idata是由可變電流源4a所生成的數(shù)據(jù)電流Idata的電流強(qiáng)度，Δt是在數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2的時(shí)間，即，數(shù)據(jù)電流Idata的供給時(shí)間。另外，系數(shù)C包括數(shù)據(jù)線X的布線電容與電容器C1的電容，是有關(guān)數(shù)據(jù)電流Idata的驅(qū)動(dòng)路徑的總電容。上述式(1)表明，電壓Vg，以偏置電壓(Vdd-Vth)作為基準(zhǔn)僅變動(dòng)ΔV，該ΔV，根據(jù)數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt之積唯一確定。并且，在電容器C1中，將相當(dāng)于電壓Vg的電荷作為數(shù)據(jù)被寫入。另外，在期間t1～t2中，與先前的預(yù)充電期間t0～t1相同，由于開關(guān)晶體管T4仍然截止，有機(jī)EL元件OLED不發(fā)光。
并且，在驅(qū)動(dòng)期間t2～t3中，將相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道電流的驅(qū)動(dòng)電流Ioled供給到有機(jī)EL元件OLED中，有機(jī)EL元件OLED發(fā)光。具體地說，第1掃描信號SELL以及開關(guān)信號SWS下降為L電平，開關(guān)晶體管T1、T2、T6均截止。由此，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電隔離，既便在該隔離后，在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極上，繼續(xù)施加與在電容器C1中所保持的數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓。并且，與第1掃描信號SEL1下降“同步”，第2掃描信號SEL2上升為H電平。在本說明書中，術(shù)語“同步”，不僅表示在同一時(shí)刻的情況，而且也表示由于設(shè)計(jì)上的余量而容許的時(shí)間上的偏移。由此，如圖4(c)所示，在按照Vdd端子、驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道、有機(jī)EL元件OLED、Vss端子的順序的路徑中流過驅(qū)動(dòng)電流Ioled。以驅(qū)動(dòng)晶體管T3在飽和區(qū)域動(dòng)作為前提，流過有機(jī)EL元件OLED的驅(qū)動(dòng)電流Ioled(驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道電流Isd)，根據(jù)式(2)算出。在該式中，Vsg是驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極—源極間電壓。另外，增益系數(shù)β，是由驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道載流子的遷移度μ、柵極電容A、溝道寬度W、溝道長度L唯一確定的系數(shù)(β＝μAW/L)。
Ioled＝Isd＝1/2β(Vsg-Vth)2(2)在此，如果代入用式(1)算出的作為驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極電壓的Vg，那么能夠?qū)⑹?2)變形為式(3)。
Ioled＝1/2β(Vs-Vg-Vth)2(3)＝1/2β{Vdd-(Vdd-Vth-ΔV)-Vth}2＝1/2β·ΔV2＝β/2(Idata·Δt/C)2在式(3)中應(yīng)該注意到，在公式的變形過程中存在與Vth抵消的點(diǎn)，這意味著由驅(qū)動(dòng)晶體管T3生成的驅(qū)動(dòng)電流Ioled不依賴于Vth。有機(jī)EL元件OLED的發(fā)光亮度，由與數(shù)據(jù)電流Idata和其供給時(shí)間Δt之積對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流Ioled唯一決定，由此，設(shè)定像素2的灰度。
這樣，在本實(shí)施方式中，在先于數(shù)據(jù)的寫入的預(yù)充電中，將節(jié)點(diǎn)Ng設(shè)定在偏置電壓(Vdd-Vth)的基礎(chǔ)上，將與數(shù)據(jù)電流Idata與供給時(shí)間Δt之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入到電容器C1中。由于一般Vth的散差比Δt和C的散差大，通過進(jìn)行Vth補(bǔ)償，雖然在顯示部1中的每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管T3的特性不一致，但是在每個(gè)像素2內(nèi)的預(yù)充電的程度變?yōu)橄嗤?。其結(jié)果，盡管在產(chǎn)生上述那樣的數(shù)據(jù)的寫入不足時(shí)，也能夠抑制依賴Vth的驅(qū)動(dòng)電流的散差，能夠進(jìn)一步提高顯示質(zhì)量。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，即使不將預(yù)充電用的特別電路追加到像素2的外部，也能夠進(jìn)行在像素2的內(nèi)部結(jié)束的預(yù)充電。這有利于簡化電路構(gòu)成或者降低消耗電力。
