KR100519177B1 - 화소로의 프로그래밍 전류의 공급 - Google Patents

화소로의 프로그래밍 전류의 공급 Download PDF

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Abstract

프로그램 전류의 전류값 범위를 용이하게 설정할 수 있는 기술을 제공한다.
데이터선 구동회로는, 단일 라인 드라이버(300)와 게이트 전압 생성회로(400)를 구비하고 있다. 단일 라인 드라이버(300)는, 구동 트랜지스터(21∼28)와 스위칭 트랜지스터(81∼88)와의 직렬 접속이, N세트(N은 2 이상의 정수)로 서로 병렬로 접속된 구성을 갖고 있다. 게이트 전압 생성회로(400)는 전류 미러 회로부를 구성하는 2개의 트랜지스터(71, 72)와, 구동 트랜지스터(73)와, 정전압 발생용 트랜지스터(31)를 포함하고 있다. 각종 파라미터(트랜지스터(31, 32)의 이득 계수의 상대값 Ka 및 Kb, 게이트 전압 생성회로(400)의 전원 전압 VDREF, 구동 트랜지스터(73)의 게이트 신호 VRIN)의 설계값을 변경함으로써, 출력 전류(Iout)의 범위를 조정할 수 있다.

Description

화소로의 프로그래밍 전류의 공급{PROVIDING OF PROGRAMMING CURRENT TO PIXEL}
본 발명은 발광 소자의 화소회로에 대하여, 발광 계조의 설정을 위해 공급되는 프로그래밍 전류를 생성하는 기술에 관한 것이다.
최근, 유기 EL 소자(Organic Electro Luminescent devices)를 사용한 전기광학장치가 개발되고 있다. 유기 EL 소자는 자(自)발광소자로서, 백라이트가 불필요하기 때문에, 저소비전력, 고시야각, 고콘트라스트비의 표시장치를 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 명세서에서의 「전기광학장치」는 전기 신호를 광으로 변환하는 장치를 의미한다. 전기광학장치의 가장 일반적인 형태는, 화상을 표시하는 전기 신호를 화상을 표시하는 광으로 변환하는 표시장치이다.
유기 EL 소자를 사용한 액티브 매트릭스 구동의 전기광학장치에서는, 각 유기 EL 소자에 대하여, 발광 계조를 조정하기 위한 화소회로가 설치된다. 각 화소회로에서의 발광 계조의 설정은, 발광 계조에 따른 전압값 또는 전류값을 화소회로에 공급함으로써 실행된다. 전압값에 의해 발광 계조의 설정을 행하는 방법은 전압 프로그래밍 방식이라고 불리고 있으며, 또한 전류값에 의해 발광 계조의 설정을 행하는 방법은 전류 프로그래밍 방식이라고 불리고 있다. 여기서, 「프로그래밍」은 「발광 계조의 설정」을 의미하는 것으로서 사용되고 있다. 전류 프로그래밍 방식에서는, 화소회로를 프로그래밍할 때의 전류는 「프로그래밍 전류」라고 불린다. 전류 프로그래밍 방식의 전기광학장치에서는, 각 유기 EL 소자의 화소회로에 대하여, 발광 계조에 따른 정확한 전류값의 프로그래밍 전류를 생성하여 각 화소회로에 공급하는 전류 생성회로가 이용된다.
그런데, 발광 계조에 따른 프로그래밍 전류값은 화소회로의 구성에 의존한다. 한편, 화소회로의 구성은 전기광학장치의 설계에 따라 다소 변경되는 경우가 많다. 따라서, 전류 생성회로로서는, 화소회로의 실제 구성에 맞추어, 그 출력 전류값(프로그래밍 전류값)의 범위를 설정하기 쉬운 회로가 요망되었다.
본 발명은 상술한 종래의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 프로그램 전류의 전류값 범위를 용이하게 설정할 수 있는 기술을 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다. 또한, 회로 구성이 간단하며 생산성이나 내구성이 우수한 전류 생성회로 및 그 구동 방법, 및 이것을 사용한 전기광학장치, 반도체 집적회로 장치, 전자기기를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
상술한 목적의 적어도 일부를 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 전기광학장치는, 전기광학장치로서, 발광 소자를 포함하는 화소가 매트릭스 형상으로 배열된 화소 매트릭스와, 상기 화소 매트릭스의 행방향을 따라 배열된 화소 그룹에 각각 접속된 복수의 주사선과, 상기 화소 매트릭스의 열방향을 따라 배열된 화소 그룹에 각각 접속된 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선에 접속되고, 상기 화소 매트릭스의 1개의 행을 선택하기 위한 주사선 구동회로와, 상기 발광 소자의 발광 계조에 따른 전류값을 갖는 데이터 신호를 생성하여, 상기 복수의 데이터선 중의 적어도 1개의 데이터선에 출력할 수 있는 데이터선 구동회로를 구비하며, 상기 데이터선 구동회로는, 소정의 전류를 발생시키기 위한 제 1 구동 트랜지스터와, 외부 회로로부터 부여되는 제어 신호에 따라 온/오프 제어되는 제 1 스위칭 트랜지스터와의 직렬 접속이 N세트(N은 2 이상의 정수) 서로 병렬로 접속된 구성을 갖는 전류 가산형 전류 생성회로와, 소정의 신호 레벨을 갖는 제어 전극 신호를 생성하여 N개의 상기 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극에 공통으로 공급하는 제어 전극 신호 생성회로를 구비한다.
이 구성에 의하면, 전류 생성회로의 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 설계값 조정에 의해, 각각의 전류 구동 능력을 설정할 수 있기 때문에, 데이터선의 전류값(프로그램 전류값) 범위를 용이하게 설정할 수 있다. 또한, 제어 전극 신호 생성회로로부터 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극에 대하여 제어 전극 신호를 공통으로 공급하기 때문에, 안정되고 정확한 전류값을 갖는 데이터 신호를 발생시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 제어 전극 신호 생성회로는, 상기 제어 전극 신호를 그 제어 전극으로부터 발생시키기 위한 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터와, 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터에 일정한 전류를 흐르게 하는 정전류 회로를 갖고 있을 수도 있다. 이 때, 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터의 상기 제어 전극과 상기 전류 생성회로의 상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극이 서로 접속된다.
이 구성에 의하면, 정전류 회로에 흐르는 일정 전류값의 설계값을 조정하는 것에 의해서도, 데이터선의 전류값 범위를 설정하는 것이 가능해진다.
상기 정전류 회로는, 제 1 및 제 2 배선에 각각 접속된 2개의 트랜지스터를 갖고, 제 1 배선에 발생한 전류값에 비례한 전류값을 상기 제 2 배선에 발생시키기 위한 전류(current) 미러 회로부와, 상기 제 1 배선에 접속되고, 외부 회로로부터 부여되는 제어 신호에 따라 소정의 전류를 상기 제 1 배선에 발생시키는 제 2 구동 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 2 배선에 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터가 접속되도록 구성되어 있을 수도 있다.
이 구성에 의하면, 전류 미러 회로부의 구성 또는 제 2 구동 트랜지스터의 전류 구동 능력의 설계값을 조정하는 것에 의해서도, 데이터선의 전류값 범위를 설정하는 것이 가능해진다.
상기 전류 생성회로는 상기 제 1 구동 트랜지스터와 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 N세트의 직렬 접속과 병렬로 설치된 오프셋 전류 발생용 제 3 구동 트랜지스터를 더 갖고 있으며, 상기 제 3 구동 트랜지스터와 상기 데이터선 사이에는 스위칭 트랜지스터가 설치되어 있지 않아, 상기 제 3 구동 트랜지스터의 제어 전극이 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터의 제어 전극과 접속되어 있도록 구성되어 있을 수도 있다.
