KR101142627B1

KR101142627B1 - 표시구동장치, 표시장치 및 구동방법

Info

Publication number: KR101142627B1
Application number: KR1020087032254A
Authority: KR
Inventors: 쥰 오구라
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2012-06-14
Also published as: JP2008250006A; US8497854B2; TWI404016B; EP2038872A1; CN101542573A; US20080238953A1; JP5240544B2; TW200901134A; HK1134714A1; EP2038872B1; KR20090056939A; DE602008000503D1; CN101542573B; WO2008123600A1

Abstract

본 발명의 표시구동장치(140)는, 화소구동회로의 구동소자에 일정한 검출전압을 인가하는 검출전압 인가회로(145); 화소구동회로에 의하여 구동소자에 일정한 검출전압을 인가한 후에 일정 시간이 경과 후에 구동소자 특유의 장치 특성(Vth)에 상응하는 전압값을 검출하는 전압검출회로(144); 및 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값(Vth)의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분(Vd0)의 절대값에 기초하여 계조지정신호(Vpix)를 생성하고 상기 화소구동회로에 상기 계조지정신호를 인가하는 계조지정신호 생성회로(143, 145, 148)를 구비하여 이루어진다.

표시구동장치, 표시 데이터, 메모리, 선택 드라이버, 전원 드라이버,

Description

표시구동장치, 표시장치 및 구동방법{DISPLAY DRIVE APPARATUS, DISPLAY APPARATUS AND DRIVE METHOD THEREFOR}

본 발명은 표시구동장치를 구비한 표시장치, 및 그 구동방법에 대한 것으로서, 특히, 표시 데이터에 대응한 전류를 공급하는 것에 의하여 소정의 휘도 계조에서 발광하는 전류구동형(또는 전류 제어형)의 발광 장치를 복수 배열하여 이루어지는 표시 패널(표시 화소 어레이)에 적용가능한 표시구동장치와 그 구동방법, 표시구동장치를 구비한 표시장치 및 그 구동방법에 대한 것이다.

최근에, 액정표시장치에 이어서 차세대 표시 디바이스로서 유기 일렉트로루미네슨즈 소자(유기 EL장치)나 무기 일렉트로네슨즈 소자(무기 EL장치), 혹은 발광 다이오드(LED) 등의 전류구동형 발광 장치들을 매트릭스 형상으로 배열한 표시 패널을 가진 발광 장치형 표시장치(발광장치형 디스플레이)의 연구 개발이 적극적으로 이루어져 왔다.

특히, 액티브 매트릭스 구동시스템을 적용한 발광장치형 디스플레이는 주지의 액정표시장치에 비교하여 표시응답 속도가 빠르고, 시야각 의존성도 작으며, 액정표시장치와 같이 백라이트나 도광판이 필요하지 않다는 매우 우수한 특징들을 가진다. 따라서, 여러 전자기기에 상기와 같은 발광장치형 디스플레이의 적용이 기대 되고 있다.

상기 매트릭스 구동시스템을 사용하는 상기와 같은 발광장치형 디스플레이로서, 발광장치로서 유기EL장치를 사용하는 유기 EL 디스플레이장치가 알려졌으며, 이는 전압신호에 기초하여 상기 발광장치로 흐르는 전류를 제어함에 의해 발광성을 제어하는 구동 시스템을 사용한다.

이러한 경우, 각 표시화소에는, 표시 데이터에 따른 전압 신호를 게이트에 인가하여 이 전압신호의 전압값에 따른 전류값을 가지는 전류를 유기EL장치에 흐르게 하는 전류제어용 박막트랜지스터와, 이 전류제어용 박막트랜지스터의 게이트에 상기 화상 데이터에 대응한 전압신호를 공급하기 위해 스위칭을 수행하는 스위치 박막트랜지스터가 설치되어 있다.

그렇지만, 종래기술에서 나타내는 바와 같이, 전압 신호의 전압값에 의하여 유기EL장치에 흐르는 전류의 전류값을 설정하여 휘도계조를 제어하는 유기EL디스플레이장치에 있어서는, 전류제어용 박막트랜지스터 등의 경시적인 임계값(threshold value)의 변동에 의하여 발광장치에 흐르는 전류의 전류값이 표시 데이터에 따라 인가되는 전압신호의 전압값과 같이 변동하므로 발광장치의 발광휘도가 변하며, 이는 표시 특성을 손상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시 데이터에 따라 적절한 휘도 계조로 발광장치를 발광시킬 수 있는 표시화소용 구동 소자의 장치 특성의 변화를 보충할 수 있는 표시구동장치, 상기 표시구동장치를 사용하는 표시장치, 및 그 구동방법을 제공하여 상기 표시장치와 구동방법이 장시간 동안 우수한 표시 품질을 제공하는 이점을 갖는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 광학소자(OLED)와, 상기 광학소자를 구동하며 일 단부가 상기 광학소자에 연결된 전류 경로를 가지는 구동소자를 포함하는 화소구동회로(DC)를 가지는 표시화소 구동용 표시구동장치로서, 화소구동회로의 구동소자에 소정의 검출전압을 인가하는 검출전압 인가회로; 화소구동회로에 의하여 구동소자에 일정한 검출전압을 인가한 후에 일정 시간이 경과 후에 구동소자 특유의 장치 특성에 상응하는 전압값을 검출하는 전압검출회로; 및 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분의 절대값에 기초하여 계조지정신호를 생성하고 상기 화소구동회로에 상기 계조지정신호를 인가하는 계조지정신호 생성회로를 구비하여 이루어지는 표시화소 구동용 표시구동장치가 제공된다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2 측면에 따르면, 화상 정보를 표시하기 위한 표시장치로서, 광학소자에 전류경로의 일 단부가 접속된 구동소자를 가지는 화소구동회로와 상기 광학소자를 각각 가지는 표시화소들; 상기 표시화소의 화소구동회로에 접속된 데이터 라인; 상기 데이터 라인을 통하여 상기 표시화소의 화소구동회로의 구동소자에 일정한 검출전압을 인가하는 검출전압 인가회로; 화소구동회로에 의하여 구동소자에 검출전압을 인가한 후에 일정한 시간이 경과한 후에 상기 데이터 라인을 통해 상기 구동소자에 특유한 장치 특성에 대응하는 전압값을 검출하는 전압검출회로; 및 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분의 절대값에 기초하여 계조지정신호를 생성하고 상기 화소구동회로에 상기 계조지정신호를 인가하는 계조지정신호 생성회로를 구비하여 이루어지는 영상정보 표시용 표시장치가 제공된다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3 측면에 따르면, 화상 정보를 표시하기 위한 표시장치의 구동방법으로서: 광학소자에 전류경로의 일 단부가 접속된 구동소자를 가지는 화소구동회로와 광학소자를 가지는 표시화소의 화소구동회로의 구동소자에 상기 표시화소의 화소구동회로에 연결된 데이터 라인을 통하여 일정한 검출전압을 인가하며; 상기 구동소자에 검출전압을 인가한 후의 일정 시간이 경과한 후에 상기 데이터 라인을 통하여 상기 구동소자에 특유한 장치 특성에 대응하는 전압값을 검출하며; 상기 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값과 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분의 절대값에 기초하여 계조지정신호를 생성하고; 및 상기 데이터 라인을 통하여 상기 화소구동회로에 계조지정신호를 인가하는 것을 포함하는 이미지정보의 표시용 표시장치의 구동방법이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 표시장치에 적용된 표시화소의 기본 구조를 도시하는 등가회로도이며;

도 2는 본 발명에 따른 표시장치에 적용된 표시화소의 제어동작을 도시하는 신호파형도이며;

도 3A, 3B은 표시화소의 기입 동작시의 동작 상태를 도시하는 개략 설명도이며;

도 4A, 4B는 표시화소의 기입 동작시의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 나타내는 특성도, 및 유기EL장치의 구동전류와 구동전압의 관계를 나타내는 특성도이며;

도 5A및 도 5B는 표시 화소가 유지 위치에 있을 때의 동작 상태를 도시하는 개략 설명도이며;

도 6은 표시화소가 유지위치에 있을 때, 구동 트랜지스터의 동작 특성을 도시하는 특성도이며;

도 7A와 7B는 표시화소가 발산 동작에 있을 때의 동작 상태들을 도시하는 개략 설명도이며;

도 8A와 8B는 각각 표시화소가 발산 동작에 있을 때의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 도시하는 특성도이며, 유기EL장치의 부하 특성을 도시하는 특성도이며;

도 9는 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 개략적인 구조도이며;

도 10은 본 실시예에 따른 표시장치에 적용가능한 데이터 드라이버와 표시화소를 예시하는 주요 구조도이며;

도 11은 본 실시예에 따른 표시장치용 구동방법에 적용되는 임계값 전압검출 동작의 일 예를 도시하는 시간도이며;

도 12는 본 실시예에 따른 표시장치용 구동방법에 적용되는 전압 적용동작을 도시하는 개념도이며;

도 13은 본 실시예에 따른 표시장치용 구동방법에 적용되는 전압 집중 동작을 도시하는 개념도이며;

도 14는 본 실시예에 따른 표시장치용 구동방법에 적용되는 전압 판독 동작을 도시하는 개념도이며;

도 15는 n-채널 트랜지스터의 드레인-소스 전압이 정해진 상태로 설정되고 변조되는 경우 드레인-소스 전류 특성의 일 예를 나타내는 도면이며;

도 16은 계조 표시 동작을 실행하는 경우의 실시예에 따른 표시장치용 구동방법을 도시하는 시간도이며;

도 17은 본 실시예에 따른 구동방법(계조 표시동작)의 기입 동작을 도시하는 개념도이며;

도 18은 본 실시예에 따른 구동방법(계조 표시동작)의 유지 동작을 도시하는 개념도이며;

도 19는 본 실시예에 따른 구동방법(계조 표시동작)의 방출 동작을 도시하는 개념도이며;

도 20은 본 실시예에 따른 표시구동장치의 다른 구조의 예를 도시하는 주요 구조도이며;

도 21은 비방출 표시 동작을 수행하는 경우의 본 실시예에 따른 표시장치의구동방법의 일 예를 나타내는 흐름도이며;

도 22는 본 실시예에 따른 구동 방법(비방출 표시 동작)의 기입 동작을 도시하는 개념도이며;

도 23은 본 실시예에 따른 구동방법(비방출 표시동작)의 비방출 동작을 나타내는 개념도이며;

도 24A 및 24B는 본 실시예에 따른 화소구동회로의 기생하는 캐패시터 성분을 도시하는 등가 회로도이며;

도 25A, 25B, 25C, 및 25D는 본 실시예에 따른 화소구동회로에 기생인 캐패시터 성분을 도시하며 기입동작모드 및 방출동작모드에서 표시화소의 전압 관계의 변화를 도시하는 등가 회로도이며;

도 26은 본 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 증명하는 데 사용되는 불변부하법칙을 설명하기 위한 간단한 모델회로이며;

도 27A 및 B는 본 실시예에 따른 표시장치용 구동방법을 증명하기 위한 표시화소의 부하유지상태를 설명하기 위한 모델 회로들이며;