第2實(shí)施方式本實(shí)施方式，涉及以上述第1實(shí)施方式的基本構(gòu)成為基礎(chǔ)，按照應(yīng)該顯示的灰度，調(diào)整相當(dāng)于預(yù)充電電平的偏置電壓(Vdd-Vth)的方法。圖5表示有關(guān)本實(shí)施方式的像素電路圖。該像素電路的特征是，在圖2所示的像素電路中追加了預(yù)充電調(diào)整電路7，由于除此之外與圖2的構(gòu)成相同，故在此省略其說明。預(yù)充電調(diào)整電路7，由電容器C2、可變設(shè)定輸出電壓Vp的電壓變更電路7a構(gòu)成。在電容器C2的一方電極上，與構(gòu)成一部分開關(guān)電路6的開關(guān)晶體管T6的一方端子和可變電流源4a之連接端連接。另外，在電容器C2的另一方電極上，連接電壓變更電路7a的輸出端子，該輸出端子的電壓Vp，根據(jù)灰度可變控制電壓電平。
圖6表示圖5所示的像素電路的動(dòng)作時(shí)序圖。將相當(dāng)于1F的期間t0～t3，分為預(yù)充電期間t0～t1、預(yù)充電調(diào)整期間t1～t1′、數(shù)據(jù)寫入期間t1′～t2以及驅(qū)動(dòng)期間t2～t3。與第1實(shí)施方式不同，在預(yù)充電期間t0～t1與數(shù)據(jù)寫入期間t1′～t2之間，設(shè)置預(yù)充電調(diào)整期間t1～t1′，除此之外基本與第1實(shí)施方式相同?？勺冸娏髟?a，在數(shù)據(jù)寫入期間t1′～t2中將數(shù)據(jù)電流Idata輸出到數(shù)據(jù)線X中，在除此之外的期間(在圖中用斜線畫出的陰影部分)，為高阻抗?fàn)顟B(tài)，即，與像素2電隔離的狀態(tài)。
首先，在預(yù)充電期間t0～t1，第1掃描信號SEL1為H電平，在將驅(qū)動(dòng)晶體管T3連接到二極管的同時(shí)，將數(shù)據(jù)線X與節(jié)點(diǎn)Ng電連接。另外，在該期間t0～t1中，開關(guān)信號SWS為L電平，開關(guān)晶體管T6截止，數(shù)據(jù)線X與可變電流4a以及預(yù)充電調(diào)整電路7電隔離。由此，將電容器C1以及數(shù)據(jù)線X預(yù)充電，將節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg以及數(shù)據(jù)線X的電壓Vx設(shè)置為作為預(yù)充電電平的偏置電壓(Vdd-Vth)。
在接下來的預(yù)充電調(diào)整期間t1～t1′中，第1掃描信號SEL1暫時(shí)變?yōu)長電平，在開關(guān)晶體管T1、T2均截止的同時(shí)，開關(guān)信號SWS變?yōu)镠電平，開關(guān)晶體管T6導(dǎo)通。在該期間t1～t1′中，將可變電流源4a維持在高阻抗?fàn)顟B(tài)，通過預(yù)充電調(diào)整電路7進(jìn)行先前設(shè)定的預(yù)充電電平(Vdd-Vth)的調(diào)整。具體地說，在該區(qū)間t1～t1′內(nèi)的時(shí)刻中，作為預(yù)充電調(diào)整電路7的一部分的電壓變更電路7a，將輸出電壓Vp從現(xiàn)在的電平逐步地降低ΔVp。這樣，以數(shù)據(jù)線X的配線電容比電容器C2大很多為前提，通過電容器C2電容耦合的數(shù)據(jù)線X的電壓Vx，以先前設(shè)定的偏置電壓(Vdd-Vth)為基準(zhǔn)減少ΔVp(Vx＝Vdd-Vth-ΔVp)。在此，相當(dāng)于預(yù)充電電平調(diào)整量的ΔVp，根據(jù)這次應(yīng)該顯示的畫素2的灰度被可變設(shè)置。即，在數(shù)據(jù)電流Idata變?yōu)檩^低電流的低灰度時(shí)，ΔVp變小，數(shù)據(jù)線X的電壓Vx(預(yù)充電電平)變大。由此，在后續(xù)的數(shù)據(jù)的寫入處理中，能夠減輕在對數(shù)據(jù)線X以及電容器C1充電時(shí)所需要的負(fù)擔(dān)，能夠抑制數(shù)據(jù)的寫入不足。另一方面，在數(shù)據(jù)電流Idata變?yōu)檩^大電流的高灰度時(shí)，ΔVp比在低灰度時(shí)大，將預(yù)充電電平設(shè)置為很小。
在接下來的數(shù)據(jù)寫入期間t1′～t2，第1掃描信號SEL1再一次上升，將節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電連接，以偏置電壓(Vdd-Vth)作為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入。由此，數(shù)據(jù)線X的電壓Vx，以先前設(shè)定的電壓(Vdd-Vth-ΔVp)為基準(zhǔn)，僅上升或者下降依賴數(shù)據(jù)電流Idata的電壓值ΔV(Vx＝Vdd-Vth-ΔVp+ΔV)。并且，在驅(qū)動(dòng)期間t2～t3中，通過驅(qū)動(dòng)晶體管T3生成的驅(qū)動(dòng)電流Ioled流過有機(jī)EL元件OLED，有機(jī)EL元件OLED發(fā)光。與第1實(shí)施方式相同，驅(qū)動(dòng)電流Ioled，根據(jù)數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt之積唯一確定，不依賴驅(qū)動(dòng)晶體管T3的Vth。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，與第1實(shí)施方式相同，能夠抑制不依賴驅(qū)動(dòng)晶體管T3的Vth的驅(qū)動(dòng)電流Ioled的散差。另外，在本實(shí)施方式中，根據(jù)應(yīng)該顯示的像素2的灰度，調(diào)整預(yù)充電電平。由此，可具有不引起數(shù)據(jù)的寫入不足，在全部的灰度區(qū)域中高效進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入的效果。還有，在本實(shí)施方式中，設(shè)定預(yù)充電電平的調(diào)整與應(yīng)該顯示的像素2的灰度無關(guān)，即，也可以是僅改變單偏置電壓值的功能。這時(shí)，簡化預(yù)充電調(diào)整電路7。