이 구성에 의하면, 발광 소자의 발광 계조와 데이터선의 전류값과의 관계에 오프셋을 마련할 수 있기 때문에, 데이터선의 전류값을 바람직한 범위로 설정하는 것이 가능해진다.
상기 제 1 구동 트랜지스터와 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 각 직렬 접속은 저항 요소를 포함하고 있을 수도 있다.
이 구성에 의하면, 데이터 신호의 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 저항 요소는, 예를 들어, 트랜지스터이다.
상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터 중의 n번째(n은 1 내지 N의 정수) 트랜지스터의 이득 계수의 상대값이 2n-1으로 되도록 상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터가 구성되어 있을 수도 있다.
이 구성에 의하면, 데이터 신호의 전류값 범위를 넓게 확보할 수 있다.
또한, 상기 화소 매트릭스는 액티브 매트릭스 구동법에 의해 구동되는 것일 수도 있다. 또는, 상기 화소 매트릭스는 패시브 매트릭스 구동법에 의해 구동되는 것일 수도 있다.
본 발명에 의한 전류 생성회로는 정전류 생성수단과, 신호 입력선과, 출력단과, 상기 정전류 생성수단에 의해 생성되는 기준 전류와 상기 신호 입력선에 공급되는 신호에 의거하여 생성한 출력 전류를 상기 출력단에 출력하는 전류 출력수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 전류 생성회로는, 회로 구성이 간단하며 생산성이나 내구성이 우수하다는 각종의 우수한 특징을 갖는다.
또한, 상기 정전류 생성수단은 전류 미러 회로를 포함하여 구성되어 있을 수도 있다.
또한, 상기 정전류 생성수단이 적어도 하나의 기준 전압원을 구비하여 구성될 수도 있다.
상기 전류 출력수단은 이득 계수가 다른 복수의 제 1 트랜지스터를 포함하여 구성되어 있을 수도 있다.
상기 전류 출력수단은 상기 복수의 제 1 트랜지스터 중의 상기 신호에 의해 선택된 트랜지스터에 흐르는 전류를 합성함으로써 상기 출력 전류를 생성하는 수단으로 할 수도 있다.
상기 정전류 생성수단은 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 제 2 트랜지스터를 구비하여 구성되는 것으로 할 수도 있다.
상기 제 2 트랜지스터는 상기 기준 전류를 상기 복수의 제 1 트랜지스터의 게이트 전압으로 변환하는 기능을 갖는 것으로 할 수도 있다.
상기 출력단과 상기 복수의 제 1 트랜지스터 사이에 상기 복수의 제 1 트랜지스터의 적어도 1개에 대응하는 제 1 저항 부가수단을 구비하고 있는 것으로 할 수도 있다.
상기 제 1 저항 부가수단이 제 3 트랜지스터인 것으로 할 수도 있다.
상기 정전류 생성수단은 상기 제 3 트랜지스터의 게이트 전극과 접속된 제 4 트랜지스터를 구비하고 있는 것으로 할 수도 있다.
상기 전류 출력수단이 상기 출력 전류의 하한값을 규정하는 오프셋 전류 경로를 구비하는 것으로 할 수도 있다.
상기 오프셋 전류 경로는 그 게이트 전극이 상기 제 2 트랜지스터에 접속된 제 5 트랜지스터를 구비하는 것으로 할 수도 있다.
상기 출력단과 상기 제 5 트랜지스터 사이에 제 2 저항 부가수단을 구비하는 것으로 할 수도 있다.
상기 제 2 저항 부가수단이 제 6 트랜지스터인 것으로 할 수도 있다.
상기 기준 전류를 상기 출력 전류의 최대값과 최소값의 중간 근방의 값으로 설정하는 것으로 할 수도 있다.
상기 제 5 트랜지스터의 이득 계수를 변화시킴으로써 상기 출력 전류를 제어하는 것으로 할 수도 있다.
본 발명에 의한 제 2 전기광학장치는, 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 전기광학 소자와, 상기 주사선을 구동하는 주사선 구동회로 및 상기 데이터선을 구동하는 데이터선 구동회로를 구비한 전기광학장치로서, 상기 데이터선 구동회로가 상술한 것 중의 어느 하나의 전류 생성회로를 구비하고, 상기 전류 생성회로의 출력 전류를 상기 데이터선에 입력하는 수단을 구비한다.
상기 전기광학 소자가 전류 구동형 소자인 것으로 할 수도 있다.
또한, 상기 전류 구동형 소자가 유기 일렉트로루미네선스 소자인 것으로 할 수도 있다.
또한, 본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어, 데이터선 구동회로, 이 데이터선 구동회로를 구비한 전기광학장치나 표시장치, 이 전기광학장치나 표시장치를 구비한 전자장치, 이들 장치의 구동 방법, 이 방법의 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램, 이 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체, 이 컴퓨터 프로그램을 포함하여 반송파 내에 구현된 데이터 신호 등의 형태로 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시형태를 실시예에 의거하여 이하의 순서로 설명한다.
A. 장치의 전체 구성:
B. 제 1 실시예:
C. 제 2 실시예:
D. 전자기기에 대한 적용예:
E. 변형예:
A. 장치의 전체 구성:
도 1은 본 발명의 일 실시예로서의 전기광학장치(100)의 회로 구성을 나타내는 블록도이다. 이 전기광학장치(100)는 발광 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 표시 패널부(101)(「화소 영역」이라고도 함)와, 표시 패널부(101)의 데이터선을 구동하는 데이터선 구동회로(102)와, 표시 패널부(101)의 주사선(「게이트선」이라고도 함)을 구동하는 주사선 구동회로(103)(「게이트 드라이버」라고도 함)와, 컴퓨터(110)로부터 공급되는 표시 데이터를 기억하는 메모리(104)와, 기준 동작 신호를 다른 구성요소에 공급하는 발진회로(106)와, 전원회로(107)와, 전기광학장치(100) 내의 각 구성요소를 제어하기 위한 제어회로(105)를 구비하고 있다.
전기광학장치(100)의 각 구성요소(101∼107)는, 각각이 독립된 부품(예를 들어, 1칩의 반도체 집적회로 장치)에 의해 구성되어 있을 수도 있고, 또는 각 구성요소(101∼107)의 전부 또는 일부가 일체로 된 부품으로서 구성되어 있을 수도 있다. 예를 들면, 표시 패널부(101)에 데이터선 구동회로(102)와 주사선 구동회로(103)가 일체적으로 구성되어 있을 수도 있다. 또한, 구성요소(102∼106)의 전부 또는 일부가 프로그램 가능한 IC 칩으로 구성되고, 그 기능이 IC 칩에 기록된 프로그램에 의해 소프트웨어적으로 실현되어 있을 수도 있다.
도 2는 표시 패널부(101)와 데이터선 구동회로(102)의 내부 구성을 나타내고 있다. 표시 패널부(101)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소회로(200)를 갖고 있으며, 각 화소회로(200)는 유기 EL 소자(220)를 각각 갖고 있다. 화소회로(200)의 매트릭스에는, 그 열방향을 따라 연장되는 복수의 데이터선(Xm(m=1∼M))과, 행방향을 따라 연장되는 복수의 주사선(Yn(n=1∼N))이 각각 접속되어 있다. 또한, 데이터선은 「소스선」이라고도 불리며, 주사선은 「게이트선」이라고도 불린다. 또한, 본 명세서에서는 화소회로(200)를 「단위회로」 또는 「화소」라고도 부른다. 화소회로(200) 내의 트랜지스터는 통상 TFT로 구성된다.
