專利名稱：電光學裝置其驅動方法及電子機器的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制有機發光二極管(以下稱作“OLED(Organic LightEmitting Diode)”)元件等電光學元件的技術。
背景技術：
在現有技術中，提出了排列多個電光學元件的電光學裝置的方案。這種電光學裝置中，起因于各電光學元件的特性(例如發光效率)及控制它的晶體管的特性(例如閾值電壓)的離差，這些電光學元件有時產生灰度不勻。為了抑制這種灰度(亮度)不勻，例如在專利文獻1中，公開了修正各電光學元件的灰度數據(指定亮度的數據)的技術。在該技術中，根據事先測定的各電光學元件的亮度比，修正各電光學元件的灰度數據，根據該修正后的灰度數據，驅動各電光學元件。
專利文獻1特開號公報 可是，在專利文獻1的結構中，由于旨在根據各電光學元件的亮度比修正灰度數據的電路不可缺少，所以存在著導致配置在電光學元件的周邊的電路(以下稱作“周邊電路”)的規模增大的問題。

發明內容
面對這種情況，本發明的目的在于一邊抑制周邊電路的規模、一邊抑制各電光學元件的灰度不勻。
本發明涉及的電光學裝置，具備多個單位電路。這些單位電路的每一個都包含電光學元件，該電光學元件成為與驅動電流的電流值對應的灰度；基準設定單元(例如圖2的基準設定電路U)，該基準設定單元生成與該單位電路的修正數據對應的電平的基準信號；電流控制單元(例如圖2的驅動晶體管Tdr)，該電流控制單元將供給電光學元件的驅動電流，控制成與指定該單位電路的灰度的灰度數據和基準設定單元生成的基準信號的電平對應的電流值。
在該結構中，決定各單位電路的電光學元件的灰度的驅動電流，被控制成反映該單位電路的修正數據的電流值。所以，能夠按照修正數據，控制各電光學元件的灰度的不勻。而且，因為在各單位電路中設置生成與修正數據對應的基準信號的基準設定單元，所以在原理上不需要根據修正數據修正灰度數據的周邊電路。這樣，能夠縮小周邊電路的規模。
此外，雖說在原理上不需要根據修正數據修正灰度數據的電路，但并不是要將兼備各單位電路的基準設定單元修正各電光學元件的灰度的結構和周邊電路修正灰度數據的結構的電光學裝置，從本發明的范圍中除外。在實行多種修正的電光學裝置中，如果采用至少一個修正由各單位電路的基準設定單元實行的結構，就不需要周邊電路實行該修正，所以和現有技術的周邊電路實行所有的修正的結構相比，可以切實獲得本發明所期望的能夠縮小周邊電路的規模的效果。例如，可以采用在通過各單位電路的基準設定單元實行的修正，補償各電光學元件的特性離差的同時，還由周邊電路對灰度數據實行伽瑪校正的結構。
本發明中的電光學元件，是亮度和透過率這一光學特性，隨著電流的供給而變化的要素(所謂電流驅動型)。這種電光學元件的典型例子，是用與驅動電流的電流值對應的亮度發光的發光元件(例如OLED元件)。但是，采用其它的電光學元件的電光學裝置，也能應用本發明。
在本發明的優選的樣態中，基準設定單元，作為基準信號，生成與修正數據對應的電流值的基準電流。這種樣態中的基準設定單元的典型例子，是電流輸出型的DAC(Digital to Analog Converter)。采用該結構后，由于使基準設定單元生成的基準電流的電流值變化后生成驅動電流，所以和生成與修正數據對應的電壓值的基準信號的結構相比，各單位電路的結構趨于簡化。但是，在基準設定單元生成與修正數據對應的電壓值的基準信號的的結構(基準設定單元是電壓輸出型的DAC的結構)中，也能應用本發明。在該結構中，例如在基準設定單元輸出基準信號的布線和電源線(例如接地線)之間插入電光學元件，按照灰度數據控制流入該布線和電源線之間的電流，生成驅動電流。
在基準設定單元生成基準電流的電光學裝置的優選的樣態中，電流控制單元，包含配置在從由基準設定單元到電光學元件的第1路徑分岔的第2路徑上，按照灰度數據控制該第2路徑的電流的驅動晶體管。在該樣態中，按照第2路徑的電流，控制驅動電流的電流值(進而控制電光學元件的灰度)。換言之，按照灰度數據，控制流入驅動晶體管的電流和供給電光學元件的驅動電流的比例。在該結構中，因為基準設定單元生成的基準電流(流入驅動晶體管的電流和供給電光學元件的驅動電流的總和)不變，所以能夠抑制成為該基準電流的供給源的電源線的電位的變動。
在比較合適的樣態中，在經由基準設定單元生和驅動晶體管的電流的路徑上，有電阻元件(例如圖9～圖11的電阻元件Rb)。采用這種樣態后，由于能夠使第1路徑的電阻值和第2路徑的電阻值接近，所以能夠使向第1路徑供給驅動電流時(例如使電光學元件發光時)和使電流流入第2路徑時(例如使電光學元件不發光時)的耗電量均勻。這樣，能夠更加有效地抑制電源線的電位的變動。
更重要的是，本發明中的電流控制單元，并不局限于以上的例示。例如其它樣態中的電流控制單元，包含插入從基準設定單元到電光學元件的路徑上的驅動晶體管。就是說，這種樣態中的驅動晶體管，在第1端子(漏極及源極中的一個)與基準設定單元電氣性地連接的同時，第2端子(漏極及源極中的另一個)與電光學元件連接，向柵電極供給與灰度數據對應的電位。即使采用該結構，也能夠按照灰度數據，控制由基準設定單元供給電光學元件的驅動電流。
在本發明的優選的樣態中，各單位電路的基準設定單元，包含分別生成與該單位電路的修正數據對應的電流的多個電流源(例如圖2的電流源晶體管Ts1～Ts3)，將各電流源生成的電流相加后，生成基準電流。采用該結構后，能夠利用將來自各電流源的電流相加的簡易的結構(例如各電流源的輸出端子相互連接的結構)，生成基準電流。