還有，在本實(shí)施方式中所說明的預(yù)充電的調(diào)整方法，同樣也適用于后述的第5以及第6實(shí)施方式中的像素電路。
第3實(shí)施方式本實(shí)施方式，以上述的第1實(shí)施方式的基本構(gòu)成作為基礎(chǔ)，涉及促進(jìn)預(yù)充電的方法。圖7表示有關(guān)本實(shí)施方式的像素電路圖。該像素電路的特征有兩個(gè)。第一為在圖2所示的像素電路中追加了預(yù)充電促進(jìn)電路8。該預(yù)先促進(jìn)電路8是輸出給定電壓Vb的電路。優(yōu)選，該輸出電壓Vb接近上述的偏置電壓(Vdd-Vth)，即也可以是在讓驅(qū)動(dòng)晶體管T3導(dǎo)通的電壓(Vdd-Vth)以下。第二是開關(guān)電路6由兩個(gè)開關(guān)晶體管群T6、T7構(gòu)成。一個(gè)開關(guān)晶體管T6，被設(shè)置在數(shù)據(jù)線X與可變電流源4a之間，由第1開關(guān)信號SWS1導(dǎo)通控制。另外，另一開關(guān)晶體管T7，被設(shè)置在數(shù)據(jù)線X與預(yù)充電促進(jìn)電路8之間，由第2開關(guān)信號SWS2被導(dǎo)通控制。
圖8表示圖7所示的像素電路的動(dòng)作時(shí)序圖。將相當(dāng)于1F的期間t0～t3分為預(yù)充電促進(jìn)期間t0～t0′，預(yù)充電期間t0′～t1，數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2以及驅(qū)動(dòng)期間t2～t3。與第1實(shí)施方式不同點(diǎn)在于，在預(yù)充電期間t0′～t1之前，設(shè)置預(yù)充電促進(jìn)期間t0～t0′，除此之外基本與第1實(shí)施方式相同。
首先，在預(yù)充電促進(jìn)期間t0～t0′中，第1掃描信號SEL1以及第1開關(guān)信號SWS1為L電平，開關(guān)晶體管T1、T2、T6均截止。因此，將數(shù)據(jù)線X從節(jié)點(diǎn)Ng以及可變電流源4a電隔離。在該狀態(tài)中，第2開關(guān)信號SWS2為H電平，開關(guān)晶體管T7導(dǎo)通。由此，將從預(yù)充電促進(jìn)電路8的輸出電壓Vb供給到數(shù)據(jù)線X，數(shù)據(jù)線X被預(yù)充電。在沒有設(shè)置預(yù)充電的促進(jìn)過程時(shí)，在預(yù)充電期間t0～t1中的預(yù)充電動(dòng)作，以接近驅(qū)動(dòng)晶體管T3的截止電流的電流值進(jìn)行，充電需要某種程度的時(shí)間。為此，在本實(shí)施方式中，先于預(yù)充電，將輸出電壓Vb供給到數(shù)據(jù)線X以使驅(qū)動(dòng)晶體管T3導(dǎo)通。由此，將驅(qū)動(dòng)晶體管T3的漏極電壓設(shè)置為接近偏置電壓(Vdd-Vth)的值，能夠輔助、促進(jìn)在后續(xù)的預(yù)充電期間t0′～t1中的預(yù)充電動(dòng)作。
在這之后的動(dòng)作，由于與第1實(shí)施方式相同，這里只作簡略的說明。在預(yù)充電期間t0′～t1中，通過連接二極管的驅(qū)動(dòng)晶體管T3進(jìn)行預(yù)充電，將節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg設(shè)置為偏置電壓(Vdd-Vth)。在數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2中，以先前設(shè)定的偏置電壓(Vdd-Vth)為基準(zhǔn)，進(jìn)行與數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)的寫入。并且，在驅(qū)動(dòng)期間t2～t3中，不依賴驅(qū)動(dòng)晶體管T3的Vth的驅(qū)動(dòng)電流Ioled流過有機(jī)元件OLED，有機(jī)元件OLED發(fā)光。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，與上述的各實(shí)施方式相同，能夠抑制不依賴驅(qū)動(dòng)晶體管T3的Vth的驅(qū)動(dòng)電流Ioled的變動(dòng)。另外，在本實(shí)施方式中，先于預(yù)充電，追加了使驅(qū)動(dòng)晶體管T3導(dǎo)通的過程。由此，由于接下來的預(yù)充電能夠在較短的時(shí)間內(nèi)結(jié)束，所以能夠緩和在連續(xù)的動(dòng)作處理中的時(shí)間制約。
還有，在本實(shí)施方式中說明的預(yù)充電的促進(jìn)方法，對后述的第5以及第6實(shí)施方式中的像素電路同樣適用。但是，在應(yīng)用于第6實(shí)施方式時(shí)，優(yōu)選將預(yù)充電促進(jìn)電路8的輸出電壓Vb設(shè)置為接近偏置電壓(V1+Vth)的值。