도 28은 본 실시예에 따른 표시화소의 기입동작으로부터 방출 동작까지의 각 공정들을 예시하기 위한 개별적인 흐름도이며;

도 29A 및 29B는 본 실시예에 따른 표시화소의 선택공정과 비선택 상태의 절환공정의 전압 관계의 변화를 도시하는 등가 회로도이며;

도 30A 및 30B는 본 실시예에 따른 표시화소의 비선택 상태의 유지공정의 전압 관계 변화를 나타내는 등가 회로도이며;

도 31A, 31B, 및 31C는 본 실시예에 따른 표시화소의 비선택 상태의 유지공정, 공급전압 전환공정, 및 표시화소 방출 공정의 전압 관계 변화를 나타내는 등가 회로도이며;

도 32는 본 실시예에 따른 표시화소의 기입동작모드에서 전압관계를 나타내는 등가 회로도이며;

도 33은 본 실시예에 따른 표시화소의 기입동작의 입력 데이터에 대한 계조유효전압과 데이터 전압 사이의 관계를 나타내는 특성도이며;

도 34는 본 실시예에 따른 표시화소의 기입동작의 입력 데이터에 대한 계조식별전압과 임계값 전압 사이의 관계를 나타내는 특성도이며;

도 35A 및 35B는 본 실시예에 따른 표시화소의 방출동작의 입력 데이터에 대한 방출구동전류와 임계값 전압 사이의 관계를 나타내는 특성도이며;

도 36A, 36B, 및 36C는 본 실시예에 따른 표시화소의 방출동작의 입력 데이터에 대한 방출구동전류와 임계값 전압(Vth 시프트) 변화 사이의 관계를 나타내는 특성도이며;

도 37A 및 37B는 본 실시예에 따른 γ 효과가 나타나지 않은 경우의 입력 데이터에 대한 방출구동전류와 임계값 전압 사이의 관계(비교예)를 나타내는 특성도들이며;

도 38은 본 실시예에 따른 동작 효과들을 달성하도록 설정되는 상수들 사이의 관계를 나타내는 특성도이며;

도 39는 본 실시예에 따른 일련의 동작 효과들을 증명하는 데 사용되는 유기EL 장치(OLED)의 전압-전류 특성을 나타내는 도이며;

도 40은 본 실시예에 따른 표시화소(화소구동회로)에 사용되는 트랜지스터 채널의 기생 캐패시터의 전압 의존성을 도시하는 특성도이며; 및

도 41은 본 실시예에 따른 표시 영역을 가지는 표시장치의 구동방법의 특정예를 예로서 도시하는 동작 시간도이다.

실시예의 방법으로 이하에서는 본 발명에 따른 표시구동장치와 그 구동방법, 본 발명에 따른 표시장치와 그 구동방법이 상세하게 설명될 것이다.

<표시화소의 주요부의 구조>

우선, 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 표시화소의 주요부의 구조와 표시화소의 제어 동작이 첨부도면들과 관련하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 표시화소의 주요 구조를 도시하는 등가 회로도이다. 다음의 설명은, 유기EL장치가 편의상 표시화소에 제공된 전류구동형 발광장치에 적용된 하나의 예로서 주어질 것이다.

본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 표시화소는 도 1 도시와 같이, 화소회로부(화소구동회로DC에 균등)(DCx)와 전류구동형 발광장치인 유기EL장치(OLED)를 가지는 회로구조를 가진다. 화소회로부(DCx)는 예컨대, 공급전압(Vcc)이 인가되는 전원 터미널(TMv)에 각각 접속되는 드레인 터미널과 소스 터미널, 및 노드(N2)를 가지는 구동 트랜지스터(T1)와, 노드(N1)에 접속되는 게이트 터미널, 전원 터미널(TMv)(구동 트랜지스터(T1)의 드레인 터미널)및 노드(N1)에 각각 접속되는 드레인 터미널 및 소스 터미널을 가지는 유지 트랜지스터(T2), 및 제어 터미널(TMh)에 접속된 게이트 터미널, 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 및 소스 터미널들 사이(노드(N1)와 노드(N2)사이)에 접속된 캐패시터(Cx)를 구비한다. 유기EL장치(OLED) 는 노드(N2)에 접속된 아노드 단자와 전압(Vss)이 인가되는 캐소드 단자(TMc)를 가진다.

이하에서 설명되는 제어 동작으로부터 알 수 있는 바와 같이, 동작 상태에 따라 상이한 전압값을 가지는 공급 전압(Vcc)이 표시화소(표시화소부(DCx))의 동작 상태에 따라 전원 터미널(TMv)에 인가되며, 일정한 전압(기준 전압)(Vss)이 초기 EL장치(OLED)의 캐소드 단자(TMc)에 인가되며, 유지제어신호(ShId)가 제어 단자(TMh5)에 인가되고 표시 데이터의 계조 값에 대응하는 데이터 전압(Vdata)이 노드(N2)에 접속된 데이터 단자(TMd)에 인가된다.

캐패시터(Cx)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 및 소스 단자들 사이에 형성된 기생 캐패시터들 또는 기생 캐패시터 외에 노드(N1)와 노드(N2) 사이에 형성된 정전용량 소자일 수 있다. 특히 한정되지는 않는 구동 트랜지스터(T1) 및 유지 트랜지스터(T2)의 소자 구조, 및 특성등은 여기에 적용된 n-채널 박막 트랜지스터의 그것들이다.

<표시화소의 제어동작>

다음에, 상술한 바와 같은 회로구성을 갖는 표시화소(화소회로부 DCx 및 유기EL장치 OLED)에 있어서의 제어동작(제어방법)에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명에 관한 표시장치에 적용되는 표시화소의 제어동작을 나타내는 신호 파형도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타낸 바와 같은 회로구성을 갖는 표시화소(화소회로부 DCx)에 있어서의 동작상태는 표시데이터의 계조값에 따른 전압성 분을 캐패시터 Cx에 기입하는 기입동작과, 해당 기입동작에 있어서 기입된 전압성분을 캐패시터 Cx에 유지하는 유지동작과, 해당 유지동작에 의해 유지된 전압성분에 의거하여 유기EL장치 OLED에 표시데이터의 계조값에 다른 발광구동전류를 흘리고, 표시데이터에 따른 휘도계조로 유기EL장치 OLED를 발광시키는 발광동작으로 크게 나눌 수 있다. 이하, 각 동작상태에 대해 도 2에 나타낸 타이밍도를 참조하면서 구체적으로 설명한다.

<기입동작>

기입동작에서는 유기EL장치 OLED를 발광시키지 않는 소등상태에 있어서, 캐패시터 Cx에 표시데이터의 계조값에 따른 전압성분을 기입하는 동작을 실행한다.

도 3A와 3B는 표시화소의 기입동작시에 있어서의 동작상태를 나타내는 개략 설명도이다. 도 4A는 표시화소의 기입동작시에 있어서의 구동 트랜지스터의 동작특성을 나타내는 특성도이며, 도 4B는 유기EL장치의 구동전류와 구동 전압의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 4A에 나타내는 실선 SPw는 구동 트랜지스터 T1로서 n채널형의 박막 트랜지스터를 적용하고, 다이오드 접속한 경우의 드레인-소스간 전압 Vds와 드레인-소스간 전류 Ids의 초기상태에 있어서의 관계를 나타내는 특징선이다. 파선 SPw2는 구동 트랜지스터 T1의 구동이력에 수반해서 특성변화가 생겼을 때의 특징선의 일례를 나타낸다. 상세한 것은 후술될 것이다. 특징선 SPw상의 점 PMw는 구동 트랜지스터 T1의 동작점을 나타낸다.

도 4A에 나타내는 바와 같이, 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth(게이트 -소스간의 임계값 전압=드레인-소스간의 임계값 전압)는 특징선 SPw상에 있고, 드레인-소스간 전압 Vds가 임계값 전압 Vth를 넘으면, 드레인-소스간 전류 Ids는 드레인-소스간 전압 Vds의 증가에 수반하여 비선형적으로 증가한다. 즉, 드레인-소스간 전압 Vds 중, 도면 중에 Veff_gs로 나타나는 전압이 실효적으로 드레인-소스간 전류 Ids를 형성하는 전압성분이며, 드레인-소스간 전압 Vds는 수학식(1)에 나타내는 바와 같이, 임계값 전압 Vth와 전압성분 Veff_gs의 합으로 된다.

Vds=Vth+Veff_gs

도 4B에 나타내는 실선 SPe는 유기EL장치 OLED의 초기상태에 있어서의 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드간에 인가되는 구동전압 Voled와 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드 사이에 흐르는 구동전류 Ioled의 관계를 나타내는 특징선이다. 또, 일점쇄선 SPe2는 유기EL장치 OLED의 구동이력에 수반해서 특성변화가 생겼을 때의 특징선의 일례를 나타낸다. 상세한 것은 후술한다. 임계값 전압 Vth_oled는 특징선 SPe상에 있고, 구동전압 Voled가 임계값 전압 Vth_oled를 넘으면, 구동전류 Ioled는 구동전압 Voled의 증가에 수반해서 비선형적으로 증가한다.

기입동작에 있어서는 우선, 도 2, 도 3A에 나타내는 바와 같이, 유지 트랜지스터 T2의 제어단자 TMh에 온레벨(하이레벨)의 유지제어신호 Shld를 인가하여 유지 트랜지스터 T2를 온 동작시킨다. 이에 따라, 구동 트랜지스터 T1의 게이트-드레인 단자 사이를 접속(단락)하여 구동 트랜지스터 T1을 다이오드 접속상태로 설정한다

계속해서, 전원단자 TMv 단자에 기입동작을 위한 제 1 전원전압 Vccw를 인가 하고, 데이터단자 TMd에 표시데이터의 계조값에 대응한 데이터 전압 Vdata를 인가한다. 이 때, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스단자간에는 드레인-소스단자간의 전위차(Vccw-Vdata)에 따른 전류 Ids가 흐른다. 이 데이터 전압 Vdata는 드레인-소스단자간에 흐르는 전류 Ids가 유기EL장치 OLED가 표시데이터의 계조값에 따른 휘도계조로 발광하기 위해 필요한 전류값으로 되기 위한 전압값으로 설정된다.

이 때, 구동 트랜지스터 T1이 다이오드 접속되어 있기 때문에, 도 3B에 나타내는 바와 같이, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스간 전압 Vds는 게이트-소스간 전압 Vgs에 동등하고, 수학식(2)에 나타내는 바와 같이 된다.

Vds=Vgs=Vccw-Vdata

그리고, 이 게이트-소스간 전압 Vgs가 캐패시터 Cx에 기입된다(충전된다).

여기서, 제 1 전원전압 Vccw의 값에 필요한 조건에 대해 설명한다. 구동 트랜지스터 T1은 n채널형이기 때문에, 드레인-소스간 전류 Ids가 흐르기 위해서는 구동 트랜지스터 T1의 게이트전위는 소스전위에 대해 포지티브(고전위)가 되어야 하고, 다음 수학식(3)에 의해 주어진 관계는, 게이트전위가 드레인전위 또는 제1공급전압 Vccw과 동일하며, 소스전위는 데이터전압 Vdata이라는 것을 충족시켜야한다.