進而，在具體的樣態中，具備生成互不相同的第1電位(例如圖1的第1電位V1)及第2電位(例如圖1的第2電位V2)的電位生成單元；各電流源包含生成與柵電極的電位對應的電流的第1晶體管(例如圖2的電流源晶體管Ts1～Ts3)；按照修正數據，將電位生成單元生成的第1電位及第2電位中的某一個，供給第1晶體管的柵電極。采用這種樣態后，因為第1晶體管被第1電位及第2電位中的某一個2值性地控制，所以能夠減少各單位電路中的第1晶體管的特性(例如閾值電壓)的離差對電光學元件的灰度的影響(起因于第1晶體管的特性的離差的灰度的不勻)。在更理想的樣態中，第1電位成為使第1晶體管在飽和區域的動作的電位，第2電位成為使第1晶體管成為截止狀態的的電位。采用該結構后，能夠更加有效的抑制第1晶體管的特性的離差對電光學元件的灰度的影響。
如上所述，在向第1晶體管的柵電極供給第1電位或第2電位的樣態中，還可以采用使電位生成單元可變地生成第1電位的結構。采用該結構后，能夠使電位生成單元生成的第1電位適當變化，從而統一調整多個電光學元件的灰度(亮度)。例如，在輸出(顯示及印刷)圖象中利用本發明的電光學裝置時，能夠按照第1電位，調整該輸出的圖象的整體的明暗。此外，該樣態中的第2電位，既可以是可變的，也可以是固定的。
另外，為了使第1電位可變的結構，是任意的。例如，作為電位生成單元，可以采用包含利用規定的電壓的分壓生成多個電位的單元(例如圖3的電阻分壓電路251)和將這些電位中的某一個作為第1電位選擇的單元(例如圖3的選擇器253)的電路。另外，例如還可以利用可變電阻元件(例如圖13的可變電阻元件Rx)，使規定的電壓的分壓比適當變化，從而使第1電位可變。
在本發明的優選的樣態中，各單位電路，具備生成不依存于修正數據的電流值的電流的電流生成單元(例如圖5的晶體管Tc)；基準設定單元將各電流源生成的電流和電流生成單元生成的電流相加后，生成基準電流。采用該結構后，由于將各電流源生成的電流和電流生成單元生成的電流相加后，生成基準電流，所以與只將各電流源生成的電流相加后生成基準電流的結構相比，能夠一邊減少修正數據的比特數，一邊用細微的間隔高精度地設定基準電流的電流值。
進而，在優選的樣態中，多個電流源的每一個，都包含生成與柵電極的電位對應的電流的第1晶體管(例如圖5的電流源晶體管Ts1～Ts3)；電流生成單元，包含生成與柵電極的電位對應的電流的第2晶體管(例如圖5的晶體管Tc)；具備生成互不相同的第1電位及第2電位的第1電位生成單元(例如圖1的電位生成電路25)和生成不依存于第1電位及第2電位的導通電位(例如圖5的電位Von)的第2電位生成單元(例如圖1的電位生成電路25)；按照修正數據，向多個單位電路的每一個中的各電流源的第1晶體管的柵電極，供給第1電位生成單元生成的第1電位及第2電位中的某一個；向多個單位電路的每一個中的第2晶體管的柵電極，供給第2電位生成單元生成的導通電位。采用該結構后，因為由電流生成單元生成與不依存于第1電位及第2電位的導通電位對應的電流，所以適當調整導通電位后，可以與修正數據無關地調整多個電光學元件的整體性的灰度的濃淡。此外，第1電位生成單元及第2電位生成單元，既可以是單一的電路(例如圖1的電位生成電路25)，也可以是獨立的電路。
在本發明的優選的樣態中，多個單位電路的每一個，都包含保持該單位電路的修正數據的修正數據保持單元(例如圖2的存儲元件Ma1～Ma3及圖12的存儲元件Mb1～Mb3)；基準設定單元，生成與修正數據保持單元保持的修正數據對應的基準信號。采用這種樣態后，因為各單位電路的修正數據保持單元保持修正數據，所以不需要每當向電光學元件供給驅動電流時，就向各單位電路供給修正數據。此外，作為修正數據保持單元，例如可以采用SRAM(Static RAM)及DRAM(Dynamic RAM)等各種存儲元件。在將SRAM作為修正數據保持單元采用的結構中，在原理上具有下述優點例如如果在剛投入電源后，先給所有的單位電路供給修正數據，以后就不需要更新各修正數據。另一方面，如果采用將DRAM作為修正數據保持單元的結構，那么與利用SRAM的結構相比，具有能夠使修正數據保持單元趨于簡單(例如能夠將一個電容元件作為修正數據保持單元采用)的優點。
在電流控制單元包含與電光學元件并聯的驅動晶體管結構的具體樣態中，電光學元件被插入供給高位側的電源電位(例如圖2的第2電位V)的給電線和供給低位側的電源電位(例如圖2的接地電位Gnd)的給電線之間，具備控制供給與灰度數據對應的數據信號的數據線和驅動晶體管的柵電極的電氣性連接的開關元件(例如圖2的晶體管TA)，和生成使該開關元件成為導通狀態或截止狀態的選擇信號的選擇單元(例如圖1的選擇電路21)；數據信號的電位的最高值，與高位側的電源電位相比，是低位；數據信號的電位的最低值，與低位側的電源電位相比，是高位。采用該結構后，與數據信號在高位側的電源電位～低位側的電源電位的范圍內變動的結構相比，能夠防止發生起因于數據信號的噪聲。另外，由于能夠通過縮小數據信號的振幅，減少開關元件的尺寸，所以還能夠減少選擇信號的振幅。這樣，還能夠防止發生起因于選擇信號的變動的噪聲。
本發明涉及的電光學裝置，可以被各種電子機器利用。這些電子機器的典型例子，是將電光學裝置作為顯示裝置利用的機器。作為這種電子機器，有個人用計算機及手機等。但是本發明涉及的電光學裝置的用途，并不局限于圖象的顯示。例如作為旨在通過照射光線在感光體磁鼓等象載體上形成潛影的曝光裝置(曝光頭)，也能夠應用本發明的電光學裝置。
本發明還可以作為驅動以上講述的各樣態的電光學裝置的方法特定。該驅動方法，在使各單位電路的修正數據保持單元保持該單位電路的修正數據，由修正數據保持單元保持修正數據后，向各單位電路的電流控制單元輸出灰度數據，驅動各電光學元件。采用該方法后，具有能夠從各電光學元件的驅動之始起，就準確地修正各個灰度的優點。


