KR101071443B1 - 표시 패널 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

표시 패널 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

유기 EL 소자(15)와, 유지 용량 소자(13)와, 게이트 전극(131)에 접속되고 소스가 유기 EL 소자(15)의 애노드 및 전극(132)에 접속되며 유지 용량 소자(13)의 전압에 따른 드레인 전류를 유기 EL 소자(15)에 흐르게 하는 구동 트랜지스터(14), 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전위를 결정하기 위한 제1 전원선(21)과, 유기 EL 소자(15)의 캐소드에 접속된 제2 전원선(22)과, 전극(131)에 기준 전압을 설정하기 위한 스위칭 트랜지스터(12)와, 전극(132)에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터선(20)과, 데이터선(20)과 전극(132)의 사이에 접속된 선택 트랜지스터(11)와, 전극(131)과 제1 전원선(21)의 사이에 있고, 구동 트랜지스터(14)와 직렬 접속되며, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 스위칭 트랜지스터(16)를 구비한다.

Description

표시 패널 장치 및 그 제어 방법 {DISPLAY PANEL DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은, 표시 패널 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이며, 특히 전류 구동형의 발광 소자를 고용한 표시 패널 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전류 구동형의 발광 소자를 이용한 화상 표시 장치로서, 유기 일렉트로루미네센스(EL) 소자를 이용한 화상 표시 장치가 알려져 있다. 이 자발광하는 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치는, 액정 표시 장치에 필요한 백라이트가 불필요하며 장치의 박형화에 최적이다. 또, 시야각에도 제한이 없기 때문에, 차세대의 표시 장치로서 이용화가 기대되고 있다. 또, 유기 EL 표시 장치에 이용되는 유기 EL 소자는, 각 발광 소자의 휘도가 그곳에 흐르는 전류값에 의해 제어되는 점에서, 액정 셀이 그곳에 인가되는 전압에 의해 제어되는 것과는 상이하다.
유기 EL 표시 장치에서는, 통상, 화소를 구성하는 유기 EL 소자가 매트릭스 형상으로 배치된다. 복수의 행전극(주사선)과 복수의 열전극(데이터선)의 교점에 유기 EL 소자를 설치하고, 선택한 행전극과 복수의 열전극의 사이에 데이터 신호에 상당하는 전압을 인가하도록 하여 유기 EL 소자를 구동하는 것을 패시브 매트릭스형의 유기 EL 디스플레이라고 부른다.
한편, 복수의 주사선과 복수의 데이터선의 교점에 스위칭 박막 트랜지스터(TFT：Thin Film Transistor)를 설치하고, 이 스위칭 TFT에 구동 소자의 게이트를 접속하고, 선택한 주사선을 통해 이 스위칭 TFT를 온시켜 신호선으로부터 데이터 신호를 구동 소자에 입력한다. 이 구동 소자에 의해 유기 EL 소자 구동하는 것을 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치라고 부른다.
액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 각 행전극(주사선)을 선택하고 있는 기간만, 그것에 접속된 유기 EL 소자가 발광하는 패시브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치와는 달리, 다음의 주사(선택)까지 유기 EL 소자를 발광시키는 것이 가능하기 때문에, 표시 장치의 주사 개수가 많아져도 디스플레이의 휘도 감소를 부르는 일은 없다. 따라서, 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 저전압으로 구동할 수 있으며, 저소비 전력화가 가능해진다.
특허문헌 1에는, 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치에 있어서의 화소부의 회로 구성이 개시되어 있다.
도 17은, 특허문헌 1에 기재된 종래의 유기 EL 표시 장치에 있어서의 화소부의 회로 구성도이다. 동 도면에 있어서의 화소부(500)는, 캐소드가 부전원선(전압값은 VEE)에 접속된 유기 EL 소자(505), 드레인이 정전원선(전압값은 VDD)에 접속되고 소스가 유기 EL 소자(505)의 애노드에 접속된 n형 박막 트랜지스터(n형 TFT)(504), n형 TFT(504)의 게이트－소스 사이에 접속되어 n형 TFT(504)의 전압을 유지하는 용량 소자(503), 유기 EL 소자(505)의 양 단자 사이를 대략 동일 전위로 하는 제3 스위칭 소자(509), 신호선(506)으로부터 영상 신호를 선택적으로 n형 TFT(504)의 게이트에 인가하는 제1 스위칭 소자(501), 및 n형 TFT(504)의 게이트 전위를 소정 전위로 초기화하는 제2 스위칭 소자(502)라고 하는 간단한 회로 소자에 의해 구성된다. 이하, 화소부(500)의 발광 동작을 설명한다.
우선, 제2 스위칭 소자(502)를, 제2 주사선(508)으로부터 공급되는 주사 신호에 의해 온 상태로 하고, 참조 전원선으로부터 공급되는 소정의 전압 VREF를 n형 TFT(504)의 게이트에 인가하여 n형 TFT(504)의 소스－드레인간 전류가 흐르지 않도록 n형 TFT(504)를 초기화한다(S101).
다음으로, 제2 스위칭 소자(502)를, 제2 주사선(508)으로부터 공급되는 주사 신호에 의해 오프 상태로 한다(S102).
다음으로, 제1 스위칭 소자(501)를, 제1 주사선(507)으로부터 공급되는 주사 신호에 의해 온 상태로 하고, 신호선(506)으로부터 공급되는 신호 전압을 n형 TFT(504)의 게이트에 인가한다(S103). 이 때, 제3 스위칭 소자(509)의 게이트에는, 제1 주사선(507)이 접속되어 있으며, 제1 스위칭 소자(501)의 통전과 동시에 통전한다. 이것에 의해 유기 EL 소자(505)의 단자간 전압에 영향을 받지 않고, 용량 소자(503)에는 신호 전압에 대응한 전하가 축적된다. 또, 제3 스위칭 소자(509)가 도통하고 있는 동안은 유기 EL 소자(505)에 전류가 흐르지 않기 때문에, 유기 EL 소자(505)는 발광하지 않는다.
다음으로, 제3 스위칭 소자(509)를, 제1 주사선(507)으로부터 공급되는 주사 신호에 의해 오프 상태로 하여, 용량 소자(503)에 축적된 전하에 대응하는 신호 전류를 n형 TFT(504)로부터 유기 EL 소자(505)에 공급한다(S104). 이 때, 유기 EL 소자(505)가 발광한다.
상술한 일련의 동작에 의해, 1 프레임 기간에 있어서, 신호선으로부터 공급되는 신호 전압에 대응한 휘도로 유기 EL 소자(505)가 발광하게 된다.
일본국 특허공개 2005-4173호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 종래의 유기 EL 표시 장치는, 신호 전압을 n형 TFT(504)의 게이트에 기록했을 때(S103)에, n형 TFT(504)가 온 상태가 되고, 제3 스위칭 소자(509)를 통해 부전원선에 전류가 흘러든다. 이 전류가, 제3 스위칭 소자(509) 및 부전원선의 저항 성분에 흐름으로써, n형 TFT(504)의 소스 전위가 변동한다. 즉, 용량 소자(503)에 유지해야 할 전압이 변동한다.
상술한 바와 같이, 아몰퍼스 Si로 대표되는 n형 TFT에 의해 소스 접지 동작하는 화소 회로를 구성하는 경우, 구동 n형 TFT의 게이트－소스 사이의 전압을 유지하는 기능을 갖는 용량 소자의 양단 전극에, 정확한 전위를 기록하는 것이 곤란해진다. 따라서, 신호 전압에 대응한 정확한 신호 전류가 흐르지 않기 때문에 발광 소자가 정확하게 발광하지 않고, 결과적으로는 영상 신호를 반영한 고정밀도의 화상 표시가 행해지지 않는다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명은, 간단한 화소 회로이며, 구동 TFT의 게이트－소스 사이의 전압을 유지하는 정전용량의 양단 전극에, 신호 전압에 대응한 정확한 전위를 기록할 수 있는 발광 화소를 가지는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 양태에 관련된 표시 패널 장치는, 발광 소자와, 전압을 유지하는 콘덴서와, 게이트 전극이 상기 콘덴서의 제1 전극에 접속되고, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 함으로써 상기 발광 소자를 발광시키는 구동 소자와, 상기 구동 소자의 드레인 전극의 전위를 결정하기 위한 제1 전원선과, 상기 발광 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전원선과, 상기 콘덴서의 제1 전극에 기준 전압을 설정하기 위한 제1 스위치 소자와, 상기 콘덴서의 제2 전극에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터선과, 한쪽의 단자가 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 다른쪽의 단자가 상기 콘덴서의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 데이터선과 상기 콘덴서의 제2 전극의 도통 및 비도통을 전환하는 제2 스위치 소자와, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 콘덴서의 제2 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전원선, 상기 발광 소자의 제1 전극, 상기 콘덴서의 제2 전극, 상기 제2 스위치 소자 및 상기 데이터선을 접속하는 패스를 형성하기 위한 배선과, 상기 발광 소자의 제1 전극과 제1 전원선의 사이에 있고, 상기 구동 소자와 직렬로 접속되고, 상기 구동 소자의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 제3 스위치 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 표시 패널 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 구동 TFT에 흐르는 전류 경로를 제어함으로써 기입시에 전원선 및 데이터선에 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다. 따라서, 기입 기간 중에 스위치 TFT 및 전원선의 저항 성분에 의한, 유지 용량 소자의 양단에 정확한 전위를 기록할 수 있으며, 영상 신호를 반영한 고정밀의 화상 표시를 하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 표시 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로의 접속을 도시하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 타이밍 차트이다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 플로우 차트이다.
도 5a는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다.
도 5b는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 드레인 전류 독취 상태를 나타내는 회로도이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 타이밍 차트이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 플로우 차트이다.
도 8a는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다.
도 8b는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 발광 상태를 나타내는 회로도이다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로와의 접속을 도시하는 도면이다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 플로우 차트이다.
도 11a는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다.
도 11b는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 드레인 전류 독취 상태를 나타내는 회로도이다.
도 12는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 플로우 차트이다.
도 13a는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다.
도 13b는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 발광 상태를 나타내는 회로도이다.
도 14는, 본 발명의 실시 형태 3에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로와의 접속을 도시하는 도면이다.
도 15는, 본 발명의 실시 형태 4에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로와의 접속을 도시하는 도면이다.
