KR100460291B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치에서의 소비전력의 저감화 및 수명 장기화를 목적으로 한다.
액정 표시 소자 또는 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자 등의 표시 소자와, 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 갖는 부화소를 표시 장치의 화소 내에 배치함으로써, 계조 표시와 함께 소비전력의 저감화 및 수명 장기화라는 요청에 대응하는 것을 가능하게 한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME, ELECTRO-OPTIC DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은, 특히, 소비전력의 저감에 적합한 표시 장치 및 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 그 구동 방법, 전자 기기에 관한 것이다.
표시 장치에 대하여 요구되는 중요한 기능의 하나로서 계조 표시 기능이 있는데, 계조 방식으로서 몇 가지의 것이 채용되고 있다. 주요한 계조 방식으로서, (ⅰ) 화소에 공급하는 전류값 또는 전압값을 아날로그적으로 제어함으로써, 계조 표시를 행하는 방법, (ⅱ) 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나로 화소를 구성하는 부화소의 표시 상태를 제어하고, 화소 내의 온 상태에 있는 부화소와 오프 상태에 있는 부화소의 비율을 변화시켜 계조 표시를 행하는 이른바 면적 계조 방식, (ⅲ) 화소가 온 상태에 있는 기간과 오프 상태에 있는 기간을 변화시킴으로써 계조표시를 행하는 시간 계조 방식 등을 들 수 있다.
현재, 액정 표시 장치 또는 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치 등의 표시 장치가 휴대 전화 등의 휴대용 기기에 탑재되게 되고, 계조 표시 기능과 함께 표시 장치의 소비전력의 저감화 또는 수명 장기화가 요구되고 있다.
그래서, 본 발명의 목적은 소비전력의 저감화 및 수명 장기화를 가능하게 하는 표시 장치를 제공하는 것이며, 소비전력의 저감화 및 수명 장기화에 대응하는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 화소 등가회로도.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 박막트랜지스터의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 화소 등가회로도.
도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 실장된 이동형 퍼스널 컴퓨터에 적용한 경우의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 실장된 휴대 전화기의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 파인더 부분에 적용된 디지털 스틸 카메라의 일례를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 주사선
2 : 신호선
21 : 저비트의 신호선
22 : 고비트의 신호선
3 : 박막트랜지스터
31 : 저비트의 박막트랜지스터
32 : 고비트의 박막트랜지스터
4 : 스태틱 랜덤 액세스 메모리
5 : 반사형 액정 표시 소자
51 : 저비트의 부(副)반사형 액정 표시 소자
52 : 고비트의 부반사형 액정 표시 소자
6 : 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자
61 : 저비트의 부(副)유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자
62 : 고비트의 부유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자
71 : 유리 기판
72 : 다결정 실리콘
73 : 게이트 절연막
74 : 게이트 전극
75 : 소스 영역 및 드레인 영역
76 : 제 1 층간절연막
77 : 소스 전극 및 드레인 전극
78 : 제 2 층간절연막
79 : 화소 전극
81 : 밀착층
82 : 층간층
83 : 정공 주입층
84 : 발광층
85 : 음극
86 : 밀봉제
본 발명의 표시 장치는, 제 1 배선과 제 2 배선의 교차부에 대응하여 화소가 배치되고, 상기 화소는 복수의 부화소를 포함하고, 상기 부화소는 트랜지스터를 갖고, 상기 트랜지스터는 상기 제 1 배선의 신호에 의해 상기 제 2 배선의 신호를 스위칭하는 표시 장치로서, 상기 부화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 포함하고, 상기 스태틱 랜덤 액세스 메모리의 입출력 단자의 한쪽은 상기 트랜지스터의 한쪽의 전극에 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 표시 장치의 화소는 복수의 부화소를 포함하고 있기 때문에, 각각의 부화소의 표시 상태를 제어함으로써, 계조 표시가 가능해진다. 또한, 이 표시 장치는 부화소에 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 포함하기 때문에, 표시 데이터의 개서(改書) 시 이외는 특별히 주사 신호를 부화소에 공급할 필요가 없어, 주사 주파수의 저감 또는 주사 솎아냄이 가능해지고, 표시 장치의 소비전력의 저감화 또는 수명 장기화에 대하여 효과적인 구성을 갖고 있다. 또한, 표시 장치의 스태틱 랜덤 액세스 메모리로서는, 통상의 스태틱 랜덤 액세스 메모리 이외에 의사(擬似) 스태틱 랜덤 액세스 메모리 또는 동기(synchronous) 스태틱 랜덤 액세스 메모리 등도 사용할 수 있다.