圖1是表示本發明的第1實施方式涉及的電光學裝置的結構的方框圖。
圖2是表示一個單位電路的結構的電路圖。
圖3是表示電位生成電路的結構的方框圖。
圖4是為了講述電光學裝置的動作而繪制的時序圖。
圖5是表示本發明的第2實施方式涉及的單位電路的結構的電路圖。
圖6是表示本發明的第3實施方式涉及的電光學裝置的結構的方框圖。
圖7是表示一個單位電路的結構的電路圖。
圖8是為了講述驅動電流的變動的曲線圖。
圖9是表示變形例涉及的單位電路的結構的電路圖。
圖10是表示變形例涉及的單位電路的結構的電路圖。
圖11是表示變形例涉及的單位電路的結構的電路圖。
圖12是表示變形例涉及的單位電路的結構的電路圖。
圖13是表示變形例涉及的單位電路的結構的電路圖。
圖14是表示本發明涉及的電子機器的具體形態的立體圖。
圖15是表示本發明涉及的電子機器的具體形態的立體圖。
圖16是表示本發明涉及的電子機器的具體形態的立體圖。
具體實施例方式<A第1實施方式>
圖1是表示本發明的第1實施方式涉及的電光學裝置的結構的方框圖。如該圖所示，該電光學裝置D包含元件陣列10。在元件陣列10中，形成朝X方向延伸的m條選擇線11、朝與X方向正交的Y方向延伸的n條數據線13。在與選擇線11和數據線13的交叉對應的各位置，配置著單位電路(象素電路)P。這樣，這些單位電路P，就遍及X方向及Y方向，排列成縱m行×橫n列的矩陣狀。
在元件陣列10的周圍，配置著選擇電路21、數據輸出電路23、電位生成電路25和控制電路27。此外，配置各電路的位置及形態是任意的。例如這些電路既可以和元件陣列10一起設置在基板上，也可以設置在基板上安裝的布線基板上。另外，這些電路既可以用IC芯片的形態安裝，也可以由和單位電路P一起裝入基板的晶體管(薄膜晶體管)構成。
控制電路27，是通過供給時鐘脈沖信號等各種控制信號，控制選擇電路21及數據輸出電路23的電路。選擇電路21，向m條選擇線11輸出指定的各選擇線11的選擇·非選擇的選擇信號S1～Sm。數據輸出電路23，向n條數據線13輸出指定各單位電路P中電光學元件E(參照圖2)的灰度的數據信號D1～Dn。
電位生成電路25，是為了生成第1電位V1、第2電位V2和接地電位Gnd的單元。接地電位Gnd，是成為各部的電壓的基準的電位。第2電位V2，是電源的高位側的電位。第1電位V1，是比第2電位V2低的電位。第1電位V1，通過給電線31做媒介，共同供給各單位電路P；第1電位V2，通過給電線32做媒介，共同供給各單位電路P。此外，關于選擇電路21及數據輸出電路23的具體動作和電位生成電路25的交通結構，將在后文講述。
下面，參照圖2，講述各單位電路P的具體結構。此外，在該圖中，只圖示出屬于第i行(i是滿足1≤i≤m的整數)的第j列(j是滿足1≤j≤n的整數)的一個單位電路P，但是屬于元件陣列10的所有的單位電路P，結構都一樣。
如圖2所示，一個單位電路P，包含基準設定電路U、電光學元件E、驅動晶體管Tdr、電容元件C0、驅動晶體管TA。基準設定電路U，是生成成為電光學元件E的灰度的基準的電流(以下稱作“基準電流”)Ia的單元。此外，關于基準設定電路U的詳細結構，將在后文講述。
電光學元件E，由在陽極和陰極之間介有有機EL(Eiectr Luminescent)材料構成的發光層的發光元件(OLED元件)。電光學元件E的陽極，在節點N中，與基準設定電路U的輸出端電連接。所有的單位電路P中的電光學元件E的陰極，都與供給接地電位Gnd的接地線34共同連接。電光學元件E，用從陽極經由發光層流入陰極的電流(以下稱作“驅動電流”)Idr對應的灰度(亮度)發光。
驅動晶體管Tdr，是與電光學元件E并聯的n溝道型晶體管。就是說，驅動晶體管Tdr的漏電極與節點N(電光學元件E的陽極)連接的同時，源電極與接地線34連接。著眼于從基準設定電路U經由電光學元件E到達接地線34的第1路徑和在節點N處從第1路徑分岔后到達接地線34的第2路徑后，還可以作為在第2路徑上配置驅動晶體管Tdr的結構理解。從節點N經由流入經由驅動晶體管Tdr的漏電極及源電極流入接地線34的電流Ib，按照供給驅動晶體管Tdr的柵電極的電位(以下稱作“柵極電位”)變化。由于基準電流Ia是驅動電流Idr和電流Ib的總和，所以供給電光學元件E的驅動電流Idr，按照流入驅動晶體管Tdr的電流Ib變化(Idr＝Ia-Ib)。這樣，電光學元件E被控制成與驅動晶體管Tdr的柵電極電位Vg對應的灰度。采用以上的結構后，由于基準電流Ia能夠與電光學元件E的灰度無關大致維持成一定，所以向電光學元件E供給驅動電流Idr之際，給電線32的第2電位V2沒有變動。這樣，能夠抑制各電光學元件E的起因于第2電位V2的變動的灰度的離差。
電容元件C0，插入驅動晶體管Tdr的柵電極和接地線34之間，作為保持柵極電位Vg的單元發揮作用。晶體管TA，插入數據線13和驅動晶體管Tdr的柵電極之間，是控制兩者的電連接的開關元件。晶體管TA的柵電極，與選擇線11連接。這樣，供給選擇線11的選擇信號Si遷移成高電平后，晶體管TA變成導通狀態，數據線13和驅動晶體管Tdr的柵電極電連接。這時，柵極電位Vg被設定成數據信號Dj的電位。而且，即使選擇信號Si遷移成低電平，晶體管TA變成截止狀態，該柵極電位Vg也被電容元件C0維持。