第4實(shí)施方式本實(shí)施方式，不用設(shè)置圖1所示的開關(guān)電路6，能夠?qū)崿F(xiàn)與第1實(shí)施方式同樣的動(dòng)作。圖9是本實(shí)施方式的像素電路圖。該構(gòu)成例的特點(diǎn)是，沒有圖2所示的開關(guān)晶體管T6，用分別的掃描信號SEL1a、SEL1b控制像素2內(nèi)的開關(guān)晶體管T1、T2。除此之外與第1實(shí)施方式相同，故在這里省略說明。
圖10表示圖9所示的像素電路的動(dòng)作時(shí)序圖。將相當(dāng)于1F的期間t0～t3分為預(yù)充電期間t0～t1、數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2以及驅(qū)動(dòng)期間t2～t3。與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，預(yù)充電的結(jié)束時(shí)刻t1(換言之，數(shù)據(jù)寫入的開始時(shí)刻)是由掃描信號SEL1b的上升沿規(guī)定。
首先，在預(yù)充電期間t0～t1中，掃描信號SEL1a為H電平，由于開關(guān)晶體管T2導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)晶體管T3成二極管連接。然而，在該期間t0～t1中，掃描信號SEL1b為L電平，由于開關(guān)晶體管T1截止，節(jié)點(diǎn)Ng依然從可變電流源4a電隔離。結(jié)果，直到節(jié)點(diǎn)Ng達(dá)到偏置電壓(Vdd-Vth)，才進(jìn)行電容器C1的預(yù)充電。在接下來的數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2中，掃描信號SEL1b上升為H電平，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電連接，以偏置電壓(Vdd-Vth)作為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入。并且，在驅(qū)動(dòng)期間t2～t3中，在驅(qū)動(dòng)晶體管T3中所生成的驅(qū)動(dòng)電流Ioled流過有機(jī)EL元件，有機(jī)EL元件OLED發(fā)光。與第1實(shí)施方式相同，驅(qū)動(dòng)電流Ioled根據(jù)數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt之積決定，不依賴驅(qū)動(dòng)晶體管T3的Vth。
根據(jù)本實(shí)施方式，在像素2的外部不用設(shè)置開關(guān)電路6，伴隨Vth補(bǔ)償?shù)念A(yù)充電變?yōu)榭赡堋Ｓ纱?，除了能夠抑制依賴Vth的驅(qū)動(dòng)電流Ioled的變動(dòng)外，能夠簡化電光學(xué)裝置的總體構(gòu)成。
第5實(shí)施方式上述的各實(shí)施方式，并不只限于圖2所示的像素電路，包括以下所述的電流反射鏡型的構(gòu)成例，可以廣泛用于電流編程方式的像素電路中。圖11表示有關(guān)本實(shí)施方式的像素電路圖。1個(gè)像素2包括有機(jī)EL元件OLED、4個(gè)晶體管t1～t4以及電容器C1。還有，在該構(gòu)成例中，應(yīng)用n溝道型的晶體管T1、T2與P溝道型的晶體管T3、T4，這只是一例，也可以設(shè)定與此不同的溝道型組合。
開關(guān)晶體管T1的柵極，連接供給掃描信號SEL的掃描線，其一方端子連接供給數(shù)據(jù)電流Idata的數(shù)據(jù)線X。另外，該開關(guān)晶體管T1的另一方端子，共同連接開關(guān)晶體管T2的一方端子與編程晶體管T4的一方端子。開關(guān)晶體管T2的柵極，連接供給掃描信號SEL的掃描線，另一方端子連接節(jié)點(diǎn)Ng。在該節(jié)點(diǎn)Ng上，共同連接構(gòu)成電流反射鏡電路的一對晶體管T3、T4的柵極以及電容器C1的一方電極。在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子、編程晶體管T4的另一方端子以及電容器C1的另一方電極上，連接常時(shí)供給電源電壓Vdd的Vdd端子。在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的另一方端子上，連接有機(jī)EL元件OLED的陽極，在該有機(jī)EL元件的陰極上，連接常時(shí)供給基準(zhǔn)電壓Vss的Vss端子。晶體管T3、T4，彼此連接?xùn)艠O構(gòu)成電流反射鏡電路。因此，流過編程晶體管T4溝道的數(shù)據(jù)電流Idata的電流強(qiáng)度與流過驅(qū)動(dòng)晶體管T3溝道的驅(qū)動(dòng)電流Ioled的電流強(qiáng)度成比例關(guān)系。
圖12表示圖11所示的像素電路的動(dòng)作時(shí)序圖。將相當(dāng)于1F的期間t0～t3分為預(yù)充電期間t0～t1、數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2以及驅(qū)動(dòng)期間t2～t3。
首先，在預(yù)充電期間t0～t1中，進(jìn)行帶Vth補(bǔ)償?shù)念A(yù)充電。具體地說，掃描信號SEL為H電平，開關(guān)晶體管T1、T2均導(dǎo)通。由此，數(shù)據(jù)線X與編程晶體管T4的一方端子(漏極)電連接，同時(shí)編程晶體管T4變?yōu)閷⒆陨淼臇艠O與漏極電連接的二極管連接。在該期間t0～t1中，開關(guān)信號SWS為L電平，由于開關(guān)晶體管T6截止，像素2內(nèi)的節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a仍然電隔離。由此，如圖13(a)所示，根據(jù)Vdd端子的電源電壓Vdd，進(jìn)行電容器C1與數(shù)據(jù)線X的預(yù)充電。根據(jù)該預(yù)充電，節(jié)點(diǎn)Ng的電壓，即，編程晶體管T4的柵極電壓Vg，變?yōu)橐蕾嚲幊叹w管T4的閾值電壓Vth4的偏置電壓(Vdd-Vth4)。