상기의 표시 장치에 있어서, 상기 부화소는 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나의 상태를 취하도록 설정할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 전기 신호 등에 의한 표시 상태의 제어가 용이하다. 또한, 각 부화소를 박막트랜지스터(이하, TFT라고 함)를 이용하여 제어할 경우, TFT는 특성 편차의 표시 상태에 대한 영향을 최대한 저감시킬 수 있다.
상기의 표시 장치에 있어서, 계조를 상기 화소의 최대 휘도와 온 상태에 있는 상기 부화소의 합계 휘도와의 비의 함수로서 설정할 수도 있다. 온 상태 시에 소정의 휘도를 갖는 각각의 부화소를 온 상태 및 오프 상태 중의 어느 하나로 제어하고, 온 상태에 있는 부화소의 합계 휘도를 화상 신호에 따라 변화시켜 계조 표시를 행하기 때문에, 부화소 각각에 광전 특성의 편차가 있더라도 계조 표시를 행할 수 있다. 또한, 여기서 최대 휘도는 화소에 포함되는 부화소가 모두 온 상태일 때의 합계 휘도이다.
상기의 표시 장치에 있어서, 계조를 상기 화소가 점유하는 전체 면적과 온 상태에 있는 상기 부화소가 점유하는 면적과의 비의 함수로서 설정할 수도 있다. 이러한 표시 장치는, 부화소 각각에 광전 특성의 편차가 있더라도 계조 표시를 행할 수 있다.
상기의 표시 장치에 있어서, 상기 부화소에 액정 표시 소자를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 액정 표시 소자를 표시 소자로서 사용하고 있기 때문에, 박형화 또는 경량화와 같은 표시 장치에 대한 요청에 대응 가능하다.
액정 표시 소자로서는 투과형 및 반사형을 모두 사용할 수 있다. 반사형의경우는, 광의 취출 측과는 반대의 반사형 액정 소자 아래쪽의 스페이스에 트랜지스터 등의 능동 소자 또는 배선 등을 정리하여 배치하는 것도 가능하기 때문에, 개구율의 확보에 적합하다.
상기의 표시 장치에 있어서, 상기 부화소에 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자를 배치할 수도 있다. 이 경우, 표시 소자로서 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자가 이용되고 있기 때문에, 박형화 또는 경량화에 대응 가능한 동시에, 넓은 시야각이라는 특징을 갖고 있다.
본 발명의 제 1 표시 장치의 구동 방법은, 매트릭스 형상으로 화소가 배치되고, 상기 화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 갖는 복수의 부화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 부화소를 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나로 제어하고, 상기 화소의 전체 점유 면적과 온 상태에 있는 상기 부화소가 점유하는 면적과의 비를 이용하여 계조를 얻는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 표시 장치의 구동 방법은, 매트릭스 형상으로 화소가 배치되고, 상기 화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 갖는 복수의 부화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 부화소를 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나로 제어하고, 상기 화소의 최대 휘도와 온 상태에 있는 부화소의 합계 휘도와의 비를 이용하여 계조를 얻는 것을 특징으로 한다.
상기의 표시 장치의 구동 방법에서는, 중간적인 계조의 표시를 행할 경우에도, 부화소의 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나만을 이용하고 있기 때문에, 부화소 각각에 광전 특성의 편차가 있더라도 계조 표시를 행할 수 있다.
본 발명의 제 1 전기 광학 장치는, 제 1 배선과 제 2 배선의 교차부에 대응하여 화소가 배치되고, 상기 화소는 복수의 부화소를 포함하고, 상기 부화소는 트랜지스터를 갖고, 상기 트랜지스터는 상기 제 1 배선의 신호에 의해 상기 제 2 배선의 신호를 스위칭하는 전기 광학 장치로서, 상기 부화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 포함하고, 상기 스태틱 랜덤 액세스 메모리의 입출력 단자의 한쪽은 상기 트랜지스터의 한쪽의 전극에 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 상기 전기 광학 소자 각각의 휘도는 저휘도와 고휘도의 2치를 취하도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 2치는, 예를 들어, 휘도 0의 상태 및 최대 휘도 중의 어느 하나를 취하도록 설정되어 있는 경우를 의미한다. 이와 같이 하면, 신호선을 통하여 화소에 공급되는 데이터 신호를 간략화하는 것도 가능하다. 또한, 이것에 따라, 신호선 구동회로의 회로 구성 간략화 또는 신호선 구동회로의 점유 면적 저감도 달성하는 것이 가능해진다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 계조를 상기 화소에 포함되는 상기 전기 광학 소자 휘도의 합계의 함수로서 설정하는 것도 가능하다.