但是，各單位電路P中的電光學元件E的灰度，往往出現離差。例如，在電光學元件E的各種特性(例如發光效率)存在誤差時，即使向所有的電光學元件E供給相同的電流值的驅動電流Idr，在實際的電光學元件E的灰度中也要出現離差。另外，在驅動晶體管Tdr的特性(例如閾值電壓)存在誤差時，即使向所有的單位電路P中的驅動晶體管Tdr的柵電極供給相同的電位，向各電光學元件E供給的驅動電流Idr的電流值(進而電光學元件E的灰度)也要出現離差。進而，由于在給電線31及給電線32中產生電壓降，所以供給各單位電路P的第1電位V1及第2電位V2，隨著元件陣列10中的各單位電路P的位置(更詳細的說，是到電位生成電路25的輸出端的距離)的不同而不同。因為成為驅動電流Idr的基礎的基準電流Ia的電流值，取決于第1電位V1及第2電位V2(詳情后述)，所以各單位電路P中的驅動電流Idr的電流值(進而電光學元件E的灰度)，就出現與其位置對應的離差。
為了抑制以上講述的灰度的離差，在本實施方式中，由各單位電路P的基準設定電路U生成的基準電流Ia，被設定成與其單位電路P生成的修正數據A對應的電流值。與一個單位電路P生成的修正數據A，是由最高位的比特a1、下一位的比特a2和最低位的比特a3構成的3比特的數字數據，根據事先測定的結果，按照每個電光學元件E，預先生成各電光學元件E的灰度。例如，在分別指定相同的灰度的基礎上，測量所有的電光學元件E的實際的灰度，根據該測定結果(非修正時的灰度的離差)，決定各單位電路P的修正數據A，以便使所有的電光學元件E的灰度均勻化(即補償各電光學元件E的特性的差異及給電線31或給電線32中的電壓降的影響)。這樣設定的各單位電路P的修正數據A，如圖1所示，存入控制電路27具備的存儲器28。該存儲器28，是非易失性地存儲修正數據A的單元(例如EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory))。

各單位電路P的基準設定電路U，是生成與其單位電路P的修正數據A對應的電流值——基準電流Ia的單元(例如電流輸出型的DAC)，如圖2所示，包含相當于修正數據A的比特數的3個存儲元件Ma1～Ma3和3個晶體管(以下稱作“電流源晶體管”)Ts1～Ts3。電流源晶體管Tsk(k是滿足1≤k≤3的整數)的柵電極，與存儲元件Mak的輸出端連接。
被一個單位電路P包含的各存儲元件Mak，是存儲與其單位電路P對應的修正數據A的一個比特Mak的1比特數的SRAM。電光學裝置D的電源投入后，控制電路27就從存儲器28中讀出各單位電路P的修正數據A，向與其對應的單位電路P輸出各修正數據A。經過該處理，修正數據A被各單位電路P的存儲元件Ma1～Ma3保持后，控制電路27就控制選擇電路21及數據輸出電路23，從而開始輸出選擇信號S1～Sn及數據信號D1～Dn。就是說，修正數據A被各單位電路P的存儲元件Ma1～Ma3保持后，開始驅動各電光學元件E。采用該結構后，能夠從開始驅動電光學元件E之時起，就有效地抑制各電光學元件E的灰度的離差。
如圖2所示，各單位電路P的存儲元件Ma1～Ma3，與供給第1電位V1的給電線32和供給第2電位V2的接地線34共同連接。各存儲元件Mak，按照本身保持的比特ak，輸出第1電位V1及第2電位V2中的某一個。更詳細的說，如果比特ak是“1”，存儲元件Mak就輸出第1電位V1；如果比特ak是“0”，存儲元件Mak就輸出第2電位V2。
電流源晶體管Ts1～Ts3，是生成與修正數據A的各比特ak1～ak3對應的電流I1～I3的p溝道型的晶體管。由存儲元件Mak向柵電極供給第1電位V1時(即比特ak是“1”時)，電流源晶體管Tsk遷移成導通狀態。這時，電流Ik能夠流入電流源晶體管Tsk。另一方面，由存儲元件Mak向柵電極供給第2電位V2時(即比特ak是“0” 時)，由于柵極-源極之間的電壓成為0，所以電流源晶體管Tsk遷移成截止狀態(電流Ik不流動)。
綜上所述，3個電流源晶體管Ts1～Ts3的每一個，按照修正數據A，選擇性地成為導通狀態。而且，將流入成為導通狀態的1個以上的電流源晶體管Tsk的電流Ik相加后，生成基準電流Ia。本實施方式中的3個電流源晶體管Ts1～Ts3的特性(特別是放大系數)，被選定成向各電流源晶體管的柵電極供給第1電位V1時，能夠流入的電流I1～I3的電流值的相對比為“I1∶I2∶I3＝4∶2∶1”。這樣，基準電流Ia就被按照修正數據A，設定成7個等級的電流值中的某一個。就是說，電流源晶體管Ts1～Ts3，作為用各自的加權值分別生成被加權的多個電流I1～I3的電流源發揮作用。
如果象本實施方式這樣，采用2值性地控制電流源晶體管Ts1～Ts3的每一個的結構后，就與使電流源晶體管Tsk的柵電極的電位階段性地變化，從而控制基準電流Ia的電流值的結構相比，能夠減少電流源晶體管Ts1～Ts3的特性誤差(特別是閾值電壓的離差)給基準電流Ia帶來的影響。
此外，在本實施方式中，例示了比特ak是“0”時，向電流源晶體管Tsk的柵電極及源電極的雙方供給第2電位V2的情況。但是也可以向柵電極供給和源電極的電位不同的電位。從消除各電流源晶體管Tsk的特性的離差的影響，切實控制各個電流源晶體管的狀態的觀點上說，在比特ak是“0”時，供給電流源晶體管Tsk的柵電極的電位，最好是能夠切實地使電流源晶體管Tsk成為截止狀態的電位(典型的例子是象本實施方式一樣，和源電極相同的電位)。
另外，在這里例示了使電流源晶體管Ts1～Ts3各自的特性不同的結構。但是按照加權值的個數，并列配置相同特性的晶體管后，也能夠使電流I1～I3的每一個，成為與所需的加權值對應的電流值。例如，即使采用取代圖2的電流源晶體管Ts2，并列配置和電流源晶體管Ts3相同特性的兩個晶體管，取代電流源晶體管Ts1，并列配置和電流源晶體管Ts3相同特性的4個晶體管的結構，也能夠將電流I1～I3的相對比設定成“I1∶I2∶I3＝4∶2∶1”。