Vdata＜Vccw

접점 N2는 데이터단자 TMd 및 유기EL장치 OLED의 애노드단자에 접속되어 있고, 기입시에는 유기EL장치 OLED를 소등상태로 하기 위해, 접점 N2의 전위(데이터 전압 Vdata)와 유기EL장치 OLED의 캐소드측 단자 TMc의 전압 Vss와의 전위차는, 유기EL장치 OLED의 발광 임계값 전압 Vth_oled 이하가 되어야만 한다. 따라서, 접점 N2의 전위(데이터전압 Vdata)는 이하 수학식(4)를 만족시켜야만 한다.

Vdata-Vss≤Vth_oled

여기서, Vss를 접지전위 0 V로 하면, 등식은 수학식(5)이 된다.

Vdata≤Vth_oled

다음에, 수학식(2)와 수학식(5)로부터 수학식(6)이 얻어진다.

Vccw-Vgs≤Vth_oled

수학식(1)로부터 Vgs=Vds=Vth＋Veff_gs이기 때문에, 수학식(7)이 얻어진다.

Vccw≤Vth_oled＋Vth＋Veff_gs

여기서, 수학식(7)은 Veff_gs=0에서도 성립하는 것이 필요하기 때문에, Veff_gs=0으로 하면, 수학식(8)이 얻어진다.

Vdata＜Vccw≤Vth_oled＋Vth

즉, 기입 동작시에 있어서, 제 1 전원전압 Vccw의 값은 다이오드 접속상태에 있어서, 수학식(8)의 관계를 만족시키는 값으로 설정되어야만 한다. 다음에, 구동 이력에 수반하는 구동 트랜지스터 T1 및 유기EL장치 OLED의 특성변화의 영향에 대해 설명한다. 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth는 구동이력에 따라 증대하는 것이 알려져 있다. 도 4A에 나타내는 파선 SPw2는 구동이력에 의해 특성변화가 생겼을 때의 특징선의 일례를 나타내고, ΔVth는 임계값 전압 Vth의 변화량을 나타낸다. 도면에 나타내는 바와 같이, 구동 트랜지스터 T1의 구동이력에 수반하는 특성 변동은 초기의 특징선을 대략 평행 이동한 형태로 변화한다. 이 때문에, 표시데이터의 계조값에 따른 발광구동전류(드레인-소스간 전류 Ids)를 얻기 위해 필요한 데이터전압 Vdata의 값은 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth분만큼 증가시키지 않으면 안 된다.

또한, 유기EL장치 OLED는 구동이력에 따라 고저항화하는 것이 알려져 있다. 도 4B에 나타내는 일점쇄선 SPe2는 구동이력에 수반해서 특성변화가 생겼을 때의 특징선의 일례를 나타내고, 유기EL장치 OLED의 구동이력에 수반하는 고저항화에 의한 특성변동은 초기의 특징선에 대해, 대체로, 구동 전압 Voled에 대한 구동전류 Ioled의 증가율이 감소하는 방향으로 변화한다. 즉, 유기EL장치 OLED가 표시데이터의 계조값에 따른 휘도계조로 발광하기 위해 필요한 구동전류 Ioled를 흘리기 위해 구동전압 Voled는 특징선 SPe2-특징선 SPe분만큼 증가한다. 이 증가분은 도 4B 중의 ΔVoled max로 나타내는 바와 같이, 구동전류 Ioled가 최대값 Ioled(max)로 되는 최고 계조시에 있어서 최대로 된다.

(유지동작)

도 5A 및 5B는 표시화소의 유지동작시에 있어서의 동작상태를 나타내는 개략 설명도이다.

도 6은 표시화소의 유지동작시에 있어서의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 나타내는 특성도이다.

유지동작에서는 도 2 및 도 5A에 나타내는 바와 같이, 제어단자 TMh에 오프레벨(로우레벨)의 유지제어신호 Shld를 인가하여 유지 트랜지스터 T2를 오프 동작시키는 것에 의해, 구동 트랜지스터 T1의 게이트-드레인단자간을 차단(비접속상태로)해서 다이오드 접속을 해제한다. 이것에 의해, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 기입동작에 있어서 캐패시터 Cx에 충전된 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스단자간의 전압 Vds(=게이트-소스간 전압 Vgs)가 유지된다.

도 6중에 나타내는 실선 SPh는 구동 트랜지스터 T1의 다이오드 접속을 해제하고, 게이트-소스간 전압 Vgs를 일정전압(예를 들면, 유지동작기간에 캐패시터 Cx에 유지된 전압)으로 했을 때의 특징선이다. 도 6중에 나타내는 파선 SPw는 구동 트랜지스터 T1을 다이오드 접속했을 때의 특징선이다. 유지시의 동작점 PMh는 다이오드 접속했을 때의 특징선 SPw와 다이오드 접속을 해제했을 때의 특징선 SPh의 교점으로 된다.

도 6중에 나타내는 일점쇄선 SPo는 특징선 SPw-Vth로서 이끌어진 것이며, 일점쇄선 SPo와 특징선 SPh의 교점 Po는 핀치오프전압 Vpo를 나타낸다. 여기서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 특징선 SPh에 있어서, 드레인-소스간전압 Vds가 0V에서 핀치오프전압 Vpo까지의 영역은 불포화영역으로 되고, 드레인-소스간전압 Vds가 핀치오프전압 Vpo 이상의 영역은 포화영역으로 된다.

(발광동작)

도 7A 및 7B는 표시화소의 발광동작시에 있어서의 동작상태를 나타내는 개략 설명도이다.

도 8A 및 8B는 표시화소의 발광동작시에 있어서의 구동 트랜지스터의 동작특성을 나타내는 특성도 및 유기EL장치의 부하특성을 나타내는 특성도이다.

도 2 및 도 7A에 나타내는 바와 같이, 제어단자 TMh에 오프레벨(로우레벨)의 유지제어신호 Shld를 인가한 상태(다이오드 접속 상태를 해제한 상태)를 유지하고, 전원단자 TMv의 전원전압 Vcc를 기입하기 위한 제 1 전원전압 Vccw로부터 발광을 위한 제 2 전원전압 Vcce로 전환한다. 그 결과, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스단자간에는 캐패시터 Cx에 유지된 전압성분 Vgs에 따른 전류 Ids가 흐르고, 이 전류가 유기EL장치 OLED에 공급되며, 유기EL장치 OLED는 공급된 전류의 값에 따른 휘도로 발광 동작을 한다.

도 8A에 나타내는 실선 SPh는 게이트-소스간전압 Vgs를 일정 전압(예를 들면, 유지동작기간에서 발광동작기간에 걸쳐 캐패시터 Cx에 유지된 전압)으로 했을 때의 구동 트랜지스터의 T1의 특징선이다. 또, 실선 SPe는 유기EL장치 OLED의 부하선을 나타내고, 전원단자 TMv와 유기EL장치 OLED의 캐소드단자 TMc간의 전위차, 즉 Vcce-Vss의 값을 기준으로 해서 유기EL장치 OLED의 구동전압 Voled-구동전류 Ioled 특성이 역방향으로 플롯된 것이다.

발광동작시의 구동 트랜지스터 T1의 동작점은 유지동작시의 PMh로부터 구동 트랜지스터의 T1의 특징선 SPh와 유기EL장치 OLED의 부하선 SPe의 교점인 PMe로 이 동한다. 여기서, 동작점 PMe는 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 전원단자 TMv와 유기EL장치 OLED의 캐소드단자 TMc간에 Vcce-Vss의 전압이 인가된 상태에서, 이 전압이 구동 트랜지스터의 T1의 드레인-소스단자간과 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드간에서 분배되는 포인트를 나타내고 있다. 즉, 동작점 PMe에 있어서, 구동 트랜지스터의 T1의 드레인-소스단자간에 전압 Vds가 인가되고, 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드간에는 구동전압 Voled가 인가된다.

여기서, 기입동작시의 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스단자간에 흘리는 전류 Ids(기대값 전류)와 발광동작시에 유기EL장치 OLED에 공급되는 구동전류 Ioled가 변동되지 않도록 하기 위해, 동작점 PMe는 특징선상의 포화 영역내에 유지되어야만 한다. Voled는 최고 계조시에 최대 Voled(max)로 된다. 따라서 전술한 PMe를 포화영역내에 유지하기 위해서는 제 2 전원전압 Vcce의 값은 수학식(9)의 조건을 만족시켜야만 한다.

Vcce-Vss≥Vpo＋Voled(max)

여기서, Vss를 접지전위 0V로 하면 수학식(10)으로 된다.

Vcce≥Vpo＋Voled(max)

<유기EL장치특성과 전압-전류특성의 변동 관계>

도 4B에 나타낸 바와 같이, 유기EL장치 OLED는 구동이력에 따라서 고저항화하고, 구동전압 Voled에 대한 구동전류 Ioled의 증가율이 감소하는 방향으로 변화 한다. 즉, 도 8A에 나타내는 유기EL장치 OLED의 부하선 SPe의 기울기가 감소하는 방향으로 변화한다. 도 8B는 이 유기EL장치 OLED의 부하선 SPe의 구동이력에 따른 변화를 기입한 것이며, 부하선은 SPe→SPe2→SPe3의 변화를 발생시킨다. 결과적으로 그 때문에, 구동 트랜지스터 T1의 동작점은 구동이력에 수반하고 구동 트랜지스터의 T1의 특징선 SPh상을 PMe→PMe2→PMe3 방향으로 이동시킨다.

이 때, 동작점이 특징선상의 포화영역 내에 있는 동안(PMe→PMe2)은 구동전류 Ioled는 기입동작시의 기대값 전류의 값을 유지하지만, 불포화영역에 들어가 버리면(PMe3) 구동전류 Ioled는 기입동작시의 기대값 전류보다 감소해 버리고, 즉 유기EL장치 OLED에 흐르는 구동전류 Ioled의 전류값이 기입동작시의 기대값 전류의 전류값과의 차가 명백히 다르기 때문에 표시특성이 변경되어 버린다. 도 8B에 있어서 핀치오프점 Po는 불포화영역과 포화영역의 경계에 있고, 즉 발광시의 동작점 PMe와 핀치오프점 Po간의 전위차는 유기 EL의 고저항화에 대해 발광시의 OLED 구동전류를 유지하기 위한 보상마진으로 된다. 바꾸어 말하면, 각 Ioled 레벨에 있어서 핀치오프점의 궤적 SPo와 유기EL장치의 부하선 SPe 사이에 끼워진, 구동 트랜지스터의 특징선 SPh상의 전위차가 보상마진으로 된다. 도 8B에 나타내는 바와 같이, 이 보상마진은 구동전류 Ioled의 값의 증대에 수반해서 감소하고, 전원단자 TMv와 유기EL장치 OLED의 캐소드단자 TMc간에 인가된 전압 Vcce-Vss의 증가에 수반하여 증대한다.

