KR100668268B1 - 화소 회로, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

화소 회로, 전기 광학 장치 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소기의 계조를 정확히 표시하는 것을 과제로 한다.
전원선(41)으로부터 정전류 회로(301)에 이르는 제 1 경로(501)에는, 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)가 삽입되어 있다. 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 제 2 경로(502)에는, 구동 트랜지스터(Tdr)와 전류 공급 트랜지스터(Tc)가 삽입되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트에 접속된 용량(C1) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 접속된 용량(C2)은 제 1 경로(501)에 흐르는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압을 유지한다. 구동 트랜지스터(Tdr)는 제 2 경로(502)에 흐르는 구동 전류를 용량(C1)에 유지된 전압에 따라 제어한다. 전류 공급 트랜지스터(Tc)는 제 2 경로(502)에 흐르는 구동 전류를 용량(C2)에 유지된 전압에 따라 제어한다.
구동 트랜지스터, 전류 공급 트랜지스터, 화소 회로, 전기 광학 장치, 전자 기기

Description

화소 회로, 전기 광학 장치 및 전자 기기{PIXEL CIRCUIT, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 광학 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 상기 전기 광학 장치에서의 각 신호의 파형을 나타내는 타이밍차트.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 4는 제 1 실시예의 변형예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 6은 제 2 실시예의 변형예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 7은 제 2 실시예에 따른 화소 회로의 다른 예를 나타내는 회로도.
도 8은 제 2 실시예에 따른 화소 회로의 다른 예를 나타내는 회로도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 10은 제 3 실시예의 변형예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 11은 제 3 실시예의 변형예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 12는 제 3 실시예의 변형예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 13은 제 3 실시예의 변형예에 따른 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 14는 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압과 입출력 전류비의 관계를 나 타내는 그래프.
도 15는 본 발명에 따른 전자 기기의 일례로서의 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도.
도 16은 종래의 화소 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 17은 종래의 화소 회로에서의 구동 트랜지스터의 드레인 전압과 입출력 전류비의 관계를 나타내는 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 전기 광학 장치
2 : Y드라이버
201 : 선택선
203 : 점등(點燈) 제어선
3 : X드라이버
301 : 정전류(定電流) 회로
303 : 데이터선
41 : 전원선
43 : 정전류원(定電流源)
5 : 화소 회로
501, 502, 503 : 전류 경로
51 : OLED 소자
Tdr : 구동 트랜지스터
Tc : 전류 공급 트랜지스터
Ter : 점등 제어 트랜지스터
Tsw : 스위칭 트랜지스터
T1 : 트랜지스터(제 1 트랜지스터)
T2 : 트랜지스터(제 2 트랜지스터)
Tb : 바이어스용 트랜지스터
511, 512, 521, 522, 523, 524, 531, 532 : 트랜지스터
C1 : 용량(제 1 전압 유지 소자)
C2 : 용량(제 2 전압 유지 소자)
Yi : 선택 신호
ENB : 이네이블(enable) 신호
PRC : 프리차지 제어 신호
WRi : 기입 신호
ERi : 점등 제어 신호
(Idata)-j : 데이터 전류
Ic : 구동 전류
본 발명은, 예를 들어, 유기 발광 다이오드(이하, 「OLED(Organic Light Emitting Diode)」라고 함) 소자 등의 전기 광학 소자를 사용하여 화상을 표시하는 기술에 관한 것이다.
전기 광학 소자를 사용하여 화상을 표시하는 전기 광학 장치의 구성으로서, 전기 광학 소자에 공급되는 전류를 제어하기 위한 박막트랜지스터가 화소마다 설치된 액티브 매트릭스 방식의 장치가 제안되어 있다. 이러한 장치에서는, 박막트랜지스터의 특성(예를 들어, 임계값 전압 등) 편차에 기인한 표시 불균일이 특히 문제시된다.
이 문제를 해소하기 위한 구성으로서, 예를 들어, 일본국 특개2003-22049호 공보(도 17)에는 도 16에 도시되는 화소 회로가 개시되어 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 이 화소 회로(8) 중 전원의 고위(高位)측 전압(Vdd)이 인가되는 전원선(80)으로부터 OLED 소자(81)에 이르는 경로 위에는, OLED 소자(81)에 공급되는 전류(이하, 「구동 전류」라고 함)(Ic)를 제어하는 구동 트랜지스터(82)와, OLED 소자(81)가 발광하는 기간을 제어하기 위한 점등 제어 트랜지스터(83)가 설치된다. 또한, 화소 회로(8)는 구동 트랜지스터(82)의 게이트와 드레인을 다이오드 접속시키기 위한 트랜지스터(85)와, 구동 트랜지스터(82)로부터 정전류원(86)에 이르는 경로에 삽입된 트랜지스터(87)와, 구동 트랜지스터(82)의 게이트에 한쪽 끝이 접속된 용량(88)을 갖는다. 이 구성 하에서, 첫째로, 트랜지스터(85)가 전압(VP)의 인가에 의해 온(on) 상태로 되어 구동 트랜지스터(82)가 다이오드 접속되고, 전원선(80)으로부터 구동 트랜지스터(82)와 온 상태로 된 트랜지스터(87)를 통하여 정전류원(86)에 이르는 경로에 원하는 계조에 따른 전류(이하, 「데이터 전류」라고 함 )(Idata)가 흐른다. 이 때, 용량(88)에는 데이터 전류(Idata)에 따른 구동 트랜지스터(82)의 게이트 전압이 유지된다. 둘째로, 트랜지스터(85) 및 트랜지스터(87)가 오프 상태로 된 후에 점등 제어 트랜지스터(83)가 전압(VR)의 인가에 의해 온 상태로 됨으로써, 그 직전에 용량(88)에 유지된 전압에 대응하는 구동 전류(Ic)가 구동 트랜지스터(82)와 점등 제어 트랜지스터(83)를 통하여 OLED 소자(81)에 흐른다.
그러나, 도 16에 나타낸 구성에서는 OLED 소자(81)에 흐르는 구동 전류(Ic)가 소기의 전류와는 다른 경우가 생길 수 있다. 본원 발명자는, 이렇게 구동 전류(Ic)에 오차가 생기는 원인 중의 하나는 데이터 전류(Idata)와 구동 전류(Ic)의 비(이하, 「입출력 전류비」라고 함)가 구동 트랜지스터(82)의 드레인 전압(Vd)에 의존하는데 있다는 지견(知見)을 얻기에 이르렀다. 도 17은 도 16에 도시되는 구성에서의 구동 트랜지스터(82)의 드레인 전압(Vd)과 입출력 전류비(M)(=구동 전류(Ic)/데이터 전류(Idata))의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 입출력 전류비(M)는 채널 길이 변조 효과(얼리 효과(Early effect))의 영향에 의해 구동 트랜지스터(82)의 드레인 전압(Vd)에 따라 변동한다. 따라서, 구동 트랜지스터(82)의 드레인 전압(Vd)이 V1일 때에 데이터 전류(Idata)와 구동 전류(Ic)가 동일하다고(즉, 입출력 전류비(M)가 「1」이라고) 하여도, 이 드레인 전압(Vd)이 V1보다도 큰 V2로 변화한 경우에는 구동 전류(Ic)가 데이터 전류(Idata)보다도 커지고, 목표 휘도(OLED 소자(81)에 데이터 전류(Idata)가 흘렀다고 가정했을 때의 휘도)보다도 높은 휘도로 OLED 소자(81)가 발광하게 된다. 이와 같이, 종래의 기술 하에서는, 데이터 전류(Idata)에 의해 지시되는 목표 휘도와 실제 OLED 소자(81)의 발광 휘도 사이에 차이가 생기고, 그 결과, 표시 품위의 저하를 초래한다는 문제가 있었다. 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 소기의 계조를 정확히 표시하는 것을 목적으로 한다.
