專利名稱：電光學(xué)裝置、電光學(xué)裝置的驅(qū)動方法及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對有機(jī)發(fā)光二極管(以下稱作“OLED(Organic LightEmitting Diode)元件”)等電光學(xué)元件的灰度進(jìn)行控制的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往提出了一種排列有多個電光學(xué)元件的電光學(xué)裝置。各電光學(xué)元件被控制在與從驅(qū)動電路輸出的數(shù)據(jù)信號的電平(電壓值或電流值)對應(yīng)的灰度。驅(qū)動電路生成與由圖像數(shù)據(jù)指定的灰度值D對應(yīng)的電平的數(shù)據(jù)信號。圖19的特性FC1是數(shù)據(jù)信號的電壓值和電光學(xué)元件的灰度(例如OLED元件的亮度)的關(guān)系。
另外，專利文獻(xiàn)1中公開了一種顯示裝置，通過伽馬修正來調(diào)整灰度值D和電光學(xué)元件的實際灰度的關(guān)系。圖20是表示將伽瑪值設(shè)為“2.0”時的灰度值D和電光學(xué)元件的灰度之間的關(guān)系的曲線圖。
專利文獻(xiàn)1特開2003-255900號公報電光學(xué)裝置要求多灰度化。但是，為了使電光學(xué)元件的灰度細(xì)微地變化，需要使數(shù)據(jù)信號的電平的等級寬度(step width變化量的最小值)細(xì)微化，所以需要高性能且大規(guī)模的驅(qū)動電路，從而存在著電光學(xué)裝置成本增大的問題。
電光學(xué)元件的發(fā)光效率越提高，上述問題越顯著。即，如圖19的特性FC2所例示那樣，電光學(xué)元件的發(fā)光效率越提高，灰度相對數(shù)據(jù)信號電平(電壓值)的變化量越增大。因此，為了使電光學(xué)元件的灰度僅變化圖19的ΔG，要求驅(qū)動電路高性能化，使得數(shù)據(jù)信號的電平的等級寬度ΔV2比特性FC1情況下的等級寬度ΔV1更細(xì)微化。
另外，在將超過“1”的伽瑪值應(yīng)用于伽瑪修正的情況下，如圖20所例示那樣，尤其需要在低灰度的范圍內(nèi)縮小電光學(xué)元件的灰度的等級寬度ΔG。此時，由于也需要使數(shù)據(jù)信號的電壓細(xì)微地變化，所以，電光學(xué)裝置成本增加的問題更顯著。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，本發(fā)明的目的在于解決維持?jǐn)?shù)據(jù)信號的電平的等級寬度并細(xì)微地控制電光學(xué)元件的灰度的課題。
為了解決該課題，本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置，包括單位電路，其具有將第一電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的灰度的第一元件部(例如圖2的元件部U1)、和將第二電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的灰度的第二元件部(例如圖2的元件部U2)，當(dāng)向第一元件部和第二元件部賦予相同電平的數(shù)據(jù)信號時，第一電光學(xué)元件的灰度比第二電光學(xué)元件低；和信號生成電路，其是根據(jù)在單位電路中指定的灰度值生成不同電平的數(shù)據(jù)信號的電路，在灰度值處于第一范圍(例如圖5的范圍RL)內(nèi)時，對第一元件部賦予按照第一電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)灰度值處于比第一范圍高灰度側(cè)的第二范圍內(nèi)(例如圖5的范圍RM)時，對第二元件部賦予按照第二電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號。
本發(fā)明中，基于在向第一元件部和第二元件部賦予相同電平的數(shù)據(jù)信號時第一電光學(xué)元件的灰度比第二電光學(xué)元件低的結(jié)構(gòu)(即在第一元件部和第二元件部中灰度變化率不同的結(jié)構(gòu))，在指定了第一范圍內(nèi)的灰度值的情況下，通過與該灰度值對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號控制第一電光學(xué)元件。因此，與不管在單位電路中指定的灰度值而控制與第二電光學(xué)元件同等特性的一個電光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)相比，可充分確保指定了第一范圍內(nèi)的灰度值時的數(shù)據(jù)信號的電平等級寬度。另外，由于在指定了第二范圍內(nèi)的灰度值的情況下第二電光學(xué)元件被控制，所以與不管在單位電路中指定的灰度值而控制與第一電光學(xué)元件同等特性的一個電光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)相比，可以抑制數(shù)據(jù)信號的電平(消耗功率的降低)，同時能表現(xiàn)寬范圍的多灰度。
本發(fā)明所涉及的電光學(xué)元件，是通過賦予電能(電流的供給或電壓的施加)而使亮度或透過率等光學(xué)特性變化的要素。關(guān)于本發(fā)明中適用的電光學(xué)元件，不在乎自身發(fā)光的自發(fā)光型元件和使外光透過率變化的非發(fā)光型元件(例如液晶元件)之間的區(qū)別、以及通過供給電流而驅(qū)動的電流驅(qū)動型元件和通過施加電壓而驅(qū)動的電壓驅(qū)動型元件之間的區(qū)別。例如，在本發(fā)明中可利用OLED元件或無機(jī)EL元件、場致放射(FE)元件、表面導(dǎo)電型放射(SESurface-conduction Electron-emitter)元件、彈道電子放出(BSBallistic electron Surface emitting)元件、LED(Light EmittingDiode)元件、液晶元件、電泳元件、電致發(fā)光元件等各種電光學(xué)元件。
本發(fā)明中的數(shù)據(jù)信號可以是電流信號以及電壓信號中的任意一種。所謂數(shù)據(jù)信號的電平，在數(shù)據(jù)信號是電流信號時是指電流值，在數(shù)據(jù)信號是電壓信號時是指電壓值。另外，作為構(gòu)成單位電路的要素示出了第一元件部以及第二元件部，但單位電路具備包括第一元件部和第二元件部的三個以上元件部的結(jié)構(gòu)當(dāng)然也包含于本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，第一電光學(xué)元件和第二電光學(xué)元件射出光的區(qū)域的面積不同。根據(jù)該方式，可使第一電光學(xué)元件和第二電光學(xué)元件的制造工序公共化，同時可使灰度變化率在第一元件部和第二元件部中不同。其中，按各元件部使灰度變化率不同的結(jié)構(gòu)也可以通過以下的方式實現(xiàn)。
在第一方式(例如圖6)中，第一電光學(xué)元件以及第二電光學(xué)元件是發(fā)光層介于第一電極(例如圖6的第一電極33)和第二電極(例如圖6的第二電極36)之間的發(fā)光元件，第一電光學(xué)元件和第二電光學(xué)元件其第一電極與第二電極的間隔不同。換言之，介于第一電極和第二電極之間包括發(fā)光層的部分(例如圖6的發(fā)光功能層35)的膜厚在第一電光學(xué)元件和第二電光學(xué)元件中不同。
在第二方式(例如圖7)中，第一電光學(xué)元件以及第二電光學(xué)元件是發(fā)光層介于相互對置的具有透光性的第一電極和具有光反射性的第二電極之間的發(fā)光元件，第一電光學(xué)元件和第二電光學(xué)元件其第一電極的膜厚不同。
第三方式(例如圖9)所涉及的電光學(xué)裝置，具備在基板的面上形成的具有透光性的絕緣層(例如圖9的絕緣層32)，第一電光學(xué)元件以及第二電光學(xué)元件是發(fā)光層介于在絕緣層的面上形成的具有透光性的第一電極和與該第一電極對置的具有光反射性的第二電極之間的發(fā)光元件，絕緣層中來自第一電光學(xué)元件的出射光透過的區(qū)域、和來自第二電光學(xué)元件的出射光透過的區(qū)域的膜厚不同。
第四方式(例如圖10)所涉及的電光學(xué)裝置，具備來自第一電光學(xué)元件的出射光透過的第一透光體(例如圖10中的減光濾波器37的部分371)、和來自第二電光學(xué)元件的出射光透過的第二透光體(例如圖10中的減光濾波器37的部分372)，第一透光體和第二透光體的透過率不同。
根據(jù)以上例示的第一～第四方式，可以使第一電光學(xué)元件和第二電光學(xué)元件為相同的面積。即，不需要使第二電光學(xué)元件比第一電光學(xué)元件面積大。因此，具有容易實現(xiàn)各電光學(xué)元件的高精細(xì)化的優(yōu)點。