상술한 표시화소(화소회로부)에 적용되는 트랜지스터를 이용한 전압계조제어 에 있어서는 미리 초기에 설정된 트랜지스터의 드레인-소스간 전압 Vds와 드레인-소스간전류 Ids의 특성(초기특성)에 의해 데이터전압 Vdata를 설정하고 있지만, 구동이력에 따라 임계값 전압: Vth가 증대하고, 발광장치(유기EL장치 OLED)에 공급되는 발광구동전류의 전류값이 표시데이터(데이터전압)에 대응하지 않게 되고, 적절한 휘도계조로 발광 동작할 수 없게 된다. 특히, 트랜지스터로서 어모퍼스 실리콘 트랜지스터를 적용한 경우, 장치 특성의 변동이 현저하게 발생하는 것이 알려져 있다.

여기서는 표 1에 나타내는 바와 같은 설계값을 갖는 어모퍼스(amorphous) 실리콘 트랜지스터에 있어서, 256계조 레벨의 표시동작을 실행하는 경우에 있어서의, 드레인-소스간 전압 Vds와 드레인-소스간 전류 Ids의 초기특성(전압-전류특성)의 일례를 나타낸다.

게이트절연막 두께	300㎚(3000Å)
채널폭(W)	500㎛
채널 길이(L)	6.28㎛
임계값 전압(Vth)	2.4V

n채널형 어모퍼스 실리콘 트랜지스터에 있어서의 전압-전류특성, 즉 도 4A에 나타내는 드레인-소스간전압 Vds와 드레인-소스간전류 Ids의 관계에는 구동이력이나 경시 변화에 수반하는 게이트 절연막으로의 캐리어 트랩에 의한 게이트전계의 상쇄에 기인한 Vth의 증대(초기상태: SPw로부터 고전압측: SPw2로의 시프트)가 발생한다. 이것에 의해 어모퍼스 실리콘 트랜지스터에 인가한 드레인-소스간 전압 Vds를 일정으로 한 경우에, 드레인-소스간 전류 Ids는 감소하고, 발광장치의 휘도가 저하한다.

이 장치특성의 변동에 있어서는 주로 임계값 전압 Vth가 증대하고, 어모퍼스 실리콘 트랜지스터의 전압-전류 특징선(V-I 특징선)은 초기상태에 있어서의 특징선을 대략 평행 이동한 형태로 되기 때문에, 시프트 후의 V-I 특징선 SPw2는 초기상태에 있어서의 V-I 특징선 SPw의 드레인-소스간 전압 Vds에 대해, 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth(도면 중에서는 약 2V)에 대응하는 일정한 전압(후술하는 보상전압 Vpth에 상당함)을 일의적으로 가산한 경우(즉, V-I 특징선 SPw를 ΔVth만큼 평행 이동시킨 경우)의 전압-전류특성에 대략 일치할 수 있다.

환언하면, 표시화소(화소회로부 DCx)로의 표시데이터의 기입동작시에, 해당 표시화소에 설치된 구동 트랜지스터 T1의 장치특성(임계값 전압)의 변화량 ΔV에 대응하는 일정한 전압(보상전압 Vpth)을 가산하여 보정한 데이터전압(후술하는 계조지정전압 Vpix에 상당함)을, 구동 트랜지스터 T1의 소스단자(접점 N2)에 인가하는 것에 의해, 해당 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth의 변동에 기인하는 전압-전류 특성의 시프트를 보상하여, 표시데이터에 따른 전류값을 갖는 구동전류 Iem을 유기EL장치 OLED에 흘릴 수 있고, 원하는 휘도계조로 발광 동작시킬 수 있는 것을 의미한다.

유지제어신호 Shld를 온레벨에서 오프레벨로 전환하는 유지동작과, 전원전압 Vcc를 전압 Vccw에서 전압 Vcce로 전환하는 발광동작을 동기해서 실행해도 좋다.

다음에, 상술한 바와 같은 화소회로부의 주요부 구성을 포함하는 복수의 표시화소가 2차원 배열된 표시패널을 구비한 표시장치의 1실시형태를 나타내고 구체적으로 설명한다.

<표시장치>

도 9는 본 발명에 관한 표시장치의 1실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.

도 10은 제1실시형태에 따른 표시장치에 적용 가능한 데이터 드라이버(표시구동장치) 및 표시화소(화소구동회로 및 발광장치)의 일례를 나타내는 주요부 구성도이다.

도 10에 있어서는 표시장치의 표시패널에 배치되는 특정의 표시화소와, 해당 표시화소를 발광구동제어하는 데이터 드라이버의 일부를 도시한다. 도 10에서, 상술한 화소회로부 DCx(도 1 참조)에 대응하는 회로구성의 부호가 또한 나타내어진다. 또, 설명의 편의상, 데이터 드라이버의 각 구성간에서 송출되는 각종 신호나 데이터 및, 인가되는 전압 등을 편의적으로 나타내지만, 후술하는 바와 같이, 이들 신호나 데이터, 전압 등이 동시에 송출 또는 인가된다고는 한정되지 않는다.

도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 표시장치(100)는 표시영역(110)과, 선택 드라이버(120)와, 전원 드라이버(130)와, 데이터 드라이버(140)와, 시스템 콘트롤러(150)와, 표시신호 생성회로(160)와, 표시패널(170)을 갖고 있다. 상기 표시장치(100)는 예를 들면, 행방향(도면 좌우방향)에 배치된 복수의 선택라인 Ls와 열방향(도면 상하방향)에 배치된 복수의 데이터라인 Ld의 각 교점 근방에 설치되어 상술한 화소회로부 DCx의 주요부 구성(도 1 참조)을 포함하는 복수의 표시화소 PIX가 n행×m열(n, m은 임의의 정의 정수)을 갖는다. 선택 드라이버(120)는 각 선택라인 Ls에 소정의 타이밍에서 선택신호 Ssel을 인가한다. 전원 드라이버(130)는 선택라인 Ls에 병행해서 행방향에 배치된 복수의 전원전압라인 Lv에 소정의 타이밍에서 소정의 전압레벨의 전원전압 Vcc를 인가한다. 데이터 드라이버(140)는 각 데이터라인 Ld에 소정의 타이밍에서 계조지정신호(계조지정전압 Vpix)를 공급한다. 시스템 콘트롤러(150)는 후술하는 표시신호 생성회로(160)로부터 공급되는 타이밍신호에 의거해서, 적어도 선택 드라이버(120), 전원 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)의 동작상태를 제어하는 선택제어신호, 전원제어신호 및 데이터제어신호를 생성하여 출력한다. 표시신호 생성회로(160)는 예를 들면 표시장치(100)의 외부로부터 공급되는 영상신호에 의거하여, 디지털신호로 이루어지는 표시데이터(휘도계조 데이터)를 생성하여 데이터 드라이버(140)에 공급하는 동시에, 해당 표시데이터에 의거해서 표시영역(110)에 화상정보를 표시하기 위한 타이밍신호(시스템 클록 등)를 추출, 또는 생성하여 상기 시스템 콘트롤러(150)에 공급한다. 표시패널(170)은 표시영역(110), 선택 드라이버(120), 데이터 드라이버(140)가 설치되어 있는 기판을 구비하고 있다.

도 9에 있어서, 전원 드라이버(130)는 표시패널(170) 밖에서 필름기판을 통해 접속되지만, 표시패널(170)상에 배치되어도 좋다. 데이터 드라이버(140)는 일부가 표시패널(170)에 설치되고, 나머지의 일부가 표시패널(170)밖에서 필름기판을 통해 접속되어 있는 구조이어도 좋다. 이 때, 표시패널(170)내의 데이터 드라이버(140)의 일부는 IC칩이어도 좋고, 후술하는 화소구동회로 DC(화소회로부 DCx)의 각 트랜지스터와 일괄해서 제조되는 트랜지스터에 의해서 구성되어 있어도 좋다.

선택 드라이버(120)는 IC칩이어도 좋고, 후술하는 화소구동회로 DC(화소회로부 DCx)의 각 트랜지스터와 일괄해서 제조되는 트랜지스터에 의해서 구성되어 있어도 좋다.

(표시패널)

본 실시형태에 관한 표시장치(100)에 있어서는 예를 들면 표시패널(170)의 대략 중앙에 위치하는 표시영역(110)에 매트릭스형상으로 배열된 복수의 표시화소 PIX가 설치되어 있다. 복수의 표시화소 PIX는 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 표시영역(110)의 위쪽영역(도면 위쪽측)과 아래쪽영역(도면 아래쪽측)으로 그룹 분류되고, 각 그룹에 포함되는 표시화소 PIX가 각각 분기된 개별의 전원전압라인 Lv에 접속되어 있다. 그리고, 위쪽영역의 그룹의 각 전원전압라인 Lv는 제 1 전원전압라인 Lv1에 접속되어 있고, 아래쪽영역의 그룹의 각 전원전압라인 Lv는 제 2 전원전압라인 Lv2에 접속되고, 제 1 전원전압라인 Lv1 및 제 2 전원전압라인 Lv2는 서로 전기적으로 독립적으로 전원 드라이버(130)에 접속되어 있다. 즉, 표시영역(110)의 위쪽영역의 1～n/2행째(여기서는 n은 짝수)의 표시화소 PIX에 대해 제 1 전원전압라인 Lv1을 통해 공통으로 인가되는 전원전압 Vcc와, 아래쪽영역의 n/2＋1～n행째의 표시화소 PIX에 대해 제 2 전원전압라인 Lv2를 통해 공통으로 인가되는 전원전압 Vcc는 전원 드라이버(130)에 의해 다른 타이밍에서 다른 그룹의 전원전압라인 Lv에 독립적으로 출력된다.

(표시화소)

본 실시형태에 적용되는 표시화소 PIX는 선택 드라이버(120)에 접속된 선택라인 Ls와 데이터 드라이버(140)에 접속된 데이터라인 Ld의 교점 근방에 배치되고, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 전류구동형의 발광장치인 유기EL장치 OLED와, 상술한 화소회로부 DCx의 주요부 구성(도 1 참조)을 포함하고, 유기EL장치 OLED를 발광 구동하기 위해 발광구동전류를 생성하는 화소구동회로 DC를 구비하고 있다.

화소구동회로 DC는 예를 들면, 게이트단자가 선택라인 Ls에, 드레인단자가 전원전압라인 Lv에, 소스단자가 접점 N11에 각각 접속된 트랜지스터 Tr11(다이오드 접속용 트랜지스터)과, 게이트단자가 선택라인 Ls에, 소스단자가 데이터라인 Ld에, 드레인단자가 접점 N12에 각각 접속된 트랜지스터 Tr12(선택 트랜지스터)와, 게이트단자가 접점 N11에, 드레인단자가 전원전압라인 Lv에, 소스단자가 접점 N12에 각각 접속된 트랜지스터 Tr13(구동 트랜지스터)과, 접점 N11 및 접점 N12간(트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간)에 접속된 캐패시터 Cs(용량 소자)를 구비하고 있다.