이 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 화소 회로의 제 1 특징(도 3 및 도 4 참조)은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 전압 유지 소자와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와, 데이터 전류와 구동 전류의 비를 전기 광학 소자의 전압에 관계없이 대략 일정하게 유지하는 유지 수단을 구비함에 있다. 이 구성에 의하면, 데이터 전류와 구동 전류의 비(입출력 전류비(M))가 전기 광학 소자의 전압에 관계없이 대략 일정하게 유지되기 때문에, 데이터 전류에 의해 전기 광학 소자에 지시되는 광학적 작용(예를 들어, 특정 휘도에 의한 발광)과 구동 전류에 따른 실제 전기 광학 소자의 광학적 작용을 양호한 정밀도로 일치시킬 수 있다. 따라서, 소기의 계조가 정확히 표시된다. 또한, 전기 광학 소자는 전류를 휘도(발광량)나 투과율과 같은 광학적인 작용으로 변환하기 위한 소자 이며, 전형적인 예로서는, 유기 EL(Electro Luminescent)이나 발광 폴리머 등의 유기 발광 다이오드(OLED) 소자를 들 수 있다.
본 발명에 따른 화소 회로의 제 2 특징(도 3 및 도 4 참조)은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터(도 3 및 도 4에서의 트랜지스터(T1)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자(도 3 및 도 4에서의 용량(C1)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터(도 3 및 도 4에서의 구동 트랜지스터(Tdr)에 상당함)와, 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 2 트랜지스터(도 3 및 도 4에서의 트랜지스터(T2)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자(도 3 및 도 4에서의 용량(C2)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터(도 3 및 도 4에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)에 상당함)를 구비함에 있다. 이 화소 회로에서는, 소위 캐스코드(cascode)형의 커런트 미러 회로가 구성된다.
이 구성에서는, 제 2 경로에 삽입된 구동 트랜지스터와 전류 공급 트랜지스터가 캐스코드 접속되어 있다. 따라서, 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압(더 나아가서는, 전기 광학 소자의 전압)이 변화하여도 구동 트랜지스터의 드레인 전류는 대략 일정하게 유지되고, 구동 트랜지스터로부터 전류 공급 트랜지스터에 유입되는 전류(즉, 구동 전류)도 대략 일정하게 유지된다. 환언하면, 전류 공급 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 서로 캐스코드 접속함으로써, 제 2 경로에 구동 트랜지스터만이 삽입되어 있는 구성과 비교하여, 이들 트랜지스터의 양단(兩端) 사이의 저항값을 실질적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 채널 길이 변조 효과의 영향을 저감시켜 입출력 전류비를 대략 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 데이터 전류에 의해 전기 광학 소자에 지시되는 광학적 작용(예를 들어, 특정 휘도에 의한 발광)과 구동 전류에 따른 실제 전기 광학 소자의 광학적 작용이 양호한 정밀도로 일치하게 되기 때문에, 소기의 계조를 정확히 표시할 수 있다.
또한, 여기서는 캐스코드형의 커런트 미러 회로가 채용된 구성을 예시했지만, 입출력 전류비를 전기 광학 소자의 전압에 관계없이 대략 일정하게 유지하기 위한 수단은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 윌슨형의 커런트 미러 회로나 광(廣)진폭형의 커런트 미러 회로 등 각종 회로가 입출력 전류비를 유지하기 위한 수단으로서 채용된다. 후술되는 제 3 및 제 4 특징에 따른 화소 회로는 윌슨형의 커런트 미러 회로가 적용된 것이고, 제 5 및 제 6 특징에 따른 화소 회로는 광진폭형의 커런트 미러 회로가 적용된 것이다.
본 발명에 따른 화소 회로의 제 3 특징(도 5 및 도 7 참조)은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터(도 5 및 도 7에서의 트랜지스터(T1)에 상 당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자(도 5 및 도 7에서의 용량(C1)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되는 동시에 다이오드 접속되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터(도 5 및 도 7에서의 구동 트랜지스터(Tdr)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자(도 5 및 도 7에서의 용량(C2)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 1 경로에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터(도 5 및 도 7에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)에 상당함)를 구비함에 있다.
이 구성에서는, 제 2 경로에 삽입된 구동 트랜지스터와 전류 공급 트랜지스터가 캐스코드 접속되어 있다. 따라서, 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압(더 나아가서는, 전기 광학 소자의 전압)이 변화하여도 구동 트랜지스터의 드레인 전류는 대략 일정하게 유지되고, 구동 트랜지스터로부터 전류 공급 트랜지스터에 유입되는 전류(즉, 구동 전류)도 대략 일정하게 유지된다. 환언하면, 구동 트랜지스터 및 전류 공급 트랜지스터를 서로 캐스코드 접속함으로써, 이들 트랜지스터의 양단 사이의 저항값을 구동 트랜지스터가 1개인 경우와 비교하여 실질적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 채널 길이 변조 효과의 영향을 저감시켜 입출력 전류비를 대략 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 데이터 전류에 의해 전기 광학 소자에 지시되는 광학적 작용(예를 들어, 특정 휘도에 의한 발광)과 구동 전류에 따른 실제 전기 광학 소자의 광학적 작용이 양호한 정밀도로 일치하게 되기 때문에, 소기의 계조를 정확히 표시할 수 있다.
본 발명에 따른 화소 회로의 제 4 특징(도 6 및 도 8 참조)은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터(도 6 및 도 8에서의 트랜지스터(T1)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자(도 6 및 도 8에서의 용량(C1)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되는 동시에 다이오드 접속되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터(도 6 및 도 8에서의 구동 트랜지스터(Tdr)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자(도 6 및 도 8에서의 용량(C2)에 상당함)와, 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 2 트랜지스터(도 6 및 도 8에서의 트랜지스터(T2)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터(도 6 및 도 8에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)에 상당함)를 구비함에 있다. 이 구성에 의해서도, 상기 제 3 특징에 따른 화소 회로와 동일하게, 데이터 전류와 구동 전류의 비(입출력 전류비(M))가 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압(즉, 전기 광학 소자의 전압)에 관계없이 대략 일정하게 유지되기 때문에, 데이터 전류에 의해 전기 광학 소자에 지시되는 광학적 작용(예를 들어, 특정 휘도에 의한 발광)과 구동 전류에 따른 실제 전기 광학 소자의 광학적 작용을 양호한 정밀도로 일치시킬 수 있다. 따라서, 소기의 계조가 정확히 표시된다.
본 발명에 따른 화소 회로의 제 5 특징(도 9 내지 도 11 참조)은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터(도 9 내지 도 11에서의 트랜지스터(T1)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자(도 9 내지 도 11에서의 용량(C1)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터(도 9 내지 도 11에서의 구동 트랜지스터(Tdr)에 상당함)와, 제 1 경로에 삽입되어 드레인이 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 제 2 트랜지스터(도 9 내지 도 11에서의 트랜지스터(T2)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자(도 9 내지 도 11에서의 용량(C2)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터(도 9 내지 도 11에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)에 상당함)와, 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가하기 위한 바이어스 회로를 구비함에 있다. 이 화소 회로에서의 각 트랜지스터는 캐스코드형의 커런트 미러 회로(특히 광진폭형의 커런트 미러 회로라고 불리는 경우도 있음)를 구성한다.