用于使灰度變化率在第一元件部和第二元件部中不同的結(jié)構(gòu)不限定于以上的例示。例如也可采用下述結(jié)構(gòu)在第一元件部和第二元件部分別包括生成與柵極的電壓對應(yīng)的驅(qū)動電流并提供給電光學(xué)元件的驅(qū)動晶體管時，在第一元件部的驅(qū)動晶體管和第二元件部的驅(qū)動晶體管中，對柵極施加相同電壓時的驅(qū)動電流的電流值不同。根據(jù)該方式，具有不需要按各元件部使各電光學(xué)元件的形態(tài)(面積或各層的膜厚)不同的優(yōu)點。
而且，不需要使各元件部所包含的要素(電光學(xué)元件與驅(qū)動晶體管)的特性不同。例如，也可以采用第一元件部在第一期間(例如圖12的發(fā)光期間PEL1)以與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的亮度使第一電光學(xué)元件發(fā)光，第二元件部在比第一期間長的第二期間(例如圖12的發(fā)光期間PEL2)以與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的亮度使所述第二電光學(xué)元件發(fā)光的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)第一期間和第二期間的時間長度使灰度變化率在第一元件部和第二元件部中不同。另外，該方式的具體例子作為第三實施方式將在后面描述。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，第一元件部將第一電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電壓值對應(yīng)的灰度，第二元件部將第二電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電流值對應(yīng)的灰度，信號生成電路包括電壓生成電路(例如圖13的電壓生成電路251)，其在單位電路中指定的灰度值處于第一范圍內(nèi)時，向第一元件部輸出與該灰度值對應(yīng)的電壓值的數(shù)據(jù)信號；和電流生成電路(例如圖13的電流生成電路252)，其在灰度值處于第二范圍時，向第二元件部供給與該灰度值對應(yīng)的電流值的數(shù)據(jù)信號。該方式中，在灰度值處于高灰度側(cè)的第二范圍內(nèi)時根據(jù)數(shù)據(jù)信號的電壓值驅(qū)動第一電光學(xué)元件，另一方面，在灰度值處于低灰度側(cè)的第一范圍內(nèi)時根據(jù)數(shù)據(jù)信號的電流值驅(qū)動第二電光學(xué)元件。因此，即使在數(shù)據(jù)信號的傳送路徑(例如圖13的數(shù)據(jù)線LDk[j])的時間常數(shù)高的情況下，也能可靠地將第一電光學(xué)元件設(shè)定為預(yù)期的灰度值。另外，該方式的具體例子作為第四實施方式將在后面描述。
本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置被應(yīng)用于各種電子設(shè)備。該電子設(shè)備的典型例子是利用電光學(xué)裝置作為顯示裝置的設(shè)備。作為這種電子設(shè)備，有個人計算機(jī)與移動電話機(jī)等。當(dāng)然，本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置的用途不限定于圖像的顯示。例如在通過光線的照射在感光體滾筒等圖像承載體上形成潛影用的曝光裝置(曝光頭)、配置于液晶裝置的背面?zhèn)葋韺ζ溥M(jìn)行照明的裝置(背光燈)、或搭載于掃描儀等圖像讀取裝置來照明稿件的裝置等各種照明裝置等，可以在各種用途中應(yīng)用本發(fā)明的電光學(xué)裝置。
本發(fā)明也對驅(qū)動電光學(xué)裝置的方法進(jìn)行了特定。本發(fā)明所涉及的驅(qū)動方法，包括判別過程(例如圖1的數(shù)據(jù)判別部241執(zhí)行的步驟)，判別在單位電路中指定的灰度值屬于包括第一范圍和灰度比該第一范圍高一側(cè)的第二范圍的多個范圍中的哪一個；和信號生成過程(例如圖1的信號生成電路25執(zhí)行的步驟)，根據(jù)灰度值生成不同電平的數(shù)據(jù)信號，在信號生成過程中，當(dāng)通過判別過程判別灰度值處于第一范圍內(nèi)時，對第一元件部賦予按照第一電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)通過判別過程判別灰度值處于第二范圍內(nèi)時，對第二元件部賦予按照第二電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號。通過以上方法，也起到與本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置同樣的效果。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示各單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是用于說明電光學(xué)裝置的動作的時間圖。
圖4是對電光學(xué)元件與布線的形態(tài)進(jìn)行例示的俯視圖。
圖5是表示數(shù)據(jù)信號的電壓值和各電光學(xué)元件的灰度(發(fā)光量)的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示第一方式所涉及的元件陣列部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖7是表示第二方式所涉及的元件陣列部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8是表示來自各電光學(xué)元件的出射光的分光特性的曲線圖。
圖9是表示第三方式所涉及的元件陣列部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖10是表示第四方式所涉及的元件陣列部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖11是表示第三實施方式中的單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖12是用于說明電光學(xué)裝置的動作的時間圖。
圖13是表示第四實施方式中的單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖14是用于說明電光學(xué)裝置的動作的時間圖。
圖15是表示變形例所涉及的單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖16是表示本發(fā)明的電子設(shè)備的形態(tài)(個人計算機(jī))的立體圖。
圖17是表示本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備的形態(tài)(移動電話)的立體圖。
圖18是表示本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備的形態(tài)(便攜信息終端)的立體圖。
圖19是表示數(shù)據(jù)信號的電壓值和電光學(xué)元件的灰度的關(guān)系的曲線圖。
圖20是表示灰度值和電光學(xué)元件的實際灰度的關(guān)系的曲線圖。
圖中100-電光學(xué)裝置；A-元件陣列部；P-單位電路；Uk(U1～U3)-元件部；Ek(E1～E3)-電光學(xué)元件；Qdr、Qdr_p、Qdr_n-驅(qū)動晶體管；Qsl-選擇晶體管；C、C1-電容元件；Qsw1、Qsw2-晶體管；Qel-發(fā)光控制晶體管；120-掃描線；121～123-控制線；14-布線組；LDk[j](LD1[j]～LD3[j])-數(shù)據(jù)線；17-電源線；20-控制電路；22-掃描線驅(qū)動電路；24-數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路；241-數(shù)據(jù)判別部；25-信號生成電路；30-基板；31-布線；32-絕緣層；33-第一電極；34-隔壁層；341-開口部；35-發(fā)光層；36-第二電極；37-減光濾波器；G[i]-掃描信號；G1[i]～G3[i]-控制信號；Sk[j](S1[j]～S3[j])-數(shù)據(jù)信號。
具體實施例方式
(A第一實施方式)圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的電光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，電光學(xué)裝置100包括多個單位電路P排列而成的元件陣列部A；驅(qū)動各單位電路P的掃描線驅(qū)動電路22以及數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24；和控制掃描線驅(qū)動電路22以及數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24的控制電路20。多個單位電路P遍布相互交叉的X方向以及Y方向排列成縱m行×橫n列的矩陣狀(m以及n分別是2以上的自然數(shù))。