상기의 표시 장치에 있어서, 계조는 상기 화소에 포함되는 상기 전기 광학 소자가 점유하는 전체 면적과 고휘도 상태에 있는 상기 부화소가 점유하는 합계 면적과의 비의 함수로서 설정되어 있을 수도 있다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 상기 전기 광학 소자를 액정 소자로 하는 것도 가능하다. 액정 소자로서는 투과형 및 반사형을 모두 채용할 수 있다. 소비전력의 저감화를 위해서는, 광원을 특별히 필요로 하지 않는 반사형인 것이 바람직한 경우가 있다. 또한, 광의 취출 측과는 반대의 반사형 액정 소자 아래쪽의 스페이스에 트랜지스터 등의 능동 소자 또는 배선 등을 정리하여 배치하는 것도 가능하기 때문에, 개구율의 확보에 적합하다.
상기의 전기 광학 장치에 있어서, 상기 전기 광학 소자를 유기 일렉트로 루미네선스 소자로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 전기 광학 장치의 구동 방법은, 복수 신호선과 복수 주사선과의 교차부에 매트릭스 형상으로 배치된 화소를 포함하고, 상기 화소 내에 전기 광학 소자를 구비한 부화소가 배치되어 있는 전기 광학 장치의 구동 방법으로서, 상기 전기 광학 소자의 휘도를 저휘도 및 고휘도 중의 어느 하나로 제어하는 데이터 신호를 상기 복수의 신호선을 통하여 공급하는 스텝과, 상기 데이터 신호를 상기 부화소 내에 배치된 스태틱 랜덤 액세스 메모리에 유지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 전기 광학 장치의 구동 방법에 있어서, 전기 광학 소자의 저휘도와 고휘도의 상태를, 예를 들어, 휘도 0과 최대 휘도로 설정할 수도 있다.
본 발명의 전자 기기는, 상기의 표시 장치 또는 상기의 전기 광학 장치를 구비하고 있다.
이하, 본 발명의 전형적인 실시형태에 대해서 설명한다.
(제 1 실시형태)
본 발명에 따른 일 실시형태로서, 1 화소 내에 전기 광학 소자로서 액정 소자와 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 구비한 복수의 부화소가 배치된 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 이 표시 장치의 화소 등가회로도이다. 여기서는, 1 화소만 도시하고 있으나, 실제로는 화소에 주사 신호를 송출하는 주사선과 데이터 신호를 송출하는 신호선과의 교차부에 대응하여 매트릭스 형상으로 복수의 화소가 배치되어 있다. 1 화소 내에는 대응하여 트랜지스터(3), 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4), 액정 소자(5)가 형성되어 있다. 트랜지스터(3)로서는, 박막트랜지스터(TFT) 또는 실리콘 베이스의 트랜지스터, 더 나아가서는 방향족이나 공역 결합을 갖는 유기 반도체 재료를 반도체층으로서 이용한 이른바 유기 트랜지스터 등도 채용 가능하다. 박막트랜지스터로서는, 예를 들어, 비정질 실리콘 박막트랜지스터, 다결정 실리콘 박막트랜지스터, 및 단결정 실리콘 트랜지스터를 들 수 있다. 실리콘 베이스 트랜지스터를 사용할 경우는, 실리콘 기판 위에서 형성한 트랜지스터를 1개씩 또는 복수개를 포함하는 칩으로 분할하여, 유리 등의 절연 기판 위의 소정 개소에 재배치한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)로서는, CMOS 인버터형의 스태틱 랜덤 액세스 메모리, 또는 디프레션 부하형, 고저항 다결정 실리콘 부하형 등이 사용 가능하다. 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 구성하는 트랜지스터로서는 트랜지스터(3)와 동일한 것을 사용할 수 있으나, 스태틱 랜덤 액세스 메모리로서의 기능을 발휘하기 위해서는, 다결정 실리콘 박막트랜지스터, 단결정 실리콘 박막트랜지스터, 실리콘 베이스의 트랜지스터인 것이 바람직하다. 액정 소자(5)로서는 투과형 또는 반사형을 모두 사용할 수 있다. 다만, 소비전력을 저감시킬 필요가 있을 경우는, 백라이트 등의 광원이 필수가 아닌 액정 소자(5)로서 반사형 액정 소자가 바람직하다.