주사선 구동회로(103)는, 복수의 주사선(Yn) 중의 1개를 선택적으로 구동하여 1행분의 화소회로 그룹을 선택한다. 데이터선 구동회로(102)는, 각 데이터선(Xm)을 각각 구동하기 위한 복수의 단일 라인 드라이버(300)와 게이트 전압 생성회로(400)를 갖고 있다. 게이트 전압 생성회로(400)는, 소정의 전압값을 갖는 게이트 제어 신호를 단일 라인 드라이버(300)에 공급한다. 게이트 전압 생성회로(400)와 단일 라인 드라이버(300)의 내부 구성에 대해서는 후술한다.
단일 라인 드라이버(300)는, 각 데이터선(Xm)을 통하여 화소회로(200)에 데이터 신호를 공급한다. 이 데이터 신호에 따라 화소회로(200)의 내부 상태(후술함)가 설정되면, 이것에 따라 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값이 제어되고, 그 결과, 유기 EL 소자(220)의 발광 계조가 제어된다.
제어회로(105)(도 1)는, 표시 패널부(101)의 표시 상태를 나타내는 표시 데이터(화상 데이터)를 각 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 나타내는 매트릭스 데이터로 변환한다. 매트릭스 데이터는 1행분의 화소회로 그룹을 차례로 선택하기 위한 주사선 구동 신호와, 선택된 화소회로 그룹의 유기 EL 소자(220)에 공급하는 데이터선 신호의 레벨을 나타내는 데이터선 구동 신호를 포함하고 있다. 주사선 구동 신호와 데이터선 구동 신호는, 주사선 구동회로(103)와 데이터선 구동회로(102)에 각각 공급된다. 또한, 제어회로(105)는 주사선과 데이터선의 구동 타이밍의 타이밍 제어를 행한다.
도 3은 화소회로(200)의 내부 구성을 나타내는 회로도이다. 이 화소회로(200)는 m번째 데이터선(Xm)과 n번째 주사선(Yn)의 교점에 배치되어 있는 회로이다. 또한, 주사선(Yn)은 2개의 서브 주사선(V1, V2)을 포함하고 있다.
화소회로(200)는, 데이터선(Xm)에 흐르는 전류값에 따라 유기 EL 소자(220)의 계조를 조절하는 전류 프로그램 회로이다. 구체적으로는, 이 화소회로(200)는, 유기 EL 소자(220) 이외에, 4개의 트랜지스터(211∼214)와 유지 커패시터(230)(「유지 콘덴서」 또는 「기억 커패시터」라고도 함)를 갖고 있다. 유지 커패시터(230)는 데이터선(Xm)을 통하여 공급된 데이터 신호에 따른 전하를 유지하고, 이것에 의해, 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 조절하기 위한 것이다. 환언하면, 유지 커패시터(230)는 데이터선(Xm)에 흐르는 전류에 따른 전압을 유지한다. 제 1 내지 제 3 트랜지스터(211∼213)는 n채널형 FET이고, 제 4 트랜지스터(214)는 p채널형 FET이다. 유기 EL 소자(220)는 포토다이오드와 동일한 전류 주입형(전류 구동형)의 발광 소자이기 때문에, 여기서는 다이오드의 기호로 도시되어 있다.
제 1 트랜지스터(211)의 소스는 제 2 트랜지스터(212)의 드레인과, 제 3 트랜지스터(213)의 드레인과, 제 4 트랜지스터(214)의 드레인에 각각 접속되어 있다. 제 1 트랜지스터(211)의 드레인은 제 4 트랜지스터(214)의 게이트에 접속되어 있다. 유지 커패시터(230)는 제 4 트랜지스터(214)의 소스와 게이트 사이에 접속되어 있다. 또한, 제 4 트랜지스터(214)의 소스는 전원 전위(Vdd)에도 접속되어 있다.
제 2 트랜지스터(212)의 소스는 데이터선(Xm)을 통하여 단일 라인 드라이버(300)(도 2)에 접속되어 있다. 유기 EL 소자(220)는 제 3 트랜지스터(213)의 소스와 접지 전위 사이에 접속되어 있다.
제 1 및 제 2 트랜지스터(211, 212)의 게이트는 제 1 서브 주사선(V1)에 공통으로 접속되어 있다. 또한, 제 3 트랜지스터(213)의 게이트는 제 2 서브 주사선(V2)에 접속되어 있다.
제 1 및 제 2 트랜지스터(211, 212)는 유지 커패시터(230)에 전하를 축적할 때에 사용되는 스위칭 트랜지스터이다. 제 3 트랜지스터(213)는 유기 EL 소자(220)의 발광 기간에 온(on) 상태로 유지되는 스위칭 트랜지스터이다. 또한, 제 4 트랜지스터(214)는 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값을 제어하기 위한 구동 트랜지스터이다. 제 4 트랜지스터(214)의 전류값은 유지 커패시터(230)에 유지되는 전하량(축적 전하량)에 의해 제어된다.
도 4는 화소회로(200)의 동작을 나타내는 타이밍차트이다. 여기서는, 제 1 서브 주사선(V1)의 전압값(이하, 「제 1 게이트 신호(V1)」라고도 함)과, 제 2 서브 주사선(V2)의 전압값(이하, 「제 2 게이트 신호(V2)」라고도 함)과, 데이터선(Xm)의 전류값(Iout)(「데이터 신호(Iout)」라고도 함)과, 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값(IEL)이 도시되어 있다.
구동 주기(Tc)는 프로그래밍 기간(Tpr)과 발광 기간(Tel)으로 구분되어 있다. 여기서, 「구동 주기(Tc)」는 표시 패널부(101) 내의 모든 유기 EL 소자(220)의 발광 계조가 1회씩 갱신되는 주기를 의미하고 있으며, 소위 프레임 주기와 동일한 것이다. 계조의 갱신은 1행분의 화소회로 그룹마다 실행되고, 구동 주기(Tc)의 사이에 N행분의 화소회로 그룹의 계조가 차례로 갱신된다. 예를 들면, 30㎐로 전체 화소회로의 계조가 갱신될 경우에는, 구동 주기(Tc)는 약 33㎳이다.
프로그래밍 기간(Tpr)은 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 화소회로(200) 내에 설정하는 기간이다. 본 명세서에서는 화소회로(200)에 대한 계조 설정을 「프로그래밍」이라고 부른다. 예를 들면, 구동 주기(Tc)가 약 33㎳이고, 주사선(Yn)의 총수 N이 480개일 경우에는, 프로그래밍 주기(Tpr)는 약 69㎲(=33㎳/480) 이하로 된다.
프로그래밍 기간(Tpr)에서는, 먼저, 제 2 게이트 신호(V2)를 L 레벨로 설정하여 제 3 트랜지스터(213)를 오프 상태(폐쇄 상태)로 유지한다. 다음으로, 데이터선(Xm) 위에 발광 계조에 따른 전류값(Im)을 흐르게 하면서, 제 1 게이트 신호(V1)를 H 레벨로 설정하여 제 1 및 제 2 트랜지스터(211, 212)를 온 상태(개방 상태)로 한다. 이 때, 이 데이터선(Xm)의 단일 라인 드라이버(300)(도 2)는, 발광 계조에 따른 일정 전류값(Im)을 흐르게 하는 정전류원으로서 기능한다. 도 4의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이, 이 전류값(Im)은 소정 전류값의 범위(RI) 내에서 유기 EL 소자(220)의 발광 계조에 따른 값으로 설정되어 있다.