圖2是表示各單位電路P的結(jié)構(gòu)的電路圖。在該圖中，雖僅圖示了屬于第i行(i是滿足1≤i≤m的整數(shù))第j列(j是滿足1≤j≤n的整數(shù))的一個單位電路P，但全部的單位電路P是同樣的結(jié)構(gòu)。如圖1以及圖2所示，在元件陣列部A中形成有沿X方向延伸的m根掃描線120、沿Y方向延伸的n組布線組14。各單位電路P配置在與掃描線120和布線組14的各交叉對應(yīng)的位置。如圖2所示，第j列的布線組14包括分別在Y方向延伸的三根數(shù)據(jù)線LD1[j]～LD3[j]。經(jīng)由電源線17向各單位電路P供給電源電位VEL。
圖1的掃描線驅(qū)動電路22是生成用于順次選擇元件陣列部A的m行的每一個(各掃描線120)的掃描信號G[1]～G[m]，并將其輸出到各掃描線120的機(jī)構(gòu)(例如m位的移位寄存器)。如圖3所示，被輸出到第i行的掃描線120的控制信號G[i]，在一幀期間中的第i個水平掃描期間H成為高電平(選擇)，在此之外的期間維持低電平(非選擇)。
控制電路20除了根據(jù)時鐘信號等各種信號的輸出來控制掃描線驅(qū)動電路22以及數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24的動作的定時之外，還順次對數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24輸出用于指定各單位電路P的灰度值D的圖像數(shù)據(jù)。如圖1所示，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24包括判別各單位電路P的灰度值D所屬范圍R的數(shù)據(jù)判別部241；和與布線組14的總數(shù)(單位電路P的列數(shù))相當(dāng)?shù)膎個信號生成電路25。數(shù)據(jù)判別部241判斷從控制電路20供給的灰度值D屬于按照不相互重疊的方式而將從灰度值D的最小值到最大值的范圍進(jìn)行區(qū)分的3個范圍R(RL、RM、RH)中的哪一個。范圍RL包括灰度值D的最小值，范圍RH包括灰度值D的最大值。范圍RM是與范圍RL相比高灰度側(cè)的范圍，范圍RH是與范圍RM相比高灰度側(cè)的范圍。
第j列的信號生成電路25生成數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]，并將其輸出到第j列的布線組14。數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]是根據(jù)第j列的灰度值D和通過數(shù)據(jù)判別部241判別的結(jié)果而設(shè)定電壓值Vd的電壓信號。數(shù)據(jù)信號Sk[j](k是滿足1≤k≤3的整數(shù))被輸出到數(shù)據(jù)線LDk[j]。另外，關(guān)于信號生成電路25的具體動作將在后面描述。
接著，說明單位電路P的具體結(jié)構(gòu)。如圖2所示，一個單位電路P包括與范圍R的劃分?jǐn)?shù)相當(dāng)?shù)?個元件部U1～U3。元件部Uk包括配置在從電源線17到接地線(接地電位Gnd)的路徑上的電光學(xué)元件Ek。本實施方式的電光學(xué)元件Ek是有機(jī)EL(Electroluminescent)材料的發(fā)光層介于相互對置的各電極之間的OLED元件。發(fā)光層通過電流(以下稱作“驅(qū)動電流”)IEL的供給而發(fā)光。
在元件部Uk中的驅(qū)動電流IEL的路徑上(在電源線17和電光學(xué)元件Ek之間)配置有p溝道型的驅(qū)動晶體管Qdr。驅(qū)動晶體管Qdr是生成與柵極的電壓對應(yīng)的電流量的驅(qū)動電流IEL、并將其供給到電光學(xué)元件Ek的薄膜晶體管。在元件部Uk的驅(qū)動晶體管Qdr的柵極和數(shù)據(jù)線LDk[j]之間，插入有控制兩者電連接(導(dǎo)通/非導(dǎo)通)的選擇晶體管Qsl。第i行的各單位電路P的元件部U1～U3中包含的選擇晶體管Qsl的柵極，公共連接于第i行的掃描線120。電容元件C介于驅(qū)動晶體管Qdr的柵極和源極(電源線17)之間。
若在水平掃描期間H中掃描信號G[i]遷移成高電平，則屬于第i行的各單位電路P的元件部U1～U3中包含的選擇晶體管Qsl同時變化為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，元件部Uk的驅(qū)動晶體管Qdr的柵極被設(shè)定為在該水平掃描期間H中供給到數(shù)據(jù)線LDk[j]的數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd。此時，由于在電容元件C中存儲有與電壓值Vd對應(yīng)的電荷，所以，即使掃描信號G[i]遷移成低電平使得選擇晶體管Qsl變化為截止?fàn)顟B(tài)，驅(qū)動晶體管Qdr的柵極也被維持在電壓值Vd。因此，直到下一次掃描信號G[i]遷移成高電平為止，持續(xù)向電光學(xué)元件Ek供給與電壓值Vd對應(yīng)的驅(qū)動電流IEL。通過以上的動作，電光學(xué)元件Ek變?yōu)榕c數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd對應(yīng)的灰度(發(fā)光量)。
接著，圖4是例示一個單位電路P的各電光學(xué)元件E1～E3和各布線的配置的俯視圖。如該圖所示，電光學(xué)元件E1～E3的各自面積不同。即，電光學(xué)元件E2的面積比電光學(xué)元件E1大，電光學(xué)元件E3的面積比電光學(xué)元件E2大。電光學(xué)元件E1、E2隔著掃描線120在Y方向的負(fù)側(cè)區(qū)域排列于X方向。電光學(xué)元件E3隔著掃描線120配置于Y方向的正側(cè)區(qū)域。從電光學(xué)元件E1～E3觀察，數(shù)據(jù)線LD1[j]、LD3[j]在X方向負(fù)側(cè)的區(qū)域沿Y方向延伸。從電光學(xué)元件E1～E3觀察，數(shù)據(jù)線LD2[j]以及電源線17在X方向正側(cè)的區(qū)域沿Y方向延伸。
圖5是表示數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd和電光學(xué)元件Ek的灰度之間的關(guān)系的曲線圖。該圖的特性FAk表示數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd的絕對值和電光學(xué)元件Ek的實際灰度(發(fā)光量)之間的關(guān)系。如圖4所示，在本實施方式中，由于電光學(xué)元件E1～E3的面積不同，所以即使假設(shè)對元件部U1～U3的每一個供給相同的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]，也會如圖5所示，電光學(xué)元件E1～E3的灰度(發(fā)光量)不同。即，若被供給相同電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]，則電光學(xué)元件E1的灰度比電光元件E2的灰度低，電光學(xué)元件E3的灰度比電光元件E2的灰度高。換言之，對于各電光學(xué)元件E1～E3的灰度的變化量相對于數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]的電壓值Vd的變化量的相對比(以下稱作“灰度變化率”)而言，電光學(xué)元件E3最大，電光學(xué)元件E1最小?；叶茸兓时欢x為“(灰度的變化量)/(電壓值Vd的變化量)”，其成為電光學(xué)元件Ek的灰度根據(jù)電壓值Vd而變化的靈敏度指標(biāo)(灰度變化率越高，電光學(xué)元件Ek的灰度相對于電壓值Vd的變化越以高靈敏度變化)的數(shù)值。
第j列的信號生成電路25按照下述方式設(shè)定各數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]的電壓值Vd，即以灰度值D對應(yīng)的灰度選擇性地驅(qū)動第j列單位電路P的電光學(xué)元件E1～E3中灰度值D所屬的范圍R所對應(yīng)的一個電光學(xué)元件Ek。