신호선은 데이터 신호의 각 비트에 따라 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 2비트의 데이터 신호가 공급될 경우, 도 3의 등가회로도에 나타낸 바와 같이, 신호선(2)으로서 저비트의 신호선(21) 및 고비트의 신호선(22)을 설치한다.
이들 신호선에 대응하여, 트랜지스터(3)로서 저비트의 트랜지스터(31)와 고비트의 트랜지스터(32)를 배치한다. 상기와 동일하게, 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)로서 저비트의 스태틱 랜덤 액세스 메모리(41)와 고비트의 스태틱 랜덤 액세스 메모리(42), 액정 소자(5)로서 저비트의 액정 소자(51)와 고비트의 액정 소자(52)를 배치한다.
스태틱 랜덤 액세스 메모리(41, 42)는 워드 라인(또는 주사선) 및 데이터 라인에 직접 접속할 수도 있으나, 도 1에 나타낸 바와 같이, 게이트가 주사선(1)에 접속된 트랜지스터(3)를 통하여 신호선(2)에 접속되도록 배치할 수도 있다. 이러한 배치로 함으로써, 각 부화소의 수에 따라 주사선(또는 워드 라인)을 설치할 필요가 없어진다. 이것은, 예를 들어, 배선 사이에 생기는 불필요한 배선 용량을 감소시킴으로써, 데이터 개서 시의 지연 등을 억제하는 등의 효과를 나타낸다.
신호선(21, 22)의 각각으로부터 공급되는 데이터 신호에 따라, 액정 소자(51, 52) 각각의 휘도를 하이 레벨과 로우 레벨의 2치(예를 들어, 휘도 0과 최대 휘도)로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 액정 소자(51, 52)의 로우 레벨의 휘도를 동등하게 하고(예를 들어, 휘도 0으로 함), 하이 레벨의 휘도가 1:2로 되도록 하면, 2비트의 데이터 신호에 의해 4계조를 얻을 수 있게 된다. 액정 소자(51)의 로우 레벨 및 하이 레벨의 평균 휘도(단위 면적당 휘도)와 액정 소자(52)의 로우 레벨 및 하이 레벨의 평균 휘도(단위 면적당 휘도)가 각각 실질적으로 동일할 경우는, 액정 소자(51, 52)의 점유 면적을 서로 다르게 함으로써, 공급되는 데이터 신호에 대하여 최대한의 계조 수를 얻을 수 있게 된다. 예를 들면, 액정 소자(52)의 점유 면적을 액정 소자(51) 점유 면적의 2배로 함으로써, 2비트의 데이터 신호에 의해 4계조를 얻을 수 있다.
스태틱 랜덤 액세스 메모리를 이용하지 않을 경우는, 항상 일정한 주기로 주사선을 통하여 선택 펄스를 화소회로에 공급해야만 하나, 본 실시형태와 같이, 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)를 기억 소자로서 이용할 경우는, 데이터의 개서 동작을 행할 때에, 선택 펄스를 화소 회로에 공급하면 된다. 즉, 주사선(1)에 선택 펄스가 인가되고 있는 동안에, 신호선(2)에 데이터 신호가 인가되고, 트랜지스터(3)를 통하여 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)에 공급되어, 다음 데이터의 개서를 행할 때까지 유지되게 된다. 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)에 유지된 데이터에 의거하여 액정 소자(5)의 광 반사 또는 광 투과가 제어된다.
또한, 액정 소자(5)로서, 소비전력을 저감시키기 위해서는, 백라이트 등의 광원을 특별히 필요로 하지 않는 반사형이 적합하다. 도 1에 나타낸 등가회로는 2비트의 데이터 신호를 공급하는 경우에 대해서 설명한 것이나, 3비트 이상의 데이터 신호를 공급하는 경우에도 본 발명의 사상은 효과적이다.