下面，講述元件陣列10的周邊電路。電位生成電路25，是生成第1電位V1及第2電位V2的單元。本實施方式中的第1電位V1，被設定成使電流源晶體管Ts1～Ts3在飽和區域中動作的電平。這樣，流入電流源晶體管Tsk的電流Ik，就按照第1電位V1的電平(柵極-源極之間的電壓)變化。
本實施方式中的電位生成電路25，可變地生成第1電位V1。圖3是表示電位生成電路25中生成第1電位V1的部分的結構的方框圖。如該圖所示，電位生成電路25包含電阻分壓電路251、選擇器253和緩沖器255。電阻分壓電路251，包含在第2電位(高電源側的電源電位)V2和接地電位Gnd之間串聯的多個電阻元件Ra。用各電阻元件Ra的分壓生成的4種電位(V1a·V1b·V1c·V1d)，被供給選擇器253。選擇器253是按照調整信號C，選擇這些電位中的某一個的單元。調整信號C，例如按照對旋紐及按鈕等操作元件(未圖示)的操作，由控制電路27輸出。選擇器253選擇的電位，作為第1電位V1，由緩沖器255向給電線31輸出。
如上所述，第1電位V1的電平被按照調整信號C調整。由于流入電流源晶體管Tsk的電流Ik(進而為基準電流Ia及驅動電流Idr)，取決于第1電位V1，所以在本實施方式中，可以通過對操作元件的操作，統一調整所有的電光學元件E的灰度的濃淡。此外，以上列舉了通過對操作元件的操作設定第1電位V1的結構，但成為第1電位V1的基準的要素是任意的。例如，可以采用按照太陽光及照明光之類的外來光的光量，設定第1電位V1的結構。
圖1的選擇電路21，按照順序依次選擇第1行～第n行的各選擇線11。進一步地詳述，就是選擇電路21在使供給某條選擇線11的選擇信號Si遷移成高電平后選擇該選擇線11的同時，還將向除此以外的各選擇線11(非選擇的選擇線11)供給的選擇信號維持成低電平。如圖4所示，本實施方式中的選擇信號Si，在將相當于一個幀期間(1F)的時間長劃分成的3個子幀期間Sf(Sf1～Sf3)的每一個中寫入期間Pw，成為高電平，在除次以外的期間(前后的寫入期間Pw的間隔)成為低電平。就是說，各選擇線11在各幀期間被分別選擇3次。寫入期間Pw，是包含各子幀期間Sf1的時點的規定的時間長的期間。
本實施方式中的子幀期間Sf(Sf1～Sf3)，被選定成各自的時間長相當于2的冪函數的比率“Sf1∶Sf2∶Sf3＝4∶2∶1”。在每個子幀期間Sf中，控制各電光學元件E的發光及不發光，從而將電光學元件E的灰度控制成8個等級中的某一個(采用脈沖寬度調制方式進行的灰度控制)。
數據輸出電路23，是將各單位電路P中的電光學元件E的灰度數據Gj，作為數據信號Dj，向與該單位電路P連接的數據線1 3輸出的單元。灰度數據G1～Gn，由搭載電光學裝置D的電子機器的CPU等各種上位裝置(或控制電路27)，供給數據輸出電路23。一個電光學元件E的灰度數據Gj，由最高位的比特g1、下一位的比特g2和最低位的比特g3構成。數據信號Dj，在各子幀期間Sf內的寫入期間Pw中，成為電位VgH或電位VgL中與灰度數據Gj的各比特對應的電位。更詳細的說，數據信號Dj在子幀期間Sf1內的寫入期間Pw中，成為與灰度數據Gj的比特g1對應的電平。就是說，比特g1是“0”時，數據信號Dj成為電位VgH；比特g1是“1”時，數據信號Dj成為電位VgL。同樣，數據信號Dj在子幀期間Sf2內的寫入期間Pw中，成為與比特g2對應的電平，在子幀期間Sf3內的寫入期間Pw中，成為與比特g3對應的電平。
由于在選擇信號Si成為高電平的各寫入期間Pw中，晶體管TA成為導通狀態，所以該寫入期間Pw中的數據信號Dj的電位(VgH或VgL)，在經由晶體管TA供給驅動晶體管Tdr的柵電極的同時，在下一個寫入期間Pw中，直到被供給新的數據信號Dj為止，被電容元件C0保持。就是說，電容元件C0作為將各寫入期間Pw中被單位電路P采用的灰度數據Gj，保持到下一個寫入期間Pw為止的單元發揮作用。
經過以上的動作后，就如圖4所示，驅動晶體管Tdr的柵極電位Vg，在每個子幀期間Sf中，被按照灰度數據Gj的各比特g1～g3，控制成電位VgH及電位VgL中的某一個。就是說，柵極電位Vg，在遍及一個幀期間(1F)中與灰度數據Gj對應的時間長，維持電位VgH的同時，還在其余的期間成為電位VgL。這樣，供給電光學元件E的驅動電流Idr，在一個幀期間中與灰度數據Gj對應的期間(在圖4中是加了斜線的區間)，成為使電光學元件E發光的電流值，在其余的期間則成為使電光學元件E不發光的電流值。
本實施方式中的數據信號D1～Dn的振幅(電位VgH和電位VgL的差分值)，小于第2電位V2和接地電位Gnd的電位差。更詳細的說，電位VgH與第2電位V2(電源電位)相比，是低位；電位VgL與接地電位Gnd相比，是高位。從另一個角度上說，與向柵電極供給第2電位V2(電源電位)，從而使驅動晶體管Tdr成為導通狀態的結構相比，供給電位VgH后就成為導通狀態的驅動晶體管Tdr的電阻值(導通電阻)變高。這樣，采用減少數據信號D1～Dn的振幅的結構后，與數據信號D1～Dn在由接地電位Gnd起到第2電位V2為止的范圍中變動的結構相比，能夠減少起因于數據信號D1～Dn的電位的變動的各部的噪聲。另外，減少數據信號D1～Dn的振幅后，還能夠縮小該信號經由的晶體管TA的尺寸，這樣，因為減少了選擇信號S1～Sm的振幅，所以采用本實施方式后，還能夠減少起因于選擇信號S1～Sm的電位的變動的各部的噪聲。
綜上所述，在本實施方式中，由于在各單位電路P中設置生成與修正數據A對應的基準電流Ia的基準設定電路U，所以在原理上不需要根據修正數據A修正灰度數據G1～Gn的電路。這樣，能夠縮小在元件陣列10的周邊配置的電路的規模。