還有，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電隔離，也可以通過將可變電流源4a設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)實(shí)現(xiàn)，也可以通過分別導(dǎo)通控制開關(guān)晶體管T1、T2來實(shí)現(xiàn)。在采用這些隔離方法時(shí)，不需要構(gòu)成開關(guān)電路6的開關(guān)晶體管T6。這點(diǎn)對于后述的第6實(shí)施方式也相同。
接下來，在數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2中，以在先前的預(yù)充電期間t0～t1中設(shè)定的偏置電壓(Vdd-Vth4)為基準(zhǔn)，對電容器C1進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入。由于在該期間t1～t2的掃描信號SEL的電平，與預(yù)充電期間t0～t1時(shí)的相同，所以開關(guān)晶體管T1、T2仍然導(dǎo)通。另外，在時(shí)刻t1，開關(guān)信號SWS上升為H電平，截止的開關(guān)晶體管T6切換為導(dǎo)通。由此，如圖13(b)所示，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電連接。結(jié)果，形成數(shù)據(jù)電流Idata的路徑，該路徑成為Vdd端子、編程晶體管T4的溝道、可變電流源4a的順序。如式(4)所示，節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg，以先前設(shè)定的偏置電壓(Vdd-Vth4)為基準(zhǔn)，根據(jù)數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt之積變動(dòng)。在電容器C1中，將相當(dāng)于電壓Vg的電荷作為數(shù)據(jù)寫入。還有，在該期間t1～t2，形成Vdd端子、驅(qū)動(dòng)晶體管T3、有機(jī)EL元件OLED、Vss順序的路徑，由于驅(qū)動(dòng)電流Ioled流過有機(jī)EL元件OLED，所以有機(jī)EL元件開始發(fā)光。
Vg＝Vdd-Vth4-ΔV (4)ΔV＝(Idata·Δt)/C在接下來的驅(qū)動(dòng)期間t2～t3中，將相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道電流Isd的驅(qū)動(dòng)電流Ioled供給到有機(jī)EL元件OLED，由此，規(guī)定像素2的灰度。具體地說，掃描信號SEL以及開關(guān)信號SWS下降為L電平，開關(guān)晶體管T1、T2、T6均截止。由此，節(jié)點(diǎn)Ng從可變電流源4a電隔離，在該隔離后，在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極上，施加與在電容器C1中所保持的數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)電流Ioled流過如圖13(c)所示的路徑。以驅(qū)動(dòng)晶體管T3在飽和區(qū)域動(dòng)作為前提，流過有機(jī)EL元件OLED的驅(qū)動(dòng)電流Ioled(驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道電流Isd)，將驅(qū)動(dòng)晶體管T3的閾值電壓作為Vth3，根據(jù)式(5)計(jì)算。
Ioled＝Isd＝1/2β(Vsg-Vth3)2(5)在此，如果將用式(4)算出的作為驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極電壓的Vg代入，能夠?qū)⑹?5)變形為式(6)。還有，該式的變形，以驅(qū)動(dòng)晶體管T3的閾值電壓Vth3與編程晶體管T4的閾值電壓Vth4相等為前提(Vth3＝Vth4＝Vth)。有關(guān)用同一過程制造、在顯示部1上互相非常接近配置的晶體管T3、T4，在實(shí)際的產(chǎn)品中，將它們的電氣特性設(shè)置為幾乎相同是可能的。
Ioled＝1/2β(Vs-Vg-Vth3)2＝1/2β{Vdd-(Vdd-Vth4-ΔV)-Vth3}2＝1/2β·ΔV2＝β/2(Idata·Δt/C)2(6)在式(6)中應(yīng)該注意到，在式的變形過程中Vth3與Vth4能夠抵消，這意味著通過驅(qū)動(dòng)晶體管T3生成的驅(qū)動(dòng)電流Ioled不依賴Vth3、Vth4。有機(jī)EL元件OLED的發(fā)光亮度，由與數(shù)據(jù)電流Idata和其供給時(shí)間Δt之積對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流Ioled唯一決定，由此，設(shè)定像素2的灰度。
根據(jù)本實(shí)施方式，與上述各實(shí)施方式相同，由于能夠生成不依賴Vth3、Vth4的驅(qū)動(dòng)電流Ioled，除了能夠抑制其散差外，即使不將充電用的特別電路設(shè)置在像素2的外部，也有可能進(jìn)行在像素2內(nèi)結(jié)束的預(yù)充電。