도 16은, 본 발명의 화상 표시 장치를 내장한 박형 플랫 TV의 외관도이다.
도 17은, 특허문헌 1에 기재된 종래의 유기 EL 표시 장치에 있어서의 화소부의 회로 구성도이다.
청구항 1 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 발광 소자와, 전압을 유지하는 콘덴서와, 게이트 전극이 상기 콘덴서의 제1 전극에 접속되고, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 함으로써 상기 발광 소자를 발광시키는 구동 소자와, 상기 구동 소자의 드레인 전극의 전위를 결정하기 위한 제1 전원선과, 상기 발광 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전원선과, 상기 콘덴서의 제1 전극에 기준 전압을 설정하기 위한 제1 스위치 소자와, 상기 콘덴서의 제2 전극에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터선과, 한쪽의 단자가 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 다른쪽의 단자가 상기 콘덴서의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 데이터선과 상기 콘덴서의 제2 전극의 도통 및 비도통을 전환하는 제2 스위치 소자와, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 콘덴서의 제2 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전원선, 상기 발광 소자의 제1 전극, 상기 콘덴서의 제2 전극, 제2 스위치 소자 및 상기 데이터선을 접속하는 패스를 형성하기 위한 배선과, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 제1 전원선의 사이에 있고, 상기 구동 소자와 직렬로 접속되고, 상기 구동 소자의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 제3 스위치 소자를 구비하는 것이다.
본 양태의 회로 구성에 의하면, 상기 제3 스위치 소자에 의해, 상기 구동 소자의 소스 전극 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 상기 제2 스위치 소자의 양측의 단자의 전위차가, 상기 구동 소자의 소스 전극 및 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 제1 전원선과 상기 데이터선의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 상기 제2 스위치 소자의 양단의 전위차가 안정되고, 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 데이터선으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 상기 콘덴서에 유지할 수 있다. 그 결과, 상기 구동 소자의 게이트－소스 사이의 전위차가 안정되고, 상기 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 상기 발광 소자에 흐르게 할 수 있다.
청구항 2 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 1 기재의 표시 장치에 있어서, 또한, 상기 제1 스위치 소자, 상기 제2 스위치 소자 및 제3 스위치 소자를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 상기 드레인 전류의 흐름을 차단하고 있는 동안에, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압을 유지시키고, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 OFF한 상태에서 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 콘덴서에 유지된 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제1 스위치 소자로부터 제3 스위치 소자의 동작을, 제어부가 제어한다. 즉, 상기 구동 소자의 소스 전극 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압을 축적한다. 이것에 의해, 상기 제2 스위치 소자의 양측의 단자의 전위차가, 상기 구동 소자의 소스 전극 및 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 제1 전원선과 상기 데이터선의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 상기 제2 스위치 소자의 양단의 전위차가 안정되고, 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 데이터선으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 상기 콘덴서에 유지할 수 있다. 그 결과, 상기 구동 소자의 게이트－소스 사이의 전위차가 안정되고, 상기 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 상기 발광 소자에 흐르게 할 수 있다.
청구항 3 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 2 기재의 표시 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제3 스위치 소자를 OFF함으로써, 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 전류의 흐름을 차단함과 더불어, 상기 제1 전원선과 상기 제2 전원선 사이의 전류의 흐름을 차단하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제1 전원선과 상기 제2 전원선 사이의 드레인 전류의 흐름을 차단한 다음, 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압이 유지된다. 이것에 의해, 상기 콘덴서에 유지된 전압이 원하는 전위차의 전압이 되기 전에, 상기 콘덴서의 제2 전극이 접속된 소자(여기에서는 발광 소자 혹은 스위칭 트랜지스터)에 전류가 흐르는 일은 없다. 따라서, 상기 콘덴서에 유지된 전압이 원하는 전위차의 전압이 되기 전에, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 전류가 상기 발광 소자 혹은 스위칭 트랜지스터에 흐르는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압에 대응하는 정확한 전압을 유지할 수 있으므로, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 정확한 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자와 상기 전원선의 사이에, 상기 구동 소자와 직렬로 설치되며, 상기 제1 전원선과 상기 제2 전원선의 사이에 드레인 전류를 흐르게 하는 제3 스위치 소자를 설치하고 있다. 이것에 의해, 돌입 전류의 발생을 억제하고, 상기 발광 소자로의 공급 전량을 정확하게 제어할 수 있다. 그 결과, 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 제3 스위치 소자의 OFF라고 하는 1개의 제어에 의해, 상기 제2 스위치 소자의 양단의 전위차를 안정시켜 상기 구동 소자의 게이트－소스간의 전위차를 안정시킬 수 있음과 더불어, 돌입 전류를 억제할 수 있다. 그 결과, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 상기 콘덴서에 유지하여, 상기 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 상기 발광 소자에 흐르게 할 수 있다.
청구항 4 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 1의 표시 장치에 있어서, 예를 들면, 상기 제3 스위치 소자는, 상기 제1 전원선과 상기 구동 소자의 드레인의 사이에 직렬로 접속되고, 상기 배선은, 상기 구동 소자의 소스에 접속된 상기 발광 소자의 제1 전극과, 상기 콘덴서의 제2 전극을 접속하는 것이다.
청구항 5 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 1의 표시 장치에 있어서, 예를 들면, 상기 제3 스위치 소자는, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 구동 소자의 소스의 사이에 직렬로 접속되고, 상기 배선은, 상기 제3 스위치 소자에 접속된 상기 발광 소자의 제1 전극과, 상기 콘덴서의 제2 전극을 접속하는 것이다.
청구항 6 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 2 또는 3에 기재된 표시 장치에 있어서, 상기 발광 소자의 제1 전극은 애노드 전극이고, 상기 발광 소자의 제2 전극은 캐소드 전극이며, 상기 제1 전원선의 전압은, 상기 제2 전원선의 전압보다 높고, 상기 제1 전원선으로부터 상기 제2 전원선을 향해 전류가 흐르는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 구동 소자를 n형 트랜지스터로 구성할 수 있다.
청구항 7 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 6 기재의 표시 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 제1 전원선으로부터 상기 발광 소자로의 전류의 공급을 차단하고, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서를 원하는 전위차의 전압을 유지시키고, 상기 제1 스위치 소자를 OFF하여 상기 제2 스위치 소자 및 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를, 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 데이터선에 흐르게 하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제1 전원선을 통해 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을, 상기 데이터선을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 상기 제1 전원선부터 상기 발광 소자에 이르는 경로와, 상기 제1 전원선부터 상기 데이터선에 이르는 경로에서, 전류가 흐르는 조건은 동일하기 때문에, 상기 제1 전원선을 통해 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 상기 제1 전원선을 통해 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을, 상기 데이터선을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 상기 콘덴서에 유지된 전압이 원하는 전위차의 전압이 되기 전에, 상기 전원선으로부터 공급되는 전류를 측정하는 일은 없다. 따라서, 상기 콘덴서에 유지된 전압이 원하는 전위차의 전압이 되기 전에, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 전류가 상기 전원선을 통해 공급되고, 그것을 측정하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압에 대응하는 정확한 전압을 유지할 수 있으므로, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 정확한 전류량을 측정할 수 있다.
청구항 8 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 7 기재의 표시 장치에 있어서, 상기 제2 전원선에, 상기 제1 전원선에 접속되는 전원부의 설정 전압으로부터 상기 발광 소자의 발광 개시 전압을 줄인 전압보다 큰 제1 전압 또는 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 설정하는 설정부를 구비하고, 상기 데이터 전압은 상기 제1 전압보다 낮은 전압이며, 상기 제어부는, 상기 발광 소자를 발광시키는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제2 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 OFF하여 상기 제1 전원선으로부터 상기 발광 소자에 상기 드레인 전류를 흐르게 하고, 상기 드레인 전류를 측정하는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제1 전압을 설정하며, 상기 제2 스위치 소자를 ON하여, 상기 드레인 전류를 상기 제1 전원선으로부터 상기 데이터선에 흐르게 하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제1 전원선으로부터 흐르는 드레인 전류를, 상기 데이터선을 통해 측정하는 경우, 상기 발광 소자의 제2 전극의 전압, 상기 제1 전원선에 접속되는 전원부의 설정 전압보다 상기 발광 소자의 발광 개시 전압을 줄인 전압보다 큰 전압으로서 전위차를 작게 설정한다. 이 때문에, 상기 제3 스위치 소자를 ON하면, 상기 발광 소자에 전류는 흐르지 않고, 상기 설정 전압과 상기 데이터 전압의 전위차에 의해 상기 제1 전원선으로부터 상기 데이터선에 전류가 흐른다.
청구항 9 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 2 또는 3에 기재된 표시 장치에 있어서, 상기 발광 소자의 제1 전극은 캐소드 전극이며, 상기 발광 소자의 제2 전극은 애노드 전극이고, 상기 제2 전원선의 전압은, 상기 제1 전원선의 전압보다 높고, 상기 제2 전원선으로부터 상기 제1 전원선을 향해 전류가 흐르는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 발광 소자를 p형 트랜지스터로 구성할 수 있다.
청구항 10 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 9 기재의 표시 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 제1 전원선으로부터 상기 발광 소자로의 전류의 공급을 차단하고, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서를 원하는 전위차의 전압을 유지시키고, 상기 제1 스위치 소자를 OFF하여 상기 제2 스위치 소자 및 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를, 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 데이터선으로부터 흐르게 하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제2 전원선을 통해 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을, 상기 테이터선을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 상기 발광 소자부터 상기 제1 전원선에 이르는 경로와, 상기 데이터선부터 상기 제1 전원선에 이르는 경로에서, 드레인 전류가 흐르는 조건은 동일하기 때문에, 상기 발광 소자를 통해 상기 제1 전원선에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 상기 발광 소자를 통해 상기 제1 전원선에 공급되는 전류량을, 상기 데이터선을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 상기 콘덴서에 유지된 전압이 원하는 전위차의 전압이 되기 전에, 상기 제2 전원선으로부터 공급되는 전류를 측정하는 일은 없다. 따라서, 상기 콘덴서에 유지된 전압이 원하는 전위차의 전압이 되기 전에, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 전류가 상기 제2 전원선을 통해 공급되고, 그것을 측정하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압에 대응하는 정확한 전압을 유지할 수 있으므로, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 정확한 전류량을 측정할 수 있다.