트랜지스터 Tr13은 상술한 화소회로부 DCx의 주요부 구성(도 1)에 나타낸 구동 트랜지스터 T1에 대응하고, 또 트랜지스터 Tr11은 유지 트랜지스터 T2에 대응하고, 캐패시터 Cs는 캐패시터 Cx에 대응하며, 접점 N11 및 N12는 각각 접점 N1 및 접점 N2에 대응한다. 또, 선택 드라이버(120)로부터 선택라인 Ls에 인가되는 선택신호 Ssel은 상술한 유지제어신호 Shld에 대응하고, 데이터 드라이버(140)로부터 데이터라인 Ld에 인가되는 계조지정신호(계조지정전압 Vpix)는 상술한 데이터전압 Vdata에 대응한다.

유기EL장치 OLED는 애노드단자가 상기 화소구동회로 DC의 접점 N12에 접속되고, 캐소드단자 TMc에는 일정한 저전압인 기준전압 Vss가 인가되고 있다. 여기서, 후술하는 표시장치의 구동제어동작에 있어서, 표시데이터에 따른 계조지정신호(계조지정전압 Vpix)가 화소구동회로 DC에 공급되는 기입동작기간에 있어서는 데이터 드라이버(140)로부터 인가되는 계조지정전압 Vpix, 기준전압 Vss, 발광동작기간에 전원전압라인 Lv에 인가되는 고전위의 전원전압 Vcc(=Vcce)는 상술한 식 3～식 10의 관계를 만족시키고 있고, 고로 기입시에 유기EL장치 OLED가 점등하는 일은 없다.

캐패시터 Cs는 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 형성되는 기생 용량이어도 좋고, 해당 기생용량에 부가하여 접점 N11 및 접점 N12간에 트랜지스터 Tr13 이외의 용량소자를 접속한 것이어도 좋으며, 이들 양쪽이어도 좋다.

트랜지스터 Tr11～Tr13에 대해서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 모두 n채널형의 전계효과형 트랜지스터에 의해 구성하는 것에 의해, n채널형의 어모퍼스 실리콘 박막 트랜지스터를 적용할 수 있다. 이 경우, 이미 확립된 어모퍼스 실리콘 제조 기술을 이용하여, 장치특성(전자이동도 등)이 안정된 어모퍼스 실리콘 박막 트랜지스터로 이루어지는 화소구동회로 DC를 비교적 간이한 제조 프로세스로 제조할 수 있다. 이하의 설명에 있어서는 트랜지스터 Tr11～Tr13으로서 모두 n채널형의 박막 트랜지스터를 적용한 경우에 대해 설명한다.

표시화소 PIX(화소구동회로 DC)의 회로 구성에 대해서는 도 10에 나타낸 것에 한정되는 것은 아니고, 적어도 도 1에 나타낸 바와 같은 구동 트랜지스터 T1, 유지 트랜지스터 T2 및 캐패시터 Cx에 대응하는 소자를 구비하고, 구동 트랜지스터 T1의 전류로가 전류구동형의 발광장치(유기EL장치 OLED)에 직렬로 접속된 것이면, 다른 회로구성을 갖는 것이어도 좋다. 또, 화소구동회로 DC에 의해 발광 구동되는 발광장치에 대해서도, 유기EL장치 OLED에 한정되는 것은 아니고, 발광 다이오드 등의 다른 전류 구동형의 발광장치이어도 좋다.

(선택 드라이버)

선택 드라이버(120)는 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 선택제어신호에 의거하여, 각 선택라인 Ls에 선택레벨(도 10에 나타낸 표시화소 PIX에 있어서는 하이레벨)의 선택신호 Ssel을 인가하는 것에 의해, 각 행마다의 표시화소 PIX를 선택 상태로 설정한다. 구체적으로는 각 행의 표시화소 PIX에 대해, 후술하는 임계값 전압 검출기간 Tdec 및, 표시구동기간 Tcyc에 있어서의 기입동작기간 Twrt 중, 선택레벨(하이레벨)의 선택신호 Ssel을 해당 행의 선택라인 Ls에 인가하는 동작을 각 행마다 소정의 타이밍에서 순차 실행하는 것에 의해, 각 행의 표시화소 PIX를 순차 선택상태로 설정한다(선택기간).

사용에 있어서 선택 드라이버(120)는 예를 들면, 후술하는 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 선택제어신호에 의거하여, 각 행의 선택라인 Ls에 대응하는 시프트신호를 순차 출력하는 시프트 레지스터와, 해당 시프트신호를 소정의 신호레벨(선택레벨)로 변환하여, 각 행의 선택라인 Ls에 선택신호 Ssel로서 순차 출력하는 출력회로부(출력버퍼)를 구비할 수 있다. 선택 드라이버(120)에 포함되는 트랜지스터의 일부 또는 전부를 화소구동회로 DC 내의 트랜지스터 Tr11～Tr13과 함께 일괄해 어모퍼스 실리콘 트랜지스터로서 제조해도 좋다.

(전원 드라이버)

전원 드라이버(130)는 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 전원제어신호에 의거하여, 각 전원전압라인 Lv에, 적어도, 발광동작기간 이외의 동작기간(임계값 전압 검출기간 Tdec 및, 표시구동기간 Tcyc에 있어서의 기입동작기간 Twrt)에 있어서는 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 인가하고, 발광동작 기간에 있어서는 저전위의 전원전압 Vccw보다 고전위의 전원전압 Vcc(=Vcce＞Vccw)를 인가한다.

본 실시형태에 있어서는 도 9에 나타내는 바와 같이, 표시화소 PIX가 예를 들면, 표시영역(110)의 위쪽영역과 아래쪽영역으로 그룹 분류되고, 그룹마다 분기한 개별의 전원전압라인 Lv가 배치되어 있으므로, 전원 드라이버(130)는 위쪽영역의 그룹의 동작기간에 있어서는 제 1 전원전압라인 Lv1을 통해, 위쪽영역에 배열된 표시화소 PIX에 대해 전원전압 Vcc를 출력하고, 아래쪽영역의 그룹의 동작기간에 있어서는 제 2 전원전압라인 Lv2를 통해, 아래쪽영역에 배열된 표시화소 PIX에 대해 전원전압 Vcc를 출력한다.

사용에 있어서 전원 드라이버(130)는 예를 들면, 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 전원제어신호에 의거하여, 각 영역(그룹)의 전원전압라인 Lv에 대응하는 타이밍신호를 생성하는 타이밍 생성기(generator)(예를 들면 시프트신호를 순차 출력하는 시프트 레지스터 등)와, 타이밍신호를 소정의 전압레벨(전압값 Vccw, Vcce)로 변환하여, 각 영역의 전원전압라인 Lv에 전원전압 Vcc로서 출력하는 출력회로부를 구비한 것을 적용할 수 있다. 제 1 전원전압라인 Lv1 및 제 2 전원전압라인 Lv2와 같이 개수가 적으면, 전원 드라이버(130)를 표시패널(170)에 배치하지 않고, 시스템 콘트롤러(150)의 일부에 배치해도 좋다.

(데이터 드라이버)

데이터 드라이버(140)는 후술하는 표시신호 생성회로(160)로부터 공급되는 표시화소 PIX마다의 표시데이터(휘도계조 데이터)에 따른 신호전압(계조유효전압 Vreal)을 보정하여, 상기 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13(구동 트랜지스터 T1에 상당함)이 설치된 각 표시화소 PIX의 발광구동동작에 기인하는 전압(화소구동회로 DC 고유의 전압특성)에 대응한 데이터전압(계조지정전압 Vpix)을 생성하고, 데이터라인 Ld를 통해 각 표시화소 PIX에 공급한다.

데이터 드라이버(140)는 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)와, 표시데이터 래치부(142)와, 계조전압 생성부(143)와, 임계값 검출전압 아날로그-디지털 변환기(이하,「검출전압 ADC」로 약기하고, 도면 중에서는「VthADC」로 표기함)(144)와, 보상전압 디지털-아날로그 변환기(이하,「보상전압 DAC」로 약기하고, 도면 중에서는 「VthDAC」로 표기함)(145)와, 임계값 데이터 래치부(도면 중에서는「Vth 데이터 래치부」로 표기함)(146)와, 프레임메모리(147)와, 전압 가산부(148)와, 데이터라인 입출력 전환부(149)를 포함한다.

표시데이터 래치부(142), 계조전압 생성부(143), 검출전압 ADC(144), 보상전압 DAC(145), 임계값 데이터 래치부(146), 전압 가산부(148) 및 데이터라인 입출력 전환부(149)는 각 열의 데이터라인 Ld마다 설치되고, 본 실시형태에 관한 표시장치(100)에 있어서는 m조 설치되어 있다. 또, 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141) 및 프레임메모리(147)는 복수열의 데이터라인 Ld마다(예를 들면 모든 열)에 공통으로 1 또는 복수조(＜m조) 설치되어 있다.

시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)는 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 제어신호에 의거하여, 시프트신호를 순차 출력하는 시프트 레지스터와, 해당 시프트신호에 의거하여, 적어도 외부로부터 공급되는 디지털신호로 이루어지는 휘도계조 데이터를 순차 페치하는 데이터 레지스터를 포함한다.

더욱 구체적으로는 표시신호 생성회로(160)로부터 시리얼 데이터로서 순차 공급되는 표시영역(110)의 1행분의 각 열의 표시화소 PIX에 대응한 표시데이터(휘도계조 데이터)를 순차 페치하고, 열마다 설치된 표시데이터 래치부(142)에 병렬적으로 전송하는 동작, 또는 검출전압 ADC(144)에 의해 디지털신호로 변환되고, 임계값 데이터 래치부(146)에 유지된 1행분의 표시화소 PIX의 임계값 전압(임계값 검출 데이터)을 순차 페치하고, 프레임메모리(147)에 전송하는 동작, 혹은 프레임메모리(147)로부터 특정의 1행분의 표시화소 PIX의 임계값 보상 데이터를 순차 페치하고, 임계값 데이터 래치부(146)에 전송하는 동작의 어느 하나를 선택적으로 실행한다. 또한, 이들 각 동작에 대해서는 상세하게 후술한다.

표시데이터 래치부(142)는 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 제어신호에 의거하여, 상기 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)에 의해 외부로부터 페치되고 전송된 1행분의 표시화소 PIX의 표시데이터(휘도계조 데이터)를 각 열마다 유지한다.

계조전압 생성부(계조지정신호 생성 수단, 계조전압 생성부, 무발광 표시전압 인가수단)(143)는 유기EL장치(전류제어형의 발광장치) OLED를 표시데이터에 대응한 휘도계조로 발광 동작시키기 위한, 소정의 전압값을 갖는 계조유효전압 Vreal, 또는 유기EL장치 OLED를 발광 동작시키지 않고 흑표시(최저 휘도계조) 상태로 설정(무발광 동작)하기 위한 소정의 전압값을 갖는 무발광 표시 전압 Vzero의 어느 하나를 선택적으로 공급하는 기능을 구비하고 있다.

여기서, 표시데이터에 따른 전압값을 갖는 계조유효전압 Vreal을 공급하는 구성으로서는 예를 들면, 도시를 생략한 전원공급수단으로부터 공급되는 계조기준전압에 의거하여, 상기 표시데이터 래치부(142)에 유지된 각 표시데이터의 디지털신호 전압을, 아날로그신호 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(D/A컨버터)와, 소정의 타이밍에서 해당 아날로그신호 전압을 상기 계조유효전압 Vreal로서 출력하는 출력회로를 구비한 구성을 적용할 수 있다.또한, 계조유효전압 Vreal의 상세에 대해서는 후술한다.