유지 커패시터(230)에는, 제 4 트랜지스터(214)(구동 트랜지스터)를 흐르는 전류값(Im)에 대응한 전하가 유지된다. 그 결과, 제 4 트랜지스터(214)의 소스/게이트 사이에는 유지 커패시터(230)에 기억된 전압이 인가된다. 또한, 본 명세서에서는 프로그래밍에 사용되는 데이터 신호의 전류값(Im)을 「프로그래밍 전류값(Im)」이라고 부른다.
프로그래밍이 종료하면, 주사선 구동회로(103)가 제 1 게이트 신호(V1)를 L 레벨로 설정하여 제 1 및 제 2 트랜지스터(211, 212)를 오프 상태로 하며, 데이터선 구동회로(102)는 데이터 신호(Iout)를 정지시킨다.
발광 기간(Tel)에서는, 제 1 게이트 신호(V1)를 L 레벨로 유지하여 제 1 및 제 2 트랜지스터(211, 212)를 오프 상태로 유지한 채, 제 2 게이트 신호(V2)를 H 레벨로 설정하여 제 3 트랜지스터(213)를 온 상태로 설정한다. 유지 커패시터(230)에는 프로그래밍 전류값(Im)에 대응한 전압이 미리 기억되어 있기 때문에, 제 4 트랜지스터(214)에는 프로그래밍 전류값(Im)과 대략 동일한 전류가 흐른다. 따라서, 유기 EL 소자(220)에도 프로그래밍 전류값(Im)과 대략 동일한 전류가 흐르고, 이 전류값(Im)에 따른 계조로 발광한다. 이와 같이, 유지 커패시터(230)의 전압(즉, 전하)이 전류값(Im)에 의해 기록되는 타입의 화소회로(200)는 「전류 프로그램 회로」라고 불린다.
B. 제 1 실시예:
도 5는 단일 라인 드라이버(300)와 게이트 전압 생성회로(400)의 내부 구성을 나타내는 회로도이다. 단일 라인 드라이버(300)는, 8비트의 D/A 컨버터부(310)와 오프셋 전류 생성회로(320)를 갖고 있다.
D/A 컨버터부(310)는 8개의 전류 라인(IU1∼IU8)이 병렬로 접속된 것이다. 제 1 전류 라인(IU1)에는, 스위칭 트랜지스터(81)와, 일종의 저항 소자로서 기능하는 저항용 트랜지스터(41)와, 소정의 전류를 흐르게 하는 정전류원으로서 기능하는 구동 트랜지스터(21)가 데이터선(302)과 접지 전위 사이에 직렬로 접속되어 있다. 다른 전류 라인(IU2∼IU8)도 동일한 구성을 갖고 있다. 이들 3종류의 트랜지스터(81∼88, 41∼48, 21∼28)는, 도 5의 예에서는 모두 n채널형 FET이다. 8개의 구동 트랜지스터(21∼28)의 게이트는, 제 1 공통 게이트선(303)에 공통으로 접속되어 있다. 또한, 8개의 저항용 트랜지스터(41∼48)의 게이트는, 제 2 공통 게이트선(304)에 공통으로 접속되어 있다. 8개의 스위칭 트랜지스터(81∼88)의 각 게이트에는, 신호 입력선(301)을 통하여 제어회로(105)(도 1)로부터 부여되는 8비트의 계조 데이터(DATA)의 각 비트가 입력된다.
8개의 구동 트랜지스터(21∼28)의 이득 계수 β의 비 K는 1:2:4:8:16:32:64:128로 설정되어 있다. 즉, n번째(n＝1∼N) 구동 트랜지스터의 이득 계수 β의 상대값 K는 2n-1으로 설정되어 있다. 여기서, 이득 계수 β는 잘 알려져 있는 바와 같이 β=Kβ0=(μCO W/L)로 정의된다. 여기서, K는 상대값, β0 는 소정의 상수, μ는 캐리어의 이동도, CO는 게이트 용량, W는 채널 폭, L은 채널 길이이다. 구동 트랜지스터의 수 N은 2 이상의 정수이다. 또한, 이 구동 트랜지스터의 수 N은 주사선(Yn)의 수와는 무관하다.
8개의 구동 트랜지스터(21∼28)는 정전류원으로서 기능한다. 트랜지스터의 전류 구동 능력은 이득 계수 β에 비례하기 때문에, 8개의 구동 트랜지스터(21∼28)의 전류 구동 능력 비는 1:2:4:8:16:32:64:128이다. 환언하면, 각 구동 트랜지스터(21∼28)의 이득 계수의 상대값 K는, 계조 데이터(DATA)의 각 비트의 가중치에 대응된 값으로 각각 설정되어 있다.
또한, 저항용 트랜지스터(41∼48)의 전류 구동 능력은, 통상 대응하는 각 구동 트랜지스터(21∼28)의 전류 구동 능력 이상의 값으로 설정된다. 따라서, 각 전류 라인(IU1∼IU8)의 전류 구동 능력은, 구동 트랜지스터(21∼28)에 의해 결정된다. 또한, 저항용 트랜지스터(41∼48)는 전류값의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터로서의 기능을 갖고 있다.
오프셋 전류 생성회로(320)는, 저항용 트랜지스터(52)와 구동 트랜지스터(32)가 데이터선(302)과 접지 전위 사이에 직렬로 접속된 구성을 갖고 있다. 구동 트랜지스터(32)의 게이트는 제 1 공통 게이트선(303)에 접속되어 있고, 저항용 트랜지스터(52)의 게이트는 제 2 공통 게이트선(304)에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(32)의 이득 계수 β의 상대값은 Kb이다. 또한, 오프셋 전류 생성회로(320)에서는, 구동 트랜지스터(32)와 데이터선(302) 사이에 스위칭 트랜지스터가 설치되어 있지 않아, 이 점에서 D/A 컨버터부(310) 내의 각 전류 라인과는 상이하다.
오프셋 전류 생성회로(320)의 전류 라인(Ioffset)은, D/A 컨버터부(310)의 8개의 전류 라인(IU1∼IU8)과 병렬로 접속되어 있다. 따라서, 이들 9개의 전류 라인(Ioffset, IU1∼IU8)을 흐르는 전류의 합계가 프로그래밍 전류로서 데이터선(302)에 출력된다. 즉, 단일 라인 드라이버(300)는 전류 가산형의 전류 생성회로이다. 또한, 이하에서는, 각 전류 라인을 나타내는 부호 Ioffset 및 IU1∼IU8을 이들을 흐르는 전류를 나타내는 부호로서도 사용한다.
게이트 전압 생성회로(400)는 2개의 트랜지스터(71, 72)로 구성된 전류 미러 회로부를 포함하고 있다. 2개의 트랜지스터(71, 72)의 게이트끼리는 서로 접속되어 있으며, 제 1 트랜지스터(71)의 게이트와 드레인도 서로 접속되어 있다. 2개의 트랜지스터(71, 72)의 각각의 한쪽 단자(소스)는, 게이트 전압 생성회로(400)용 전원 전위 VDREF에 접속되어 있다. 제 1 트랜지스터(71)의 다른쪽 단자(드레인)와 접지 전위 사이의 제 1 배선(401) 위에는 구동 트랜지스터(73)가 직렬로 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(73)의 게이트에는 제어회로(105)로부터 소정의 전압 레벨을 갖는 제어 신호 VRIN이 입력된다. 제 2 트랜지스터(72)의 다른쪽 단자(드레인)와 접지 전위 사이의 제 2 배선(402) 위에는 저항용 트랜지스터(51)와 정전압 발생용 트랜지스터(31)(「제어 전극 신호 발생용 트랜지스터」라고도 함)가 직렬로 접속되어 있다. 정전압 발생용 트랜지스터(31)의 이득 계수 β의 상대값은 Ka이다.