例如，當(dāng)數(shù)據(jù)判別部241判定灰度值D是范圍RL內(nèi)的數(shù)值時，信號生成電路25生成在圖5的范圍B1內(nèi)根據(jù)灰度值D而不同的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]，對于數(shù)據(jù)信號S2[j]、S3[j]而言，設(shè)定為使分別與其對應(yīng)的電光學(xué)元件E2、E3熄滅的電壓值Vd(電源電位VEL)。同樣，當(dāng)灰度值D是范圍RM內(nèi)的數(shù)值時，信號生成電路25生成圖5的范圍B2中與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S2[j]、和使電光學(xué)元件E1、E3熄滅的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]、S3[j]。另外，當(dāng)灰度值D是范圍RH內(nèi)的數(shù)值時，信號生成電路25生成圖5的范圍B3中與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S3[j]、和使電光學(xué)元件E1、E2熄滅的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]、S2[j]。
例如，現(xiàn)在假定對第j列中第i行的單位電路P指定范圍RH內(nèi)的灰度值D，對第(i+1)行的單位電路P指定范圍RL內(nèi)的灰度值D，對第(i+2)行的單位電路P指定范圍RM內(nèi)的灰度值D的情況。如圖3所示，在掃描信號G[i]成為高電平的水平掃描期間H中，數(shù)據(jù)信號S3[j]被設(shè)定為以與灰度值D對應(yīng)的灰度使電光學(xué)元件E3點亮的電壓值Vd(比電源電位VEL低的電位)，數(shù)據(jù)信號S1[j]、S2[j]被設(shè)定為使電光學(xué)元件E熄滅的電壓值Vd(電源電位VEL)。另外，在掃描信號G[i+1]成為高電平的水平掃描期間H中，數(shù)據(jù)信號S1[j]被設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd，數(shù)據(jù)信號S2[j]、S3[j]被設(shè)定為電源電位VEL。同樣，在掃描信號G[i+2]成為高電平的水平掃描期間H中，數(shù)據(jù)信號S2[j]被設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd，數(shù)據(jù)信號S1[j]、S3[j]被設(shè)定為電源電位VEL。
如上所述，根據(jù)灰度值D來決定數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]中根據(jù)灰度值D的范圍R而選擇的一個數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd。因此，在圖5中使用了表示電光學(xué)元件Ek的特性FAk的曲線中用實線圖示的部分fk。即，范圍RL內(nèi)的灰度根據(jù)電光學(xué)元件E1的發(fā)光(部分f1)而被輸出(顯示)，范圍RM內(nèi)的灰度根據(jù)電光學(xué)元件E2的發(fā)光(部分f2)而被輸出，范圍RH內(nèi)的灰度根據(jù)電光學(xué)元件E3的發(fā)光(部分f3)而被輸出。
如上所述，在本實施方式中，由于當(dāng)指定了低灰度側(cè)的范圍RL內(nèi)的灰度值D時，灰度變化率最小的電光學(xué)元件E1被驅(qū)動，當(dāng)指定高灰度側(cè)的范圍RH內(nèi)的灰度值D時，灰度變化率最大的電光學(xué)元件E3被驅(qū)動，所以具有下述優(yōu)點可充分確保數(shù)據(jù)信號S1[j]～S3[j]的電壓值Vd的等級寬度，并且可降低各自的電壓值Vd。若對該效果進(jìn)行詳細(xì)描述，則如下所示。
現(xiàn)在，將1個單位電路P僅包括元件部U3的結(jié)構(gòu)(僅通過灰度變化率高的電光學(xué)元件E3來表現(xiàn)所有灰度值D的結(jié)構(gòu))作為第一對比例進(jìn)行研究?；诘谝粚Ρ壤慕Y(jié)構(gòu)，為了使電光學(xué)元件E3的灰度在范圍RL內(nèi)僅變化ΔG，如圖5所示，需要使數(shù)據(jù)信號S3[j]的電壓值Vd僅變化微小的變化量ΔV1，所以，不可缺少能夠進(jìn)行電壓值Vd的微小調(diào)整的高價數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24。對此，由于在本實施方式中范圍RL內(nèi)的灰度值D通過灰度變化率低的電光學(xué)元件E1來表現(xiàn)，所以，為了使灰度值D僅變化ΔG所需的電壓值Vd的變化量/V2比第一對比例的變化量ΔV1大。這樣，由于在本實施方式中降低了細(xì)微調(diào)整數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd的變化量的必要性，所以與第一對比例比較可采用低廉的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24。
接著，將1個單位電路P僅包括元件部U1的結(jié)構(gòu)(僅通過灰度變化率低的電光學(xué)元件E1來表現(xiàn)所有灰度值D的結(jié)構(gòu))作為第二對比例進(jìn)行研究。基于第二對比例，為了將電光學(xué)元件E1控制在范圍RH內(nèi)的灰度GH，如圖5所示，需要使數(shù)據(jù)信號S1[j]上升至電壓值Vd1，所以，存在著數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24中的消耗功率過大的問題。對此，在本實施方式中，通過比電光學(xué)元件E1灰度變化率高的電光學(xué)元件E2與E3來表現(xiàn)范圍RM以及范圍RH的灰度值D。因此，例如為了以灰度GH控制電光學(xué)元件E3所需的數(shù)據(jù)信號S3[j]的電壓值Vd，成為比第二對比例中的電壓值Vd1大幅降低的電壓值Vd2。這樣，根據(jù)本實施方式，由于降低了高灰度的輸出所需的電壓值Vd，所以，與第二對比例比較存在著降低了數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路24中的消耗功率的優(yōu)點。
(B第二實施方式)在第一實施方式中舉例說明了根據(jù)電光學(xué)元件E1～E3的面積而使各自的灰度變化率不同的結(jié)構(gòu)，但用于按各電光學(xué)元件Ek選定灰度變化率的具體方法如以下各方式所述，可以進(jìn)行適當(dāng)變更。另外，下面著眼于電光學(xué)元件E1、E2進(jìn)行說明，但對于電光學(xué)元件E3而言，也可通過同樣的結(jié)構(gòu)將灰度變化率調(diào)整為預(yù)期值。而且，當(dāng)不需要特別區(qū)別各電光學(xué)元件E1～E3時，僅表示為“電光學(xué)元件E”。在下面的各方式所參照的附圖中，對作用或功能相同的要素標(biāo)記相同的符號。
(B-1第一方式)圖6是本方式所涉及的元件陣列部A的剖面圖。如圖所示，在具有透光性的基板30的表面，形成有與驅(qū)動晶體管Qdr的漏極電連接的布線31。形成有驅(qū)動晶體管Qdr等各元件與部件31的基板30的表面被絕緣層32覆蓋。在絕緣層32的面上，按照各電光學(xué)元件E相互分離形成有作為電光學(xué)元件E的陽極而發(fā)揮作用的第一電極33。
第一電極33由ITO(Indium Tin Oxide)等具有透光性的導(dǎo)電材料形成，并且經(jīng)由絕緣層32的接觸孔與布線31(進(jìn)而與驅(qū)動晶體管Qdr)導(dǎo)通。在形成有第一電極33的絕緣層32的表面形成隔壁層34。隔壁層34是在與第一電極33重合的各區(qū)域形成有開口部分341的絕緣性膜體。
在被隔壁層34的開口部分341的內(nèi)周面包圍并且以第一電極33的表面為底面的凹部形成發(fā)光功能層35。發(fā)光功能層35包括由有機(jī)EL材料形成的發(fā)光層。另外，也可以將用于促進(jìn)發(fā)光層的發(fā)光或用于使發(fā)光層的發(fā)光效率提高的各種功能層(空穴注入層、空穴輸送層、電子注入層、電子輸送層、空穴阻擋層(hole block layer)、電子阻擋層)和發(fā)光層的疊層作為發(fā)光功能層35。在隔壁層34以及發(fā)光功能層35的面上，形成有作為電光學(xué)元件E的陰極而發(fā)揮作用的第二電極36。第二電極36是遍及多個電光學(xué)元件E而連續(xù)形成的導(dǎo)電膜。第二電極具有光反射性。因此，如圖6的箭頭所示，從發(fā)光功能層35向基板30一側(cè)射出的光和在第二電極36的表面反射的光透過絕緣層32與基板30被射出到電光學(xué)裝置100的外部。