이 구성에서는, 제 1 내지 제 4 특징에 따른 화소 회로와 동일하게, 제 2 경로에 삽입된 구동 트랜지스터와 전류 공급 트랜지스터가 캐스코드 접속되어 있다. 따라서, 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압(더 나아가서는, 전기 광학 소자의 전압)이 변화하여도 구동 트랜지스터의 드레인 전류는 대략 일정하게 유지되고, 구동 트랜지스터로부터 전류 공급 트랜지스터에 유입되는 전류(즉, 구동 전류)도 대략 일정하게 유지된다. 환언하면, 구동 트랜지스터 및 전류 공급 트랜지스터를 서로 캐스코드 접속함으로써, 이들 구동 트랜지스터의 양단 사이의 저항값을 구동 트랜지스터가 1개인 경우와 비교하여 실질적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 채널 길이 변조 효과의 영향을 저감시켜 입출력 전류비를 대략 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 데이터 전류에 의해 전기 광학 소자에 지시되는 광학적 작용(예를 들어, 특정 휘도에 의한 발광)과 구동 전류에 따른 실제 전기 광학 소자의 광학적 작용이 양호한 정밀도로 일치하게 되기 때문에, 소기의 계조를 정확히 표시할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화소 회로의 제 6 특징(도 12 참조)은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터(도 12에서의 트랜지스터(T1)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자(도 12에서의 용량(C1)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이 트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터(도 12에서의 구동 트랜지스터(Tdr)에 상당함)와, 제 1 경로에 삽입된 제 2 트랜지스터(도 12에서의 트랜지스터(T2)에 상당함)와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자(도 12에서의 용량(C2)에 상당함)와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터(도 12에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)에 상당함)와, 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가하기 위한 바이어스 회로를 구비함에 있다. 이 구성에서도, 제 5 특징에 따른 화소 회로와 동일하게, 각 트랜지스터에 의해 캐스코드형의 커런트 미러 회로(특히, 광진폭형의 커런트 미러 회로라고 불리는 경우도 있음)가 구성된다. 따라서, 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압이 변화하여도 구동 트랜지스터의 드레인 전류는 대략 일정하게 유지되고, 구동 트랜지스터로부터 전류 공급 트랜지스터에 유입되는 전류(즉, 구동 전류)도 대략 일정하게 유지된다.
그런데, 제 5 및 제 6 특징에 따른 화소 회로와 같은 캐스코드형의 커런트 미러 회로에서는 모든 트랜지스터가 포화(飽和) 영역에서 동작한다. 이 때문에, 이러한 형태에 따른 화소 회로에서는 높은 전원 전압이 필요하게 되어, 저(低)소비전력화의 요청에 역행하는 결과를 초래하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해, 제 5 및 제 6 특징에 따른 화소 회로에서는, 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 회로가 배치되어 있다. 이렇게 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 대하여 바이어스 전압을 인가하면 상기 전류 공급 트랜지스터의 드레인 전압을 저하시킬 수 있기 때문에, 화소 회로의 구동을 위해 필요한 전원 전압을 저감시킬 수 있게 된다.
보다 구체적으로는, 바이어스 회로는 전원 사이에 설치된 제 3 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 트랜지스터로서 게이트가 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 접속된 바이어스용 트랜지스터(도 9 내지 도 12에서의 바이어스용 트랜지스터(Tb)에 상당함)를 갖는다. 이 구성에 의하면, 바이어스용 트랜지스터의 게이트 전압이 바이어스 전압으로서 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 인가된다.
이상에 나타낸 제 1 내지 제 6 특징에 따른 화소 회로에서는, 구동 트랜지스터의 게이트를 부유 상태로 하는 수단(예를 들어, 도 3에서의 트랜지스터(511)나 도 5에서의 트랜지스터(521)나 도 9에서의 트랜지스터(532)에 상당함)과, 전류 공급 트랜지스터의 게이트를 부유 상태로 하는 수단(예를 들어, 도 3에서의 트랜지스터(512)나 도 5에서의 트랜지스터(522)나 도 9에서의 트랜지스터(531)에 상당함)이 설치된다. 이 구성에 의하면, 화소 회로를 커런트 미러 회로(캐스코드형 또는 윌슨형)로서 동작시킬지의 여부를, 구동 트랜지스터의 게이트를 부유 상태로 하는 수단과, 전류 공급 트랜지스터의 게이트를 부유 상태로 하는 수단에 의해 전환할 수 있기 때문에, 예를 들어, 데이터 전류에 따른 전압을 제 1 및 제 2 전압 유지 소자에 유지하는 기간(실시예에서의 기입 기간)에서만 커런트 미러 회로를 동작시킴으로써 소비전력을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 상술한 복수의 화소 회로를 면 형상(예를 들어, 매트릭스 형상)으로 배열하여 이루어진다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 화소 회로에 의하면, 소기의 구동 전류를 양호한 정밀도로 전기 광학 소자에 흐르게 할 수 있기 때문에, 소기의 계조 특성을 갖는 표시 품위가 우수한 전기 광학 장치가 얻어진다. 본 발명에 따른 전기 광학 장치는 전자 기기의 표시 장치로서 채용될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 및 제 6 특징에 따른 화소 회로를 적용한 전기 광학 장치에서는, 바이어스 회로가 화소 회로마다 설치된 구성 이외에, 바이어스 회로가 복수의 화소 회로에 걸쳐 공용되는 구성도 채용될 수 있다. 더 상세하게 설명하면, 제 5 특징에 따른 화소 회로를 구비한 전기 광학 장치는, 면 형상으로 배열된 복수의 화소 회로와, 복수의 화소 회로에 대해서 공용되어 상기 각 화소 회로에 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 회로를 구비하고, 복수의 화소 회로의 각각은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와, 제 1 경로에 삽입되어 드레인이 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 제 2 트랜지스터와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 2 트랜지 스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터를 갖는다. 이 구성에 의하면, 바이어스 회로가 복수의 화소 회로의 구동을 위해 공용되기 때문에, 화소 회로마다 바이어스 회로가 설치된 구성과 비교하여 구성의 간략화나 제조 비용의 저감이 도모된다.
한편, 제 6 특징에 따른 화소 회로를 구비한 전기 광학 장치는, 면 형상으로 배열된 복수의 화소 회로와, 복수의 화소 회로에 대해서 공용되어 상기 각 화소 회로에 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 회로를 구비하고, 복수의 화소 회로의 각각은, 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와, 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와, 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와, 제 1 경로에 삽입된 제 2 트랜지스터와, 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와, 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터를 갖는다. 이 구성에 의해서도, 바이어스 회로가 복수의 화소 회로의 구동을 위해 공용되기 때문에, 화소 회로마다 바이어스 회로가 설치된 구성과 비교하여 구성의 간략 화나 제조 비용의 저감이 도모된다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다. 이하의 실시예에 따른 전기 광학 장치는, 전기 광학 소자로서의 OLED 소자에 의해 복수의 계조로 이루어지는 화상을 표시하는 장치이다.
<A : 전기 광학 장치의 구성>
우선, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 구체적인 형태를 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 광학 장치(100)는 X방향으로 연장되는 m개의 선택선(201)과 Y방향으로 연장되는 n개의 데이터선(303)을 갖는다. 선택선(201)과 데이터선(303)의 각 교차에는 화소 회로(5)가 배치되어 있다. 따라서, 화소 회로(5)는 X방향 및 Y방향에 걸쳐 m행×n열의 매트릭스 형상으로 배열한다. 이들 화소 회로(5)에는, 전원의 고위측 전압(Vdd)이 인가된 전원선(41)과 전원의 저위(低位)측 전압(Gnd)이 인가된 전원선(도시 생략)이 접속되어 있다.