또, 무발광 표시 전압 Vzero는 후술하는 구동방법(무발광 표시 동작)에 나타내는 바와 같이, 전압 가산부(148)에 있어서의 보상전압 Vpth와의 합산에 의해 생성되는 계조지정전압 Vpix(0)의 기입동작에 의해, 표시화소 PIX를 구성하는 화소구동회로 DC에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(캐패시터 Cs)에 축적된 전하를 충분히 방전해서, 게이트-소스간 전압 Vgs(캐패시터 Cs의 양단 전위)를 적어도 해당 트랜지스터 Tr13 고유의 임계값 전압 Vth13 이하, 바람직하게는 0V로 설정하기(또는 0V에 근사시키기) 위해 필요한 임의의 전압값으로 설정되어 있다. 여기서, 무발광 표시 전압 Vzero 및, 흑표시에 대응한 미소한 전류값의 기입전류 Iwrt를 생성하기 위한 계조기준전압도, 상술과 마찬가지로 예를 들면, 도시를 생략한 전원공급수단 등으로부터 공급된다.

검출전압 ADC(전압검출수단)(144)는 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 설치된 발광장치(유기EL장치 OLED)에 발광 구동전류를 공급하는 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압(또는 해당 임계값 전압에 대응하는 전압성분)을 아날로그 신호 전압으로서 페치하고(검출하고), 디지털신호 전압으로부터 이루어지는 임계값 검출 데이터(전압값 데이터)로 변환한다.

보상전압 DAC(검출용전압 인가수단, 계조지정신호 생성 수단, 보상전압 생성부)(145)는 각 표시화소 PIX에 설치된 상기 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압을 보상하기 위한 디지털신호 전압으로 이루어지는 임계값 보상데이터에 의거하여, 아날로그신호 전압으로 이루어지는 보상전압 Vpth를 생성한다. 또, 후술하는 구동방법에 나타내는 바와 같이, 상기 검출전압 ADC(144)에 의해 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압을 측정하는 동작(임계값 전압 검출 동작)에 있어서, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(캐패시터 Cs의 양단)에, 해당 트랜지스터 Tr13 스위칭소자의 임계값 전압보다 높은 전위차가 설정(전압성분이 유지)되도록, 소정의 검출용전압 Vpv를 출력할 수 있도록 구성되어 있다.

임계값 데이터 래치부(146)는 1행분의 각 표시화소 PIX마다, 상기 검출전압 ADC(144)에 의해 변환, 생성된 임계값 검출 데이터를 페치해서 유지하고, 해당 임계값 검출 데이터를 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)를 거쳐서, 후술하는 프레임메모리(147)에 순차 전송하는 동작, 또는 프레임메모리(147)로부터 상기 임계값 검출 데이터에 따른 1행분의 각 표시화소 PIX마다의 임계값 보상 데이터를 순차 페치해서 유지하고, 해당 임계값 보상 데이터를 보상전압 DAC(145)에 전송하는 동작의 어느 하나를 선택적으로 실행한다.

프레임메모리(기억수단)(147)는 표시영역(110)에 배열된 각 표시화소 PIX로의 표시데이터(휘도계조 데이터)의 기입동작에 앞서, 상기 검출전압 ADC(144) 및 임계값 데이터 래치부(146)에 의해 1행분의 각 표시화소 PIX 마다 검출된 임계값 전압에 의거하는 임계값 검출 데이터를, 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)를 거쳐서 순차 페치하고, 1화면(1프레임)분의 각 표시화소 PIX마다 개별적으로 기억시키는 동시에, 해당 임계값 검출 데이터를 임계값 보상 데이터로서, 혹은 해당 임계값 검출 데이터에 따른 임계값 보상 데이터를, 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)를 통해 순차 출력하고, 임계값 데이터 래치부(146)(보상전압 DAC(145))에 전송한다.

전압 가산부(계조지정신호 생성 수단, 연산 회로부)(148)는 계조전압 생성부(143)로부터 출력되는 전압성분과, 보상전압 DAC(145)로부터 출력되는 전압성분을 가산하여, 후술하는 데이터라인 입출력 전환부(149)를 통해 표시영역(110)의 열방향에 배치되는 데이터라인 Ld에 출력하는 기능을 구비하고 있다. 구체적으로는 각 표시화소 PIX에 있어서의 임계값 전압을 검출하는 임계값 전압 검출 동작시에 있어서는 보상전압 DAC(145)로부터 출력되는 검출용전압 Vpv를 출력하고, 표시화소 PIX(발광장치)의 발광동작을 수반하는 계조표시 동작시에 있어서는 계조전압 생성부(143)로부터 출력되는 계조유효전압 Vreal과, 보상전압 DAC(145)로부터 출력되는 보상전압 Vpth를 아날로그적(계조전압 생성부(143)가 D/A컨버터를 구비하고 있는 경우)으로 가산해서, 그 총합으로 되는 전압성분을 계조지정전압 Vpix로서 출력하고, 또 표시화소 PIX(발광장치)의 발광동작을 수반하지 않는 무발광 표시동작(흑표시동작)시에 있어서는 계조전압 생성부(143)로부터 출력되는 무발광 표시 전압 Vzero에 보상전압 Vpth를 가산하는 일 없이, 무발광 표시 전압 Vzero를 그대로 계조지정전압 Vpix(0)(=Vzero)로서 출력하는 기능을 구비하고 있다.

데이터라인 입출력 전환부(신호경로 전환수단)(149)는 데이터라인 Ld를 거쳐 각 표시화소 PIX에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터의 임계값 전압, 또는 해당 임계값 전압에 대응하는 전압을 검출전압 ADC(144)에 페치하고, 측정하기 위한 전압 검출측 스위치 SW1과, 상기 전압 가산부(148)로부터 선택적으로 출력되는 검출용전압 Vpv, 계조지정전압 Vpix, 또는 계조지정전압 Vpix(0)(=Vzero)을 데이터라인 Ld를 통해 각 표시화소 PIX에 공급하기 위한 전압인가측 스위치 SW2를 구비하고 있다.

여기서, 전압검출측 스위치 SW1 및 전압인가측 스위치 SW2는 예를 들면, 채널극성이 다른 전계효과형 트랜지스터(박막 트랜지스터)에 의해 구성할 수 있고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 전압검출측 스위치 SW1로서 p채널형의 박막 트랜지스터를 적용하고, 또, 전압인가측 스위치 SW2로서 n채널형의 박막 트랜지스터를 적용할 수 있다. 이들 박막 트랜지스터의 게이트단자(제어단자)는 동일한 신호선에 접속되고, 해당 신호선에 인가되는 전환제어신호 AZ의 신호레벨에 의거하여 각각 온, 오프 상태가 제어된다.

데이터라인 Ld로부터 전압검출측 스위치 SW1까지의 배선저항 및 용량과, 데이터라인 Ld로부터 전압인가측 스위치 SW2까지의 배선저항 및 용량은 각각 실질적으로 동일하도록 설정되어 있다. 따라서, 데이터라인 Ld에 의한 전압 강하는 전압검출측 스위치 SW1 및 전압인가측 스위치 SW2의 어느 것이라도 동등하게 된다.

(시스템 콘트롤러)

시스템 콘트롤러(150)는 선택 드라이버(120), 전원 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)의 각각에 대해, 동작상태를 제어하는 선택 제어신호 및 전원 제어신호, 데이터 제어신호를 공급하는 것에 의해, 각 드라이버를 소정의 타이밍에서 동작시켜, 소정의 전압레벨을 갖는 선택신호 Ssel 및 전원전압 Vcc, 계조지정전압 Vpix 등을 생성하여 출력시키고, 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 대한 일련의 구동제어동작(전압인가동작 및 전압집속동작, 전압판독동작을 갖는 임계값 전압 검출동작 및, 기입동작 및 발광동작을 갖는 표시구동동작)을 실행시켜, 영상신호에 의거하는 소정의 화상정보를 표시영역(110)에 표시시키는 제어를 실행한다.

(표시신호 생성회로)

표시신호 생성회로(160)는 예를 들면, 표시장치(100)의 외부로부터 공급되는 영상신호로부터 휘도계조 신호 성분을 추출하고, 표시영역(110)의 1행분마다 해당 휘도계조 신호 성분을 디지털신호로 이루어지는 표시데이터(휘도계조 데이터)로서 데이터 드라이버(140)의 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)에 공급한다. 여기서, 상기 영상신호가 텔레비전 방송신호(콤퍼짓(composite) 영상신호)와 같이, 화상정보의 표시 타이밍을 규정하는 타이밍신호 성분을 포함하는 경우에는 표시신호 생성회로(160)는 상기 휘도계조 신호 성분을 추출하는 기능 외에, 타이밍신호 성분을 추출해서 시스템 콘트롤러(150)에 공급하는 기능을 갖는 것이어도 좋다. 이 경우에 있어서는 상기 시스템 콘트롤러(150)는 표시신호 생성회로(160)로부터 공급되는 타이밍신호에 의거하여, 선택 드라이버(120)나 전원 드라이버(130), 데이터 드라이버(140)에 대해 개별적으로 공급하는 각 제어신호를 생성한다.

(표시장치의 구동방법)

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 표시장치에 있어서, 표시화소의 발광장치를 발광 동작시켜 계조표시를 실행하는 경우의 구동방법으로 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 관한 표시장치(100)에 있어서의 구동제어동작은 크게 나누어, 후술하는 표시구동동작(기입동작, 발광동작)에 앞서는 임의의 타이밍에서, 표시영역(110)에 배열된 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13(고유의 장치특성)을 측정하여 각 표시화소 PIX마다 기억하는 임계값 전압 검출 동작(임계값 전압 검출 기간)과, 해당 임계값 전압 검출 동작의 종료 후, 각 표시화소 PIX에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13에, 표시데이터에 따른 소정의 전압값을 갖는 계조유효전압 Vreal에 해당 트랜지스터 Tr13 고유의 임계값 전압의 소정수배로 되는 전압성분(보상전압 Vpth=βVth13(β＞1))을 가산하여 생성되는 계조지정전압 Vpix를 기입하고, 표시데이터에 따른 원하는 휘도계조로 유기EL장치 OLED를 발광 동작시키는 표시구동동작(표시구동기간)을 포함하고 있다.

이하, 각 제어동작에 대해 설명한다.

(임계값 전압(threshold voltage) 검출 동작)

도 11은 본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서의 구동방법에 적용되는 임계값 전압 검출 동작의 일례를 나타내는 타이밍도이다.

또, 도 12는 본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서의 구동방법에 적용되는 전압인가동작을 나타내는 개념도이다.

도 13은 본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서의 구동방법에 적용되는 전압집속동작을 나타내는 개념도이다.

도 14는 본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서의 구동방법에 적용되는 전압판독동작을 나타내는 개념도이다.

도 15는 n채널형의 트랜지스터에 있어서, 게이트-소스간 전압을 소정의 조건으로 설정하고, 드레인-소스간 전압을 변조했을 때의 드레인-소스간 전류 특성의 일례를 나타낸 도면이다.