청구항 11 기재의 양태의 표시 패널 장치는, 청구항 10 기재의 표시 장치에 있어서, 상기 제2 전원선에, 상기 제1 전원선에 접속되는 전원부의 설정 전압에 상기 발광 소자의 발광 개시 전압을 더한 전압보다 작은 제3 전압 또는 상기 제3 전압보다 높은 제4 전압을 설정하는 설정부를 구비하고, 상기 데이터 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압이며, 상기 제어부는, 상기 발광 소자를 발광시키는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제4 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 OFF하여 상기 발광 소자로부터 상기 제1 전원선에 전류를 흐르게 하고, 상기 드레인 전류를 측정하는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제3 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 ON하여, 상기 드레인 전류를 상기 데이터선으로부터 상기 제1 전원선에 흐르게 하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제1 전원선에 흐르는 드레인 전류를, 상기 데이터선을 통해 측정하는 경우, 상기 발광 소자의 제2 전극의 전압을, 상기 제1 전원선에 접속되는 전원부의 설정 전압에 상기 발광 소자의 발광 개시 전압을 더한 전압보다 작은 전압으로서 전위차를 작게 설정한다. 이 때문에, 상기 제3 스위치 소자를 ON하면, 상기 발광 소자에 전류는 흐르지 않고, 상기 설정 전압과 상기 데이터 전압의 전위차에 의해 상기 데이터선으로부터 상기 제1 전원선에 전류가 흐른다.
청구항 12 기재의 양태의 표시 장치는, 청구항 1에 기재된 표시 패널 장치와, 상기 제1 및 상기 제2 전원선에 전원을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 발광 소자는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 끼워진 발광층을 포함하며, 상기 발광 소자는, 적어도 복수개 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 것이다.
청구항 13 기재의 양태의 표시 장치는, 청구항 1에 기재된 표시 패널 장치와, 상기 제1 및 제2 전원선에 전원을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 발광 소자는 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 끼워진 발광층을 포함하며, 적어도 상기 발광 소자 및 상기 제3 스위치 소자는, 단위 화소의 화소 회로를 구성하고, 상기 화소 회로는, 복수개 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 것이다.
청구항 14 기재의 양태의 표시 장치는, 청구항 1에 기재된 표시 패널 장치와, 상기 제1 및 제2 전원선에 전원을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 발광 소자는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 끼워진 발광층을 포함하며, 상기 발광 소자, 상기 콘덴서, 상기 발광 소자, 상기 제1 스위치 소자, 상기 제2 스위치 소자 및 상기 제3 스위치 소자는, 단위 화소의 화소 회로를 구성하고, 상기 화소 회로는, 복수개 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 것이다.
청구항 15 기재의 양태의 표시 장치는, 상기 발광 소자는, 유기 일렉트로루미네센스 발광 소자이다.
청구항 16 기재의 양태의 표시 장치의 제어 방법은, 발광 소자와, 전압을 유지하는 콘덴서와, 게이트 전극이 상기 콘덴서의 제1 전극에 접속되고, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 함으로써 상기 발광 소자를 발광시키는 구동 소자와, 상기 구동 소자의 드레인 전극의 전위를 결정하기 위한 제1 전원선과, 상기 발광 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전원선과, 상기 콘덴서의 제1 전극에 기준 전압을 설정하기 위한 제1 스위치 소자와, 상기 콘덴서의 제2 전극에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터선과, 한쪽의 단자가 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 다른쪽의 단자가 상기 콘덴서의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 데이터선과 상기 콘덴서의 제2 전극의 도통 및 비도통을 전환하는 제2 스위치 소자와, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 콘덴서의 제2 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전원선, 상기 발광 소자의 제1 전극, 상기 콘덴서의 제2 전극, 상기 제2 스위치 소자 및 상기 데이터선을 접속하는 패스를 형성하기 위한 배선과, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 제1 전원선의 사이에 있고, 상기 구동 소자와 직렬로 접속되고, 상기 구동 소자의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 제3 스위치 소자를 구비하는 표시 장치에 제어 방법으로서, 상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 상기 드레인 전류의 흐름을 차단하고, 상기 드레인 전류의 흐름을 차단하고 있는 동안에, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 접압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서를 원하는 전위차의 전압을 유지시키고, 상기 원하는 전위차의 전압을 유지시킨 후, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 OFF하여 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 콘덴서에 유지된 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면에 의거해 설명한다. 또한, 이하에서는, 모든 도면을 통해 동일 또는 상당하는 요소에는 동일한 부호를 붙여, 그 중복하는 설명을 생략한다.
(실시 형태 1)
이하, 본 발명의 실시 형태 1에 대해, 도면를 이용해 구체적으로 설명한다.
도 1은, 본 발명의 표시 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다. 동 도면에 있어서의 표시 장치(1)는, 제어 회로(2)와, 메모리(3)와, 주사선 구동 회로(4)와, 데이터선 구동 회로(5)와, 전원선 구동 회로(6)와, 표시부(7)를 구비한다.
또, 도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로의 접속을 도시하는 도면이다. 동 도면에 있어서의 발광 화소(10)는, 선택 트랜지스터(11)와, 스위칭 트랜지스터(12) 및 (16)와, 유지 용량 소자(13)와, 구동 트랜지스터(14)와, 유기 EL 소자(15)와, 제1 주사선(17)과, 제2 주사선(18)과, 제3 주사선(19)과, 데이터선(20)과, 제1 전원선(21)과, 제2 전원선(22)과, 참조 전원선(23)을 구비한다. 또, 주변 회로는, 주사선 구동 회로(4)와, 데이터선 구동 회로(5)를 구비한다.
도 1 및 도 2에 기재된 구성 요소에 대해, 이하, 그 접속 관계 및 기능을 설명한다.
제어 회로(2)는, 주사선 구동 회로(4), 데이터선 구동 회로(5), 전원선 구동 회로(6) 및, 메모리(3)의 제어를 행하는 기능을 가진다. 메모리(3)에는, 각 발광 화소의 보정 데이터 등이 기억되어 있고, 제어 회로(2)는, 메모리에 기입된 보정 데이터를 읽어내고, 외부로부터 입력된 영상 신호를, 그 보정 데이터에 의거해 보정하여, 데이터선 구동 회로(5)로 출력한다.
또 제어 회로(2)는, 주사선 구동 회로(4)를 통해, 선택 트랜지스터(11), 스위칭 트랜지스터(12) 및 (16)를 제어한다.
주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17), 제2 주사선(18) 및 제3 주사선(19)에 접속되어 있고, 제1 주사선(17), 제2 주사선(18) 및 제3 주사선(19)에 주사 신호를 출력함으로써, 각각, 발광 화소(10)를 갖는 선택 트랜지스터(11), 스위칭 트랜지스터(12) 및 (16)의 도통·비도통을 제어 회로(2)의 지시에 의해 실행하는 기능을 가진다.
데이터선 구동 회로(5)는, 데이터선(20)에 접속되어 있고, 영상 신호에 의거한 데이터 전압을 발광 화소(10)에 출력하는 기능을 가진다.
전원선 구동 회로(6)는, 제1 전원선(21), 제2 전원선(22) 및 참조 전원선(23)에 접속되어 있고, 각각, 전체 발광 화소에 공통의 제1 전원 전압 VDD, 제2 전원 전압 VEE 및 기준 전압 VR을, 제어 회로(2)의 지시에 의해 설정하는 기능을 가진다.
표시부(7)는, 복수의 발광 화소(10)를 구비하고, 외부로부터 표시 장치(1)에 입력된 영상 신호에 의거해 화상을 표시한다.
선택 트랜지스터(11)는, 게이트가 제1 주사선(17)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 데이터선(20)에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 유지 용량 소자(13)의 제2 전극인 전극(132)에 접속된 제2 스위치 소자이다. 선택 트랜지스터(11)는, 데이터선(20)의 데이터 전압을 유지 용량 소자(13)의 전극(132)에 인가하는 타이밍을 결정하는 기능을 가진다.
스위칭 트랜지스터(12)는, 게이트가 제2 주사선(18)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 참조 전원선(23)에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 유지 용량 소자(13)의 제1 전극인 전극(131)에 접속된 제1 스위치 소자이다. 스위칭 트랜지스터(12)는, 참조 전원선(23)의 기준 전압 VR을 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 인가하는 타이밍을 결정하는 기능을 가진다. 선택 트랜지스터(11) 및 스위칭 트랜지스터(12)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
유지 용량 소자(13)는, 전극(131)이 구동 트랜지스터(14)의 게이트에 접속되고, 전극(132)이 선택 트랜지스터(11)의 소스 및 드레인의 다른쪽 및 구동 트랜지스터(14)의 소스에 접속된 콘덴서이다. 유지 용량 소자(13)에는, 선택 트랜지스터(11) 및 스위칭 트랜지스터(12)가 온 상태일 때에, 전극(131)에 기준 전압 VR가, 전극(132)에 데이터 전압 Vdata가 인가되고, 양 전극의 전위차인 (VR-Vdata)가 유지된다.
구동 트랜지스터(14)는, 게이트가 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 접속되며, 드레인이 스위칭 트랜지스터(16)의 소스 및 드레인의 한쪽에 접속되고, 소스가 유기 EL 소자(15)의 제1 전극인 애노드에 접속된 구동 소자이다. 구동 트랜지스터(14)는, 게이트－소스 사이에 인가된 데이터 전압에 대응한 전압을, 당해 데이터 전압에 대응한 드레인 전류로 변환한다. 그리고, 이 드레인 전류를 신호 전류로서 유기 EL 소자(15)에 공급한다. 예를 들면, 선택 트랜지스터(11) 및 스위칭 트랜지스터(12)가 오프 상태이고, 스위칭 트랜지스터(16)가 ON 상태일 때에, 구동 트랜지스터(14)는, 데이터선(20)으로부터 공급된 데이터 전압 Vdata에 대응한 전압, 즉 유지 용량 소자(13)의 유지 전압(VR-Vdata)에 대응한 드레인 전류를, 유기 EL 소자(15)에 공급하는 기능을 가진다. 구동 트랜지스터(14)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
유기 EL 소자(15)는, 애노드가 구동 트랜지스터(14)의 소스에 접속되고, 캐소드가 제2 전원선(22)에 접속된 발광 소자이며, 구동 트랜지스터(14)로부터 신호 전류인 드레인 전류가 흐름으로써 발광한다.