전기 광학 장치(100)는 각 선택선(201)과 병행하도록 X방향으로 연장되는 m개의 점등 제어선(203)을 갖는다. 각 선택선(201)과 이것에 인접하는 점등 제어선(203)의 세트는 1개의 행에 속하는 n개의 화소 회로(5)를 제어하기 위해 공용된다. 선택선(201) 및 점등 제어선(203)은 Y드라이버(2)에 접속되어 있다. 이 Y드라이버(2)(주사선 구동 회로)는 m개의 선택선(201) 각각에 공급되는 기입 신호(WR1, WR2, …, WRm)를 수평 주사 기간(1H)마다 차례로 액티브 레벨(H레벨)로 한다. 더 상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, Y드라이버(2)는 각 수직 주사 기간(1V)의 처음에 공급되는 펄스 신호를 1수평 주사 기간에 상당하는 주기의 클록 신호 (CLY)에 따라 차례로 시프트함으로써 선택 신호(Y1, Y2, …, Ym)를 생성하는 동시에, 이들 선택 신호(Y1, Y2, …, Ym)와 이네이블 신호(ENB)의 논리곱을 기입 신호(WR1, WR2, …, WRm)로서 각 선택선(201)에 출력한다. 이네이블 신호(ENB)는 각 수평 주사 기간의 시점(始點)으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에서 상승하는 한편, 그 수평 주사 기간의 종점(終點)으로부터 소정의 시간만큼 앞의 시점에서 하강하는 신호이다. 또한, Y드라이버(2)는 선택 신호(Y1, Y2, …, Ym)의 레벨을 반전시킨 신호를 각각 점등 제어 신호(ER1, ER2, …, ERm)로서 각 점등 제어선(203)에 출력한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 데이터선(303)은 X드라이버(3)에 접속되어 있다. 이 X드라이버(3)(데이터선 구동 회로)는 데이터선(303)마다 정전류 회로(301)를 갖는다. 각 정전류 회로(301)는, 각 선택선(201)에 공급되는 기입 신호(WR1, WR2, …, WRm)가 액티브 레벨로 되는 기간(이하, 「기입 기간」이라고 함)에서, 각 화상의 계조를 지정하는 화상 데이터에 따른 데이터 전류(Idata)를 대응하는 데이터선(303)에 흐르게 하는 회로이다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, j(j는 1≤j≤n를 충족시키는 자연수)열째의 데이터선(303)에 접속된 정전류 회로(301)는, i(i는 1≤i≤m를 충족시키는 자연수)행째의 선택선(201)에 공급되는 기입 신호(WRi)가 액티브 레벨로 되는 기간에서, i행 j열의 화소 회로(5)에 대한 화상 데이터에 따른 데이터 전류(Idata-j)를 상기 데이터선(303)에 흐르게 한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 데이터선(303)에는 데이터선(303)마다 설치된 n채널형 트랜지스터(431)의 드레인이 접속되어 있다. 이들 트랜지스터 (431)의 각각은 소스가 전원선(41)에 공통으로 접속되는 한편, 게이트가 프리차지 제어선(43)에 공통으로 접속되어 있다. 이 프리차지 제어선(43)에는 프리차지 제어 신호(PRC)가 공급된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프리차지 제어 신호(PRC)는 각 수평 주사 기간 중 기입 기간의 직전에 액티브 레벨로 되는 신호이다. 이 프리차지 제어 신호(PRC)에 의해 모든 트랜지스터(431)가 온 상태로 되는 결과, 모든 데이터선(303)이 기입 기간에 앞서 일제히 전압(Vdd)으로 프리차지된다.
<B : 화소 회로의 구성>
다음으로, 도 1에 나타낸 전기 광학 장치(100) 중 화소 회로(5)의 구체적인 회로 구성을 설명한다.
<B-1a : 제 1 실시예>
우선, 도 3을 참조하여 제 1 실시예에 따른 화소 회로(5)의 구성을 설명한다. 또한, 도 3에서는 i행 j열에 위치하는 1개의 화소 회로(5)만이 도시되어 있지만, 다른 화소 회로(5)도 동일한 구성이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 화소 회로(5)는 전기 광학 소자로서의 OLED 소자(51)와, 트랜지스터(Tdr, Tc, Ter, Tsw, T1, T2, 511, 512)와, 전압 유지 소자로서 기능하는 용량(C1, C2)을 갖는다. 화소 회로(5)에 포함되는 각 트랜지스터는 폴리실리콘 프로세스에 의해 형성된 박막트랜지스터이다. 이 중에서 트랜지스터(Tdr, Tc, T1, T2)는 p채널형 트랜지스터이고, 트랜지스터(Ter, Tsw, 511, 512)는 n채널형 트랜지스터이다. 또한, 화소 회로(5)를 구성하는 각 트랜지스터의 도전형은 적절히 변경될 수 있다. 또한, 트랜지스터(Tdr, Tc, T1, T2)의 트랜지스터 사이즈(채널 폭 및 채널 길이)는 대략 동일하다.
트랜지스터(Ter)는 OLED 소자(51)가 실제로 점등하는 기간을 규정하기 위한 트랜지스터(이하, 「점등 제어 트랜지스터」라고도 함)이며, 전원의 고위측 전압(Vdd)이 인가되는 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 경로(502)(본 발명에서의 「제 2 경로」에 상당함)에 삽입되어 있다. 보다 구체적으로는, 점등 제어 트랜지스터(Ter)는, 소스가 OLED 소자(51)의 양극에 접속되는 동시에 게이트가 점등 제어선(203)에 접속되어 있다. OLED 소자(51)의 음극은 전원의 저위측 전압(Gnd)에 접지되어 있다. 또한, 경로(502)에는 트랜지스터(Tdr)(이하에서는, 「구동 트랜지스터」라고도 함) 및 트랜지스터(Tc)(이하, 「전류 공급 트랜지스터」라고도 함)가 삽입되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)는 OLED 소자(51)에 흐르는 구동 전류(Ic)를 제어하기 위한 트랜지스터이다. 이 중에서 전류 공급 트랜지스터(Tc)는, 드레인이 점등 제어 트랜지스터(Ter)의 드레인에 접속되는 동시에 소스가 구동 트랜지스터(Tdr)의 드레인에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr)의 소스는 전원선(41)에 접속되어 있다. 이와 같이, 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 경로(502)에는, 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)와 점등 제어 트랜지스터(Ter)가 전원선(41)으로부터 보아 이 순서로 삽입되어 있다.
한편, 트랜지스터(Tsw)는 전원선(41)으로부터 데이터선(303)에 이르는 경로(501)(본 발명에서의 「제 1 경로」에 상당함)에 삽입된 트랜지스터(이하, 「스위칭 트랜지스터」라고도 함)이다. 이 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인은 트랜지스터(T2)의 드레인에 접속되어 있다. 트랜지스터(T2)는 게이트가 전류 공급 트랜지 스터(Tc)의 게이트에 접속되는 동시에 소스가 트랜지스터(T1)의 드레인에 접속되어 있다. 트랜지스터(T1)는 게이트가 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트에 접속되는 동시에 소스가 전원선(41)에 접속되어 있다. 이와 같이, 전원선(41)으로부터 데이터선(303)(더 나아가서는, 정전류 회로(301))에 이르는 경로(501)에는, 트랜지스터(T1, T2)와 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 전원선(41)으로부터 보아 이 순서로 삽입되어 있다.
용량(C1, C2)의 각각은, 전원선(41)으로부터 경로(501) 및 데이터선(303)을 통하여 정전류 회로(301)에 흐르는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압을 유지하기 위한 소자이다. 이 중에서 용량(C1)은 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 유지하는 소자이며, 한쪽 끝이 트랜지스터(T1)의 게이트와 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트에 접속되고, 다른쪽 끝이 전원선(41)에 접속된다. 용량(C2)은 트랜지스터(T2)의 게이트 전압을 유지하는 소자이며, 한쪽 끝이 트랜지스터(T2)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 접속되고, 다른쪽 끝이 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 소스에 접속된다.
트랜지스터(511)는 트랜지스터(T1)의 게이트와 드레인 사이의 도통 및 비도통을 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자이다. 마찬가지로, 트랜지스터(512)는 트랜지스터(T2)의 게이트와 드레인 사이의 도통 및 비도통을 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자이다. 트랜지스터(511, 512)의 게이트는 선택선(201)에 접속되어 있다. 이들 트랜지스터(511, 512)가 온 상태로 되면 트랜지스터(T1, T2)가 다이오드 접속된다. 이상과 같이, 화소 회로(5)는 트랜지스터(T2) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트끼리가 접속되어 트랜지스터(T2)가 트랜지스터(512)를 통하여 다이오드 접속된 커런트 미러 회로와, 트랜지스터(T1) 및 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트끼리가 접속되어 트랜지스터(T1)가 트랜지스터(511)를 통하여 다이오드 접속된 커런트 미러 회로가 캐스코드 접속된 구성(소위 캐스코드형 커런트 미러 회로)을 갖는다. 이 중에서 트랜지스터(T2) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)로 이루어지는 커런트 미러 회로는, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)(더 나아가서는, OLED 소자(51)의 양단 사이의 전압)에 관계없이 입출력 전류비(M)를 대략 일정하게 유지하기 위한 수단으로서 기능한다.