另外，在本實施方式中，電流源晶體管Ts1～Ts3，作為橫電流源發揮作用，還進而生成修正數據A，以便補償給電線31及給電線32中的電壓降的影響。這樣，能夠有效地補償與各單位電路P的位置對應的第1電位V1及第2電位V2的離差，可以高精度地將基準電流Ia的電流值調整成所需值。從另一個角度上說，如上所述，因為能夠用單位電路P補償第1電位V1及第2電位V2的離差，所以減少了抑制給電線31及給電線32中的電壓降的必要性。這樣，采用本實施方式后，例如可以不必采用旨在使給電線31及給電線32低電阻化的結構(例如由低電阻的導電性材料構成的輔助布線)。此外，元件陣列10的面積越大，給電線31及給電線32中的電壓降就越大。所以減少了這些電壓降的影響的本實施方式，在作為大畫面的顯示裝置利用電光學裝置D時，特別合適。
<B第2實施方式>
接著，講述本發明的第2實施方式。此外，對于構成以下的各形態的要素中，和第1實施方式共同的要素，賦予相同的符號，適當的省略其說明。
在第1實施方式中，例示了由被按照修正數據A控制的3個電流源晶體管Ts1～Ts3生成基準電流Ia的結構。本實施方式的基準設定電路U，如圖5所示，在和第1實施方式同樣的電流源晶體管Ts1～Ts3的基礎上，還包含p溝道型的晶體管Tc。該晶體管Tc，是按照供給柵電極的電位Von生成電流Ic的單元，其源電極與給電線32連接的同時，漏電極與節點N連接。這樣，在本實施方式中，流入電流源晶體管Ts1～Ts3的電流I1～I3，和流入晶體管Tc的源-漏之間的電流Ic相加后，生成基準電流Ia。
供給晶體管Tc的柵電極的電位Von，和第1電位V1及第2電位V2一起，由電位生成電路25生成，被共同供給各單位電路P。電位Von，是使晶體管Tc在飽和區域動作的電位(與第2電位V2相比是低電位)，和第1電位V1一樣，按照來自外部的指令變更。這樣，在變更與調整信號C對應的第1電位V1的基礎上，還變更第2電位V2后，也能夠統一地變更各單位電路P的基準電流Ia(進而是元件陣列10的整體的明暗)。但是，本實施方式中的電位Von，不依存于第1電位V1及其變動，按照和調整信號C不同的輸入，與第1電位V1沒有關系地設定。采用該結構后，和電位Von與電位V1連動地設定的結構相比，能夠細致地而且多樣地設定各單位電路P的基準電流Ia。

綜上所述，在本實施方式中，將不依存于修正數據A的電流Ic和與修正數據A對應的電流I1～I3相加后，生成基準電流Ia。采用該結構后，由于各單位電路P共同的電流Ic被晶體管Tc生成，所以只要由電流源晶體管Ts1～Ts3生成相當于該電流Ic和所需的基準電流Idr的差分的微小的電流后就足夠。這樣，能夠一方面減少修正數據A的比特數，一方面按照修正數據A，用細微的間隔變更基準電流Ia的電流值。此外，還能夠高精度地控制電流源晶體管Ts1～Ts3各自的特性，以便確保修正數據A和電流I1～13的線性關系，而對于晶體管Tc，則不要求它具有電流源晶體管Ts1～Ts3那樣的特性的精度。這樣，和電流源晶體管Ts1～Ts3相比，能夠縮小晶體管Tc的溝道長。
<C第3實施方式>
在以上的各形態中，例示了將多個單位電路P矩陣狀排列的結構(即適合于圖象顯示的電光學裝置D)。與此不同，在本形態的電光學裝置D中，采用將多個單位電路P線狀排列的結構。這種電光學裝置D，在印刷裝置等圖象形成裝置中，宜于作為將感光體(例如感光體磁鼓)曝光的曝光頭采用。
圖6是表示本形態涉及的電光學裝置D的結構的方框圖。如該圖所示，在元件陣列10中，沿著X方向(主掃描方向)排列n個單位電路P。電光學裝置D的元件陣列10的各電光學元件E，被與感光體相對地配置。數據輸出電路23、控制電路27及電位生成電路25的結構，和以上的各形態同樣。此外，象本形態這樣，在線狀排列單位電路P的結構中，因為不需要進行各行的選擇，所以不配置在以上的各形態中講述的選擇線11及選擇電路21。
圖7是表示本形態中的單位電路P的結構的方框圖。如該圖所示，驅動電流Idr的柵電極，與數據線13連接。被數據線13供給的數據信號Dj，在遍及規定的期間中的與灰度數據Gj對應的時間長，成為電位VgH，在其余的期間則成為電位VgL。利用以上的動作，控制各電光學元件E的灰度(亮度)，在被各電光學元件E曝光的感光體的表面，形成與所需的圖象對應的潛影(靜電潛影)。而且，使附著在該潛影上的墨粉(顯影)固定在專用紙等記錄材料上。在以上的結構中，也可以獲得和第1實施方式一樣的效果。此外，還可以在圖7的結構中，追加在第2實施方式中講述的晶體管Tc(圖5)。
<D變形例>
在以上的各形態中，能夠添加各種變形。具體的變形的樣態，例示如下。此外，可以適當組合以下的各樣態。
(1)變形例1圖8是例示在以上的各形態中，流入各部的電流和節點N的電位的關系的曲線圖。該圖中的特性F1，表示節點N的電位(橫軸)和基準電流Ia(縱軸)的關系。另外，特性F2表示節點N的電位和驅動電流Idr的關系，特性F3表示節點N的電位和流入驅動晶體管Tdr的電流Ib的關系。在圖8中，特性F1和特性F2的交點O1，相當于電光學元件E發光時的動作點；特性F1和特性F3的交點O2，相當于電光學元件E不發光時的動作點。如圖8所示，基準電流Ia在電光學元件E發光時(動作點O1)和不發光時(動作點O2)，往往隨著單位電路P的各部的特性而變動(變動量Δ1)。
為了抑制該基準電流Ia的變動，如圖9～圖11所示，可以采用在通過基準設定電路U和驅動晶體管Tdr的路徑上(特別是基準設定電路U和驅動晶體管Tdr之間)，配置電阻元件Rb的結構。在圖9的結構中，在驅動晶體管Tdr的漏電極和節點N之間，介有電阻元件Rb。另外，在圖10的結構中，在電流源晶體管Ts1～Ts3的漏電極和節點N之間，介有電阻元件Rb。另外，在圖11的結構中，在基準設定電路U和節點N之間，介有電阻元件Rb。