第6實(shí)施方式圖14表示有關(guān)本實(shí)施方式的像素電路圖。1個(gè)像素電路包括有機(jī)EL元件OLED、4個(gè)n溝道型的晶體管T1～T4以及電容器C1。在本實(shí)施方式中，例如，假定由非晶硅構(gòu)成TFT，其溝道型為n型。另外，在該構(gòu)成例中，驅(qū)動(dòng)晶體管T3不僅具有作為驅(qū)動(dòng)元件的本來的功能，而且也兼?zhèn)渥鳛榫幊淘墓δ堋?br> 開關(guān)晶體管T1的柵極，連接供給第1掃描信號SEL1的掃描線，其一方端子，連接供給數(shù)據(jù)電流Idata的1條數(shù)據(jù)線X。另外，該開關(guān)晶體管T1的另一方端子，共同連接開關(guān)晶體管T2的一方端子、驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子、開關(guān)晶體管T4的一方端子。開關(guān)晶體管T2的柵極，連接供給第1掃描信號SEL1的掃描線，另一方端子連接節(jié)點(diǎn)Ng。該節(jié)點(diǎn)Ng，共同連接電容器C1的一方電極和驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極。該電容器C1的另一方電極連接節(jié)點(diǎn)Ns，在該節(jié)點(diǎn)Ns，共同連接驅(qū)動(dòng)晶體管T3的另一方端子與有機(jī)EL元件OLED的陽極。有機(jī)EL元件OLED的陰極，連接常時(shí)供給基準(zhǔn)電壓Vss的Vss端子。另外，開關(guān)晶體管T4的柵極，連接供給第2掃描信號SEL2的掃描線，另一方端子連接常時(shí)供給電源電壓Vdd的Vdd端子。
圖15表示圖14所示的像素電路的動(dòng)作時(shí)序圖。將相當(dāng)于1F的期間t0～t3分為預(yù)充電期間t0～t1、數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2以及驅(qū)動(dòng)期間t2～t3。
首先，在預(yù)充電期間t0～t1中，進(jìn)行帶Vth補(bǔ)償?shù)念A(yù)充電。具體地說，第1掃描信號SEL1為H電平，開關(guān)晶體管T1、T2均導(dǎo)通。由此，在數(shù)據(jù)線X與節(jié)點(diǎn)Ng電連接的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管T3變?yōu)樽陨淼臇艠O與自身的漏極電連接的二極管連接。在該期間t0～t1中，開關(guān)信號SWS為L電平，由于開關(guān)晶體管T6截止，像素2內(nèi)的節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a仍然電隔離。另外，第2掃描信號SEL2也是L電平，由于開關(guān)晶體管T4截止，驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子與Vdd端子之間也是電氣分離。由此，如圖16(a)所示，進(jìn)行電容器C1與數(shù)據(jù)線X的預(yù)充電。通過該預(yù)充電，在節(jié)點(diǎn)Ns的電壓Vs變?yōu)閂1的同時(shí)，節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg變?yōu)椴灰蕾囼?qū)動(dòng)晶體管T3的Vth的偏置電壓(V1+Vth)。還有，V1的具體值依賴有機(jī)EL元件OLED的漏電流。
接下來，在數(shù)據(jù)寫入期間t1～t2中，以在預(yù)充電期間t0～t1中設(shè)定的偏置電壓(V1+Vth)為基準(zhǔn)，對電容器C1進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入。由于在該期間t1～t2中的掃描信號SEL1、SEL2的電平與在預(yù)充電期間t0～t1時(shí)相同，開關(guān)晶體管T1、T2仍然導(dǎo)通，開關(guān)晶體管T4仍然截止。另外，在時(shí)刻t1，開關(guān)信號SWS上升為H電平，截止的開關(guān)晶體管T6被切換為導(dǎo)通。由此，如圖16(b)所示，節(jié)點(diǎn)Ng與可變電流源4a電連接。結(jié)果，形成數(shù)據(jù)電流Idata的路徑，該路徑成為可變電流源4a、驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道、有機(jī)EL元件OLED、Vss端子的順序。如式(7)所示，節(jié)點(diǎn)Ng的電壓Vg，以前面設(shè)定的偏置電壓(V1+Vth)為基準(zhǔn)，根據(jù)數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt的積而變動(dòng)。
Vg＝V1+Vth1+ΔV(7)ΔV＝Idata·Δt/C另外，節(jié)點(diǎn)Ns的電壓Vs，如式(8)所示，以前面設(shè)定的電壓V1為基準(zhǔn)，只有ΔV′變動(dòng)。該ΔV′是依賴有機(jī)EL元件OLED的特性(V-I特性以及Idata特性)的電壓。
Vs＝V1+ΔV′ (8)