이상의 구성 하에서, i번째 선택선(201)이 선택되는 수평 주사 기간에서 기입 신호(WRi)가 액티브 레벨(H레벨)로 되면, 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 온 상태로 되어 경로(501)가 데이터선(303)과 전기적으로 도통하는 동시에, 트랜지스터(511, 512)가 온 상태로 되어 트랜지스터(T1, T2)가 각각 다이오드 접속된다. 따라서, 정전류 회로(301)에 의해 생성된 데이터 전류(Idata-j)는 전원선(41)→트랜지스터(T1)→트랜지스터(T2)→스위칭 트랜지스터(Tsw)→데이터선(303)이라는 경로(501)를 흐른다. 이 때, 트랜지스터(T1)의 게이트 전압은 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압으로 되어 용량(C1)에 유지된다. 마찬가지로, 트랜지스터(T2)의 게이트 전압은 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압으로 되어 용량(C2)에 유지된다.
다음으로, 기입 신호(WRi)가 비(非)액티브 레벨(L레벨)로 되면, 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 오프 상태로 되어 경로(501)와 데이터선(303)이 전기적으로 절연된다. 한편, 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트 전압은 각각 용량(C1, C2)에 의해 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압으로 유지된다. 따라서, 이 상태에서 점등 제어 신호(ERi)가 액티브 레벨(H레벨)로 천이(遷移)하여 점등 제어 트랜지스터(Ter)가 온 상태로 되면, 이번에는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 구동 전류(Ic)가 전원선(41)→구동 트랜지스터(Tdr)→전류 공급 트랜지스터(Tc)→점등 제어 트랜지스터(Ter)→OLED 소자(51)라는 경로(502)를 흐르고, 그 결과, OLED 소자(51)가 발광한다.
여기서, 도 14는 도 3에 나타낸 구성에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)과 입출력 전류비(M)(=구동 전류(Ic)/데이터 전류(Idata))의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14에서는 횡축(橫軸)에 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)이 도시되는 동시에 종축(縱軸)에 입출력 전류비(M)가 도시되고, 또한 도 16 및 도 17에 나타낸 종래의 화소 회로(8) 특성(P)이 비교 대상으로서 1점쇄선으로 도시되어 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)이 소정값 이상이면, 입출력 전류비(M)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)에 관계없이 일정값 「1」을 유지한다. 즉, OLED 소자(51)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)에 관계없이 데이터 전류(Idata)와 대략 동일한 구동 전류(Ic)에 의해 구동되는 것이다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 데이터 전류(Idata)에 의해 지시되는 목표 휘도와 실제 OLED 소자(51)의 발광 휘도를 양호한 정밀도로 일치시킬 수 있다.
<B-1b : 제 1 실시예의 변형예>
제 1 실시예에서는, 트랜지스터(511, 512)를 각각 트랜지스터(T1, T2)의 게 이트와 드레인 사이에 삽입한 구성을 예시했지만, 이것 대신에 도 4의 구성도 채용될 수 있다. 이 구성에서는, 트랜지스터(511)가 트랜지스터(T1)와 트랜지스터(T2) 사이에 삽입되는 동시에, 트랜지스터(T1)의 게이트가 트랜지스터(511)의 드레인에 접속되어 있다. 마찬가지로, 트랜지스터(512)는 트랜지스터(T2)와 스위칭 트랜지스터(Tsw) 사이에 삽입되는 동시에, 트랜지스터(T2)의 게이트가 트랜지스터(512)의 드레인에 접속되어 있다. 트랜지스터(511, 512)의 게이트가 선택선(201)에 접속되어 있는 점은 상기 실시예와 동일하다. 이 구성에 의해서도, 상기 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. 본 실시예에서의 트랜지스터(511, 512)는 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트를 부유 상태로 하는 수단으로서 기능한다.
<B-2a : 제 2 실시예>
다음으로, 도 5를 참조하여 제 2 실시예에 따른 화소 회로(5)의 구성을 설명한다. 또한, 도 5에서는 i행 j열에 위치하는 1개의 화소 회로(5)만이 도시되어 있지만, 다른 화소 회로(5)도 동일한 구성이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 화소 회로(5)는 전기 광학 소자로서의 OLED 소자(51)와, 트랜지스터(Tdr, Tc, Ter, Tsw, T1, 521, 522)와, 전압 유지 소자로서 기능하는 용량(C1, C2)을 갖는다. 화소 회로(5)에 포함되는 각 트랜지스터는 폴리실리콘 프로세스에 의해 형성된 박막트랜지스터이다. 또한, 트랜지스터(Tdr, Tc, T1)는 p채널형 트랜지스터이고, 트랜지스터(Ter, Tsw, 521, 522)는 n채널형 트랜지스터이다. 또한, 화소 회로(5)를 구성하는 각 트랜지스터의 도전형은 적절히 변경될 수 있다. 또한, 트랜지스터(Tdr, Tc, T1)의 트랜지스터 사이즈(채널 폭 및 채널 길이)는 대략 동일하다.
제 1 실시예와 동일하게, 점등 제어 트랜지스터(Ter)는, 전원의 고위측 전압(Vdd)이 인가되는 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 경로(502)에 삽입되어 있다. 보다 구체적으로는, 점등 제어 트랜지스터(Ter)는, 소스가 OLED 소자(51)의 양극에 접속되는 동시에 게이트가 점등 제어선(203)에 접속되어 있다. OLED 소자(51)의 음극은 전원의 저위측 전압(Gnd)에 접지되어 있다. 또한, 경로(502)에는 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)가 삽입되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)는 OLED 소자(51)에 흐르는 구동 전류(Ic)를 제어하기 위한 트랜지스터이다. 이 중에서 전류 공급 트랜지스터(Tc)는, 드레인이 점등 제어 트랜지스터(Ter)의 드레인에 접속되는 동시에 소스가 구동 트랜지스터(Tdr)의 드레인에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr)의 소스는 전원선(41)에 접속되어 있다. 이와 같이, 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 경로(502)에는, 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)와 점등 제어 트랜지스터(Ter)가 전원선(41)으로부터 보아 이 순서로 삽입되어 있다.
한편, 스위칭 트랜지스터(Tsw)는 전원선(41)으로부터 데이터선(303)에 이르는 경로(501)에 삽입되고, 소스가 데이터선(303)에 접속되는 동시에 게이트가 선택선(201)에 접속되어 있다. 한편, 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인은 트랜지스터(T1)의 드레인에 접속되어 있다. 트랜지스터(T1)는 게이트가 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트에 접속되는 동시에 소스가 전원선(41)에 접속되어 있다. 이와 같이, 전원선(41)으로부터 데이터선(303)에 이르는 경로(501)에는, 트랜지스터(T1)와 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 삽입되어 있다.
용량(C1, C2)은 전원선(41)으로부터 데이터선(303)을 통하여 정전류 회로(301)에 흐르는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압을 유지하기 위한 소자이다. 이 중에서 용량(C1)은 한쪽 끝이 트랜지스터(T1)의 게이트와 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트에 대하여 공통으로 접속되고, 다른쪽 끝이 구동 트랜지스터(Tdr)의 소스(즉, 전원선(41))에 접속된다. 한편, 용량(C2)은 한쪽 끝이 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 접속되고, 다른쪽 끝이 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 소스에 접속된다.
트랜지스터(521)는 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트와 드레인 사이의 도통 및 비도통을 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자이다. 한편, 용량(C2)의 한쪽 끝이 접속된 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트는 트랜지스터(522)를 통하여 경로(501)에 접속되어 있다. 이 트랜지스터(522)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트와 경로(501) 사이의 도통 및 비도통을 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자이다. 트랜지스터(521, 522)의 게이트는 선택선(201)에 접속되어 있다.