정전압 발생용 트랜지스터(31)의 게이트와 드레인은 서로 접속되어 있고, 이들은 단일 라인 드라이버(300)의 제 1 공통 게이트선(303)에 접속되어 있다. 또한, 저항용 트랜지스터(51)의 게이트와 드레인도 서로 접속되어 있고, 이들은 단일 라인 드라이버(300)의 제 2 공통 게이트선(304)에 접속되어 있다.
또한, 도 5의 예에서는, 전류 미러 회로부를 구성하는 2개의 트랜지스터(71, 72)는 p채널형 FET로 구성되어 있고, 다른 트랜지스터는 n채널형 FET로 구성되어 있다.
게이트 전압 생성회로(400)의 구동 트랜지스터(73)의 게이트에 소정 전압 레벨의 제어 신호 VRIN이 입력되면, 제 1 배선(401) 위에 이 제어 신호 VRIN의 전압 레벨에 따른 일정한 기준 전류(Iconst)가 발생한다. 2개의 트랜지스터(71, 72)는 전류 미러 회로부를 구성하고 있기 때문에, 제 2 배선(402) 위에도 동일한 기준 전류(Iconst)가 흐른다. 다만, 2개의 배선(401, 402)에 흐르는 전류가 동일할 필요는 없으며, 일반적으로는, 제 2 배선(402) 위에 제 1 배선(401)의 기준 전류(Iconst)에 비례하는 전류가 흐르도록 제 1 및 제 2 트랜지스터(71, 72)가 구성되어 있는 것이 좋다.
제 2 배선(402) 위의 2개의 트랜지스터(31, 51)의 게이트/드레인 사이에는, 이 전류(Iconst)에 따른 소정의 게이트 전압(Vg1, Vg2)이 각각 발생한다. 제 1 게이트 전압(Vg1)은, 제 1 공통 게이트선(303)을 통하여 단일 라인 드라이버(300) 내의 9개의 구동 트랜지스터(32, 21∼28)의 게이트에 공통으로 인가된다. 또한, 제 2 게이트 전압(Vg2)은, 제 2 공통 게이트선(304)을 통하여 9개의 저항용 트랜지스터(52, 41∼48)의 게이트에 공통으로 인가된다.
각 전류 라인(Ioffset, IU1∼IU8)의 전류 구동 능력은, 각 구동 트랜지스터(32, 21∼28)의 이득 계수 β와 인가 전압에 의해 결정된다. 따라서, 단일 라인 드라이버(300)의 각 전류 라인(Ioffset, IU1∼IU8)에는, 게이트 전압(Vg1)에 따라 각 구동 트랜지스터의 이득 계수 β의 상대값 K에 비례한 전류값이 흐를 수 있다. 이 때, 신호 입력선(301)을 통하여 제어회로(105)로부터 8비트의 계조 데이터(DATA)가 부여되면, 이 계조 데이터(DATA)의 각 비트의 값에 따라 8개의 스위칭 트랜지스터(81∼88)가 온/오프 제어된다. 그 결과, 계조 데이터(DATA)의 값에 따른 전류값을 갖는 프로그래밍 전류(Im)가 데이터선(302)에 출력된다.
또한, 이 단일 라인 드라이버(300)는 오프셋 전류 생성회로(320)를 갖고 있기 때문에, 계조 데이터(DATA)의 값과 프로그래밍 전류(Im)는 원점을 통과하는 완전한 비례 관계가 아니고, 오프셋을 갖고 있다. 이러한 오프셋을 마련함으로써, 프로그래밍 전류값 범위의 설정 자유도가 증대하기 때문에, 프로그래밍 전류값을 바람직한 범위로 용이하게 설정할 수 있다는 이점이 있다.
도 6은 데이터선 구동회로(102)의 출력 전류(Iout)와 계조 데이터(DATA)의 값(계조값)과의 관계의 예 1 내지 예 5를 나타내는 설명도이다. 도 6a의 표에는, 표준의 예 1과 이하의 4개의 파라미터를 각각 변화시킨 경우의 예 2 내지 예 5가 도시되어 있다.
(1) VRIN: 게이트 전압 생성회로(400)의 구동 트랜지스터(73)의 게이트 신호의 전압값.
(2) VDREF: 게이트 전압 생성회로(400)의 전류 미러 회로부의 전원 전압.
(3) Ka: 게이트 전압 생성회로(400)의 정전압 발생용 트랜지스터(31)의 이득 계수 β의 상대값.
(4) Kb: 오프셋 전류 생성회로(320)의 구동 트랜지스터(32)의 이득 계수 β의 상대값.
도 6b는 도 6a의 관계를 그래프로 나타낸 것이다. 또한, 「표준」으로 되어 있는 예 1은 각 파라미터를 소정의 표준값으로 설정한 경우의 예이다. 예 2는 표준인 예 1보다도 구동 트랜지스터(73)의 전압 VRIN만을 높은 값으로 설정한 경우의 예이다. 예 3은 표준인 예 1보다도 전류 미러 회로부의 전원 전압 VDREF만을 높은 값으로 설정한 경우의 예이다. 예 4는 표준인 예 1보다도 정전압 발생용 트랜지스터(31)의 이득 계수 β의 상대값 Ka만을 큰 값으로 설정한 예이다. 예 5는 표준인 예 1보다도 구동 트랜지스터(32)의 이득 계수 β의 상대값 Kb만을 큰 값으로 설정한 예이다.
이들 표 및 그래프에 도시되어 있는 바와 같이, 출력 전류(Iout)의 값은 각 파라미터 VRIN, VDREF, Ka, Kb에 따라 변화한다. 따라서, 이들 파라미터의 1개 이상의 값을 변경함으로써, 발광 계조의 제어에 이용되는 전류값 범위를 변경할 수 있다. 또한, 각 파라미터 VRIN, VDREF, Ka, Kb의 값은 각각에 관련되는 회로 부분의 설계값을 조정함으로써 설정된다. 도 5에 나타낸 회로 구성에서는, 4개의 파라미터 VRIN, VDREF, Ka, Kb가 모두 출력 전류(Iout)의 범위에 영향을 주기 때문에, 출력 전류(Iout)의 범위를 설정할 때의 자유도가 높고, 임의의 범위로 용이하게 설정할 수 있다는 이점이 있다.
그런데, 출력 전류(Iout)는 게이트 전압 생성회로(400) 내의 기준 전류(Iconst)에 비례한다. 따라서, 기준 전류(Iconst)는 출력 전류(Iout)(즉, 프로그래밍 전류(Im))에 요구되는 전류값 범위에 따라 결정된다. 이 때, 기준 전류(Iconst)의 값을 출력 전류(Iout)로서 요구되는 전류값 범위의 양단 근방으로 설정하게 되면, 회로 부품의 성능에 따라서는, 기준 전류(Iconst)의 작은 편차(오차)가 출력 전류(Iout)의 큰 편차(오차)를 발생시킬 우려가 있다. 따라서, 출력 전류(Iout)의 오차를 저감시키기 위해서는, 기준 전류(Iconst)의 값을 출력 전류(Iout)의 전류값 범위의 최대값과 최소값의 중간 근방의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, 「최대값과 최소값의 중간 근방」은 최대값과 최소값의 평균값(즉, 중앙값)의 ±10% 정도의 범위를 의미한다.