在第一實施方式中，例示了根據(jù)發(fā)光功能層35的面積(即第一電極33和第二電極36之間流過電流的區(qū)域的面積)使電光學(xué)元件E1～E3每一個的灰度變化率不同的結(jié)構(gòu)。對此，在本方式中，各電光學(xué)元件E的發(fā)光功能層35的面積大致相同，另一方面，通過按各電光學(xué)元件E來調(diào)整發(fā)光功能層35的膜厚(換言之是第一電極33和第二電極36的間隔)，使各自的灰度變化率不同。如圖6所示，電光學(xué)元件E1的發(fā)光功能層35的膜厚Ta1比電光學(xué)元件E2的發(fā)光功能層35的膜厚Ta2大。由于發(fā)光功能層35越薄，向第一電極33和第二電極36之間施加規(guī)定電壓時的發(fā)光量越增大，所以，即使在圖6的結(jié)構(gòu)中也與第一實施方式同樣，電光學(xué)元件E1的灰度變化率比電光學(xué)元件E2的灰度變化率低。
(B-2第二方式)圖7是第二方式所涉及的元件陣列部A的剖面圖。如該圖所示，構(gòu)成電光學(xué)元件E的要素和其層疊順序與圖6的方式相同。但在本方式中，第一電極33的膜厚在各電光學(xué)元件E中不同。例如，如圖7所示，電光學(xué)元件E1的第一電極33的膜厚Tb1比電光學(xué)元件E2的第一電極33的膜厚Tb2大。
圖7的結(jié)構(gòu)中的絕緣層32由折射率與基板30不同的材料形成。因此，絕緣層32和基板30的界面作為半透過反射面而發(fā)揮作用，其使相對該界面入射的光的一部分向基板30一側(cè)透過，并且使另一部分向基板30的相反側(cè)反射。以上的結(jié)構(gòu)中，在半透過反射面和第二電極36的表面之間形成了來自發(fā)光功能層35的出射光發(fā)生諧振的諧振器結(jié)構(gòu)。即，來自發(fā)光功能層35的出射光在半透過反射面和第二電極36的表面之間往復(fù)，屬于與兩界面間的距離對應(yīng)的頻帶(諧振波長)的成分選擇性地透過基板30而射出。
在本實施方式中，由于構(gòu)成諧振器結(jié)構(gòu)的第一電極33的膜厚(來自發(fā)光功能層35的出射光透過半透過反射面為止的光路長)在各電光學(xué)元件E中不同，所以，在向第一電極33和第二電極36之間施加規(guī)定的電壓時，從發(fā)光功能層35射出并透過基板30的光的分光特性在電光學(xué)元件E1和E2中不同。例如，如圖8所示，來自電光學(xué)元件E1的出射光顯示跨過很廣的范圍強(qiáng)度平坦分布的特性FB1，而來自電光學(xué)元件E2的出射光顯示在包括諧振波長的窄范圍成為高強(qiáng)度的特性FB2。通過該結(jié)構(gòu)也與第一實施方式一樣，可以將電光學(xué)元件E1的灰度變化率設(shè)定得比電光學(xué)元件E2低。
(B-3第三方式)圖9是第三方式所涉及的元件陣列部A的剖面圖。如該圖所示，在本實施方式中，絕緣層32的膜厚按各電光學(xué)元件E而不同。例如，如圖9所示，與電光學(xué)元件E1對應(yīng)的絕緣層32的膜厚Tc1比與電光學(xué)元件E2對應(yīng)的絕緣層32的膜厚Tc2大。即使在圖9的結(jié)構(gòu)中，由于來自發(fā)光功能層35的出射光透過半透過反射面為止的光路長按各電光學(xué)元件E而不同，所以，如圖8所示，基板30的透過光的分光特性按電光學(xué)元件E1和E2而不同。因此，可以將電光學(xué)元件E1的灰度變化率設(shè)定得比電光學(xué)元件E2低。
(B-4第四方式)圖10是第四方式所涉及的元件陣列部A的剖面圖。如該圖所示，本方式的電光學(xué)裝置100除了圖6的要素外，還包括粘貼于基板30表面的減光濾波器37(ND(Neutral Density)濾波器)。絕緣層32通過具有透光性的粘接劑38粘接于減光濾波器37的表面。來自各電光學(xué)元件E的出射光透過減光濾波器37和基板30而射出到外部。
減光濾波器37中與各電光學(xué)元件E1～E3重合的部分的透過率不同。例如，如圖10所示，減光濾波器37中與電光學(xué)元件E1重合的部分371的透過率比與電光學(xué)元件E2重合的部分372的透過率低。因此，與第一實施方式相同，電光學(xué)元件E1的灰度變化率比電光學(xué)元件E2低。
如上所述，根據(jù)本實施方式，由于可使各電光學(xué)元件E的面積相同并可分別設(shè)定各自的灰度變化率，所以，與需要使電光學(xué)元件E3相對大面積的第一實施方式的結(jié)構(gòu)比較，可以降低配置單位電路P所需的空間，由此，具有容易實現(xiàn)圖像的高精細(xì)化的優(yōu)點。
另外，如第一～第三方式那樣，基板30上的要素的膜厚按各電光學(xué)元件E而不同的結(jié)構(gòu)，例如可通過下述方式制造按各電光學(xué)元件E使構(gòu)成所述要素的膜體的層疊數(shù)不同的方法；按各電光學(xué)元件E通過獨立的工序以預(yù)期的膜厚形成所述要素的方法。例如，圖7中的電光學(xué)元件E1的第一電極33通過層疊比電光學(xué)元件E2的第一電極33數(shù)量多的導(dǎo)電膜而形成。如上所述，在第一～第三方式所涉及的元件陣列部A的制造中，需要按各電光學(xué)元件E改變形成要素的工序，該要素決定了灰度變化率。對此，由于通過像第一實施方式那樣根據(jù)各電光學(xué)元件E的面積決定各自的灰度變化率的結(jié)構(gòu)，制造各電光學(xué)元件E的要素的方法是通用的，所以具有簡化元件陣列部A的制造工藝的優(yōu)點。
(C第三實施方式)接著，對本發(fā)明的第三實施方式進(jìn)行說明。在第一實施方式中，例示了根據(jù)各自的特性使電光學(xué)元件E1～E3的灰度變化率不同的結(jié)構(gòu)。對此，在本實施方式中，采用了根據(jù)使各電光學(xué)元件E實際發(fā)光的時間長度而使各自的灰度變化率不同的結(jié)構(gòu)。另外，本實施方式中對作用或功能與第一實施方式相同的要素標(biāo)記與以上相同的符號，并適當(dāng)省略其詳細(xì)的說明。
圖11是表示屬于第i行的第j列單位電路P的結(jié)構(gòu)的電路圖。如該圖所示，在本實施方式的元件陣列部A中，形成有與掃描線120平行延伸的三根控制線(121～123)。掃描線驅(qū)動電路22除了向掃描線120輸出掃描信號G[i]之外，還向控制線121輸出控制信號G1[i]，向控制線122輸出控制信號G2[i]，向控制線123輸出控制信號G3[i]。另外，對各信號的具體波形將在后面描述。
如圖11所示，一個單位電路P具備2個元件部U1、U2。元件部Uk(本實施方式的k是1或2)包括電光學(xué)元件Ek。電光學(xué)元件E1以及電光學(xué)元件E2各自的面積與各層的膜厚相等。在本實施方式中，從灰度值D的最小值到最大值的范圍被劃分為低灰度側(cè)的范圍RL和高灰度側(cè)的范圍RH。而且，若灰度值D是范圍RL內(nèi)的數(shù)值，則電光學(xué)元件E1被驅(qū)動，若灰度值D是范圍RH內(nèi)的數(shù)值，則電光學(xué)元件E2被驅(qū)動。
在元件部Uk的驅(qū)動晶體管Qdr的漏極和電光學(xué)元件Ek的陰極之間，插入有控制兩者電連接的n溝道型晶體管(以下稱作“發(fā)光控制晶體管”)Qel。從控制線122向元件部U1的發(fā)光控制晶體管Qel的柵極供給控制信號G2[i]。從控制線123向元件部U2的發(fā)光控制晶體管Qel的柵極供給控制信號G3[i]。
在元件部Uk的驅(qū)動晶體管Qdr的柵極和漏極之間，插入有控制兩者電連接的n溝道型晶體管Qsw1。從控制線121向元件部U1以及U2每一個中的晶體管Qsw1的柵極供給控制信號G1[i]。
元件部Uk包括夾著電介質(zhì)使電極E1和E2對置的電容元件C1(電容值c1)。電極E1與驅(qū)動晶體管Qdr的柵極連接。元件部Uk的選擇晶體管Qsl介于電極E2和數(shù)據(jù)線LDk[j]之間，控制兩者的電連接。與第一實施方式相同，電容元件C(電容值c)介于驅(qū)動晶體管Qdr的柵極和源極(電源線17)之間。
圖12是例示各信號的具體波形的時間圖。如該圖所示，在各水平掃描期間H開始之前設(shè)定有初始化期間P0和補(bǔ)償期間PCP。控制信號G1[i]在掃描信號G[i]成為高電平的水平掃描期間H之前的初始化期間P0和補(bǔ)償期間PCP成為高電平，在此之外的期間維持低電平。控制信號G2[i]在水平掃描期間H之前的初始化期間P0和經(jīng)過該水平掃描期間H后的發(fā)光期間PEL1成為高電平，在此之外的期間維持低電平?？刂菩盘朑3[i]在水平掃描期間H之前的初始化期間P0和經(jīng)過該水平掃描期間H后的發(fā)光期間PEL2成為高電平，在此之外的期間維持低電平。如圖12所示，發(fā)光期間PEL2比發(fā)光期間PEL1時間長。
接著，對一個單位電路P的動作進(jìn)行說明。首先，在初始化期間P0中，控制信號G2[i]、G3[i]遷移成高電平，從而元件部U1、U2的各發(fā)光控制晶體管Qel變化為導(dǎo)通狀態(tài)。另外，控制信號G1[i]遷移成高電平，從而元件部U1、U2的各晶體管Qsw1成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，元件部U1、U2的各驅(qū)動晶體管Qdr被二極管連接，所以，各自的柵極被初始化為與電光學(xué)元件E1、E2的特性對應(yīng)的電壓。