스위칭 트랜지스터(16)는, 게이트가 제3 주사선(19)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(14)의 드레인에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 제1 전원선(21)에 접속된 제3 스위치 소자이다. 스위칭 트랜지스터(16)는, 유기 EL 소자(15)의 애노드와 제1 전원선(21)의 사이에 있고, 구동 트랜지스터(14)와 직렬로 접속되며, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 기능을 가진다. 스위칭 트랜지스터(16)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
제1 주사선(17)은, 주사선 구동 회로(4)에 접속되고, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제1 주사선(17)은, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 데이터 전압을 기입하는 타이밍을 공급하는 기능을 가진다.
제2 주사선(18)은, 주사선 구동 회로(4)에 접속되고, 발광 소자(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제2 주사선(18)은, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소를 갖는 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 기준 전압 VR을 인가하는 타이밍을 공급하는 기능을 가진다.
제3 주사선(19)은, 주사선 구동 회로(4)에 접속되고, 발광 소자(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제3 주사선(19)은, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소를 갖는 구동 트랜지스터(14)의 드레인과 제1 전원 전압 VDD를 전기적으로 접속하는 타이밍을 공급하는 기능을 가진다.
또, 표시 장치(1)는, 화소행 몇분의 제1 주사선(17), 제2 주사선(18) 및 제3 주사선(19)을 구비한다.
데이터선(20)은, 데이터선 구동 회로(5)에 접속되고, 발광 화소(10)를 포함하는 화소열에 속하는 각 발광 화소에 접속되며, 발광 강도를 결정하는 데이터 전압을 공급하는 기능을 가진다.
또, 표시 장치(1)는, 화소열 몇분의 데이터선(20)을 구비한다.
또한, 도 1, 도 2에는 기재되어 있지 않지만, 제1 전원선(21), 제2 전원선(22) 및 참조 전원선(23)은, 각각, 전체 발광 화소에 공급되어 있고, 전원선 구동 회로(6)에 접속되어 있다. 또, 구동 트랜지스터(14)의 임계값 전압에 유기 EL 소자(15)의 발광 개시 전압을 더한 전압이 0V보다 큰 경우는, 참조 전원선(23)은 제2 전원선(22)과 동일 전압이라도 해도 된다. 이것에 의해 전원선 구동 회로(6)의 출력 전압의 종류가 줄어들고, 회로가 보다 간이해진다.
상기 회로 구성에 의하면, 스위칭 트랜지스터(16)에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 경유한 제1 전원선(21)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(21)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 유지 용량 소자(13)의 양 전극의 전위차, 즉, 구동 트랜지스터(14)의 게이트－소스간의 전위차가 안정되고, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자에 흐르게 할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 관련된 표시 장치(1)의 제어 방법에 대해 도 3~도 8b를 이용해 설명한다.
도 3~도 5b는, 테스트 모드에서의 제어 방법을 또, 도 6~도 8b는, 통상 발광 모드에서의 제어 방법을 설명하고 있다.
우선, 테스트 모드에서의 제어 방법을 설명한다. 테스트 모드란, 데이터 전압을 유지 용량 소자(13)에 기입하고, 그 후, 기입된 데이터 전압에 대응한 전압에 의해 발생하는 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류를 정확하게 측정하기 위한 모드이다. 이 측정된 드레인 전류로부터 구동 트랜지스터(14)의 상태를 파악하고, 보정 데이터를 생성하는 것이 가능해진다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 타이밍 차트이다. 동 도면에 있어서, 횡축은 시간을 표시하고 있다. 또 종방향에는, 위부터 차례로, 제1 주사선(17), 제2 주사선(18), 제3 주사선(19), 제1 전원선(21), 제2 전원선(22), 참조 전원선(23) 및 데이터선(20)에 발생하는 전압의 파형도가 도시되어 있다. 또, 도 4는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 플로우 차트이다.
우선, 시각 t0에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(16)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인과 제1 전원선(21)은 비도통이 된다(도 4의 S01).
다음으로, 시각 t1에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)이 도통하고, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 기준 전압 VR가 인가된다(도 4의 S02).
다음으로, 시각 t2에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)이 도통하고, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)에 데이터 전압 Vdata가 인가된다(도 4의 S03).
다음으로, 시각 t2~시각 t3의 기간, 제1 주사선(17)의 전압 레벨이 HIGH이므로, 발광 화소(10)의 전극(131) 및 전극(132)에는, 각각, 데이터 전압 Vdata 및 기준 전압 VR가 계속해서 인가되어 있다. 마찬가지로, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 대해 데이터 전압이 공급되어 있다.
도 5a는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 기재되어 있는 바와 같이, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에는 참조 전원선(23)의 기준 전압 VR이 인가되며, 전극(132)에는 데이터선(20)으로부터 데이터 전압 Vdata가 인가된다. 즉, 단계 S02 및 S03에서는, 발광 화소(10)에 인가해야 할 데이터 전압에 대응한 전압(VR-Vdata)을 유지 용량 소자(13)에 유지시키고 있다.
또, 이 때, 스위칭 트랜지스터(16)가 비도통이 되어 있음으로써, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류는 발생하고 있지 않다. 또, 데이터 전압 Vdata의 최대값과 제2 전원 전압 VEE의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 임계값 전압(이하, Vth(EL)라고 적는다) 이하로 한다. 따라서, 유기 EL 소자(15)는 발광하지 않는다.
이것으로, 각 전원선에는 용량성 부하만이 접속되고, 기입시의 정상 상태에 있어서, 정상 전류에 의한 전압 강하는 발생하지 않는다. 따라서 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전위가 기입된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 예를 들면, 구동 TFT의 임계값 전압 Vth를 1V로 하여, VEE는 15V로, VDD는 15V로, VR은 10V로, Vdata는 0V~10V로 설정되어 있다.
다음으로, 시각 t3에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)은 비도통이 된다(도 4의 S04).
다음으로, 시각 t4에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)은 비도통이 된다(도 4의 S05).
이상의 동작에 의해, 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전압이 기입된다. 이후의 동작에서는, 유지 용량 소자(13)에 정확하게 기입된 전압을 이용해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류를 정확하게 측정한다.
다음으로, 시각 t5에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(16)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인과 제1 전원선(21)이 도통한다(도 4의 S06).
다음으로, 시각 t6에 있어서, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)이 도통한다(도 4의 S07). 테스트 모드에서는, 제1 전원 전압 VDD－제2 전원 전압 VEE＜Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류는, 유기 EL 소자(15)에 흐르지 않고, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 유지 용량 소자(13)의 전극(132)을 경유하여 데이터선(20)에 흘러든다.
도 5b는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 드레인 전류 독취 상태를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 기재되어 있는 바와 같이, 데이터선 구동 회로(5)는, 스위치 소자(51)와 독취 저항(52)과 연산 증폭기(53)를 구비하고 있다.
연산 증폭기(53)는 정입력 단자와 부입력 단자의 전위를 동일하게 유지하도록 동작하고 있다. 즉, 발광 화소(10)로부터 흘러 온 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류인 화소 전류 Ipix는 독취 저항(52(R))에 흐르지만, 독취 저항(52)과 연산 증폭기(53)의 부입력측이 접속된 애노드와, 독취 전압 Vread가 동일해지도록, 연산 증폭기(53)는 동작한다. 따라서, 연산 증폭기(53)의 출력 전위 Vout, 전류 Ipix, 독취 저항 R 및 독취 전압 Vread의 사이에는,
Ipix×R = Vread－Vout의 관계가 성립하고 있다. 여기서 Vread는, 예를 들면, 5V이다.
이상으로부터 Vout를 읽음으로써, Ipix를 정확하게 산출하는 것이 가능해진다. 즉, 발광 화소마다의 Ipix의 불균일을 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
상기 구성 및 동작에 의하면, 제1 전원선(21)을 통해 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을, 데이터선(20)을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 제1 전원선(21)부터 유기 EL 소자(15)에 이르는 경로와, 제1 전원선(21)부터 데이터선(20)에 이르는 경로에서, 전류가 흐르는 조건은 동일하기 때문에, 제1 전원선(21)을 통해 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 제1 전원선(21)을 통해 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을 데이터선(20)을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 유지 용량 소자(13)에 유지된 전압은, 스위칭 트랜지스터(12)가 오프로 되어 있으므로 Ipix의 경로에 의하지 않고 유지되며, 결과적으로 Ipix의 값도 경로에 의하지 않는다. 즉, 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 제2 전원선(22)의 전압을, 제1 전원선(21)에 접속되는 전원부의 설정 전압으로부터 Vth(EL)를 줄인 전압보다 큰 전압으로 설정하고 있다. 이 때문에, 스위칭 트랜지스터(16)를 ON하면, 유기 EL 소자(15)에 드레인 전류는 흐르지 않고, 제1 전원선(21)과 데이터선(20)의 전위차에 의해 제1 전원선(21)으로부터 데이터선(20)에 드레인 전류가 흐른다.
마지막으로, 시각 t7에 있어서, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류의 측정을 종료시킨다,
다음으로, 통상 발광 모드에서의 제어 방법을 설명한다. 통상 발광 모드란, 데이터 전압을 유지 용량 소자(13)에 기입하고, 그 후, 기입된 데이터 전압에 대응한 전압에 의해 발생하는 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류를, 유기 EL 소자(15)에 흐르게 하여 발광시키는 모드이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 타이밍 차트이다. 동 도면에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 또 종방향에는, 위부터 차례로, 제1 주사선(17), 제2 주사선(18), 제3 주사선(19), 제1 전원선(21), 제2 전원선(22), 참조 전원선(23) 및 데이터선(20)에 발생하는 전압의 파형도가 도시되어 있다. 또, 도 7은, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 플로우 차트이다.
우선, 시각 t10에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(16)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인과 제1 전원선(21)은 비도통이 되고, 유기 EL 소자(15)는 소광한다(도 7의 S11).
다음으로, 시각 t11에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)이 도통하며, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 기준 전압 VR이 인가된다(도 7의 S12).
다음으로, 시각 t12에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)이 도통하고, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)에 데이터 전압 Vdata가 인가된다(도 7의 S13).
다음으로, 시각 t12~시각 t13의 기간, 제1 주사선(17)의 전압 레벨이 HIGH이므로, 발광 화소(10)의 전극(131) 및 전극(132)에는, 각각, 데이터 전압 Vdata 및 기준 전압 VR이 계속해서 인가되어 있다. 마찬가지로, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 대해 데이터 전압이 공급되어 있다.