在接下來的驅(qū)動(dòng)期間t2～t3中，將相當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道電流Isd的驅(qū)動(dòng)電流Ioled供給到有機(jī)EL元件OLED，有機(jī)EL元件OLED發(fā)光。具體地說，第1掃描信號SEL1以及開關(guān)信號SWS下降為L電平，開關(guān)晶體管T1、T2、T6均截止。由此，節(jié)點(diǎn)Ng從可變電流源4a電隔離。然而，該隔離后，在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極中，繼續(xù)施加與在電容器C1中所保持的數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓。另外，與第1掃描信號SEL1同步，第2掃描信號SEL2上升為H電平，開關(guān)晶體管T4導(dǎo)通。由此，在驅(qū)動(dòng)晶體管T3的一方端子中，通過Vdd端子供給電源電壓Vdd。由此，驅(qū)動(dòng)電流Ioled流過如圖16(c)所示的路徑。驅(qū)動(dòng)晶體管T3以在飽和領(lǐng)域動(dòng)作為前提，流過有機(jī)EL元件OLED的驅(qū)動(dòng)電流Ioled(驅(qū)動(dòng)晶體管T3的溝道電流Isd)，根據(jù)式(9)計(jì)算。
Ioled＝Isd＝1/2β(Vgs-Vth)2(9)在此，如果將用式(7)算出的作為驅(qū)動(dòng)晶體管T3的柵極電壓的Vg與用式(8)算出的Vs代入，式(9)能夠變形為式(10)。
Ioled＝1/2β(Vg-Vs-Vth)2＝1/2β{(V1+Vth+ΔV)-(V1+ΔV′)-Vth}2＝1/2β(ΔV-ΔV′)2＝β/2(Idata·Δt/C-ΔV′)2(10)在式(10)中應(yīng)該注意到，在式的變形過程中有與Vth被抵消的點(diǎn)，這意味著通過驅(qū)動(dòng)晶體管T3生成的驅(qū)動(dòng)電流Ioled不依賴Vth。有機(jī)EL的發(fā)光亮度，由與數(shù)據(jù)電流Idata與其供給時(shí)間Δt之積對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流Ioled唯一決定，由此，設(shè)定像素2的灰度。
根據(jù)本實(shí)施方式，與上述的各實(shí)施方式相同，由于能夠生成不依賴Vth的驅(qū)動(dòng)電流Ioled，能夠抑制其散差。同時(shí)，即使不將充電用的特別電路設(shè)置在像素2的外部，進(jìn)行在像素2內(nèi)結(jié)束的預(yù)充電是可能的。
還有，在上述各實(shí)施方式中，對通過開關(guān)晶體管的導(dǎo)通控制，將發(fā)揮編程元件功能的晶體管選擇性成二極管連接的像素電路的構(gòu)成例進(jìn)行說明。然而，將本發(fā)明也可以應(yīng)用于發(fā)揮編程元件功能的晶體管是始終成二極管連接的像素電路中。
另外，在上述的各實(shí)施方式中，對應(yīng)用作為電光學(xué)元件的有機(jī)EL元件OLED的例子進(jìn)行了說明。然而，本發(fā)明并不僅限于這些例子，本發(fā)明也可以應(yīng)用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定亮度的電光學(xué)元件(無機(jī)LED顯示裝置、場發(fā)射顯示裝置等)，或者，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流顯示透過率、反射率的電光學(xué)裝置(電致變色顯示裝置、電泳顯示裝置等)中。
根據(jù)上述各實(shí)施方式的電光學(xué)裝置，進(jìn)一步可以被安裝在包括電視、投影儀、移動(dòng)電話機(jī)、便攜式終端、筆記本電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)等的電子設(shè)備中。如果在這些電子設(shè)備中安裝了上述電光學(xué)裝置，那么能夠提高電子設(shè)備的商品價(jià)值，能夠在市場中提高電子設(shè)備的商品競爭力。
權(quán)利要求
1.一種像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，包括第1步驟，在將可變地生成數(shù)據(jù)電流的可變電流源與第1晶體管處于電隔離的狀態(tài)下，將成二極管連接的所述第1晶體管的柵極電壓設(shè)定為與所述第1晶體管的閾值電壓對應(yīng)的偏置電壓；第2步驟，在所述可變電流源與所述第1晶體管處于電連接的狀態(tài)下，將設(shè)定所述偏置電壓成為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并且與由所述可變電流源通過數(shù)據(jù)線供給的所述數(shù)據(jù)電流和相應(yīng)的數(shù)據(jù)電流的供給時(shí)間之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)，寫入到與成二極管連接的所述第1晶體管的柵極連接的電容器中；和第3步驟，通過由將自身的柵極連接在所述電容器上的第2晶體管生成與保持在所述電容器中的所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定電光學(xué)元件的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述第1晶體管與所述第2晶體管是相同的晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述第1晶體管以及所述第2晶體管是構(gòu)成電流反射鏡電路的一對不同的晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述第1步驟包括讓設(shè)置在所述可變電