(제 2 실시형태)
본 발명에 따른 일 실시형태로서, 1 화소 내에 전기 광학 소자로서 유기 일렉트로 루미네선스 소자(6)와 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)를 구비한 복수의 부화소가 배치된 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 3은 이 표시 장치의 화소 등가회로도이다. 여기서는, 1 화소만 도시하고 있으나, 실제로는 화소에 주사 신호를 송출하는 주사선과 데이터 신호를 송출하는 신호선과의 교차부에 대응하여 매트릭스 형상으로 복수의 화소가 배치되어 있다. 1 화소 내에는 대응하여 트랜지스터(3), 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4), 유기 일렉트로 루미네선스 소자(6)가 형성되어 있다. 트랜지스터(3)로서는, 박막트랜지스터(TFT) 또는 실리콘 베이스의 트랜지스터, 더 나아가서는 방향족이나 공역 결합을 갖는 유기 반도체 재료를 반도체층으로서 이용한 이른바 유기 트랜지스터 등도 채용 가능하다. 박막트랜지스터로서는, 예를 들어, 비정질 실리콘 박막트랜지스터, 다결정 실리콘 박막트랜지스터, 및 단결정 실리콘 트랜지스터를 들 수 있다. 실리콘 베이스 트랜지스터를 사용할 경우는, 실리콘 기판 위에서 형성한 트랜지스터를 1개씩 또는 복수개를 포함하는 칩으로 분할하여, 유리 등의 절연 기판 위의 소정 개소에 재배치한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)로서는, CMOS 인버터형의 스태틱 랜덤 액세스 메모리, 또는 디프레션 부하형, 고저항 다결정 실리콘 부하형 등이 사용 가능하다. 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 구성하는 트랜지스터로서는 트랜지스터(3)와 동일한 것을 사용할 수 있으나, 스태틱 랜덤 액세스 메모리로서의 기능을 발휘하기 위해서는, 다결정 실리콘 박막트랜지스터, 단결정 실리콘 박막트랜지스터, 실리콘 베이스의 트랜지스터인 것이 바람직하다.
유기 일렉트로 루미네선스 소자(6)의 발광 재료로서 폴리플루오렌류 또는 폴리페닐렌비닐렌류 등의 고분자 재료, 쿠마린과 로다민 등의 저분자 재료를 사용하는 것이 가능하다.
신호선은 데이터 신호의 각 비트에 따라 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 2비트의 데이터 신호가 공급될 경우, 도 3의 등가회로도에 나타낸 바와 같이, 신호선(2)으로서 저비트의 신호선(21) 및 고비트의 신호선(22)을 설치한다.
이들 신호선에 대응하여, 트랜지스터(3)로서 저비트의 트랜지스터(31)와 고비트의 트랜지스터(32)를 배치한다. 상기와 동일하게, 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)로서 저비트의 스태틱 랜덤 액세스 메모리(41)와 고비트의 스태틱 랜덤 액세스 메모리(42), 유기 일렉트로 루미네선스 소자(6)로서 저비트의 유기 일렉트로 루미네선스 소자(61)와 고비트의 유기 일렉트로 루미네선스 소자(62)를 배치한다.
스태틱 랜덤 액세스 메모리(41, 42)는 워드 라인(또는 주사선) 및 데이터 라인에 직접 접속할 수도 있으나, 도 3에 나타낸 바와 같이, 게이트가 주사선(1)에 접속된 트랜지스터(3)를 통하여 신호선(2)과 접속되도록 배치할 수도 있다. 이러한 배치로 함으로써, 각 부화소의 수에 따라 주사선(또는 워드 라인)을 설치할 필요가 없어진다. 이것은, 예를 들어, 배선 사이에 생기는 불필요한 배선 용량을 감소시킴으로써, 데이터 개서 시의 지연 등을 억제하는 등의 효과를 나타낸다. 또한, 특히, 트랜지스터 또는 배선이 설치된 회로 기판 측으로부터 광을 취출하는 이른바 백이미션형에서는, 배선 또는 트랜지스터가 적을수록 광의 취출 효율은 향상되기 때문에 유리하다.
신호선(21, 22)의 각각으로부터 공급되는 데이터 신호에 따라, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(61, 62) 각각의 휘도를 하이 레벨과 로우 레벨의 2치(예를 들어, 휘도 0과 최대 휘도)로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(61, 62)의 로우 레벨의 휘도를 동등하게 하고(예를 들어, 휘도 0으로 함), 하이 레벨의 휘도가 1:2로 되도록 하면, 2비트의 데이터 신호에 의해 4계조를 얻을 수 있게 된다. 유기 일렉트로 루미네선스 소자(61)의 로우 레벨 및 하이 레벨의 평균 휘도(단위 면적당 휘도)와 유기 일렉트로 루미네선스 소자(62)의 로우 레벨 및 하이 레벨의 평균 휘도(단위 면적당 휘도)가 각각 실질적으로 동일할 경우는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(61, 62)의 점유 면적을 서로 다르게 함으로써, 공급되는 데이터 신호에 대하여 최대한의 계조 수를 얻을 수 있게 된다. 예를 들면, 유기 일렉트로 루미네선스 소자(62)의 점유 면적을 유기 일렉트로 루미네선스 소자(61) 점유 면적의 2배로 함으로써, 2비트의 데이터 신호에 의해 4계조를 얻을 수 있다.