본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서의 임계값 전압 검출 동작은 도 11에 나타내는 바와 같이, 소정의 임계값 전압 검출 기간 Tdec내에, 데이터 드라이버(140)로부터 데이터라인 Ld를 통해, 표시화소 PIX에 임계값 전압 검출용의 전압(검출용전압 Vpv)을 인가하여, 표시화소 PIX의 화소구동회로 DC에 설치된 발광구동용 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 상기 검출용전압 Vpv에 대응하는 전압성분을 유지시키는(즉, 캐패시터 Cs에 검출용전압 Vpv에 따른 전하를 축적하는) 전압인가기간(검출용전압 인가 스텝) Tpv와, 해당 전압인가기간 Tpv에 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 유지한 전압성분(캐패시터 Cs에 축적된 전하)의 일부를 방전하여, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids의 임계값 전압 Vth13에 상당하는 전압성분(전하)만을 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 유지시키는(캐패시터 Cs에 잔류시키는) 전압집속기간 Tcv와, 해당 전압집속기간 Tcv의 경과 후에, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 유지된 전압성분(캐패시터 Cs에 잔류하는 전하에 의거하는 전압값; 임계값 전압 Vth13)을 측정하여, 디지털데이터로 변환하여 프레임메모리(147)의 소정의 기억영역에 저장(기억)하는 전압판독기간(전압검출스텝) Trv를 포함하도록 설정되어 있다(Tdec≥Tpv+Tcv+Trv).

상기 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids의 임계값 전압 Vth13은, 해당 드레인-소스 단자간에 얼마 안되는 전압을 추가로 부가하는 것에 의해 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids가 흐르기 시작하는 동작경계로 되는 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs이다.

특히, 본 실시형태에 관한 전압판독기간 Trv에 있어서 측정되는 임계값 전압 Vth13은 트랜지스터 Tr13의 제조초기상태의 임계값 전압에 대해, 구동이력(발광이력)이나 사용 시간등에 의해 변동(Vth 시프트)이 생긴 후의, 해당 임계값 전압 검출 동작의 실행시점에 있어서의 임계값 전압을 나타낸다.

다음에, 임계값 전압 검출 동작에 관한 각 동작기간에 대해 더욱 더 상세하게 설명한다.

(전압인가기간)

우선, 전압인가기간 Tpv에 있어서는 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이, 화소구동회로 DC의 선택라인 Ls에 선택레벨(하이레벨)의 선택신호 Ssel이 인가되고, 또 전원전압라인 Lv에는 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가된다. 여기서, 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)는 기준전압 Vss이하의 전압이면 좋고, 예를 들면 접지 전위 GND이어도 좋다.

이 타이밍에 동기하고, 전환제어신호 AZ가 하이레벨로 설정되어 전압인가측 스위치 SW2가 온상태, 전압검출측 스위치 SW1가 오프상태로 설정되는 동시에, 계조전압 생성부(143)로부터의 출력이 정지, 또는 차단되는 것에 의해, 보상전압 DAC(145)로부터 출력되는 임계값 전압의 검출용전압 Vpv가 전압 가산부(148) 및 데이터라인 입출력 전환부(149)(전압인가측 스위치 SW2)를 거쳐서 데이터라인 Ld에 인가된다.

이것에 의해, 표시화소 PIX를 구성하는 화소구동회로 DC에 설치된 트랜지스터 Tr11 및 Tr12가 온동작하고, 전원전압 Vcc(=Vccw)가 트랜지스터 Tr11을 통해 트랜지스터 Tr13의 게이트단자 및 캐패시터 Cs의 일단측(접점 N11)에 인가되는 동시에, 데이터라인 Ld에 인가된 상기 검출용전압 Vpv가 트랜지스터 Tr12를 거쳐서 트랜지스터 Tr13의 소스단자 및 캐패시터 Cs의 타단측(접점 N12)에 인가된다.

표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 있어서, 유기EL장치 OLED에 발광 구동전류를 공급하는 n채널형의 트랜지스터 Tr13에 대해, 소정의 게이트-소스간 전압 Vgs일 때에, 드레인-소스간 전압 Vds를 변조했을 경우의 드레인-소스간 전류 Ids의 변화특성을 검증하면, 도 15에 나타내는 특성도로 나타낼 수 있다.

도 15에 있어서, 가로축은 트랜지스터 Tr13의 분압과 그것에 직렬로 접속된 유기EL장치 OLED의 분압을 나타내고, 세로축은 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 단자간의 전류 Ids의 전류값를 나타내고 있다.

도 15에 있어서, 도면중의 일점쇄선은 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간의 임계값 전압의 경계선이며, 해당 경계선의 좌측이 불포화영역이고, 우측이 포화영역으로 되어 있다. 실선은 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 최고휘도계조로의 발광동작시의 전압 Vgsmax 및, 최고휘도계조 이하의 임의의(다른) 휘도계조로의 발광동작시의 전압 Vgs1(＜Vgsmax), Vgs2(＜Vgs1)에 각각 고정했을 때에, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전압 Vds를 변조했을 때의 드레인-소스간 전류 Ids의 변화특성을 나타내고 있다. 파선은 유기EL장치 OLED를 발광 동작시키는 경우의 부하특징선(EL 부하선)이고, 해당 EL 부하선의 우측의 전압은 전원전압 Vcc-기준전압 Vss간 전압(일례로서 도면중에서는 20 V)에 있어서의 유기EL장치 OLED의 분압으로 되어, EL 부하선의 좌측이 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 단자간의 전압 Vds에 상당한다. 이 유기EL장치 OLED의 분압은 휘도계조가 높아질수록, 즉 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids(발광구동전류≒계조전류)의 전류값이 증대할수록 점차 증대한다.

도 15에 있어서, 불포화영역에서는 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 일정하게 설정했을 경우라도, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전압 Vds가 높아지는 것에 따라 드레인-소스간 전류 Ids의 전류값이 현저하게 커진다(변화한다). 한편, 포화영역에서는 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 일정하게 설정했을 경우, 드레인-소스간 전압 Vds가 높아져도 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids는 별로 증가하지 않고, 거의 일정으로 된다.

전압인가기간 Tpv에 있어서, 보상전압 DAC(145)로부터 데이터라인 Ld(또는, 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)의 트랜지스터 Tr13의 소스단자)에 인가되는 상기 검출용전압 Vpv는 저전위로 설정된 전원전압 Vcc(=Vccw)보다 충분히 낮고, 또한 도 15에 나타낸 특성도에 있어서 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs가 포화특성을 나타내는 영역의 드레인-소스간 전압 Vds를 얻을 수 있는 전압값으로 설정되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 상기 검출용전압 Vpv로서 예를 들면, 보상전압 DAC(145)로부터 데이터라인 Ld에 인가 가능한 최대전압으로 설정하는 것이어도 좋다.

검출용전압 Vpv는 다음 수학식(11)을 만족시키도록 설정되어 있다.

｜Vgs-Vpv｜＞Vth12＋Vth13

상기 수학식(11)에 있어서, Vth12는 트랜지스터 Tr12의 게이트단자에 온레벨의 선택신호 Ssel이 인가되었을 때의 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스 단자간의 임계값 전압이다. 또, 트랜지스터 Tr나타내는 바와 같이의 게이트단자 및 드레인단자에는 함께 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가되고, 서로 거의 등전위(等電位)로 되어 있으므로, Vth13은 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전압의 임계값 전압이고, 해당 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간의 임계값 전압이기도 하다. 또한, Vth12＋Vth13은 경시적으로 서서히 높아지게 되지만, 항상 수학식(11)을 만족시키도록 (Vgs-Vpv)의 전위차가 크게 설정되어 있다.

트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간(즉, 캐패시터 Cs의 양단)에, 트랜지 스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13보다 큰 전위차 Vcp가 인가됨에 따라, 이 전압 Vcp에 따른 대전류의 검출용전류 Ipv가 전원전압라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 단자간을 통해, 데이터 드라이버(140)의 보상전압 DAC(145)를 향해서 강제적으로 흐른다. 따라서, 신속하게 캐패시터 Cs의 양단에 해당 검출용전류 Ipv에 의거하는 전위차에 대응하는 전하가 축적된다(즉, 캐패시터 Cs에 전압 Vcp가 충전된다). 또한, 전압인가기간 Tpv에 있어서는, 캐패시터 Cs에 전하가 축적될 뿐만 아니라, 전원전압라인 Lv로부터 데이터라인 Ld에 이르는 전류루트에 형성된, 혹은 기생하는 기타 용량성분에도 검출용전류 Ipv가 흐르기 위해 전하의 축적이 실행된다.

이 때, 유기EL장치 OLED의 캐소드단자에는 상기 전원전압라인 Lv에 인가되는 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)이상의 기준전압 Vss(=GND)가 인가되고 있으므로, 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드간은 무전계 상태 또는 역바이어스 상태로 설정되게 되어, 유기EL장치 OLED에는 발광구동전류가 흐르지 않고 발광동작은 실행되지 않는다.

(전압수습기간)

다음에, 상기 전압인가기간 Tpv 종료 후의 전압집속기간 Tcv에 있어서는, 도 11, 도 13에 나타내는 바와 같이, 선택라인 Ls에 온레벨의 선택신호 Ssel이 인가되고, 또 전원전압라인 Lv에 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가된 상태에서 전환제어신호 AZ가 로우레벨로 전환 설정되는 것에 의해, 전압검출측 스위치 SW1이 온상태로 설정되는 동시에, 전압인가측 스위치 SW2가 오프상태로 설정된다. 또, 보상전압 DAC(145)로부터의 검출용전압 Vpv의 출력이 정지된다. 이것에 의해, 트랜지스 터 Tr11, Tr12는 온상태를 유지하기 위해, 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)는 데이터라인 Ld와의 전기적인 접속상태는 유지되지만, 해당 데이터라인 Ld로의 전압인가가 차단되므로, 캐패시터 Cs의 타단측(접점 N12)은 하이 임피던스 상태로 설정된다.

이 때, 상술한 전압인가기간 Tpv에 있어서, 캐패시터 Cs에 축적된 전하(Vgs=Vcp＞Vth13)에 의해 트랜지스터 Tr13의 게이트전압이 유지되게 되어, 트랜지스터 Tr13은 온상태를 유지하고, 해당 드레인-소스 단자간에 전류가 계속 흐르므로, 트랜지스터 Tr13의 소스단자측(접점 N12; 캐패시터 Cs의 타단측)의 전위가 드레인단자측(전원전압라인 Lv측)의 전위에 가까워지도록 서서히 상승해간다.

이어서, 캐패시터 Cs에 축적된 전하의 일부가 방전되고, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs가 저하하게 되어, 최종적으로 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13에 집속하도록 변화한다. 또, 이것에 수반하여 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids가 감소하고, 최종적으로 해당 전류의 흐름이 정지한다.

또한, 이 전압집속기간 Tcv에 있어서도, 유기EL장치 OLED의 애노드단자(접점 N12)의 전위는 캐소드단자측의 기준전압 Vss와 동등하거나 또는 그 이하의 전위를 갖고 있으므로, 유기EL장치 OLED에는 여전히 무전압 또는 역바이어스 전압이 인가되게 되어, 유기EL장치 OLED는 발광 동작하지 않는다.