采用圖9～圖11的結構后，與不配置電阻元件Rb的結構相比，能夠使從基準設定電路U經由電光學元件E到達接地線34的第1路徑的電阻值，接近從基準設定電路U經由驅動晶體管Tdr到達接地線34的第2路徑的電阻值。就是說，圖8的特性F3，在象圖9～圖11那樣地配置電阻元件Rb后，變化成特性F3a。這樣，電光學元件E不發光時的動作點O2，變化成接近發光時的動作點O1的動作點O2a。因此，如圖8所示，能夠使電光學元件E的發光時和不發光時的基準電流Ia的變動量，從Δ1減少到Δ2。
(2)變形例2單位電路P的結構可以適當變更。例如可以采用在各單位電路P中不配置保持修正數據A的單元(存儲元件Ma1～Ma3及存儲元件MB1～Mb3)的結構。在該結構中，由周邊電路向各單位電路P的電流源晶體管Ts1～Ts3的每個柵電極，持續供給與修正數據A對應的電位。
另外，在以上的各形態中，例示了由基準設定電路U生成基準電流Ia的結構。但是，還可以采用基準設定電路U按照修正數據A，生成成為驅動電流Idr的基準的電壓(以下稱作“基準電壓”)結構(例如作為基準設定電路U，采用電壓輸出型的DAC的結構)。在該結構中，還也可以采用在基準設定電路U和電光學元件E之間插入驅動晶體管的結構。在該結構中，向驅動晶體管的柵電極供給與灰度數據Gj對應的電位。這樣，由基準設定電路U經由驅動晶體管供給電光學元件E的驅動電流Idr，就被控制成與基準電壓(修正數據A)和灰度數據Gj對應的電流值。因此，在以上的各形態中，可以適當采用按照基準設定電路U生成的基準信號的電平(基準電流Ia的電流值或基準電壓的電壓值)和灰度數據Gj，控制驅動電流Idr的結構。
(3)變形例3在以上的各形態中，例示了存儲修正數據A的存儲元件Ma1～Ma3是SRAM的結構。但也可以如圖12所示，采用修正數據A被DRAM存儲的結構。圖12的單位電路P，取代第2實施方式的存儲元件Mak，包含存儲元件Mbk(Mb1～Mb3)和晶體管TBk(TB1～TB3)的組(即1比特的DRAM)。存儲元件Mbk是保持與修正數據A的比特ak對應的電壓的電容元件，插入電流源晶體管Tsk的柵電極和接地線之間。這樣，和以上的各形態一樣，向電流源晶體管Tsk的柵電極供給與比特ak對應的電位。
晶體管TB1～TB3的每一個，都是控制存儲元件Mb1～Mb3和控制電路27(存儲器28)電連接的開關元件。晶體管TBk的柵極，與供給刷新信號Wk[i]的信號線Lk連接。這樣，就按照刷新信號Wk[i]的電平，將晶體管TBk控制成導通狀態及截止狀態中的某一個。
刷新信號Wk[i]遷移成高電平，晶體管TBk變化成導通狀態后，通過做晶體管TBk媒介，控制電路27輸出的比特ak，輸入單位電路P。于是，與比特ak對應的電位，在供給電流源晶體管Tsk的柵電極的同時，還被存儲元件Mbk保持。這樣，在圖12的結構中，也生成與修正數據A對應的電流值的基準電流Ia。在以上的結構中，由于采用DRAM保持修正數據A，所以與在各單位電路P中配置SRAM的狀態相比，能夠縮小單位電路P的規模，降低制造成本。
不過，存儲元件Mbk保持的電壓，起因于電荷的泄漏而逐漸下降。因此，在各電光學元件E的驅動中，也最好反復隨時(例如定期的)實行使存儲元件Mbk的存儲內容刷新的動作(在利用刷新信號Wk[i]，將晶體管TBk控制成導通狀態的基礎上，由控制電路27將比特ak供給存儲元件Mbk的動作)。采用該樣態后，能夠長期地將基準電流Ia的電流值維持成所需值。
(4)變形例4毫無疑問，修正數據A及灰度數據G的比特數，并不局限于以上的例示。這樣，構成一個單位電路P的要素(電流源晶體管Tsk及存儲元件Mak·存儲元件Mbk·晶體管TBk)的個數，及一個幀期間包含的子幀期間的個數，可以根據以上的例示適當變更。
(5)變形例5在以上的各形態中，例示了將驅動電流Idr作為與灰度數據Gj對應的脈沖寬度，從而控制電光學元件E的灰度的結構。但是控制電光學元件E的灰度的方法，是任意的。例如還可以采用按照灰度數據Gj，使驅動電流Idr的電流值階段性地變化，從而控制電光學元件E的灰度的結構。
(6)變形例6在以上的各形態中，例示了可變地生成第1電位V1的結構，但是也可以采用可變地生成第2電位V2的結構。另外，為了使第1電位V1變化的結構，是任意的。例如可以取代圖3的電位生成電路25，如圖13所示，采用由電阻元件Ra和可變電阻元件Rx產生的分壓，生成第1電位V1的結構。在該結構中，按照調整信號C，使可變電阻元件Rx的電阻值變化，從而生成所需的第1電位V1。
(7)變形例7在以上的實施方式中，例示了作為電光學元件E，采用OLED元件的結構，但本發明在利用除此以外的電光學元件的各種電光學裝置中也能夠應用。例如，可以在利用無機EL元件的顯示裝置、電場發射顯示器(FEDField Emission Display)、表面導電型電子發射顯示器(SEDSurface-conduction Electron-Emitter Display)、彈道電子發射顯示器(BEDBallisticelectron Surface emitting Display)、利用發光二極管的顯示裝置中，也能夠和以上的實施方式一樣，應用本發明。
<E應用例>
下面，講述利用本發明涉及的電光學裝置的電子機器。圖14是表示將以上講述的某個實施方式涉及的電光學裝置D作為顯示裝置采用的可移動型的個人用計算機的結構的立體圖。個人用計算機2000，具備作為顯示裝置的電光學裝置D和本體部2010。在本體部2010中，設置著電源開關2001及鍵盤2002。在該電光學裝置D只，由于作為電光學元件E，利用OLED元件，所以能夠顯示可視角寬廣、容易看見的畫面。