이상의 구성 하에서, i번째 선택선(201)이 선택되는 수평 주사 기간에서 기입 신호(WRi)가 액티브 레벨(H레벨)로 천이하여 트랜지스터(521, 522)가 온 상태로 되면, 구동 트랜지스터(Tdr)가 다이오드 접속되는 동시에, 용량(C2)의 한쪽 끝과 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트가 경로(501)와 도통하게 된다. 이 때, 정전류 회로(301)에 의해 생성된 데이터 전류(Idata-j)가 경로(501)를 통하여 데이터선(303)에 흐른다. 따라서, 트랜지스터(T1)의 게이트 전압은 데이터 전류(Idata-j) 에 따른 전압으로 되어 용량(C1)에 유지된다. 한편, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트 전압은 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압으로 되어 용량(C2)에 유지된다.
다음으로, 기입 신호(WRi)가 비액티브 레벨(L레벨)로 천이하면, 트랜지스터(521, 522)가 오프 상태로 되지만 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트 전압은 각각 용량(C1, C2)에 의해 유지된다. 그 후, 점등 제어 신호(ERi)가 액티브 레벨로 되면, 점등 제어 트랜지스터(Ter)가 온 상태로 된다. 따라서, 이번에는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 구동 전류(Ic)가 경로(502)를 통하여 OLED 소자(51)에 흐르고, 그 결과, OLED 소자(51)가 발광한다.
본 실시예에서도, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)과 입출력 전류비(M)(=구동 전류(Ic)/데이터 전류(Idata))의 관계는 도 14에 실선(實線)으로 나타낸 특성으로 된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)이 소정값 이상이면, 입출력 전류비(M)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)에 관계없이 일정값 「1」을 유지한다. 즉, OLED 소자(51)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)에 관계없이 데이터 전류(Idata)와 대략 동일한 구동 전류(Ic)에 의해 구동되는 것이다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 데이터 전류(Idata)에 의해 지시되는 목표 휘도와 실제 OLED 소자(51)의 발광 휘도를 양호한 정밀도로 일치시킬 수 있다.
<B-2b : 제 2 실시예의 변형예>
(1) 제 1 변형예
도 6에 도시되는 화소 회로(5)는, 도 5에 나타낸 화소 회로(5)의 트랜지스터 (522) 대신에, p채널형 트랜지스터(T2)와 n채널형 트랜지스터(523)를 갖는다. 이 중에서 트랜지스터(T2)의 트랜지스터 사이즈(채널 폭 및 채널 길이)는, 구동 트랜지스터(Tdr)나 전류 공급 트랜지스터(Tc)나 트랜지스터(T1)의 트랜지스터 사이즈와 대략 동일하다. 이 트랜지스터(T2)는 경로(501)에 삽입되어, 상기 경로(501)에 흐르는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 게이트 전압을 발생한다. 트랜지스터(T2)의 게이트는 용량(C2)의 한쪽 끝이 접속된 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 접속되어 있다. 한편, 트랜지스터(523)는 트랜지스터(T2)의 게이트와 드레인 사이의 도통 상태를 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자이며, 그 게이트가 선택선(201)에 접속되어 있다. 따라서, 기입 신호(WRi)가 액티브 레벨로 천이하여 트랜지스터(523)가 온 상태로 되면 트랜지스터(T2)는 다이오드 접속된다. 이 화소 회로(5)에서의 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)과 입출력 전류비(M)의 관계는 도 14의 그래프와 동일해진다.
(2) 제 2 변형예
도 5에 나타낸 제 2 실시예의 화소 회로(5)에서는 트랜지스터(522)를 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트와 경로(501) 사이에 삽입한 구성을 예시했지만, 이것 대신에, 도 7의 구성도 채용될 수 있다. 도 5에 도시되는 화소 회로(5)에서는, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트가 경로(501)에 대하여 직접(즉, 트랜지스터를 통하지 않고) 접속된다. 그 대신에, 게이트가 선택선(201)에 접속된 트랜지스터(524)가 경로(501)에 삽입되어, 경로(501)의 도통 및 비도통(환언하면, 데이터 전류(Idata)의 흐름 유무)이 기입 신호(WRi)에 따라 전환되게 되어 있다. 이 화소 회로(5)에 의해서도, 제 2 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
(3) 제 3 변형예
도 6에 나타낸 화소 회로(5)에서는 트랜지스터(523)가 트랜지스터(T2)의 게이트와 드레인 사이에 삽입된 구성을 예시했지만, 이 구성에서도 도 7과 동일하게 트랜지스터(524)를 사용한 구성이 채용될 수 있다. 즉, 도 8에 도시되는 화소 회로(5)에서는, 트랜지스터(T2)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트가 경로(501)에 대하여 직접 접속되는 한편, 게이트가 선택선(201)에 접속된 트랜지스터(524)가 경로(501)에 삽입되어, 경로(501)의 도통 및 비도통(환언하면, 트랜지스터(T2)가 다이오드 접속되는지의 여부)이 기입 신호(WRi)에 따라 전환되게 되어 있다. 이 화소 회로(5)에 의해서도, 제 2 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
<B-3a : 제 3 실시예>
다음으로, 도 9를 참조하여 제 3 실시예에 따른 화소 회로(5)의 구성을 설명한다. 또한, 도 9에서는 i행 j열에 위치하는 1개의 화소 회로(5)만이 도시되어 있지만, 다른 화소 회로(5)도 동일한 구성이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 화소 회로(5)는 전기 광학 소자로서의 OLED 소자(51)와, 트랜지스터(Ter, Tsw, Tdr, Tc, T1, T2, 531, 532, Tb)와, 전압 유지 소자로서 기능하는 용량(C1, C2)을 갖는다. 화소 회로(5)에 포함되는 각 트랜지스터는 폴리실리콘 프로세스에 의해 형성된 박막트랜지스터이다. 이 중에서 트랜지스터(Tdr, Tc, T1, T2, Tb)는 p채널형 트랜지스터이고, 트랜지스터(Ter, Tsw, 531, 532)는 n채널형 트랜지스터이다. 또한, 화소 회로(5)를 구성하는 각 트랜지스터의 도전형은 적절히 변경될 수 있다. 또한, 트랜지스터(Tdr, Tc, T1, T2)의 트랜지스터 사이즈(채널 폭 및 채널 길이)는 대략 동일하다.
점등 제어 트랜지스터(Ter)는 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 경로(502)에 삽입되어 있다. 보다 구체적으로는, 점등 제어 트랜지스터(Ter)는, 소스가 OLED 소자(51)의 양극에 접속되는 동시에 게이트가 점등 제어선(203)에 접속되어 있다. OLED 소자(51)의 음극은 전원의 저위측 전압(Gnd)에 접지되어 있다. 또한, 경로(502)에는 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)가 삽입되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)는 OLED 소자(51)에 흐르는 구동 전류(Ic)를 제어하기 위한 트랜지스터이다. 이 중에서 전류 공급 트랜지스터(Tc)는, 드레인이 점등 제어 트랜지스터(Ter)의 드레인에 접속되는 동시에 소스가 구동 트랜지스터(Tdr)의 드레인에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(Tdr)의 소스는 전원의 전원선(41)에 접속되어 있다. 이와 같이, 전원선(41)으로부터 OLED 소자(51)에 이르는 경로에는, 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)와 점등 제어 트랜지스터(Ter)가 전원선(41)으로부터 보아 이 순서로 삽입되어 있다.
한편, 스위칭 트랜지스터(Tsw)는 전원선(41)으로부터 데이터선(303)에 이르는 경로(501)에 삽입되고, 소스가 데이터선(303)에 접속되는 동시에 게이트가 선택선(201)에 접속되어 있다. 한편, 경로(501)에는 트랜지스터(T1, T2)가 삽입되어 있다. 이 중에서 트랜지스터(T2)는 드레인이 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인에 접속되는 한편, 소스가 트랜지스터(T1)의 드레인에 접속되어 있다. 트랜지스터 (T1)의 소스는 전원선(41)에 접속되어 있다. 이와 같이, 전원선(41)으로부터 데이터선(303)에 이르는 경로(501)에는, 트랜지스터(T1, T2)와 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 전원선(41)으로부터 보아 이 순서로 삽입되어 있다.