스태틱 랜덤 액세스 메모리를 이용하지 않을 경우는, 항상 일정한 주기로 주사선을 통하여 선택 펄스를 화소회로에 공급해야만 하나, 본 실시형태와 같이, 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)를 기억 소자로서 이용할 경우는, 데이터의 개서 동작을 행할 때에, 선택 펄스를 화소 회로에 공급하면 된다. 즉, 주사선(1)에 선택 펄스가 인가되고 있는 동안에, 신호선(2)에 데이터 신호가 인가되고, 트랜지스터(3)를 통하여 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)에 공급되어, 다음 데이터의 개서를 행할 때까지 유지되게 된다. 스태틱 랜덤 액세스 메모리(4)에 유지된 데이터에 의거하여 유기 일렉트로 루미네선스 소자(6)의 발광 강도가 제어된다.
일반적으로 고분자 재료를 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자는 저분자 재료를 이용한 것에 비하여, 저전압으로 구동되기 때문에 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 공급하는 전류량을 저감시킬 수 있으나, 한편, 많은 계조를 얻기 위해서는, 유기 일렉트로 루미네선스 소자에 공급하는 전류량을 정밀하게 제어해야만 하는 경우가 있다. 본 실시형태와 같이 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 휘도는 2치를 취하도록 설정하면, 전류량의 정밀한 제어를 하지 않더라도, 다계조를 얻을 수 있다.
도 3에 나타낸 등가회로는 2비트의 데이터 신호를 공급하는 경우에 대해서 설명한 것이나, 3비트 이상의 데이터 신호를 공급하는 경우에도 본 발명의 사상은 효과적이다.
이하, 도 2를 참조하면서, 본 발명에 따른 전형적인 전기 광학 장치의 제조 공정에 대해서 설명한다.
먼저, 유리 기판(71) 위에, SiH4을 사용한 PECVD 또는 Si2H6을 사용한 LPCVD에 의해, 비정질 실리콘이 성막된다. 엑시머 레이저 등의 레이저 조사 또는 고상(固相) 성장에 의해, 비정질 실리콘은 재결정화하고, 다결정 실리콘(72)으로 된다(도 2의 (a)). 다결정 실리콘(72)을 패터닝한 후, 게이트 절연막(73)이 성막되고, 게이트 전극(74)이 성막 및 패터닝된다(도 2의 (b)). 인 또는 붕소 등의 불순물이 게이트 전극을 이용하여 자기정합적으로 다결정 실리콘(72)에 주입되고, 활성화되며, CMOS 구조의 소스 영역 및 드레인 영역(75)이 형성된다. 제 1 층간절연막(76)이 성막되고, 콘택트 홀을 개구하며, 소스 전극 및 드레인 전극(77)이 성막 및 패터닝된다(도 2의 (c)). 또한, 제 2 층간절연막(78)이 성막되고, 콘택트 홀을 개구하며, 화소 전극(79)이 성막 및 패터닝된다(도 2의 (d)). 화소 전극(79) 뒤쪽에 박막트랜지스터가 배치되어 있다. 그 후, 통상의 공정에 의해, 반사형 액정 표시 소자가 형성된다.