도 7은 출력 전류(Iout)와 발광 계조와의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 이 예에서는, 0 내지 255의 256 계조를 표현하기 위해, 0㎁ 내지 5000㎁ 범위의 출력 전류(Iout)가 이용된다. 이 때, 기준 전류(Iconst)의 값은 그 중간값인 2500㎁ 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 도 5의 회로에 있어서, 기준 전류(Iconst)의 값을 계조의 중앙값(=128)에 대응하는 출력 전류(Iout)의 값과 동등하게 설정하기 위해서는, 정전압 발생용 트랜지스터(31)의 이득 계수 β의 상대값 Ka를 계조의 중앙값과 동등한 값(=128)으로 설정하는 것이 좋다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시예의 데이터선 구동회로(102)는, 1개 또는 복수 파라미터의 설계값을 임의로 변경함으로써, 출력 전류(Iout)(프로그래밍 전류(Im))의 범위를 임의로 조절할 수 있다는 이점을 갖고 있다. 또한, 이 회로(102)는 구성이 매우 간단하기 때문에, 내구성이나 생산성도 우수하다는 이점이 있다.
C. 제 2 실시예:
도 8은 제 2 실시예에서의 표시 패널부(101a)와 데이터선 구동회로(102a)의 내부 구성을 나타내고 있다. 이 표시장치에서는, 도 2의 구성에서의 복수의 단일 라인 드라이버(300) 대신에, 1개의 단일 라인 드라이버(300)와 시프트 레지스터(500)가 설치되어 있다. 또한, 표시 패널부(101a)의 각 데이터선에는 스위칭 트랜지스터(520)가 설치되어 있다. 스위칭 트랜지스터(520)의 한쪽 단자는 각 데이터선(Xm)에 접속되어 있고, 다른쪽 단자는 단일 라인 드라이버(300)의 출력 신호선(302)에 공통으로 접속되어 있다. 시프트 레지스터(500)는 각 데이터선(Xm)의 스위칭 트랜지스터(520)에 온/오프 제어 신호를 공급하고 있으며, 이것에 의해, 데이터선(Xm)을 1개씩 차례로 선택한다.
이 표시장치에서는 화소회로(200)가 점 순차로 갱신된다. 즉, 주사선 구동회로(103)에서 선택된 게이트선(Yn)과 시프트 레지스터(500)에서 선택된 데이터선(Xm)과의 교점에 존재하는 1개의 화소회로(200)만이 1회의 프로그래밍으로 갱신된다. 예를 들면, n번째 게이트선(Yn)에서 선택된 M개의 화소회로(200)에 대해서 1개씩 차례로 프로그래밍이 실행되고, 그 종료 후, 다음의 (n+1)번째 게이트선 위의 M개의 화소회로(200)가 1개씩 프로그래밍된다. 이것에 대하여, 상술한 제 1 실시예에 있어서는, 1행분의 화소회로 그룹이 동시에(즉, 선 순차로) 프로그래밍되어 있던 점에서 도 8에 나타낸 표시장치와 동작이 상이하다.
도 8의 표시장치와 같이, 점 순차로 화소회로(200)의 프로그래밍을 행할 경우에도, 상술한 제 1 실시예와 동일한 단일 라인 드라이버(300)와 게이트 전압 생성회로(400)를 사용하여, 원하는 전류 범위의 출력 전류(Iout)(프로그래밍 전류(Im))를 발생시키는 것이 가능하다.
D. 전자기기에 대한 적용예:
유기 EL 소자를 이용한 표시장치는 이동형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화, 디지털 스틸 카메라 등의 다양한 전자장치에 적용할 수 있다.
도 9는 이동형 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 퍼스널 컴퓨터(1000)는, 키보드(1020)를 구비한 본체부(1040)와 유기 EL 소자를 사용한 표시 유니트(1060)를 구비하고 있다.
도 10은 휴대전화의 사시도이다. 이 휴대전화(2000)는 복수의 조작 버튼(2020)과, 수화구(2040)와, 송화구(2060)와, 유기 EL 소자를 사용한 표시 패널(2080)을 구비하고 있다.
도 11은 디지털 스틸 카메라(3000)의 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 외부 기기와의 접속에 대해서도 간단하게 나타내고 있다. 통상의 카메라는 피사체의 광상(光像)에 의해 필름을 감광하는 것에 대하여, 디지털 스틸 카메라(3000)는 피사체의 광상을 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자의 광전 변환에 의해 촬상 신호를 생성하는 것이다. 여기서, 디지털 스틸 카메라(3000)의 케이스(3020) 뒷면에는 유기 EL 소자를 사용한 표시 패널(3040)이 설치되어 있고, CCD에 의한 촬상 신호에 의거하여 표시가 실행된다. 따라서, 표시 패널(3040)은 피사체를 표시하는 파인더로서 기능한다. 또한, 케이스(3020)의 관찰 측(도면에서는 뒷면 측)에는 광학 렌즈 또는 CCD 등을 포함한 수광(受光) 유니트(3060)가 설치되어 있다.
여기서, 촬영자가 표시 패널(3040)에 표시된 피사체 상을 확인하여 셔터 버튼(3080)을 누르면, 그 시점에서의 CCD 촬상 신호가 회로기판(3100)의 메모리에 전송 및 저장된다. 또한, 이 디지털 스틸 카메라(3000)에 있어서는, 케이스(3020)의 측면에 비디오 신호 출력 단자(3120)와 데이터 통신용 입출력 단자(3140)가 설치되어 있다. 그리고, 도면에 도시되는 바와 같이, 전자의 비디오 신호 출력 단자(3120)에는 텔레비전 모니터(4300)가, 또한, 후자의 데이터 통신용 입출력 단자(3140)에는 퍼스널 컴퓨터(4400)가 각각 필요에 따라 접속된다. 또한, 소정 조작에 의해, 회로기판(3100)의 메모리에 저장된 촬상 신호가 텔레비전 모니터(4300) 또는 퍼스널 컴퓨터(4400)에 출력된다.
또한, 전자기기로서는, 도 9의 퍼스널 컴퓨터, 도 10의 휴대전화, 도 11의 디지털 스틸 카메라 이외에도 텔레비전, 뷰파인더(viewfinder)형 또는 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. 이들 각종 전자기기의 표시부로서, 유기 EL 소자를 사용한 상술한 표시장치를 적용할 수 있다.
E. 변형예:
또한, 본 발명은 상기의 실시예 또는 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시하는 것이 가능하며, 예를 들어, 다음과 같은 변형도 가능하다.
E1:
도 5에 나타낸 실시예에서는, 구동 트랜지스터(32, 21∼28)에 저항용 트랜지스터(52, 41∼48)가 접속되어 있었으나, 저항용 트랜지스터(52, 41∼48)를 다른 저항 요소(저항 부가수단)와 치환하는 것도 가능하다. 또한, 이러한 저항 요소는 반드시 모든 구동 트랜지스터(32, 21∼28)에 접속할 필요는 없으며, 필요에 따라 설치하는 것이 좋다.