전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트는 트랜지스터(T2)의 게이트에 접속되어 있다. 마찬가지로, 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트는 트랜지스터(T1)의 게이트에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(T1) 및 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트는 트랜지스터(532)를 통하여 경로(501)에 접속된다. 이 트랜지스터(532)는 게이트가 선택선(201)에 접속되어 있으며, 트랜지스터(T1)의 게이트와 경로(501) 사이의 도통 및 비도통을 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자로서 기능한다.
용량(C1, C2)은 전원선(41)으로부터 경로(501) 및 데이터선(303)을 통하여 정전류 회로(301)에 흐르는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압을 유지하는 소자이다. 이 중에서 용량(C1)은 한쪽 끝이 구동 트랜지스터(Tdr) 및 트랜지스터(T1)의 게이트에 접속되고, 다른쪽 끝이 구동 트랜지스터(Tdr)의 소스(즉, 전원선(41))에 접속된다. 한편, 용량(C2)은 한쪽 끝이 전류 공급 트랜지스터(Tc) 및 트랜지스터(T2)의 게이트에 접속되고, 다른쪽 끝이 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 소스에 접속된다.
이상의 구성 하에서, i번째 선택선(201)이 선택되는 수평 주사 기간에서 기입 신호(WRi)가 액티브 레벨로 천이하여 스위칭 트랜지스터(Tsw) 및 트랜지스터(532)가 온 상태로 되면, 정전류 회로(301)에 의해 생성된 데이터 전류(Idata-j)가 경로(501)를 통하여 데이터선(303)에 흐른다. 이 때, 트랜지스터(T1, T2)의 게이 트 전압은 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압으로 되고, 각각 용량(C1, C2)에 유지된다. 다음으로, 기입 신호(WRi)가 비액티브 레벨(L레벨)로 천이하면, 스위칭 트랜지스터(Tsw) 및 트랜지스터(532)가 오프 상태로 되어 경로(501)와 데이터선(303)이 전기적으로 절연된다. 한편, 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트 전압은 각각 용량(C1, C2)에 의해 데이터 전류(Idata-j)에 따른 전압으로 유지된다. 따라서, 이 상태에서 점등 제어 신호(ERi)가 액티브 레벨로 천이하여 점등 제어 트랜지스터(Ter)가 온 상태로 되면, 이번에는 데이터 전류(Idata-j)에 따른 구동 전류(Ic)가 경로(502)를 통하여 OLED 소자(51)에 흐르고, 그 결과, OLED 소자(51)가 발광한다. 이와 같이, 화소 회로(5)에서는, 경로(501)의 데이터 전류(Idata-j)에 따른 구동 전류(Ic)가 경로(502)에 흐른다. 즉, 데이터 전류(Idata-j)가 흐르는 기간과 구동 전류(Ic)가 흐르는 기간은 다르지만, 실질적으로는 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)와 트랜지스터(T1, T2)가 캐스코드형 커런트 미러 회로로서 기능한다고 포착할 수 있다.
본 실시예에서도, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)과 입출력 전류비(M)(=구동 전류(Ic)/데이터 전류(Idata))의 관계는 도 14에 실선으로 나타낸 특성으로 된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)이 소정값 이상이면, 입출력 전류비(M)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)에 관계없이 일정값 「1」을 유지한다. 즉, OLED 소자(51)는 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압(Vd)에 관계없이 데이터 전류(Idata)와 대략 동일한 구동 전류(Ic)에 의해 구동되는 것이다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 데이 터 전류(Idata)에 의해 지시되는 목표 휘도와 실제 OLED 소자(51)의 발광 휘도를 양호한 정밀도로 일치시킬 수 있다.
그런데, 구동 트랜지스터(Tdr) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)와 트랜지스터(T1, T2)가 커런트 미러 회로로서 기능하기 위해서는, 이들 트랜지스터 전체를 포화 영역에서 동작시킬 필요가 있다. 이 때문에, 단순히 캐스코드형 커런트 미러 회로를 화소 회로(5)에 채용한 경우에는 전원선(41)의 전위(전원의 고위측 전압(Vdd))를 비교적 높은 전위로 설정하는 것이 필요하게 되고, 따라서, 전기 광학 장치(100)의 소비전력 저감을 방해하는 하나의 원인으로 될 수도 있다. 이 문제를 해소하기 위해, 본 실시예에 따른 화소 회로(5)는 도 9에 도시된 바와 같이 트랜지스터(531, Tb)를 구비하고 있다. 이들 트랜지스터(531, Tb)는 바이어스 전압을 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 인가하기 위한 회로(본 발명에서의 「바이어스 회로」에 상당함)로서 기능한다. 상세하게 설명하면 다음과 같다.
트랜지스터(Tb)는 전원선(41)으로부터 정전류원(43)에 이르는 경로(503)(본 발명에서의 「제 3 경로」에 상당함)에 삽입된 트랜지스터(이하, 「바이어스용 트랜지스터」라고도 함)이다. 즉, 바이어스용 트랜지스터(Tb)는 드레인이 정전류원(43)에 접속되는 한편, 소스가 전원선(41)에 접속된다. 정전류원(43)은 미리 정해진 전류를 경로(503)에 흐르게 하기 위한 회로이다(도 1에서는 도시가 생략되어 있음). 이 정전류원(43)은 Y방향으로 열을 이루는 m개의 화소마다 설치되고, 각 정전류원(43)이 대략 동일한 전류를 생성한다. 바이어스용 트랜지스터(Tb)는 게이트와 드레인이 다이오드 접속되어 있다. 또한, 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트 는 트랜지스터(531)를 통하여 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트(트랜지스터(T2)의 게이트)에 접속되어 있다. 트랜지스터(531)는 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트의 도통 및 비도통을 기입 신호(WRi)에 따라 전환하는 스위칭 소자이며, 그 게이트가 선택선(201)에 접속되어 있다.
이 구성에 있어서, 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트 전압은 경로(503)에 흐르는 전류에 따른 전압으로 된다. 그리고, 기입 신호(WRi)가 액티브 레벨로 천이하여 트랜지스터(531)가 온 상태로 되면, 이 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트 전압이 바이어스 전압으로서 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 인가된다. 이 구성에 의하면, 바이어스 전압을 인가하지 않는 구성과 비교하여 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인 전압을 저하시킬 수 있기 때문에, 정전류원(43)과 바이어스용 트랜지스터(Tb) 및 트랜지스터(531)를 설치하지 않는 구성과 비교하여, 필요한 전원 전압은 저감된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 전기 광학 장치(100)의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
<B-3b : 제 3 실시예의 변형예>
(1) 제 1 변형예
제 3 실시예에서는 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트 사이에 트랜지스터(531)를 개재시킨 구성을 예시했지만, 이것 대신에 도 10의 구성도 채용될 수 있다. 도 10에 도시되는 화소 회로(5)에서는, 트랜지스터(531)가 트랜지스터(T2)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트 사이에 삽입되고, 트랜지스터(T2)의 게이트가 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트 에 접속된다. 이 구성에서도, 트랜지스터(531)가 기입 신호(WRi)에 따라 온 상태로 된 경우에 한하여(즉, 기입 기간에 한하여) 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트와 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트가 도통하기 때문에, 제 3 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 도 9의 구성 대신에, 도 11에 도시된 바와 같이 트랜지스터(531)가 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트와 드레인 사이에 삽입된 구성도 채용될 수 있다. 도 11에 도시되는 화소 회로(5)에 의하면, 트랜지스터(531)가 기입 신호(WRi)에 따라 온 상태로 된 경우에 한하여(즉, 기입 기간에 한하여) 바이어스용 트랜지스터(Tb)가 다이오드 접속되기 때문에, 상기 실시예와 동일하게 기입 기간에서만 바이어스 전압이 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 인가된다. 이러한 구성에 의해서도, 제 3 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 트랜지스터(531)를 설치하지 않아, 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트가 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 게이트에 대하여 직접 접속된 구성도 채용될 수 있다.