본 구성에 의하면, 면적 계조 방식의 표시 장치에 대하여 화상이 변화했을 때만 주사를 행함으로써, 소비전력의 저감화 및 수명 장기화를 한층 더 실현할 수 있다. 또한, 본 구성에 의하면, 반사형 액정 표시 소자 뒤쪽에 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 배치할 수 있기 때문에, 개구율 감소 등의 문제가 발생하지 않는다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 박막트랜지스터의 제조 공정에 대해서는, 제 1 실시예와 동일하며 도 2에 나타낸 바와 같다. 먼저, 밀착층(81)이 성막되고, 발광 영역으로 되는 부분에 개구부가 형성된다(도 4a). 다음으로, 산소 플라즈마 또는 CF4플라즈마 등의 플라즈마 처리에 의해, 기판 표면의 습윤성을 제어한다. 그 후, 정공 주입층(83) 및 발광층(84)이 스핀 코팅, 스퀴지(squeegee) 도포, 잉크젯 프로세스(T.Shimoda, S.Seki, et al, Dig. SID '99(1999) 376, S.Kanbe, et al, Proc. Euro Display '99 Late-News Papers(1999) 85) 등의 액상(液相) 프로세스, 스퍼터링, 증착(蒸着) 등의 진공 프로세스에 의해 성막된다. 일 함수를 작게 하기 위해 알칼리 금속을 포함한 음극(85)이 성막되고, 밀봉제(86)에 의해 밀봉되어, 완성된다(도 4b). 밀착층(81)의 역할은 기판과 층간층(82)과의 밀착성을 향상시키며, 정확한 발광 면적을 얻는 것이다. 층간층(82)의 역할은 게이트 전극(74) 또는 소스 전극 및 드레인 전극(77)으로부터 음극(85)을 멀리 떨어지게 하여 기생 용량을 저감시키는 것, 및 액상 프로세스에서 정공 주입층(83) 또는 발광층(84)을 형성할 때에 표면의 습윤성을 제어하여 정확한 패터닝을 실현하는 것이다(T.Shimoda, M.Kimura, et al, Proc. Asia Display '98, 217(1998)).
본 구성에 의하면, 면적 계조 방식의 표시 장치에 대하여 화상이 변화했을 때만 주사를 행함으로써, 소비전력의 저감화 및 수명 장기화를 한층 더 실현할 수 있다. 또한, 본 구성에 의하면, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자의 뒤쪽에 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 배치할 수 있기 때문에, 개구율 감소 등의 문제가 발생하지 않는다.
다음으로, 상기의 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기의 몇 가지 사례에 대해서 설명한다. 도 5는 상술한 전기 광학 장치를 적용한 이동형 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 5에 있어서, 퍼스널 컴퓨터(1100)는 키보드(1102)를 구비한 본체부(1104)와 표시 유니트(1106)에 의해 구성되고, 이 표시 유니트(1106)가 상술한 전기 광학 장치(100)를 구비하고 있다.
도 6은 상술한 전기 광학 장치(100)를 그 표시부에 적용한 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 6에 있어서, 휴대 전화기(1200)는 복수의 조작 버튼(1202) 이외에 수화구(1204) 및 송화구(1206)와 함께 상술한 전기 광학 장치(100)를 구비하고 있다.
도 7은 상술한 전기 광학 장치(100)를 그 파인더에 적용한 디지털 스틸 카메라의 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 7에는 외부 기기와의 접속에 대해서도 간단하게 나타내고 있다. 여기서 통상의 카메라는 피사체의 광상(光像)에 의해 필름을 감광하는 것에 대하여, 디지털 스틸 카메라(1300)는 피사체의 광상을 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자에 의해 광전 변환시켜 촬상 신호를 생성한다. 디지털 스틸 카메라(1300)에서의 케이스(1302) 뒷면에는 상술한 전기 광학 장치(100)가 설치되고, CCD에 의한 촬상 신호에 의거하여 표시를 행하는 구성으로 되어 있으며, 전기 광학 장치(100)는 피사체를 표시하는 파인더로서 기능한다. 또한, 케이스(1302)의 관찰 측(도면에서는 뒷면 측)에는 광학 렌즈 또는 CCD 등을 포함한 수광(受光) 유니트(1304)가 설치되어 있다.
촬영자가 전기 광학 장치(100)에 표시된 피사체 상을 확인하고 셔터 버튼(1306)을 누르면, 그 시점에서의 CCD 촬상 신호가 회로기판(1308)의 메모리에 전송 및 격납된다. 또한, 이 디지털 스틸 카메라(1300)에 있어서는, 케이스(1302)의 측면에 비디오 신호 출력단자(1312)와 데이터 통신용 입출력단자(1314)가 설치되어 있다. 그리고, 도면에 도시되는 바와 같이, 전자의 비디오 신호 출력단자(1312)에는 텔레비전 모니터(1430)가, 또한, 후자의 데이터 통신용 입출력단자(1314)에는 퍼스널 컴퓨터(1440)가 각각 필요에 따라 접속된다. 또한, 소정 조작에 의해 회로기판(1308)의 메모리에 격납된 촬상 신호가 텔레비전 모니터(1430) 또는 퍼스널 컴퓨터(1440)에 출력되는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치(100)가 적용되는 전자 기기로서는, 도 5의퍼스널 컴퓨터, 도 6의 휴대전화, 도 7의 디지털 스틸 카메라 이외에도 텔레비전, 뷰파인더(viewfinder)형, 모니터 직시형 비디오 테이프 리코더, 자동차 운행(car navigation) 장치, 휴대용 소형 무선 호출기(pager), 전자수첩, 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자 기기의 표시부로서 상술한 전기 광학 장치(100)를 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 소비전력의 저감화 및 수명 장기화가 가능한 표시 장치, 및 소비전력의 저감화 및 수명 장기화에 대응하는 표시 장치의 구동 방법을 실현할 수 있다.