도 8a는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 기재되어 있는 바와 같이, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에는 참조 전원선(23)의 기준 전압 VR이 인가되고, 전극(132)에는 데이터선(20)으로부터 데이터 전압 Vdata가 인가된다. 즉, 단계 S12 및 S13에서는, 발광 화소(10)에 인가해야 할 데이터 전압에 대응한 전압(VR-Vdata)를 유지 용량 소자(13)에 유지시키고 있다.
또, 이 때, 스위칭 트랜지스터(16)가 비도통으로 되어 있음으로써, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류는 발생하고 있지 않다. 또한, 데이터 전압 Vdata의 최대값(Vdata_max)과 제2 전원 전압 VEE의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 Vth(EL) 이하가 된다. 따라서, 유기 EL 소자(15)는 발광하지 않는다.
이것으로, 각 전원선에는 용량성 부하만이 접속되고, 기입시의 정상 상태에 있어서, 정상 전류에 의한 전압 강하는 발생하지 않는다. 따라서 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전위가 기입된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 예를 들면, 구동 TFT의 임계값 전압 Vth를 1V로 하여, VEE는 0V로, VDD는 15V로, VR은 10V로, Vdata는 0V~10V로 설정되어 있다.
다음으로, 시각 t13에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 전원선(17)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)은 비도통이 된다(도 7의 S14).
다음으로, 시각 t14에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 전원선(18)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)은 비도통이 된다(도 7의 S15).
이상의 동작에 의해, 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전압이 기입된다. 이하의 동작에서는, 유지 용량 소자(13)에 정확하게 기입된 전압에 대응한 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류를 발생시키며, 유기 EL 소자(15)를 발광시킨다.
다음으로, 시각 t15에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(16)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인과 제1 전원선(21)이 도통하고, 유기 EL 소자(15)에 드레인 전류가 흐름으로써, 유지 EL 소자(15)가 발광한다(도 7의 S16).
도 8b는, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 발광 상태를 나타내는 회로도이다. 통상 발광 모드에서는, 제1 전원 전압 VDD－제2 전원 전압 VEE＞Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 양 전극에 유지된 전압에 대응한 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류가, 유기 EL 소자(15)를 흐른다.
다음으로, 시각 t16에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(16)를 오프 상태로 하여, 유기 EL 소자(15)를 소광시킨다.
상술한 시각 t10~t16은, 표시 패널의 1 프레임 기간에 상당하며, t16~t21에 있어서도 t10~t15와 동일한 동작이 실행된다.
상기 구성 및 동작에 의하면, 스위칭 트랜지스터(16)에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통한 제1 전원선(21)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(21)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터의 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 구동 트랜지스터(14)의 게이트－소스간의 전위차는, 제2 전원선(22)의 전압 변동 및 유기 EL 소자(15)의 경시(經時) 열화에 수반하는 고저항화에 의한 구동 트랜지스터(14)의 소스 전위의 변동의 영향을 받기 어려워져 있다. 즉, 본 회로 동작은 소스 접지의 회로 동작과 동등의 동작이 되어, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(15)에 흐르게 할 수 있다.
(실시 형태 2)
이하, 본 발명의 실시 형태 2에 대해, 도면를 이용해 구체적으로 설명한다.
도 1은, 본 발명의 표시 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다. 동 도면에 있어서의 표시 장치(1)는, 제어 회로(2)와, 메모리(3)와, 주사선 구동 회로(4)와, 데이터선 구동 회로(5)와, 전원선 구동 회로(6)와, 표시부(7)를 구비한다.
또, 도 9는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로의 접속을 도시하는 도면이다. 동 도면에 있어서의 발광 화소(10)는, 선택 트랜지스터(11)와, 스위칭 트랜지스터(12) 및 (26)와, 유지 용량 소자(13)와, 구동 트랜지스터(14)와, 유기 EL 소자(15)와, 제1 주사선(17)과, 제2 주사선(18)과, 제3 주사선(19)과, 데이터선(20)과, 제1 전원선(21)과, 제2 전원선(22)과, 참조 전원선(23)을 구비한다. 또, 주변 회로는, 주사선 구동 회로(4)와, 데이터선 구동 회로(5)를 구비한다.
본 실시 형태에 관련된 표시 장치는, 실시 형태 1에 관련된 표시 장치와 비교해, 발광 화소의 회로 구성만이 상이하다. 이하, 실시 형태 1에 관련된 표시 장치와 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점만 설명한다.
제어 회로(2)는, 주사선 구동 회로(4), 데이터선 구동 회로(5), 전원선 구동 회로(6) 및 메모리(3)의 제어를 행하는 기능을 가진다. 메모리(3)에는, 각 발광 화소의 보정 데이터 등이 기억되어 있고, 제어 회로(2)는, 메모리(3)에 기입된 보정 데이터를 읽어내고, 외부로부터 입력된 영상 신호를, 그 보정 데이터에 의거해 보정하여, 데이터선 구동 회로(5)로 출력한다.
또, 제어 회로(2)는, 주사선 구동 회로(4)를 통해, 선택 트랜지스터(11), 스위칭 트랜지스터(12) 및 (26)를 제어한다.
주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17), 제2 주사선(18) 및 제3 주사선(19)에 접속되어 있고, 제1 주사선(17), 제2 주사선(18) 및 제3 주사선(19)에 주사 신호를 출력함으로써, 각각, 발광 화소(10)가 가지는 선택 트랜지스터(11), 스위칭 트랜지스터(12) 및 (26)의 도통·비도통을 제어 회로(2)의 지시에 의해 실행하는 기능을 가진다.
구동 트랜지스터(14)는, 게이트가 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 접속되고, 드레인이 제1 전원선(21)에 접속되며, 소스가 스위칭 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인의 한쪽에 접속된 구동 소자이다. 구동 트랜지스터(14)는, 게이트와 스위칭 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인의 다른쪽의 사이에 인가된 데이터 전압에 대응한 전압을, 당해 데이터 전압에 대응한 드레인 전류로 변환한다. 그리고, 이 드레인 전류를 신호 전류로서 유기 EL 소자(15)에 공급한다. 예를 들면, 선택 트랜지스터(11) 및 스위칭 트랜지스터(12)가 오프 상태이며, 스위칭 트랜지스터(26)가 온 상태일 때, 구동 트랜지스터(14)는, 데이터선(20)으로부터 공급된 데이터 전압 Vdata에 대응한 전압, 즉 유지 용량 소자(13)의 유지 전압(VR-Vdata)에 대응한 드레인 전류를, 유기 EL 소자(15)에 공급하는 기능을 가진다. 구동 트랜지스터(14)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
유기 EL 소자(15)는, 애노드가 스위칭 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속되고, 캐소드가 제2 전원선(22)에 접속된 발광 소자이며, 구동 트랜지스터(14)로부터 신호 전류인 드레인 전류가 흐름으로써 발광한다.
스위칭 트랜지스터(26)는, 게이트가 제3 주사선(19)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(14)의 소스에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 유기 EL 소자(15)의 애노드에 접속된 제3 스위치 소자이다. 스위칭 트랜지스터(26)는, 유기 EL 소자(15)의 애노드와 제1 전원선(21)의 사이에 있고, 구동 트랜지스터(14)와 직렬로 접속되며, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 기능을 가진다. 스위칭 트랜지스터(26)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
제3 주사선(19)은, 주사선 구동 회로(4)에 접속되고, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제3 주사선(19)은, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소를 갖는 구동 트랜지스터(14)의 소스와 유기 EL 소자(15)의 애노드를 전기적으로 접속하는 기능을 가진다.
상기 회로 구성에 의하면, 스위칭 트랜지스터(26)에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 경유한 제1 전원선(21)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해 트랜지스터(14)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(21)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 구동 트랜지스터(14)의 게이트－소스간의 전위차가 안정되고, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(15)에 흐르게 할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 관련된 표시 장치의 제어 방법에 대해 도 3, 도 6, 도 1O~도 13b를 이용해 설명한다.
도 3, 도 10 및 도 11b는, 테스트 모드에서의 제어 방법을, 또, 도 6, 도 12 및 도 13b는, 통상 발광 모드에서의 제어 방법을 설명하고 있다.
우선, 테스트 모드에서의 제어 방법을 설명한다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 타이밍 차트이다.
우선, 시각 t0에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(26)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유기 EL 소자(15)의 애노드와 구동 트랜지스터(14)의 소스는 비도통이 된다(도 10의 S21).
다음으로, 시각 t1에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)이 도통하며, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 기준 전압 VR이 인가된다(도 10의 S22).
다음으로, 시각 t2에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)이 도통하며, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)에 데이터 전압 Vdata가 인가된다(도 10의 S23).
다음으로, 시각 t2~시각 t3의 기간, 제1 주사선(17)의 전압 레벨이 HIGH이므로, 발광 화소(10)의 전극(131) 및 전극(132)에는, 각각, 데이터 전압 Vdata 및 기준 전압 VR이 계속해서 인가되어 있다. 마찬가지로, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 발광 화소에 대해 데이터 전압이 공급되어 있다.
도 11a는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 기재되어 있는 바와 같이, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에는 참조 전원선(23)의 기준 전압 VR이 인가되고, 전극(132)에는 데이터선(20)으로부터 데이터 전압 Vdata가 인가된다. 즉, 단계 S22 및 S23에서는, 발광 화소(10)에 인가해야 할 데이터 전압에 대응한 전압(VR-Vdata)을 유지 용량 소자(13)에 유지시키고 있다.
또, 이 때, 스위칭 트랜지스터(26)가 비도통으로 되어 있음으로써, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류는 발생하고 있지 않다. 또, 데이터 전압 Vdata의 최대값과 제2 전원 전압 VEE의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 임계값 전압(이하, Vth(EL)라고 적는다) 이하로 한다. 따라서, 유기 EL 소자(15)는 발광하지 않는다.
이것으로, 각 전원선에는 용량성 부하만이 접속되고, 기입시의 정상 상태에 있어서, 정상 전류에 의한 전압 강하는 발생하지 않는다. 따라서 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전위가 기입된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 예를 들면, 구동 TFT의 임계값 전압 Vth를 1V로 하여, VEE는 15V로, VDD는 15V로, VR는 10V로, Vdata는 0V~10V로 설정되어 있다.