若補(bǔ)償期間PCP開始，則通過控制信號G2[i]、G3[i]遷移成低電平，使得元件部U1、U2的各發(fā)光控制晶體管Qel變化為截止?fàn)顟B(tài)。因此，在補(bǔ)償期間PCP的終點到來之前，元件部U1、U2的各驅(qū)動晶體管Qdr的柵極，收斂于電源線17的電源電位VEL與該驅(qū)動晶體管Qdr的閾值電壓Vth的差分值(VEL-Vth)。
由于經(jīng)過補(bǔ)償期間PCP掃描信號G[i]遷移成高電平時，選擇晶體管Qsl變化為導(dǎo)通狀態(tài)，所以，電極E2的電壓從之前的電壓值V0變化為數(shù)據(jù)信號S[j]的電壓值Vd。電壓值Vd被設(shè)定為比電壓值V0低的電位且與灰度值D對應(yīng)的電壓值。另一方面，通過控制信號G1[i]遷移成低電平，使得驅(qū)動晶體管Qdr的二極管連接被解除。由于驅(qū)動晶體管Qdr的柵極的阻抗足夠高，所以，若電極E2從電壓值V0到電壓值Vd僅減少變化量ΔV(＝V0-Vd)，則電極E1的電壓從在補(bǔ)償期間PCP被設(shè)定的電壓值“VEL-Vth”僅變動(減少)“ΔV·c1/(c1+c)”。即，驅(qū)動晶體管Qdr的柵極被設(shè)定為以下式子(1)的電壓Vg。
Vg＝VEL-Vth-k·ΔV……(1)(k＝c1/(c1+c))在控制信號G2[i]維持高電平的發(fā)光期間PEL1中，元件部U1的發(fā)光控制晶體管Qel成為導(dǎo)通狀態(tài)。同樣，在發(fā)光期間PEL2中，元件部U2的發(fā)光控制晶體管Qel成為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，在發(fā)光期間PELk中，與元件部Uk的驅(qū)動晶體管Qdr的柵極的電壓對應(yīng)的驅(qū)動電流IEL被供給到電光學(xué)元件Ek。
第j列的信號生成電路25在掃描信號G[i]成為高電平的水平掃描期間H中，將數(shù)據(jù)信號S1[j]以及S2[j]的一方設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd，并且將另一方設(shè)定為電壓值V0。例如，在數(shù)據(jù)判別部241判定灰度值D是范圍RL內(nèi)的數(shù)值的情況下，如圖12所示，信號生成電路25將數(shù)據(jù)信號S1[j]設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd(比電壓值V0低的電位)，并將數(shù)據(jù)信號S2[j]設(shè)定為使電光學(xué)元件E2熄滅的電壓值Vd(電壓值V0)。另外，在灰度值D是范圍RH內(nèi)的數(shù)值的情況下，信號生成電路25生成與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S2[j]和使電光學(xué)元件E1熄滅的電壓值Vd(電壓值V0)的數(shù)據(jù)信號S1[j]。
因此，在灰度值D是范圍RL內(nèi)的數(shù)值的情況下，電光學(xué)元件E1從發(fā)光期間PEL1的始點到終點以與該灰度值D對應(yīng)的亮度發(fā)光，并且電光學(xué)元件E2熄滅。另外，在灰度值D是范圍RH內(nèi)的數(shù)值的情況下，電光學(xué)元件E2從發(fā)光期間PEL2的始點到終點以與該灰度值D對應(yīng)的亮度發(fā)光，并且電光學(xué)元件E1熄滅。
電光學(xué)元件Ek的灰度(亮度的時間積分值(發(fā)光量))根據(jù)發(fā)光期間PELk中的亮度和該發(fā)光期間PELk的時間長度來決定。由于發(fā)光期間PEL1被設(shè)定為比發(fā)光期間PEL2短的時間，所以，電光學(xué)元件E1的灰度變化率成為比電光學(xué)元件E2的灰度變化率低的數(shù)值。因此，在本實施方式中，也起到與第一實施方式相同的效果。
可是，若假定驅(qū)動晶體管Qdr在飽和區(qū)域進(jìn)行動作的情況，則可以用以下的式子(2)表現(xiàn)在發(fā)光期間PELk中供給到電光學(xué)元件Ek的驅(qū)動電流IEL。其中，式子(2)中的“β”是驅(qū)動晶體管Qdr的增益系數(shù)，“Vgs”是驅(qū)動晶體管Qdr的柵極-漏極間的電壓。
IEL＝(β/2)(Vgs-Vth)2……(2)＝(β/2)(VEL-Vg-Vth)2通過代入式子(1)，式子(2)變形如下。
IEL＝(β/2)(k·ΔV)2即，供給到電光學(xué)元件Ek的驅(qū)動電流IEL不依賴于驅(qū)動晶體管Qdr的閾值電壓Vth。因此，根據(jù)本實施方式，可以抑制因各驅(qū)動晶體管Qdr的閾值電壓Vth的離散偏差(與設(shè)計值的差別和與其他驅(qū)動晶體管Qdr的差別)而引起的電光學(xué)元件Ek的灰度不勻。
(D第四實施方式)接著，對本發(fā)明的第四實施方式進(jìn)行說明。
在第一實施方式中，例示了根據(jù)數(shù)據(jù)信號SK[j]的電壓值Vd來設(shè)定電光學(xué)元件Ek的灰度的電壓編程方式。與此相對，在本實施方式中，并用了根據(jù)數(shù)據(jù)信號SK[j]的電流值Id來設(shè)定電光學(xué)元件Ek的灰度的電流編程方式和電壓編程方式。另外，在本實施方式中對作用或功能與第一實施方式相同的要素標(biāo)記相同的符號，并適當(dāng)省略其詳細(xì)說明。
圖13是表示屬于第i行的第j列單位電路P的結(jié)構(gòu)的電路圖。如該圖所示，單位電路P具備2個元件U1、U2。元件部Uk(本實施方式的k是1或2)包括電光學(xué)元件Ek。與第一實施方式相同，電光學(xué)元件E1的灰度變化率比電光學(xué)元件E2低(例如電光學(xué)元件E2比電光學(xué)元件E1面積大)。在本實施方式中，與第三實施方式相同，若灰度值D是低灰度側(cè)的范圍RL內(nèi)的數(shù)值，則電光學(xué)元件E1被驅(qū)動，若灰度值D是高灰度側(cè)的范圍RH內(nèi)的數(shù)值，則電光學(xué)元件E2被驅(qū)動。
如圖13所示，在本實施方式的元件陣列部A中形成有與掃描線120平行延伸的控制線121。掃描線驅(qū)動電路22向控制線121輸出控制信號G1[i]。發(fā)光控制晶體管Qel介于元件部Uk的驅(qū)動晶體管Qdr的漏極和電光學(xué)元件Ek的陽極之間。從控制線121向元件部U1、U2每一個中的發(fā)光控制晶體管Qel的柵極供給控制信號G1[i]。
元件部U1的選擇晶體管Qsl與第一實施方式相同，介于驅(qū)動晶體管Qdr的柵極和數(shù)據(jù)線LD1[j]之間。另一方面，元件部U2的選擇晶體管Qsl介于驅(qū)動晶體管Qdr的漏極和數(shù)據(jù)線LD2[j]之間。而且，元件部U2包括介于驅(qū)動晶體管Qdr的柵極和漏極之間并控制兩者電連接的晶體管Qsw2。晶體管Qsw2的柵極與掃描線120連接。
如圖13所示，各信號生成電路25包括電壓生成電路251、電流生成電路252以及開關(guān)SW1、SW2。第j列的信號生成電路25的開關(guān)SW1介于數(shù)據(jù)線LD2[j]和電壓生成電路251之間，開關(guān)SW2介于數(shù)據(jù)線LD2[j]和電流生成電路252之間。電壓生成電路251也與數(shù)據(jù)線LD1[j]連接。
圖14是用于說明本實施方式的動作的時間圖。在圖14的部分(a)中例示了對屬于第i行的第j列單位電路P指定了低灰度的范圍RL內(nèi)的灰度值D的情況，在該圖的部分(b)中例示了對相同單位電路P指定了高灰度的范圍RH內(nèi)的灰度值D的情況。如圖14的部分(a)和(b)所示，控制信號G1[i]在經(jīng)過掃描信號G[i]成為高電平的水平掃描期間H后成為高電平。
若數(shù)據(jù)判別部241判定灰度值D是范圍RL內(nèi)的數(shù)值，則信號生成電路25如圖14的部分(a)所示，在掃描信號G[i]成為高電平的水平掃描期間H中，將開關(guān)SW1設(shè)定為接通狀態(tài)，并將開關(guān)SW2設(shè)定為斷開狀態(tài)。與此相對，在灰度值D屬于范圍RH的情況下，信號生成電路25如圖14的部分(b)所示，在水平掃描期間H將開關(guān)SW1設(shè)定為斷開狀態(tài)，并將開關(guān)SW2設(shè)定為接通狀態(tài)。
電壓生成電路251在灰度值D屬于范圍RL的情況下，輸出與該灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]，并且向開關(guān)SW1輸出電源電壓VEL。另外，電壓生成電路251在灰度值D屬于范圍RH的情況下，向數(shù)據(jù)線LD1[j]輸出電源電壓VEL。另一方面，在灰度值D屬于范圍RH的情況下，電流生成電路252向開關(guān)SW2輸出與該灰度值D對應(yīng)的電流值Id的電流，在灰度值D屬于范圍RL的情況下，停止電流的輸出。