流源與所述數(shù)據(jù)線之間的開關(guān)元件斷開的步驟；所述第2步驟包括讓所述開關(guān)元件接通的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，進(jìn)一步具有第4步驟，其通過可變控制與所述數(shù)據(jù)線電容耦合的端子的電壓，調(diào)整在所述第1步驟中所設(shè)定的所述偏置電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，在所述第4步驟中所述偏置電壓的變化量，根據(jù)應(yīng)該表示的灰度設(shè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，進(jìn)一步具有第5步驟，其在所述第1步驟中所述偏置電壓的設(shè)定之前，向所述數(shù)據(jù)線供給具有讓所述第1晶體管導(dǎo)通的電壓電平的給定電壓。
8.一種像素電路，其特征在于，具有第1晶體管，其在通常情況下，或者通過開關(guān)晶體管的導(dǎo)通控制而選擇性成為二極管連接，同時(shí)根據(jù)通過數(shù)據(jù)線從可變電流源供給的數(shù)據(jù)電流，生成數(shù)據(jù)；電容器，其與所述第1晶體管的柵極連接，同時(shí)寫入由所述第1晶體管生成的所述數(shù)據(jù)；第2晶體管，其將自身的柵極與所述電容器連接，同時(shí)根據(jù)保持在所述電容器中的所述數(shù)據(jù)，生成驅(qū)動(dòng)電流；和電光學(xué)元件，其根據(jù)由所述第2晶體管生成的所述驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定亮度；所述第1晶體管，在與所述可變電流源電隔離的狀態(tài)下，將自身的柵極電壓設(shè)定成與自身的閾值電壓對應(yīng)的偏置電壓，同時(shí)，在與所述可變電流源電連接的狀態(tài)下，將設(shè)定所述偏置電壓成為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并且與由所述可變電流源通過數(shù)據(jù)線供給的所述數(shù)據(jù)電流和相應(yīng)的數(shù)據(jù)電流的供給時(shí)間之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)，寫入到所述電容器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的像素電路，其特征在于，所述第1晶體管與所述第2晶體管是相同的晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像素電路，其特征在于，所述第1晶體管以及第2晶體管是構(gòu)成電流反射鏡電路的一對不同的晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10中任一項(xiàng)所述的像素電路，其特征在于，進(jìn)一步具有開關(guān)電路，其在將所述柵極電壓設(shè)定為所述偏置電壓的期間，將所述可變電流源與所述數(shù)據(jù)線之間電隔離，同時(shí)在將數(shù)據(jù)寫入到所述電容器中的期間，將所述可變電流源與所述數(shù)據(jù)線之間電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8～10中任一項(xiàng)所述的像素電路，其特征在于，進(jìn)一步具有預(yù)充電調(diào)整電路，其通過可變控制與所述數(shù)據(jù)線電容耦合的端子的電壓，調(diào)整所述偏置電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的像素電路，其特征在于，所述預(yù)充電調(diào)整電路，根據(jù)應(yīng)該顯示的灰度，控制所述偏置電壓的變化量。
14.根據(jù)權(quán)利要求8～10中任一項(xiàng)所述的像素電路，其特征在于，進(jìn)一步具有預(yù)充電促進(jìn)電路，其在將所述柵極電壓設(shè)定為所述偏置電壓的期間之前，向所述數(shù)據(jù)線供給具有讓所述第1晶體管導(dǎo)通的電壓電平的給定電壓。
15.一種電子設(shè)備，其特征在于，安裝有權(quán)利要求8～14中任一項(xiàng)所述的像素電路構(gòu)成的電光學(xué)裝置。
全文摘要
在可變電流源(4a)與晶體管(T3)電隔離的狀態(tài)下，將成二極管連接的晶體管(T3)的柵極電壓設(shè)定成與自身閾值電壓(Vth)對應(yīng)的偏置電壓(Vdd－Vth)。接下來，在可變電流源(4a)與晶體管(T3)電連接的狀態(tài)下，將以偏置電壓為基準(zhǔn)，且將與數(shù)據(jù)電流(Idata)與其供給時(shí)間之積對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入到與晶體管(T3)的柵極連接的電容器(C1)中。并且，通過由晶體管(T3)生成與在電容器(C1)中所保持的數(shù)據(jù)對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，設(shè)定有機(jī)EL元件(OLED)的亮度。由此，在采用電流編程方式的像素電路中，能夠抑制依賴閾值電壓(Vth)的驅(qū)動(dòng)電流的散差。
文檔編號G09F9/30GK1617209SQ2004100929
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者河西利幸 申請人:精工愛普生株式會(huì)社