다음으로, 시각 t3에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)은 비도통이 된다(도 10의 S24).
다음으로, 시각 t4에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)은 비도통이 된다(도 10의 S25).
이상의 동작에 의해, 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전압이 기입된다. 이하의 동작에서는, 유지 용량 소자(13)에 정확하게 기입된 전압을 이용해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류를 정확하게 측정한다.
다음으로, 시각 t5에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(26)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유기 EL 소자(15)의 애노드와 구동 트랜지스터(14)의 소스가 도통한다(도 10의 S26).
다음으로, 시각 t6에 있어서, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)이 도통한다(도 10의 S27). 테스트 모드에서는, 제1 전원 전압 VDD－제2 전원 전압 VEE＜Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류는, 유기 EL 소자(15)에 흐르지 않고, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 유지 용량 소자(13)의 전극(132)을 경유하여 데이터선(20)에 흘러든다.
도 11b는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 테스트 모드에 있어서의 드레인 전류 독취 상태를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 기재되어 있는 바와 같이, 데이터선 구동 회로(5)는, 스위치 소자(51)와 독취 저항(52)과 연산 증폭기(53)를 구비하고 있다.
연산 증폭기(53)는 정입력 단자와 부입력 단자의 전위를 동일하게 유지하도록 동작하고 있다. 즉, 발광 화소(10)로부터 흘러 온 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류인 화소 전류 Ipix는 독취 저항(52(R))에 흐르지만, 독취 저항(52)과 유효 증폭기(53)의 부입력측이 접속된 애노드와, 독취 전압 Vread가 동일해지도록, 유효 증폭기(53)는 동작한다. 따라서, 유효 증폭기(53)의 출력 전위 Vout, 전류 Ipix, 독취 저항 R 및 독취 전압 Vread의 사이에는,
Ipix×R = Vread－Vout의 관계가 성립하고 있다. 여기서, Vread는 예를 들면 5V이다.
이상으로부터 Vout를 읽음으로써, Ipix를 정확하게 산출하는 것이 가능해진다. 즉, 발광 화소마다의 Ipix의 불균일을 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
상기 구성 및 동작에 의하면, 제1 전원선(21)을 통해 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을, 데이터선(20)을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 제1 전원선(21)부터 유기 EL 소자(15)에 이르는 경로와, 제1 전원선(21)부터 데이터선(20)에 이르는 경로에서, 전류가 흐르는 조건은 동일하기 때문에, 제1 전원선(21)을 통해 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 제1 전원선(21)을 통해 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을 데이터선(20)을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 유지 용량 소자(13)에 유지된 전압은, 스위칭 트랜지스터(12)가 오프로 되어 있으므로 Ipix의 경로에 의하지 않고 유지되며, 결과적으로 Ipix의 값도 경로에 의하지 않는다. 즉, 유기 EL 소자(15)에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 제2 전원선(22)의 전압을, 제1 전원선(21)에 접속되는 전원부의 설정 전압으로부터 Vth(EL)를 줄인 전압보다 큰 전압으로 설정되어 있다. 이 때문에, 스위칭 트랜지스터(26)를 ON하면, 유기 EL 소자(15)에 드레인 전류는 흐르지 않고, 제1 전원선(21)과 데이터선(20)의 전위차에 의해 제1 전원선(21)으로부터 데이터선(20)에 드레인 전류가 흐른다.
마지막으로, 시각 t7에 있어서, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류의 측정을 종료시킨다.
다음으로, 통상 발광 모드에서의 제어 방법을 설명한다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 제어 방법을 설명하는 동작 타이밍 차트이다.
우선, 시각 t10에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(26)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유기 EL 소자(15)의 애노드와 구동 트랜지스터(14)의 소스는 비도통이 되고, 유기 EL 소자(15)는 소광한다(도 12의 S31).
다음으로, 시각 t11에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)이 도통하고, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 기준 전압 VR이 인가된다(도 12의 S32).
다음으로, 시각 t12에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 주사선(17)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)이 도통하고, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)에 데이터 전압 Vdata가 인가된다(도 12의 S33).
다음으로, 시각 t12~시각 t13의 기간, 제1 주사선(17)의 전압 레벨이 HIGH이므로, 발광 화소(10)의 전극(131) 및 전극(132)에는, 각각, 데이터 전압 Vdata 및 기준 전압 VR이 계속해서 인가되어 있다. 마찬가지로, 발광 화소(10)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 대해 데이터 전압이 공급되어 있다.
도 13a는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 데이터 전압 기입 상태를 나타내는 회로도이다. 동 도면에 기재되어 있는 바와 같이, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에는 참조 전원선(23)의 기준 전압 VR이 인가되고, 전극(132)에는 데이터선(20)으로부터 데이터 전압 Vdata가 인가된다. 즉, 단계 S32 및 S33에서는, 발광 화소(10)에 인가해야 할 데이터 전압에 대응한 전압(VR-Vdata)을 유지 용량 소자(13)에 유지시키고 있다.
또, 이 때, 스위칭 트랜지스터(26)가 비도통이 되어 있음으로써, 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류는 발생하고 있지 않다. 또한, 데이터 전압 Vdata의 최대값(Vdata_max)과 제2 전원 전압 VEE의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 Vth(EL) 이하로 한다. 따라서, 유기 EL 소자(15)는 발광하지 않는다.
이것으로, 각 전원선에는 용량성 부하만이 접속되고, 기입시의 정상 상태에 있어서, 정상 전류에 의한 전압 강하는 발생하지 않는다. 따라서 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전위가 기입된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 예를 들면, 구동 TFT의 임계값 전압 Vth를 1V로 하여, VEE는 0V로, VDD는 15V로, VR은 10V로, Vdata는 0V~10V로 설정되어 있다.
다음으로, 시각 t13에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제1 전원선(17)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 선택 트랜지스터(11)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(132)과 데이터선(20)은 비도통이 된다(도 12의 S34).
다음으로, 시각 t14에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제2 주사선(18)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(12)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 전극(131)과 참조 전원선(23)은 비도통이 된다(도 12의 S35).
이상의 동작에 의해, 유지 용량 소자(13)에는 정확한 전압이 기입된다. 이하의 동작에서는, 유지 용량 소자(13)에는 정확하게 기입된 전압에 대응한 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류를 발생시켜, 유기 EL 소자(15)를 발광시킨다.
다음으로, 시각 t15에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 전원선(19)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(26)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 유기 EL 소자(15)의 애노드와 구동 트랜지스터(14)의 소스가 도통하며, 유기 EL 소자(15)에 드레인 전류가 흐름으로써, 유기 EL 소자(15)가 발광한다(도 12의 S36).
도 13b는, 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 표시 장치의 통상 발광 모드에 있어서의 발광 상태를 나타내는 회로도이다. 통상 발광 모드에서는, 제1 전원 전압 VDD－제2 전원 전압 VEE＞Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 양 전극에 유지된 전압에 대응한 구동 트랜지스터(14)의 드레인 전류가, 유기 EL 소자(15)를 흐른다.
다음으로, 시각 t16에 있어서, 주사선 구동 회로(4)는, 제3 주사선(19)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, 스위칭 트랜지스터(26)를 오프 상태로 하며, 유기 EL 소자(15)를 소광시킨다.
상기 구성 및 동작에 의하면, 스위칭 트랜지스터(26)에 의해, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통한 제1 전원선(21)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(14)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(21)과 데이터선(20)의 사이에서 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 구동 트랜지스터(14)의 게이트－소스간의 전위차는, 제2 전원선(22)의 전압 변동 및 유기 EL 소자(15)의 경시 열화에 수반하는 고저항화에 의한 구동 트랜지스터(14)의 소스 전위의 변동의 영향을 받기 어려워져 있다. 즉, 본 회로 동작은, 소스 전지의 회로 동작과 동등의 동작이 되고, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(15)에 흐르게 할 수 있다.
(실시 형태 3)
이하, 본 발명의 실시 형태 3에 대해, 도면을 이용해 구체적으로 설명한다.
도 14는, 본 발명의 실시 형태 3에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로의 접속을 도시하는 도면이다. 동 도면에 있어서의 발광 화소(10)는, 선택 트랜지스터(11)와, 스위칭 트랜지스터(12) 및 (16)와, 유지 용량 소자(13)와, 구동 트랜지스터(24)와, 유기 EL 소자(25)와, 제1 주사선(17)과, 제2 주사선(18)과, 제3 주사선(19)과, 데이터선(20)과, 제1 전원선(31)과, 제2 전원선(32)과, 참조 전원선(23)을 구비한다. 또, 주변 회로는, 주사선 구동 회로(4)와, 데이터선 구동 회로(5)를 구비한다.
본 실시 형태에 관련된 표시 장치는, 실시 형태 1에 관련된 표시 장치와 비교해, 발광 화소의 회로 구성만이 상이하다. 즉, 구동 트랜지스터는 p형이며, 당해 구동 트랜지스터의 소스와 유기 EL 소자의 캐소드가 접속되어 있다. 이하, 실시 형태 1에 관련된 표시 장치와 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점만 설명한다.
구동 트랜지스터(24)는, 게이트가 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 접속되고, 드레인이 스위칭 트랜지스터(16)의 소스 및 드레인의 한쪽에 접속되며, 소스가 유기 EL 소자(15)의 제1 전극인 캐소드에 접속된 구동 소자이다. 구동 트랜지스터(24)는 게이트－소스 사이에 인가된 데이터 전압에 대응한 전압을, 당해 데이터 전압에 대응한 드레인 전류로 변환한다. 그리고, 이 드레인 전류를 신호 전류로서 유기 EL 소자(25)에 공급한다. 예를 들면, 선택 트랜지스터(11) 및 스위칭 트랜지스터(12)가 오프 상태이며, 스위칭 트랜지스터(16)가 온 상태일 때에, 구동 트랜지스터(24)는, 데이터선(20)으로부터 공급된 데이터 전압 Vdata에 대응한 전압, 즉 유지 용량 소자(13)의 유지 전압(Vdata-VR)에 대응한 드레인 전류를, 유기 EL 소자(25)에 공급하는 기능을 가진다. 구동 트랜지스터(24)는, p형의 박막 트랜지스터(p형 TFT)로 구성된다.
유기 EL 소자(25)는, 캐소드가 구동 트랜지스터(24)의 소스에 접속되고, 애노드가 제2 전원선(32)에 접속된 발광 소자이며, 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류가 흐름으로써 발광한다.