因此，在灰度值D屬于范圍RL的情況下，如圖14的部分(a)所示，向數(shù)據(jù)線LD1[j]輸出電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S1[j]，并且經(jīng)開關(guān)SW1向數(shù)據(jù)線LD2[j]輸出電壓值VEL的數(shù)據(jù)信號S2[j]。另一方面，在灰度值D屬于范圍RH的情況下，如圖14的部分(b)所示，向數(shù)據(jù)線LD1[j]輸出電壓值VEL的數(shù)據(jù)信號S1[j]，并且經(jīng)開關(guān)SW2向數(shù)據(jù)線LD2[j]輸出電流值Id的數(shù)據(jù)信號S2[j]。
與第一實施方式相同，向元件部U1的驅(qū)動晶體管Qdr的柵極供給選擇晶體管Qsl為導(dǎo)通狀態(tài)時的數(shù)據(jù)信號S1[j]。因此，如圖14的部分(a)所示，若數(shù)據(jù)信號S1[j]為電壓值Vd，則在控制信號G1[i]為高電平的期間，電光學(xué)元件E1被控制在與電壓值Vd(灰度值D)對應(yīng)的灰度，如圖14的部分(b)所示，當(dāng)數(shù)據(jù)信號S1[j]為電壓值VEL時，電光學(xué)元件E1熄滅。
另外，在掃描信號G[i]遷移成導(dǎo)通狀態(tài)的水平掃描期間H中，元件部U2的選擇晶體管Qsl和晶體管Qsw2成為導(dǎo)通狀態(tài)。在圖14的部分(a)的情況下，由于在該水平掃描期間H中驅(qū)動晶體管Qdr的柵極被設(shè)定為數(shù)據(jù)信號S2[j]的電壓值VEL，所以，在控制信號G1[j]成為高電平的期間電光學(xué)元件E2熄滅。另一方面，在圖14的部分(b)的情況下，如圖13的虛線箭頭所示，由于在水平掃描期間H中電流值Id的數(shù)據(jù)信號S2[j]從電源線17經(jīng)由驅(qū)動晶體管Qdr以及選擇晶體管Qsl而流動，所以，在電容元件C中保持與電流值Id對應(yīng)的電壓。因此，在控制信號G1[j]成為高電平的期間，電光學(xué)元件E2被控制為與電流值Id對應(yīng)的灰度。
如上所述，在本實施方式中，由于根據(jù)灰度值D的范圍R選擇性地驅(qū)動灰度變化率不同的各電光學(xué)元件Ek，所以，也起到與第一實施方式同樣的效果。另外，在本實施方式中，當(dāng)灰度值D高時根據(jù)數(shù)據(jù)信號S2[j]的電流值Id來設(shè)定電光學(xué)元件E2的灰度(電流編程方式)，另一方面，當(dāng)灰度值D低時根據(jù)數(shù)據(jù)信號S1[j]的電壓值Vd來設(shè)定(電壓編程方式)電光學(xué)元件E1的灰度。因此，如下詳細(xì)描述那樣，即使在灰度值D低的情況下也能以與灰度值D對應(yīng)的灰度可靠地控制電光學(xué)元件E1。
數(shù)據(jù)線LDk[j]附帶電阻與電容。因此，尤其在電流編程方式中指定了低灰度的情況下(電流值Id低的情況)，存在著為了將數(shù)據(jù)信號Sk[j]設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電流值Id而需要相當(dāng)長的時間的問題。換言之，若供給數(shù)據(jù)信號Sk[j]的時間不充分，則無法正確地將驅(qū)動晶體管Qdr的柵極設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓。對此，在本實施方式中，當(dāng)灰度值D處于低灰度的范圍RL時，通過電壓編程方式設(shè)定驅(qū)動晶體管Qdr的柵極的電壓。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于消除了驅(qū)動晶體管Qdr的柵極中的電壓的寫入不足，所以，即使在數(shù)據(jù)線LDk[j]的時間常數(shù)高的情況下，也能高精度地以預(yù)期的灰度控制電光學(xué)元件E1。
(E變形例)以上的各方式可以加入各種變形。若例示具體的變形方式，則如下所述。另外，也可以適當(dāng)組合下述的各方式。
(1)變形例1在第一實施方式與第二實施方式中，例示了根據(jù)各電光學(xué)元件Ek的形態(tài)(面積、各層的膜厚)使各自的灰度變化率不同的構(gòu)成，但可適當(dāng)變更用于按各元件部U設(shè)定灰度變化率的構(gòu)成。更具體而言，使一個單位電路P中包含的電光學(xué)元件E1～E3的每一個為相同的形態(tài)，另一方面，按各元件部U選定驅(qū)動晶體管Qdr的特性(柵極的電壓和驅(qū)動電流IEL的關(guān)系)，由此可按各元件部U使灰度變化率不同。
例如，在假定基于第一實施方式的結(jié)構(gòu)(圖2)向元件部U1～U3的各驅(qū)動晶體管Qdr的柵極施加相同電壓時，按照電光學(xué)元件E1的驅(qū)動電流IEL比電光學(xué)元件E2的驅(qū)動電流IEL小，電光學(xué)元件E2的驅(qū)動電流IEL比電光學(xué)元件E3的驅(qū)動電流IEL小的方式，決定各元件部U1～U3中的驅(qū)動晶體管Qdr的特性(例如溝道寬或溝道長)。通過該結(jié)構(gòu)也能起到與第一實施方式和第二實施方式相同的效果。
如上所述，在本發(fā)明的方式中，只要是對各元件部Uk供給了相同電平(電壓值Vd或電流值Id)的數(shù)據(jù)信號Sk[j]時的電光學(xué)元件Ek的灰度(灰度變化率)在一個元件部U和其他元件部U中不同的結(jié)構(gòu)即可，不管實現(xiàn)該不同的具體結(jié)構(gòu)如何。
(2)變形例2在以上各方式中例示了對各元件部Uk供給單獨的數(shù)據(jù)信號Sk[j]的結(jié)構(gòu)，但也可如圖15所示，采用下述結(jié)構(gòu)對于屬于一個單位電路P的多個元件部Uk而言，共用一根數(shù)據(jù)線LD[j](單系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號S[j])。該圖所示的單位電路P包括元件部U1、U2和選擇晶體管Qsl。元件部U1包括p溝道型驅(qū)動晶體管Qdr_p，其根據(jù)柵極的電壓控制供給到電光學(xué)元件E1的驅(qū)動電流IEL。元件部U2包括n溝道型驅(qū)動晶體管Qdr_n，其根據(jù)柵極的電壓控制供給到電光學(xué)元件E2的驅(qū)動電流IEL。選擇晶體管Qsl介于驅(qū)動晶體管Qdr_p、Qdr_n各自的柵極和數(shù)據(jù)線LD[j]之間。
當(dāng)灰度值D是范圍RL內(nèi)的數(shù)值時，在選擇晶體管Qsl成為導(dǎo)通狀態(tài)的水平掃描期間H中被供給到驅(qū)動晶體管Qdr_p、Qdr_n各自的柵極的數(shù)據(jù)信號S[j]，在使驅(qū)動晶體管Qdr_p為導(dǎo)通狀態(tài)的范圍內(nèi)被設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓值。因此，從驅(qū)動晶體管Qdr_p向電光學(xué)元件E1供給與灰度值D對應(yīng)的驅(qū)動電路IEL，另一方面，從驅(qū)動晶體管Qdr_n變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)開始，電光學(xué)元件E2熄滅。另外，當(dāng)灰度值D是范圍RH內(nèi)的數(shù)值時，被供給在使驅(qū)動晶體管Qdr_n為導(dǎo)通狀態(tài)的范圍內(nèi)設(shè)定為與灰度值D對應(yīng)的電壓值Vd的數(shù)據(jù)信號S[j]。因此，電光學(xué)元件E2被控制為與灰度值D對應(yīng)的灰度，并且電光學(xué)元件E1熄滅。在圖15的結(jié)構(gòu)中，通過使元件部U1和U2的灰度變化率不同，也可起到與各方式同樣的效果。
(F應(yīng)用例)接著，對利用了本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置的電子設(shè)備進(jìn)行說明。在圖16～圖18中，圖示了采用以上所說明的任何方式所涉及的電光學(xué)裝置100作為顯示裝置的電子設(shè)備的形態(tài)。
圖16是表示采用了電光學(xué)裝置100的便攜型個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。個人計算機(jī)2000具備顯示各種圖像的電光學(xué)裝置100；和設(shè)有電源開關(guān)2001和鍵盤2002的主體部2010。由于電光學(xué)裝置100使用了OLED元件作為電光學(xué)元件E，所以，可以顯示視野角廣且容易觀看的畫面。
圖17是表示應(yīng)用了電光學(xué)裝置100的移動電話機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。移動電話機(jī)3000包括多個操作按鈕3001以及滾動按鈕3002；和顯示各種圖像的電光學(xué)裝置100。通過操作滾動按鈕3002來滾動顯示于電光學(xué)裝置100的畫面。