Claims (20)

  1. 제 1 배선과 제 2 배선의 교차부에 대응하여 화소가 배치되고, 상기 화소는 복수의 부화소를 포함하고, 상기 부화소는 트랜지스터를 갖고, 상기 트랜지스터는 상기 제 1 배선의 신호에 의해 상기 제 2 배선의 신호를 스위칭하는 표시 장치로서,
    상기 부화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 포함하고,
    상기 스태틱 랜덤 액세스 메모리의 입출력 단자의 한쪽은 상기 트랜지스터의 한쪽의 전극에 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부화소는 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나의 상태를 취하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    계조는 상기 화소의 최대 휘도와 상기 부화소의 합계 휘도의 비의 함수로서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    계조는 상기 화소가 점유하는 전체 면적과 온 상태에 있는 상기 부화소가 점유하는 합계 면적과의 비의 함수로서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 부화소는 액정 표시 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정 표시 소자는 반사형 액정 표시 소자인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 부화소는 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 매트릭스 형상으로 화소가 배치되고, 상기 화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 갖는 복수의 부화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 부화소를 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나로 제어하고, 상기 화소의 전체 점유 면적과 온 상태에 있는 상기 부화소가 점유하는 합계 면적과의 비를 이용하여 계조를 얻는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  9. 매트릭스 형상으로 화소가 배치되고, 상기 화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 갖는 복수의 부화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 부화소를 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나로 제어하고, 상기 화소의 최대 휘도와 온 상태에 있는 부화소의 합계 휘도와의 비를 이용하여 계조를 얻는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제 1 배선과 제 2 배선의 교차부에 대응하여 화소가 배치되고, 상기 화소는 복수의 부화소를 포함하고, 상기 부화소는 트랜지스터를 갖고, 상기 트랜지스터는 상기 제 1 배선의 신호에 의해 상기 제 2 배선의 신호를 스위칭하는 전기 광학 장치로서,
    상기 부화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 포함하고,
    상기 스태틱 랜덤 액세스 메모리의 입출력 단자의 한쪽은 상기 트랜지스터의 한쪽의 전극에 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전기 광학 소자 각각의 휘도는 저휘도와 고휘도의 2치를 취하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    계조는 상기 화소에 포함되는 상기 전기 광학 소자 휘도의 합계의 함수로서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    계조는 상기 화소에 포함되는 모든 전기 광학 소자가 점유하는 전체 면적과 고휘도 상태에 있는 전기 광학 소자가 점유하는 합계 면적과의 비의 함수로서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 광학 소자는 액정 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 액정 소자는 반사형 액정 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  16. 제 10 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 광학 소자는 유기 일렉트로 루미네선스 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  17. 복수 신호선과 복수 주사선과의 교차부에 매트릭스 형상으로 배치된 화소를 포함하고, 상기 화소 내에 전기 광학 소자를 구비한 부화소가 배치되어 있는 전기 광학 장치의 구동 방법으로서,
    상기 전기 광학 소자의 휘도를 저휘도 및 고휘도 중의 어느 하나로 제어하는 데이터 신호를 상기 복수의 신호선을 통하여 공급하는 스텝과,
    상기 데이터 신호를 상기 부화소 내에 배치된 스태틱 랜덤 액세스 메모리에 유지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  18. 매트릭스 형상으로 화소가 배치되고, 상기 화소는 스태틱 랜덤 액세스 메모리를 갖는 복수의 부화소를 포함하는 전기 광학 장치의 구동 방법으로서,
    상기 부화소를 온 상태 또는 오프 상태 중의 어느 하나로 제어하고, 상기 화소의 최대 휘도와 온 상태에 있는 부화소의 합계 휘도와의 비를 이용하여 계조를 얻는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 구동 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 표시 장치를 구비한 전자 기기.
  20. 제 10 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기.
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