스위칭 트랜지스터(16)는, 게이트가 제3 주사선(19)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(24)의 드레인에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 제1 전원선(31)에 접속된 제3 스위치 소자이다. 스위칭 트랜지스터(16)는, 유기 EL 소자(25)의 캐소드와 제1 전원선(31)의 사이에 있고, 구동 트랜지스터(24)와 직렬로 접속되며, 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 기능을 가진다. 스위칭 트랜지스터(16)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
상기 회로 구성에 의하면, 스위칭 트랜지스터(16)에 의해, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 경유한 제1 전원선(31)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(31)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 유지 용량 소자(13)의 양 전극의 전위차, 즉 구동 트랜지스터(24)의 게이트－소스간의 전위차가 안정되고, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(25)에 흐르게 할 수 있다.
본 실시 형태에 관련된 표시 장치의 제어 방법에 대해서는, 실시 형태 1에 관련된 표시 장치와 같으며, 동일의 효과를 가져온다.
단, 테스트 모드에 있어서, 제2 전원선 VEE와 데이터 전압 Vdata의 최대값의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 임계값 전압(이하, Vth(EL)라고 적는다) 이하로 하고 있다.
또, 테스트 모드에서는, 제2 전원 전압 VEE－제1 전원 전압 VDD＜Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류는, 유기 EL 소자(25)에 흐르지 않고, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 유지 용량 소자(13)의 전극(132)을 경유하여 데이터선(20)에 흘러든다.
또, 테스트 모드에 있어서의 드레인 전류 독취시에 있어서, 전류 Ipix는, 데이터선(20)으로부터, 선택 트랜지스터(11) 및 구동 트랜지스터(24)의 소스를 경유하여 제1 전원선(31)으로 흐른다.
또, 통상 발광 모드에 있어서, 제2 전원 전압 VEE와 데이터 전압 Vdata의 최소값(Vdata_min)의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 Vth(EL) 이하로 하고 있다.
또, 통상 발광 모드에서는, 제2 전원 전압 VEE－제1 전원 전압 VDD＞Vth(EL)이 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 양전극에 유지된 전압에 대응한 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류가, 유기 EL 소자(25)를 흐른다.
상기 구성에 의하면, 스위칭 트랜지스터(16)에 의해, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통한 제1 전원선(31)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(31)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 구동 트랜지스터(24)의 게이트－소스간의 전위차는 제2 전원선(32)의 전압 변동 및 유기 EL 소자(25)의 경시 열화에 수반하는 고저항화에 의한 구동 트랜지스터(24)의 소스 전위의 변동의 영향을 받기 어려운 소스 접지의 회로 동작과 동등의 동작이 되며, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(25)에 흐르게 할 수 있다.
(실시 형태 4)
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 이용해 구체적으로 설명한다.
도 15는, 본 발명의 실시 형태 4에 관련된 표시부를 갖는 발광 화소의 회로 구성 및 그 주변 회로의 접속을 도시하는 도면이다. 동 도면에 있어서의 발광 화소(10)는, 선택 트랜지스터(11)와, 스위칭 트랜지스터(12) 및 (26)와, 유지 용량 소자(13)와, 구동 트랜지스터(24)와, 유기 EL 소자(25)와, 제1 주사선(17)과, 제2 주사선(18)과, 제3 주사선(19)과, 데이터선(20)과, 제1 전원선(31)과, 제2 전원선(32)과, 참조 전원선(23)을 구비한다, 또, 주변 회로는, 주사선 구동 회로(4)와, 데이터선 구동 회로(5)를 구비한다.
본 실시 형태에 관련된 표시 장치는, 실시 형태 2에 관련된 표시 장치와 비교해, 발광 화소의 회로 구성만이 상이하다. 즉, 구동 트랜지스터는 p형이며, 당해 구동 트랜지스터의 소스와 유기 EL 소자의 캐소드가 접속되어 있다. 이하, 실시 형태 2에 관련된 표시 장치와 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점만 설명한다.
구동 트랜지스터(24)는, 게이트가 유지 용량 소자(13)의 전극(131)에 접속되고, 드레인이 제1 전원선(31)에 접속되며, 소스가 스위칭 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인의 한쪽에 접속된 구동 소자이다. 구동 트랜지스터(24)는, 게이트와 스위칭 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인의 다른쪽의 사이에 인가된 데이터 전압에 대응한 전압을, 당해 데이터 전압에 대응한 드레인 전류로 변환한다. 그리고, 이 드레인 전류를 신호 전류로서 유기 EL 소자(25)에 공급한다. 예를 들면, 선택 트랜지스터(11) 및 스위칭 트랜지스터(12)가 오프 상태이며, 스위칭 트랜지스터(26)가 온 상태일 때에, 구동 트랜지스터(24)는, 데이터선(20)으로부터 공급된 데이터 전압 Vdata에 대응한 전압, 즉 유지 용량 소자(13)의 유지 전압(Vdata-VR)에 대응한 드레인 전류를, 유기 EL 소자(25)에 공급하는 기능을 가진다. 구동 트랜지스터(24)는, 예를 들면, p형의 박막 트랜지스터(p형 TFT)로 구성된다.
유기 EL 소자(25)는, 캐소드가 스위칭 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속되고, 애노드가 제2 전원선(32)에 접속된 발광 소자이며, 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류가 흐름으로써 발광한다.
스위칭 트랜지스터(26)는, 게이트가 제3 주사선(19)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(24)의 소스에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 유기 EL 소자(25)의 캐소드에 접속된 제3 스위치 소자이다. 스위칭 트랜지스터(26)는, 유기 EL 소자(25)의 캐소드와 제1 전원선(31)의 사이에 있고, 구동 트랜지스터(24)와 직렬로 접속되며, 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 기능을 가진다. 스위칭 트랜지스터(26)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
상기 회로 구성에 의하면, 스위칭 트랜지스터(26)에 의해, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 경유한 제1 전원선(31)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(31)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되고, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지시킬 수 있다. 그 결과, 유지 용량 소자(13)의 양 전극의 전위차, 즉 구동 트랜지스터(24)의 게이트－소스간의 전위차가 안정되고, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(25)에 흐르게 할 수 있다.
본 실시 형태에 관련된 표시 장치의 제어 방법에 대해서는, 실시 형태 2에 관련된 표시 장치와 같으며, 동일의 효과를 가져온다.
단, 테스트 모드에 있어서, 제2 전원 전압 VEE와 데이터 전압 Vdata의 최대값의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 임계값 전압(이하, Vth(EL)라고 적는다) 이하로 하고 있다.
또, 테스트 모드에서는, 제2 전원 전압 VEE－제1 전원 전압 VDD＜Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류는, 유기 EL 소자(25)에 흐르지 않고, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 유지 용량 소자(13)의 전극(132)을 경유하여 데이터선(20)에 흘러든다.
또, 테스트 모드에 있어서의 드레인 전류 독취시에 있어서, 전류 Ipix는 데이터선(20)으로부터, 선택 트랜지스터(11) 및 구동 트랜지스터(24)의 소스를 경유하여 제1 전원선(31)으로 흐른다.
또, 통상 발광 모드에 있어서, 제2 전원 전압 VEE와 데이터 전압 Vdata의 최소값 (Vdata_min)의 전위차는, 유기 EL 소자(15)의 Vth(EL) 이하로 하고 있다.
또, 통상 발광 모드에서는, 제2 전원 전압 VEE－제1 전원 전압 VDD＞ Vth(EL)가 되도록, 각 전원 전압이 설정되어 있다. 이것에 의해, 유지 용량 소자(13)의 양 전극에 유지된 전압에 대응한 구동 트랜지스터(24)의 드레인 전류가, 유기 EL 소자(25)를 흐른다.
상기 구성에 의하면, 스위칭 트랜지스터(26)에 의해, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통한 제1 전원선(31)과 데이터선(20) 사이의 전류의 흐름을 차단한 다음, 유지 용량 소자(13)에 원하는 전위차의 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 선택 트랜지스터(11)의 양측의 단자의 전위차가, 구동 트랜지스터(24)의 소스 및 선택 트랜지스터(11)를 통해 제1 전원선(31)과 데이터선(20)의 사이에 흐르는 전류에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 선택 트랜지스터(11)의 양단의 전위차가 안정되며, 선택 트랜지스터(11)를 통해 데이터선(20)으로부터 원하는 전위차의 전압에 대응하는 전압을 정확하게 유지 용량 소자(13)에 유지할 수 있다. 그 결과, 구동 트랜지스터(24)의 게이트－소스간의 전위차는 제2 전원선(32)의 전압 변동 및 유기 EL 소자(25)의 경시 열화에 수반하는 고저항화에 의한 구동 트랜지스터(24)의 소스 전위의 변동의 영향을 받기 어려운 소스 전지의 회로 동작과 동등의 동작이 되고, 원하는 전위차의 전압에 대응하는 드레인 전류를 정확하게 유기 EL 소자(25)에 흐르게 할 수 있다.
이상과 같이, 실시 형태 1~4에서 기술한 간단한 화소 회로를 구성함으로써, 소스 접지 동작하는 구동 트랜지스터의 게이트－소스 사이에 인가해야 할 전압을 유지하는 유지 용량 소자의 양단 전극에, 데이터 전압에 대응한 정확한 전위를 기록하는 것이 가능해진다. 따라서, 영상 신호를 반영한 고정밀의 화상 표시를 하는 것이 가능해진다. 또한, 전원선을 통해 유기 EL 소자에 공급되는 전류량을, 데이터선을 통해 읽어들여 측정하는 경우, 전원선으로부터 유기 EL 소자에 공급되는 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 관련된 표시 장치는, 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 실시 형태 1~4 및 그들의 변형예에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시 형태나, 실시 형태 1~4 및 그들의 변형예에 대해서 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 관련된 표시 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
또한, 이상 기술한 실시 형태에서는, 선택 트랜지스터 및 스위칭 트랜지스터의 게이트의 전압 레벨이 HIGH인 경우에 온 상태가 되는 n형 트랜지스터로서 기술하고 있지만, 이들을 p형 트랜지스터로 형성하고, 주사선의 극성을 반전시킨 화상 표시 장치여도, 상술한 각 실시 형태와 동일한 효과를 가져온다.