(2) 제 2 변형예
도 9에서는 트랜지스터(T1)의 게이트와 트랜지스터(T2)의 드레인 사이에 트랜지스터(532)를 개재시킨 구성을 예시했지만, 이것 대신에 도 12의 구성도 채용될 수 있다. 도 12에 도시되는 화소 회로(5)에서는, 트랜지스터(T1)의 게이트와 드레인 사이에 트랜지스터(532)가 삽입되고, 이것이 온 상태로 되면 트랜지스터(T1)가 다이오드 접속된다. 이 구성에 의해서도, 제 3 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
(3) 제 3 변형예
제 3 실시예에서는 화소 회로(5)마다 바이어스용 트랜지스터(Tb)가 설치된 구성을 예시했지만, 복수의 화소 회로(5)에 바이어스 전압을 공급하기 위해 1개의 바이어스용 트랜지스터(Tb)가 공용되는 구성도 채용될 수 있다. 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 전원선(41)으로부터 정전류원(43)에 이르는 경로(503)에 삽입된 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트로부터 복수의 화소 회로(5)에 이르도록 설치된 배선을 통하여, 이들 화소 회로(5)에 대하여 바이어스용 트랜지스터(Tb)의 게이트 전압이 공통 바이어스 전압으로서 공급되는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 도 13에서는 선택선(201)이나 데이터선(303) 등 바이어스 전압의 인가와 관계없는 요소에 대해서는 도시가 생략되어 있다. 또한, 제 3 실시예나 도 13에 도시되는 구성에서는, 바이어스 전압을 생성하기 위한 수단으로서 정전류원(43)과 바이어스용 트랜지스터(Tb)를 사용한 구성을 예시했지만, 바이어스 전압을 생성하기 위한 구성은 임의이다. 예를 들면, 정전압원에 의해 생성된 전압이 바이어스 전압으로서 각 화소 회로(5)에 공급되는 구성도 채용될 수 있다.
<C : 기타 형태>
이상에 예시한 각 실시예에는 다양한 변형이 부가된다. 구체적인 변형의 형태를 예시하면 다음과 같다.
(1) 각 실시예에서는, 용량(C1, C2)의 한쪽 끝이 구동 트랜지스터(Tdr)의 소스(즉, 전원선(41)) 및 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 소스에 각각 접속된 구성을 예시했지만, 이들의 한쪽 끝은 다른 개소에 접속되어 있을 수도 있다. 요컨대, 대략 일정한 전압이 인가되어 있는 개소에 용량(C1, C2)의 한쪽 끝이 접속되어 있으며, 그 결과, 트랜지스터(T1)(또는 구동 트랜지스터(Tdr)) 및 트랜지스터(T2)(또는 전 류 공급 트랜지스터(Tc))의 게이트 전압이 각각 용량(C1, C2)에 유지되는 구성이면 된다.
(2) 각 실시예에서는 OLED 소자(51)가 발광하는 기간을 점등 제어 신호(ERi)에 의해 규정하는 구성을 예시했지만, 점등 제어선(203) 및 이것에 의해 제어되는 점등 제어 트랜지스터(Ter)는 필수적인 요소가 아니다. 예를 들면, 전류 공급 트랜지스터(Tc)의 드레인이 OLED 소자(51)의 양극에 대하여 직접 접속된 구성도 채용될 수 있다. 이 구성에서는, 기입 기간 내에도 OLED 소자(51)에 구동 전류(Ic)가 흘러 발광하게 된다.
(3) 본 발명은 OLED 소자 이외의 전기 광학 소자를 사용한 전기 광학 장치에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 발광 다이오드(LED(Light Emitting Diode))를 전기 광학 소자로서 사용하여 화상을 표시하는 전기 광학 장치에도 본 발명은 적용될 수 있다. 본 발명에 의하면, 전기 광학 소자의 전압에 관계없이 입출력 전류비(M)를 대략 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 전류에 의해 구동되는 전기 광학 소자(소위 전류 구동형의 전기 광학 소자)를 사용한 전기 광학 장치에 본 발명은 특히 적합하다.
<D : 전자 기기>
다음으로, 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 표시부로서 구비하는 전자 기기 에 대해서 설명한다. 도 15는 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 표시 장치로서 구비한 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 휴대 전화기(1100)는 이용자에 의해 조작되는 복수의 조작 버튼(1102), 다른 단말 장 치로부터 수신한 음성을 출력하는 수화구(1104), 다른 단말 장치에 송신되는 음성을 입력하는 송화구(1106) 이외에, 상기 실시예에 따른 전기 광학 장치(100)를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 이용될 수 있는 전자 기기로서는, 도 15에 도시되는 휴대 전화기 이외에도, 노트북형 퍼스널 컴퓨터나, 액정 텔레비전, 뷰파인더형(또는 모니터 직시형)의 비디오 리코더, 디지털 카메라, 카 네비게이션(car navigation) 장치, 소형 무선 호출기, 전자수첩, 전자계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다.
이상의 설명에 따르면, 본 발명은 데이터 전류(Idata)에 의해 지시되는 목표 휘도와 실제 OLED 소자의 발광 휘도 사이에 생긴 차에 의해서 표시 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있고, 소기의 계조를 정확히 표시할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 전원(電源)으로부터 전류원(電流源)에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 데이터 전류와 상기 구동 전류의 비를 상기 전기 광학 소자의 전압에 관계없이 일정하게 유지하는 유지 수단을 구비하는 화소 회로.
  2. 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터를 구비하는 화소 회로.
  3. 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되는 동시에 다이오드 접속되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 경로에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터를 구비하는 화소 회로.
  4. 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되는 동시에 다이오드 접속되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지 스터를 구비하는 화소 회로.
  5. 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 드레인이 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터와,
    상기 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가하기 위한 바이어스 회로를 구비하는 화소 회로.
  6. 전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 삽입된 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터와,
    상기 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가하기 위한 바이어스 회로를 구비하는 화소 회로.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 바이어스 회로는, 전원 사이에 설치된 제 3 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 트랜지스터로서, 게이트가 상기 전류 공급 트랜지스터의 게이트에 접속된 바이어스용 트랜지스터를 구비하는 화소 회로.
  8. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트를 부유(floating) 상태로 하는 수단과,
    상기 전류 공급 트랜지스터의 게이트를 부유 상태로 하는 수단을 구비하는 화소 회로.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 화소 회로를 면 형상으로 배열하여 이루어지는 전기 광학 장치.
  10. 면 형상으로 배열된 복수의 화소 회로와,
    상기 복수의 화소 회로에 대해서 공용(共用)되어 상기 각 화소 회로에 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 회로를 구비하고,
    상기 복수의 화소 회로의 각각은,
    전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유 지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 드레인이 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터를 갖는 전기 광학 장치.
  11. 면 형상으로 배열된 복수의 화소 회로와,
    상기 복수의 화소 회로에 대해서 공용되어 상기 각 화소 회로에 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 회로를 구비하고,
    상기 복수의 화소 회로의 각각은,
    전원으로부터 전류원에 이르는 제 1 경로와,
    상기 전원으로부터 전기 광학 소자에 이르는 제 2 경로와,
    상기 제 1 경로에 삽입되어 다이오드 접속된 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 1 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 접속된 구동 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 1 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 삽입된 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 1 경로에 흐르는 데이터 전류에 따른 전압을 유지하는 제 2 전압 유지 소자와,
    상기 제 2 경로에 삽입되어 게이트가 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에 접속된 전류 공급 트랜지스터로서, 상기 제 2 경로에 흐르는 구동 전류를 게이트에 접속된 상기 제 2 전압 유지 소자에 유지된 전압에 따라 제어하는 전류 공급 트랜지스터를 갖는 전기 광학 장치.
  12. 제 9 항에 기재된 전기 광학 장치를 표시 장치로서 구비하는 전자 기기.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 전기 광학 장치를 표시 장치로서 구비하는 전자 기기.
KR1020040091233A 2003-11-20 2004-11-10 화소 회로, 전기 광학 장치 및 전자 기기 KR100668268B1 (ko)

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