圖15是表示應用以上的各形態涉及的電光學裝置D的手機的結構。手機3000，具備多個操作按鈕3001、滾動按鈕3002及作為顯示裝置的電光學裝置D。操作滾動按鈕3002后，被電光學裝置D的元件陣列10顯示的畫面就滾動。
圖16是表示應用以上的各形態涉及的電光學裝置D的攜帶式信息終端(PDAPersonal Digital Assistants)的結構。攜帶式信息終端4000，具備多個操作按鈕4001、電源開關4002及作為顯示裝置的電光學裝置D。操作電源開關4002后，地址錄及日程表等各種信息就被電光學裝置D的元件陣列10顯示。
此外，作為應用本發明涉及的電光學裝置的電子機器，除了圖14～圖16表示的以外，還可以列舉數碼相機、電視機、錄象機、導航裝置、頁式閱讀機、電子筆記本、電子紙、計算器、字處理機、工作站、可視電話、POS終端、打印機、掃描器、復印機、視頻播放機、具有觸摸屏的機器等。
權利要求
1.一種電光學裝置，排列有多個單位電路，所述多個單位電路的每一個都包含電光學元件，該電光學元件成為與驅動電流的電流值對應的灰度；基準設定單元，該基準設定單元生成與所述單位電路的修正數據對應的電平的基準信號；以及電流控制單元，該電流控制單元將供給所述電光學元件的驅動電流，控制成與指定該單位電路的灰度的灰度數據和所述基準設定單元生成的基準信號的電平相對應的電流值。
2.如權利要求1所述的電光學裝置，其特征在于所述基準設定單元，作為基準信號，生成與修正數據對應的電流值的基準電流。
3.如權利要求2所述的電光學裝置，其特征在于所述電流控制單元，包含驅動晶體管，該驅動晶體管，配置在由從所述基準設定單元至所述電光學元件的第1路徑分岔的第2路徑上，并按照灰度數據控制所述第2路徑的電流。
4.如權利要求3所述的電光學裝置，其特征在于在經由所述基準設定單元和所述驅動晶體管的電流的路徑上，具有插設的電阻元件。
5.如權利要求2～4任一項所述的電光學裝置，其特征在于所述各單位電路的所述基準設定單元，包含分別生成與該單位電路的修正數據對應的電流的多個電流源，將所述各電流源生成的電流相加后，生成基準電流。
6.如權利要求5所述的電光學裝置，其特征在于具備生成互不相同的第1電位及第2電位的電位生成單元；所述各電流源，包含生成與柵電極的電位對應的電流的第1晶體管；按照修正數據，將電位生成單元生成的第1電位及第2電位中的某一個，供給到所述第1晶體管的柵電極。
7.如權利要求6所述的電光學裝置，其特征在于所述第1電位，是使所述第1晶體管在飽和區域的工作的電位；所述第2電位，是使所述第1晶體管成為截止狀態的電位。
8.如權利要求6或7所述的電光學裝置，其特征在于所述電位生成單元，可變地生成所述第1電位。
9.如權利要求5所述的電光學裝置，其特征在于所述各單位電路，具備生成不依存于修正數據的電流值的電流的電流生成單元；所述基準設定單元，將所述各電流源生成的電流和所述電流生成單元生成的電流相加，生成基準電流。
10.如權利要求9所述的電光學裝置，其特征在于所述多個電流源的每一個，都包含生成與柵電極的電位對應的電流的第1晶體管；所述電流生成單元，包含生成與柵電極的電位對應的電流的第2晶體管；所述電光學裝置，具備生成互不相同的第1電位及第2電位的第1電位生成單元、和生成不依存于所述第1電位及所述第2電位的導通電位的第2電位生成單元；按照修正數據，將所述第1電位生成單元生成的所述第1電位及所述第2電位中的某一個，供給到所述多個單位電路的每一個中的所述各電流源的第1晶體管的柵電極；向所述多個單位電路的每一個中的第2晶體管的柵電極，供給所述第2電位生成單元生成的導通電位。
11.如權利要求1所述的電光學裝置，其特征在于所述多個單位電路的每一個，都包含保持該單位電路的修正數據的修正數據保持單元；所述基準設定單元，生成與所述修正數據保持單元保持的修正數據對應的基準信號。
12.一種電子機器，其特征在于具備權利要求1～11任一項所述的電光學裝置。
13.一種電光學裝置的驅動方法，驅動排列有多個單位電路的電光學裝置，所述單位電路的每一個都包含電光學元件，該電光學元件成為與驅動電流的電流值對應的灰度；修正數據保持單元，該修正數據保持單元保持修正數據；基準設定單元，該基準設定單元生成與所述修正數據保持單元保持的修正數據對應的電平的基準信號；以及電流控制單元，該電流控制單元將供給所述電光學元件的驅動電流，控制成與灰度數據和所述基準設定單元生成的基準信號的電平相對應的電流值，在所述方法中，使所述各單位電路的所述修正數據保持單元保持該單位電路的修正數據，由所述修正數據保持單元保持修正數據后，向所述各單位電路的所述電流控制單元輸出灰度數據，驅動所述各電光學元件。
全文摘要
電光學裝置(D)，具備多個單位電路(P)。各單位電路包含電光學元件(E)，該元件成為與驅動電流(Idr)的電流值對應的灰度；基準設定電路(U)，該電路生成與單位電路(P)的修正數據(A)對應的電流值的基準電流(Ia)；驅動晶體管(Tdr)，該晶體管將驅動電流(Idr)，控制成與灰度數據(G)和基準電流(Ia)對應的電流值。基準設定電路(U)，包含保持修正數據的各比特(a1～a3)的存儲元件(Ma1～Ma3)和生成與存儲元件保持的修正數據(A)對應的電流(I1～I3)的電流源晶體管(Ts1～Ts3)，將電流(I1～I3)相加后，生成基準電流(Ia)。從而一邊抑制周邊電路的規模，一邊抑制各電光學元件的灰度不勻。
文檔編號H01L27/32GK1996453SQ20071000141
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月5日 優先權日2006年1月6日
發明者城宏明, 藤川紳介 申請人:精工愛普生株式會社