또, 예를 들면, 본 발명에 관련된 표시 장치는, 도 16에 기재된 것과 같은 박형 플랫 TV에 내장된다. 본 발명에 관련된 화상 표시 장치가 내장됨으로써, 영상 신호를 반영한 고정밀의 화상 표시가 가능한 박형 플랫 TV가 실현된다.
[산업상의 이용가능성]
본 발명은, 특히, 화소 신호 전류에 의해 화소의 발광 강도를 제어함으로써 휘도를 변동시키는 액티브형의 유기 EL 플랫 패널 디스플레이에 유용하다.
1 : 표시 장치 2 : 제어 회로
3 : 메모리 4 : 주사선 구동 회로
5 : 데이터선 구동 회로 6 : 전원선 구동 회로
7 : 표시부 10 : 발광 화소
11 : 선택 트랜지스터 12, 16, 26 : 스위칭 트랜지스터
13 : 유지 용량 소자 14, 24 : 구동 트랜지스터
15, 25, 505 : 유기 EL 소자 17, 507 : 제1 주사선
18, 508 : 제2 주사선 19 : 제3 주사선
20 : 데이터선 21, 31 : 제1 전원선
22, 32 : 제2 전원선 23 : 참조 전원선
51 : 스위치 소자 52 : 독취 저항
53 : 연산 증폭기 131, 132 : 전극
500 : 화소부 501 : 제1 스위칭 소자
502 : 제2 스위칭 소자 503 : 용량 소자
504 : n형 박막 트랜지스터(n형 TFT) 506 : 신호선
509 : 제3 스위칭 소자

Claims (16)

  1. 발광 소자와,
    전압을 유지하는 콘덴서와,
    게이트 전극이 상기 콘덴서의 제1 전극에 접속되고, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 함으로써 상기 발광 소자를 발광시키는 구동 소자와,
    상기 구동 소자의 드레인 전극의 전위를 결정하기 위한 제1 전원선과,
    상기 발광 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전원선과,
    상기 콘덴서의 제1 전극에 기준 전압을 설정하기 위한 제1 스위치 소자와,
    상기 콘덴서의 제2 전극에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터선과,
    한쪽의 단자가 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 다른쪽의 단자가 상기 콘덴서의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 데이터선과 상기 콘덴서의 제2 전극의 도통 및 비도통을 전환하는 제2 스위치 소자와,
    상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 콘덴서의 제2 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전원선, 상기 발광 소자의 제1 전극, 상기 콘덴서의 제2 전극, 상기 제2 스위치 소자 및 상기 데이터선을 접속하는 패스를 형성하기 위한 배선과,
    상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 제1 전원선의 사이에 있고, 상기 구동 소자와 직렬로 접속되고, 상기 구동 소자의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 제3 스위치 소자를 구비하는 표시 패널 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 스위치 소자, 상기 제2 스위치 소자 및 제3 스위치 소자를 제어하는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 상기 드레인 전류의 흐름을 차단하고 있는 동안에,
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서에 원하는 전위차의 전압을 유지시키고,
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 OFF한 상태에서 상기 제3 스위치 소자를 ON하여, 상기 콘덴서에 유지된 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 하는 표시 패널 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 스위치 소자를 OFF함으로서, 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 전류의 흐름을 차단함과 더불어, 상기 제1 전원선과 상기 제2 전원선 사이의 전류의 흐름을 차단하는 표시 패널 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 스위치 소자는, 상기 제1 전원선과 상기 구동 소자의 드레인 사이에 직렬로 접속되고,
    상기 배선은, 상기 구동 소자의 소스에 접속된 상기 발광 소자의 제1 전극과, 상기 콘덴서의 제2 전극을 접속하는 표시 패널 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 스위치 소자는, 상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 구동 소자의 소스 사이에 직렬로 접속되고,
    상기 배선은, 상기 제3 스위치 소자에 접속된 상기 발광 소자의 제1 전극과, 상기 콘덴서의 제2 전극을 접속하는 표시 패널 장치.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 소자의 제1 전극은 애노드 전극이며, 상기 발광 소자의 제2 전극은 캐소드 전극이고,
    상기 제1 전원선의 전압은, 상기 제2 전원선의 전압보다 높고, 상기 제1 전원선으로부터 상기 제2 전원선을 향해 전류가 흐르는 표시 패널 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 제1 전원선으로부터 상기 발광 소자로의 전류의 공급을 차단하고,
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서를 원하는 전위차의 전압을 유지시키고,
    상기 제1 스위치 소자를 OFF하여 상기 제2 스위치 소자 및 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를, 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 데이터선에 흐르게 하는 표시 패널 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 전원선에, 상기 제1 전원선에 접속되는 전원부의 설정 전압으로부터 상기 발광 소자의 발광 개시 전압을 줄인 전압보다 큰 제1 전압 또는 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 설정하는 설정부를 구비하고,
    상기 데이터 전압은 상기 제1 전압보다 낮은 전압이며,
    상기 제어부는,
    상기 발광 소자를 발광시키는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제2 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 OFF하여 상기 제1 전원선으로부터 상기 발광 소자에 상기 드레인 전류를 흐르게 하고,
    상기 드레인 전류를 측정하는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제1 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 ON하여, 상기 드레인 전류를 상기 제1 전원선으로부터 상기 데이터선에 흐르게 하는 표시 패널 장치.
  9. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 소자의 제1 전극은 캐소드 전극이고, 상기 발광 소자의 제2 전극은 애노드 전극이며,
    상기 제2 전원선의 전압은, 상기 제1 전원선의 전압보다 높고, 상기 제2 전원선으로부터 상기 제1 전원선을 향해 전류가 흐르는 표시 패널 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 제1 전원선으로부터 상기 발광 소자로의 전류의 공급을 차단하고,
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정해 상기 콘덴서를 원하는 전위차의 전압을 유지시키고,
    상기 제1 스위치 소자를 OFF하여 상기 제2 스위치 소자 및 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를, 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통해 상기 데이터선으로부터 흐르게 하는 표시 패널 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 전원선에, 상기 제1 전원선에 접속되는 전원부의 설정 전압에 상기 발광 소자의 발광 개시 전압을 더한 전압보다 작은 제3 전압 또는 상기 제3 전압보다 높은 제4 전압을 설정하는 설정부를 구비하고,
    상기 데이터 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압이며,
    상기 제어부는,
    상기 발광 소자를 발광시키는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제4 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 OFF하여 상기 발광 소자로부터 상기 제1 전원선에 전류를 흐르게 하고,
    상기 드레인 전류를 측정하는 경우에는, 상기 제2 전원선에 상기 제3 전압을 설정하고, 상기 제2 스위치 소자를 ON하여, 상기 드레인 전류를 상기 데이터선으로부터 상기 제1 전원선에 흐르게 하는 표시 패널 장치.
  12. 청구항 1에 기재된 표시 패널 장치와,
    상기 제1 및 상기 제2 전원선에 전원을 공급하는 전원을 구비하고,
    상기 발광 소자는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 끼워진 발광층을 포함하며,
    상기 발광 소자는, 적어도 복수개 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 장치.
  13. 청구항 1에 기재된 표시 패널 장치와,
    상기 제1 및 상기 제2 전원선에 전원을 공급하는 전원을 구비하고,
    상기 발광 소자는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 끼워진 발광층을 포함하고,
    적어도 상기 발광 소자 및 상기 제3 스위치 소자는, 단위 화소의 화소 회로를 구성하며,
    상기 화소 회로는, 복수개 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 장치.
  14. 청구항 1에 기재된 표시 패널 장치와,
    상기 제1 및 상기 제2 전원선에 전원을 공급하는 전원을 구비하고,
    상기 발광 소자는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 끼워진 발광층을 포함하며,
    상기 발광 소자, 상기 콘덴서, 상기 구동 소자, 상기 제1 스위치 소자, 상기 제2 스위치 소자 및 상기 제3 스위치 소자는, 단위 화소의 화소 회로를 구성하고,
    상기 화소 회로는, 복수개 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 장치.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 유기 일렉트로루미네센스 발광 소자인 표시 장치
  16. 발광 소자와,
    전압을 유지하는 콘덴서와,
    게이트 전극이 상기 콘덴서의 제1 전극에 접속되고, 상기 콘덴서에 유지된 전압에 따른 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 함으로써 상기 발광 소자를 발광시키는 구동 소자와,
    상기 구동 소자의 드레인 전극의 전위를 결정하기 위한 제1 전원선과,
    상기 발광 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전원선과,
    상기 콘덴서의 제1 전극에 기준 전압을 설정하기 위한 제1 스위치 소자와,
    상기 콘덴서의 제2 전극에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터선과,
    한쪽의 단자가 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 다른쪽의 단자가 상기 콘덴서의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 데이터선과 상기 콘덴서의 제2 전극의 도통 및 비도통을 전환하는 제2 스위치 소자와,
    상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 콘덴서의 제2 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전원선, 상기 발광 소자의 제1 전극, 상기 콘덴서의 제2 전극, 상기 제2 스위치 소자 및 상기 데이터선을 접속하는 패스를 형성하기 위한 배선과,
    상기 발광 소자의 제1 전극과 상기 제1 전원선의 사이에 있고, 상기 구동 소자와 직렬로 접속되고, 상기 구동 소자의 드레인 전류의 ON/OFF를 결정하는 제3 스위치 소자를 구비하는 표시 장치의 제어 방법으로서,
    상기 제3 스위치 소자를 OFF하여 상기 배선 및 상기 제2 스위치 소자를 통한 상기 제1 전원선과 상기 데이터선 사이의 상기 드레인 전류의 흐름을 차단하고,
    상기 드레인 전류의 흐름을 차단하고 있는 동안에, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 ON하여 상기 콘덴서의 제1 전극에 상기 기준 전압을 설정함과 더불어 상기 콘덴서의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 설정하여 상기 콘덴서를 원하는 전위차의 전압을 유지시키고,
    상기 원하는 전위차의 전압을 유지시킨 후, 상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자를 OFF하여 상기 제3 스위치 소자를 ON하고, 상기 콘덴서에 유지된 상기 원하는 전위차의 전압에 따른 상기 드레인 전류를 상기 발광 소자에 흐르게 하는 표시 장치의 제어 방법.
KR1020107007378A 2009-09-08 2009-09-08 표시 패널 장치 및 그 제어 방법 KR101071443B1 (ko)

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