圖18是表示應(yīng)用了電光學(xué)裝置100的便攜信息終端(PDAPersonalDigital Assistants)的結(jié)構(gòu)的立體圖。信息便攜終端4000包括多個操作按鈕4001以及電源開關(guān)4002；和顯示各種圖像的電光學(xué)裝置100。若操作電源開關(guān)4002，則在電光學(xué)裝置100顯示地址目錄、日程表等各種信息。
另外，作為應(yīng)用了本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置的電子設(shè)備，除了圖16～圖18所示的設(shè)備以外，還可舉出數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、電視機(jī)、攝像機(jī)、汽車導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本、電子紙、臺式計算機(jī)、文字處理器、工作站、可視電話、POS終端、打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)、視頻播放器、具有觸摸屏的設(shè)備等。另外，本發(fā)明所涉及的電光學(xué)裝置的用途并不限定于圖像的顯示。例如在光寫入型的打印機(jī)或電子復(fù)印機(jī)等圖像形成裝置中，采用了根據(jù)用紙等記錄材料上應(yīng)形成的圖像來曝光感光體的光頭(寫入頭)，也可利用本發(fā)明的電光學(xué)裝置作為這種光頭。
權(quán)利要求
1.一種電光學(xué)裝置，包括單位電路，其具備將第一電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的灰度的第一元件部、和將第二電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的灰度的第二元件部，當(dāng)向所述第一元件部和所述第二元件部賦予相同電平的數(shù)據(jù)信號時，所述第一電光學(xué)元件的灰度比所述第二電光學(xué)元件低；和信號生成電路，其是根據(jù)在所述單位電路中指定的灰度值生成不同電平的數(shù)據(jù)信號的電路，在所述灰度值處于第一范圍內(nèi)時，對所述第一元件部賦予按照所述第一電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)所述灰度值處于比所述第一范圍高灰度側(cè)的第二范圍內(nèi)時，對所述第二元件部賦予按照所述第二電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，所述第一電光學(xué)元件和所述第二電光學(xué)元件射出光的區(qū)域的面積不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，所述第一電光學(xué)元件以及所述第二電光學(xué)元件是發(fā)光層介于第一電極和第二電極之間的發(fā)光元件，所述第一電光學(xué)元件和所述第二電光學(xué)元件，其第一電極與第二電極之間的間隔不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，所述第一電光學(xué)元件以及所述第二電光學(xué)元件是發(fā)光層介于相互對置的具有透光性的第一電極和具有光反射性的第二電極之間的發(fā)光元件，所述第一電光學(xué)元件和所述第二電光學(xué)元件，其所述第一電極的膜厚不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，具備在基板的面上形成的具有透光性的絕緣層，所述第一電光學(xué)元件以及所述第二電光學(xué)元件是發(fā)光層介于在所述絕緣層的面上形成的具有透光性的第一電極和與該第一電極對置的具有光反射性的第二電極之間的發(fā)光元件，所述絕緣層中來自所述第一電光學(xué)元件的出射光所透過的區(qū)域、和來自所述第二電光學(xué)元件的出射光所透過的區(qū)域的膜厚不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，具備來自所述第一電光學(xué)元件的出射光透過的第一透光體、和來自所述第二電光學(xué)元件的出射光透過的第二透光體，所述第一透光體和所述第二透光體的透過率不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，所述第一元件部以及所述第二元件部分別包括驅(qū)動晶體管，其生成與柵極的電壓對應(yīng)的驅(qū)動電流并將該驅(qū)動電流提供給電光學(xué)元件，所述第一元件部的驅(qū)動晶體管和所述第二元件部的驅(qū)動晶體管，向柵極施加相同電壓時的驅(qū)動電流的電流值不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，所述第一元件部在第一期間以與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的亮度使所述第一電光學(xué)元件發(fā)光，所述第二元件部在比第一期間長的第二期間以與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的亮度使所述第二電光學(xué)元件發(fā)光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項所述的電光學(xué)裝置，其特征在于，所述第一元件部將所述第一電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電壓值對應(yīng)的灰度，所述第二元件部將所述第二電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電流值對應(yīng)的灰度，所述信號生成電路包括電壓生成電路，其在所述單位電路中指定的灰度值處于所述第一范圍內(nèi)時，向所述第一元件部輸出與該灰度值對應(yīng)的電壓值的數(shù)據(jù)信號；和電流生成電路，其在所述灰度值處于所述第二范圍內(nèi)時，向所述第二元件部輸出與該灰度值對應(yīng)的電流值的數(shù)據(jù)信號。
10.一種電子設(shè)備，具備權(quán)利要求1～權(quán)利要求9中任意一項所述的電光學(xué)裝置。
11.一種電光學(xué)裝置的驅(qū)動方法，用于驅(qū)動電光學(xué)裝置，該電光學(xué)裝置具備單位電路，所述單位電路包括將第一電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的灰度的第一元件部、和將第二電光學(xué)元件控制為與數(shù)據(jù)信號的電平對應(yīng)的灰度的第二元件部，當(dāng)向所述第一元件部和所述第二元件部賦予相同電平的數(shù)據(jù)信號時，所述第一電光學(xué)元件的灰度比所述第二電光學(xué)元件低，所述驅(qū)動方法包括判別過程，判別在所述單位電路中指定的灰度值屬于包括第一范圍和灰度比該第一范圍高一側(cè)的第二范圍的多個范圍中的哪一個；和信號生成過程，根據(jù)所述灰度值生成不同電平的數(shù)據(jù)信號，在所述信號生成過程中，當(dāng)通過所述判別過程判別所述灰度值處于所述第一范圍內(nèi)時，對所述第一元件部賦予按照所述第一電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)通過所述判別過程判別所述灰度值處于所述第二范圍內(nèi)時，對所述第二元件部賦予按照所述第二電光學(xué)元件被控制為與該灰度值對應(yīng)的灰度的方式設(shè)定了電平的數(shù)據(jù)信號。
全文摘要
單位電路(P)包括元件部(U1、U2)。元件部(Uk)(k＝1、2)根據(jù)數(shù)據(jù)信號Sk[j]的電壓值Vd控制電光學(xué)元件(Ek)。當(dāng)向元件部(U1、U2)供給相同電壓值的數(shù)據(jù)信號S1[j]、S2[j]時，電光學(xué)元件(E1)比電光學(xué)元件(E2)灰度低。信號生成電路(25)根據(jù)灰度值D生成不同電壓值的數(shù)據(jù)信號Sk[j]。當(dāng)灰度值D處于范圍RL內(nèi)時，向元件部(U1)輸出使電光學(xué)元件(E1)成為與該灰度值D對應(yīng)灰度的電壓值的數(shù)據(jù)信號S1[j]。當(dāng)灰度值D處于比范圍(RL)高灰度側(cè)的范圍(RM)內(nèi)時，向元件部(U2)輸出使電光學(xué)元件(E2)成為與該灰度值D對應(yīng)灰度的電壓值的數(shù)據(jù)信號S2[j]。
文檔編號H05B33/08GK101059937SQ20071009712
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者高橋香十里 申請人:精工愛普生株式會社