E2:
도 5의 회로 구성 중의 일부를 생략하는 것도 가능하다. 예를 들면, 오프셋 전류 생성회로(320)를 생략할 수도 있다. 다만, 오프셋 전류 생성회로(320)를 설치하도록 하면, 프로그래밍 전류값 범위의 설정 자유도가 증대하기 때문에, 프로그래밍 전류값을 바람직한 범위로 설정하기 쉽다는 이점이 있다.
E3:
상술한 실시예에 있어서, 일부 또는 전부의 트랜지스터를 바이폴러(bipolar) 트랜지스터, 박막 다이오드 등 또는 다른 종류의 스위칭 소자로 치환하는 것도 가능하다. FET의 게이트 전극이나 바이폴러 트랜지스터의 베이스 전극은 본 발명의 「제어전극」에 상당한다.
E4:
상술한 각 실시예에서는, 표시 패널부(101)가 1세트의 화소회로 매트릭스를 갖는 것으로 하고 있었으나, 표시 패널부(101)가 복수 세트의 화소회로 매트릭스를 갖는 것으로 할 수도 있다. 예를 들면, 대형 패널을 구성할 때에, 표시 패널부(101)를 인접하는 복수 영역으로 구분하고, 각 영역마다 1세트의 화소회로 매트릭스를 각각 설치하도록 할 수도 있다. 또한, 1개의 표시 패널부(101) 내에 RGB의 3색에 상당하는 3세트의 화소회로 매트릭스를 설치하도록 할 수도 있다. 복수의 화소회로 매트릭스가 존재할 경우에는, 각 매트릭스마다 상술한 실시예를 적용하는 것이 가능하다.
E5:
상술한 각 실시예에서 사용한 화소회로에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이 프로그래밍 기간(Tpr)과 발광 기간(Tel)이 구분되어 있었으나, 프로그래밍 기간(Tpr)이 발광 기간(Tel)의 일부에 겹치는 것과 같은 화소회로를 사용하는 것도 가능하다. 이러한 화소회로에 대해서는, 발광 기간(Tel)의 초기에 프로그래밍이 실행되어 발광 계조가 설정되고, 그 후, 설정된 계조로 발광이 계속된다. 이러한 화소회로를 이용한 장치에 관해서도, 상술한 데이터선 구동회로를 적용하는 것이 가능하다.
E6:
상술한 각 실시예에서는, 유기 EL 소자를 사용한 표시장치의 예를 설명했으나, 본 발명은 유기 EL 소자 이외의 발광 소자를 사용한 표시장치 또는 전자장치에도 적용 가능하다. 예를 들면, 구동 전류에 따라 발광 계조를 조정할 수 있는 다른 종류의 발광 소자(LED나 FED(Field Emission Display) 등)를 갖는 장치에도 적용할 수 있다.
E7:
본 발명은 화소회로를 갖는 액티브 구동법에 의해 구동되는 회로나 장치에 한정되지 않고, 화소회로를 갖지 않는 패시브 구동법에 의해 구동되는 회로나 장치에도 적용 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 프로그램 전류의 전류값 범위를 용이하게 설정할 수 있고, 또한, 회로 구성이 간단하며 생산성이나 내구성이 우수한 전류 생성회로 및 그 구동 방법, 및 이것을 사용한 전기광학장치, 반도체 집적회로 장치, 전자기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서의 전기광학장치(100)의 회로 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 표시 패널부(101)와 데이터선 구동회로(102)의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 화소회로(200)의 내부 구성을 나타내는 회로도.
도 4는 화소회로(200)의 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 5는 단일 라인 드라이버(300)와 게이트 전압 생성회로(400)의 내부 구성을 나타내는 회로도.
도 6은 데이터선 구동회로(102)의 출력 전류(Iout)와 계조값과의 관계의 예를 나타내는 설명도.
도 7은 출력 전류(Iout)와 발광 계조와의 관계의 일례를 나타내는 그래프.
도 8은 제 2 실시예에서의 표시 패널부(101a)와 데이터선 구동회로(102a)의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 9는 본 발명에 따른 표시장치를 적용한 전자기기의 일례로서의 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 표시장치를 적용한 전자기기의 일례로서의 휴대전화의 구성을 나타내는 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 표시장치를 적용한 전자기기의 일례로서의 디지털 스틸 카메라의 뒷면측 구성을 나타내는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21∼28 : 구동 트랜지스터
31 : 정전압 발생용 트랜지스터
32 : 구동 트랜지스터
41∼48 : 저항용 트랜지스터
51 : 저항용 트랜지스터
52 : 저항용 트랜지스터
71, 72 : 트랜지스터
73 : 구동 트랜지스터
81∼88 : 스위칭 트랜지스터
100 : 전기광학장치
101 : 표시 패널부
102 : 데이터선 구동회로
103 : 주사선 구동회로
104 : 메모리
105 : 제어회로
106 : 발진회로
107 : 전원회로
110 : 컴퓨터
200 : 화소회로
211∼214 : 트랜지스터
220 : 유기 EL 소자
230 : 유지 커패시터
300 : 단일 라인 드라이버
301 : 신호 입력선
302 : 출력 신호선(데이터선)
303 : 제 1 공통 게이트선
304 : 제 2 공통 게이트선
310 : D/A 컨버터부
320 : 오프셋 전류 생성회로
400 : 게이트 전압 생성회로
401 : 제 1 배선
402 : 제 2 배선
500 : 시프트 레지스터
520 : 스위칭 트랜지스터
1000 : 퍼스널 컴퓨터
1020 : 키보드
1040 : 본체부
1060 : 표시 유니트
2000 : 휴대전화
2020 : 조작 버튼
2040 : 수화구
2060 : 송화구
2080 : 표시 패널
3000 : 디지털 스틸 카메라
3020 : 케이스
3040 : 표시 패널
3060 : 수광 유니트
3080 : 셔터 버튼
3100 : 회로기판
3120 : 비디오 신호 출력 단자
3140 : 입출력 단자
4300 : 텔레비전 모니터
4400 : 퍼스널 컴퓨터

Claims (34)

  1. 전기광학장치로서,
    발광 소자를 포함하는 화소가 매트릭스 형상으로 배열된 화소 매트릭스와,
    상기 화소 매트릭스의 행방향을 따라 배열된 화소 그룹에 각각 접속된 복수의 주사선과,
    상기 화소 매트릭스의 열방향을 따라 배열된 화소 그룹에 각각 접속된 복수의 데이터선과,
    상기 복수의 주사선에 접속되고, 상기 화소 매트릭스의 1개의 행을 선택하기 위한 주사선 구동회로와,
    상기 발광 소자의 발광 계조에 따른 전류값을 갖는 데이터 신호를 생성하여, 상기 복수의 데이터선 중의 적어도 1개의 데이터선에 출력할 수 있는 데이터선 구동회로를 구비하며,
    상기 데이터선 구동회로는,
    소정의 전류를 발생시키기 위한 제 1 구동 트랜지스터와, 외부 회로로부터 부여되는 제어 신호에 따라 온/오프 제어되는 제 1 스위칭 트랜지스터의 직렬 접속이 N세트(N은 2 이상의 정수) 서로 병렬로 접속된 구성을 갖는 전류 가산형 전류 생성회로와,
    소정의 신호 레벨을 갖는 제어 전극 신호를 생성하여 N개의 상기 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극에 공통으로 공급하는 제어 전극 신호 생성회로를 구비하고,
    상기 제어 전극 신호 생성회로는,
    제 1 제어전극을 갖고, 상기 제어 전극 신호를 상기 제 1 제어 전극으로부터 발생시키기 위한 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터와,
    상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터에 일정한 전류를 흘리는 정전류 회로를 갖고 있으며,
    상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터의 상기 제 1 제어 전극과 상기 전류 생성회로의 상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극이 서로 접속되어 있고,
    상기 정전류 회로는,
    제 1 및 제 2 배선에 각각 접속된 2개의 트랜지스터를 갖고, 제 1 배선에 발생한 전류값에 비례한 전류값을 상기 제 2 배선에 발생시키기 위한 전류 미러 회로부와,
    상기 제 1 배선에 접속되고, 외부 회로로부터 부여되는 제어 신호에 따라 소정의 전류를 상기 제 1 배선에 발생시키는 제 2 구동 트랜지스터를 포함하며,
    상기 제 2 배선에 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터가 접속되어 있는 전기광학장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 생성회로는,
    상기 제 1 구동 트랜지스터와 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 N세트의 직렬 접속과 병렬로 설치된 오프셋 전류 발생용의 제 3 구동 트랜지스터를 더 갖고 있으며,
    상기 제 3 구동 트랜지스터와 상기 데이터선 사이에는 스위칭 트랜지스터가 설치되어 있지 않아, 상기 제 3 구동 트랜지스터의 제어 전극이 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터의 상기 제 1 제어 전극과 접속되어 있는 전기광학장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 트랜지스터와 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 각 직렬 접속은 저항 요소를 포함하고 있는 전기광학장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저항 요소는 트랜지스터인 전기광학장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터 중의 n번째(n은 1 내지 N의 정수) 트랜지스터의 이득 계수의 상대값이 2n-1으로 되도록 상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터가 구성되어 있는 전기광학장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 매트릭스는 액티브 매트릭스 구동법에 의해 구동되는 전기광학장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 매트릭스는 패시브 매트릭스 구동법에 의해 구동되는 전기광학장치.
  10. 삭제
  11. 정전류 생성수단과, 신호 입력선과, 출력단과,
    상기 정전류 생성수단에 의해 생성되는 기준 전류와 상기 신호 입력선에 공급되는 신호에 의거하여 생성한 출력 전류를 상기 출력단에 출력하는 전류 출력수단과,
    상기 출력단과 상기 복수의 제 1 트랜지스터 사이에 상기 복수의 제 1 트랜지스터의 적어도 1개에 대응하는 제 1 저항 부가수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정전류 생성수단이 전류 미러 회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 정전류 생성수단이 적어도 하나의 기준 전압원을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전류 출력수단이 이득 계수가 다른 복수의 제 1 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전류 출력수단이 상기 복수의 제 1 트랜지스터 중의 상기 신호에 의해 선택된 트랜지스터에 흐르는 전류를 합성함으로써 상기 출력 전류를 생성하는 수단인 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 정전류 생성수단이 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 제 2 트랜지스터를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 트랜지스터는 상기 기준 전류를 상기 복수의 제 1 트랜지스터의 게이트 전압으로 변환하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  18. 삭제
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 저항 부가수단이 제 3 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 정전류 생성수단은 상기 제 3 트랜지스터의 게이트 전극과 접속된 제 4 트랜지스터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 전류 출력수단이 상기 출력 전류의 하한값을 규정하는 오프셋 전류 경로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 오프셋 전류 경로는 그 게이트 전극이 상기 제 2 트랜지스터에 접속된 제 5 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 출력단과 상기 제 5 트랜지스터 사이에 제 2 저항 부가수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 저항 부가수단이 제 6 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류 생성회로.
  25. 제 11 항에 기재된 상기 전류 생성회로의 구동 방법으로서,
    상기 기준 전류를 상기 출력 전류의 최대값과 최소값의 중간 근방의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로의 구동 방법.
  26. 제 22 항에 기재된 상기 전류 생성 회로의 구동 방법으로서,
    상기 제 5 트랜지스터의 이득 계수를 변화시킴으로써 상기 출력 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전류 생성회로의 구동 방법.
  27. 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선의 교차부에 대응하여 배치된 전기광학 소자와, 상기 주사선을 구동하는 주사선 구동회로 및 상기 데이터선을 구동하는 데이터선 구동회로를 구비한 전기광학장치로서,
    상기 데이터선 구동회로가 제 11 항에 기재된 상기 전류 생성회로를 구비하고, 상기 전류 생성회로의 출력 전류를 상기 데이터선에 입력하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 전기광학 소자가 전류 구동형 소자인 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 전류 구동형 소자가 유기 일렉트로루미네선스 소자인 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 전기광학 소자에 공급되는 데이터를 기억하는 메모리와, 상기 메모리로부터 판독한 데이터를 상기 신호로서 상기 주사선 구동회로 또는 상기 데이터선 구동회로에 공급하고, 상기 주사선 구동회로 및 상기 데이터선 구동회로의 동작을 제어하는 제어회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  31. 제 27 항에 있어서,
    해당 구동 시스템을 구성하는 소정의 회로에 기준 동작 신호를 공급하는 발진회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  32. 제 11 항에 기재된 상기 전류 생성회로가 실장되어 이루어진 반도체 집적회로 장치.
  33. 제 27 항에 기재된 상기 전기광학장치가 실장되어 이루어진 전자기기.
  34. 발광 소자를 포함하는 화소가 매트릭스 형상으로 배열된 화소 매트릭스와, 상기 화소 매트릭스의 행방향을 따라 배열된 화소 그룹에 각각 접속된 복수의 주사선과, 상기 화소 매트릭스의 열방향을 따라 배열된 화소 그룹에 각각 접속된 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선에 접속되어, 상기 화소 매트릭스의 1개의 행을 선택하기 위한 주사선 구동회로를 포함하는 전기광학장치를 구동하기 위한 방법으로서,
    상기 발광 소자에 의해 방출될 광의 레벨에 대응하는 전류값을 갖는 데이터 신호를 생성하여, 상기 데이터 신호를 상기 복수의 데이터선의 적어도 하나에 출력하는 단계; 및
    N개(N은 2 이상의 정수)의 제 1 구동 트랜지스터를 포함하는 전류 가산형 전류 생성회로에서 소정의 전류를 생성하고, 제어 전극 신호 생성회로에서 소정의 신호 레벨을 갖는 제어 전극 신호를 생성하여, 상기 제어 전극 신호를 상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터와 직렬로 배열되어 N개의 직렬 접속을 병렬로 접속하는 N개의 제 1 스위칭 트랜지스터의 온/오프 스위칭을 제어하기 위한 제어 신호를 외부 회로로부터 공급하는 단계;
    상기 제어 전극 신호를 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 상기 제어 전극에 공통 신호로서 공급하는 단계;
    상기 N개의 제 1 구동 트랜지스터의 제어 전극에 접속되는 제 1 제어 전극을 갖고, 상기 제어 전극 신호를 상기 제 1 제어 전극에서 발생시키기 위한 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터와, 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터에 흐르는 정전류를 발생시키기 위한 정전류 회로를 구비하는 제어 전극 신호 발생 회로를 제공하는 단계; 및
    제 1 및 제 2 배선에 각각 접속된 2개의 트랜지스터를 갖고, 제 1 배선 상의 전류에 비례한 전류를 상기 제 2 배선에 발생시키기 위한 전류 미러 회로와, 상기 제 1 배선에 접속되어, 외부 회로에 의해 공급되는 제어 신호에 따라 소정의 전류를 상기 제 1 배선에 발생시키는 제 2 구동 트랜지스터를 구비하며, 상기 제 2 배선에 상기 제어 전극 신호 발생용 트랜지스터가 접속되어 있는 제 2 구동 트랜지스터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동방법.
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