(전압판독기간)

다음에, 상기 전압집속기간 Tcv 경과 후의 전압판독기간 Trv에 있어서는 도 11, 도 14에 나타내는 바와 같이, 전압집속기간 Tcv와 마찬가지로, 선택라인 Ls에 온레벨의 선택신호 Ssel이 인가되고, 또 전원전압라인 Lv에 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가되며, 전환제어신호 AZ가 로우레벨로 설정된 상태에서 데이터라인 Ld에 전기적으로 접속된 검출전압 ADC(144) 및 임계값 데이터 래치부(146)에 의해, 해당 데이터라인 Ld의 전위(검출전압 Vdec)를 측정한다.

여기서, 상기 전압집속기간 Tcv 경과 후의 데이터라인 Ld는 온상태로 설정된 트랜지스터 Tr12를 통해, 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)측에 접속된 상태이고, 또 상술한 바와 같이, 해당 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)측의 전위는 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13에 상당하는 전하가 축적된 캐패시터 Cs의 타단측의 전위에 상당한다.

해당 트랜지스터 Tr13의 게이트단자(접점 N11)측의 전위는 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13에 상당하는 전하가 축적된 캐패시터 Cs의 일단측의 전위로써, 이 때 온상태로 설정된 트랜지스터 Tr11을 통해, 저전위의 전원전압 Vcc에 접속된 상태에 있다.

이것에 의해, 검출전압 ADC(144)에 의해 측정되는 데이터라인 Ld의 전위는 트랜지스터 Tr13의 소스단자측의 전위, 또는 해당 전위에 대응하는 전위에 상당하게 되므로, 해당 검출전압 Vdec와 미리 설정전압이 판명되어 있는 저전위의 전원전압 Vcc(예를 들면, Vccw=GND)의 차이분(전위차)에 의거하여, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs(캐패시터 Cs의 양단 전위), 즉, 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13, 또는 해당 임계값 전압 Vth13에 대응하는 전압을 검출할 수 있다.

이와 같이 하여 검출된 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13(아날로그 신호 전압)은 검출전압 ADC(144)에 의해 디지털 신호전압으로 이루어지는 임계값 검출 데이터로 변환되고, 임계값 데이터 래치부(146)에 일단 유지된 후, 1행분의 각 표시화소 PIX의 임계값 검출 데이터를 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141)에 의해 차례차례 출력하고, 프레임메모리(147)의 소정의 기억영역에 격납(기억)한다. 여기서, 각 표시화소 PIX의 화소구동회로 DC에 설치된 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13은 각 표시화소 PIX에 있어서의 구동이력(발광이력) 등에 의해 변동(Vth 시프트)의 정도가 다르기 때문에, 프레임메모리(147)에는 각 표시화소 PIX 고유의 임계값 검출 데이터가 기억되게 된다.

본 실시형태에 관한 표시장치의 구동방법에 있어서는, 상술한 바와 같은 일련의 임계값 전압 검출 동작이 각 행의 표시화소 PIX에 대해 다른 타이밍에서 차례차례 실행된다. 또, 이러한 일련의 임계값 전압 검출 동작은 후술 하는 표시구동동작에 앞서는 임의의 타이밍, 예를 들면, 시스템(표시장치)의 기동시나 휴지 상태로부터의 복기시 등에 실행되며, 후술하는 구동방법의 구체적인 예에 있어서도 설명하는 바와 같이, 표시영역(110)에 배열된 모든 표시화소 PIX에 대해 소정의 임계값 전압 검출 기간 내에 실행된다.

(표시구동동작: 계조표시동작)

우선, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 표시장치 및 표시화소에 있어서, 발광장치를 원하는 휘도계조로 발광동작(계조표시동작)시키는 경우의 구동방법으로 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

도 16은 본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서, 계조표시동작을 실행하는 경우의 구동방법을 나타내는 타이밍도이다.

도 17은 본 실시형태에 관한 구동방법(계조표시동작)에 있어서, 기입동작을 나타내는 개념도이다.

도 18은 본 실시형태에 관한 구동방법(계조표시동작)에 있어서 유지동작을 나타내는 개념도이다.

도 19는 본 실시형태에 관한 구동방법(계조표시동작)에 있어서 발광동작을 나타내는 개념도이다.

본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서의 표시구동동작(계조표시동작)은 도 16에 나타내는 바와 같이, 소정의 표시구동기간(1처리 사이클기간) Tcyc 내에 데이터 드라이버(140)로부터 데이터라인 Ld를 통해 표시화소 PIX에 대해 표시데이터에 따른 계조유효전압 Vreal과 소정의 보상전압 Vpth(상세한 것은 후술함)에 의거하는 전압, 예를 들면, 계조유효전압 Vreal에 보상전압 Vpth를 가산한 전압을 계조지정전압 Vpix로서 인가하고, 해당 계조지정전압 Vpix에 의거한 기입전류(발광구동용 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids)를 표시화소 PIX의 화소구동회로 DC에 흘리며, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에, 후술하는 발광동작시에 있어서 화소구동회로 DC로부터 유기EL장치 OLED에 흐르는 발광구동전류(구동전류) Iem이 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압의 변동에 영향을 받는 일 없이, 표시데이터에 대응한 휘도계조로 발광 동작할 수 있는 전류값으로 되는 전압성분을 유지시키는(기입하는) 기입동작기간(계조지정신호 기입 스텝) Twrt와, 해당 기입동작에 의해 표시화소 PIX의 화소구동회로 DC에 설치된 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 기 입 설정된, 상기 계조지정전압 Vpix에 따른 전압성분, 즉 트랜지스터 Tr13이 상기 기입전류를 흘리는 정도의 전하를 캐패시터 Cs에 소정의 기간 유지하는 유지동작기간 Thld와, 상기 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 유지된 전압성분(캐패시터 Cs에 축적된 전하)에 의거하여, 표시데이터에 따른 전류값를 갖는 발광구동전류를 유기EL장치 OLED에 흘리고, 소정의 휘도계조로 발광 동작시키는 발광동작기간(계조표시스텝) Tem을 포함하도록 설정되어 있다(Tcyc≥Twrt＋Thld＋Tem).

본 실시형태에 관한 표시구동기간 Tcyc에 적용되는 한 개 처리의 사이클기간은 예를 들면, 표시화소 PIX가 1프레임의 화상 중 1화소분의 화상정보를 표시하는데 요하는 기간으로 설정된다. 즉, 후술하는 표시장치의 구동방법에 있어서 설명하는 바와 같이, 복수의 표시화소 PIX를 행방향 및 열방향으로 매트릭스 배열한 표시패널에, 1프레임의 화상을 표시하는 경우, 상기 1처리 사이클기간 Tcyc는 1행분의 표시화소 PIX가 1프레임의 화상 중 1행분의 화상을 표시하는데 요하는 기간으로 설정된다.

이하, 표시구동동작에 관한 각 동작기간에 대해 한층 더 자세하게 설명한다.

(기입동작기간)

우선, 기입동작기간 Twrt에 있어서는 우선, 도 16, 도 17에 나타내는 바와 같이, 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 선택제어신호에 의거하여, 선택 드라이버(120)로부터 표시영역(110)의 특정행의 선택라인 Ls에 대해, 선택 레벨(하이레벨)의 선택신호 Ssel이 인가되고, 또 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 전원제어신호에 의거하여, 전원 드라이버(130)로부터 상기 선택라인 Ls에 병행하여 배치 된 전원전압라인 Lv에 대해서 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw≤기준전압 Vss; 예를 들면, 접지전위 GND)이 인가된다.

이것에 의해, 해당 행의 표시화소 PIX의 화소구동회로 DC에 설치된 트랜지스터 Tr11 및 Tr12가 온동작하고, 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 트랜지스터 Tr11를 통해 트랜지스터 Tr13의 게이트단자(접점 N11; 캐패시터 Cs의 일단측)에 인가되는 동시에, 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12; 캐패시터 Cs의 타단측)가 트랜지스터 Tr12를 통해 데이터라인 Ld에 전기적으로 접속된다.

이 타이밍에 동기하고, 시스템 콘트롤러(150)로부터 데이터 제어신호로서 공급되는 전환제어신호 AZ가 하이레벨로 설정되며, 전압인가측 스위치 SW2가 온상태, 전압검출측 스위치 SW1이 오프상태로 설정된다. 또, 시스템 콘트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 제어신호에 의거하여, 전압 가산부(148)에 대해 보상전압 DAC(145)에 의해 생성된 보상전압 Vpth가 출력되는(보상전압 생성 스텝) 동시에, 표시신호 생성회로(160)로부터 시프트 레지스터ㆍ데이터 레지스터부(141) 및 표시데이터 래치부(142)를 통해 페치된 표시데이터(휘도계조 데이터)에 의거하여, 계조전압 생성부(143)에 의해 소정의 전압값을 갖는 계조유효전압 Vreal이 생성되고 출력된다(계조전압 생성 스텝).

전압 가산부(148)에 있어서는, 계조전압 생성부(143)로부터 출력되는 계조유효전압 Vreal에 보상전압 DAC(145)로부터 출력되는 보상전압 Vpth가 가산되고, 그 총합으로 되는 전압성분이 계조지정전압 Vpix로서 데이터라인 입출력 전환부(149)의 전압인가측 스위치 SW2를 통해 데이터라인 Ld로 인가된다(계조지정신호 기입 스 텝). 여기서, 계조지정전압 Vpix의 전압극성은 전원전압라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13, 접점 N12, 트랜지스터 Tr12, 데이터라인 Ld를 통해 데이터 드라이버(140)(전압 가산부(148)) 방향으로 전류가 흐르도록, 하기 수학식(12)와 같이 부극성(負極性)(Vpix＜0)으로 설정된다. 또, 계조유효전압 Vreal은 Vreal＞0으로 되는 정의 전압이다.

Vpix=(Vreal＋Vpth)

이것에 의해, 도 17에 나타내는 바와 같이, 데이터라인 Ld를 통해 상기 전원전압 Vcc(=Vccw)보다 저전위로 설정된 계조지정전압 Vpix가 트랜지스터 Tr13의 소스단자측(접점 N12; 캐패시터 Cs의 타단측)에 인가되는 것에 의해, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간(캐패시터 Cs의 양단)에 해당 계조지정전압 Vpix와 저전위의 전원전압 Vcc의 차이분(Vccw-Vpix)에 상당하는 전압성분 Vgs(전원전압 Vcc가 접지전위 GND의 경우에는 계조지정전압 Vpix에 상당하는 전압성분)가 유지된다(계조지정신호 기입 스텝).

즉, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 접속된 캐패시터 Cs의 양단에, 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압 Vth13에 의거하는 전압성분(보상전압 Vpth)과 계조유효전압 Vreal의 총합(Vreal＋Vpth)에 상당하는 전위차가 생기는 것에 의해, 해당 전위차에 따른 전하가 축적된다. 이 기입동작에 의해 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 형성되는 전위차는 해당 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압 Vth13을 웃도는 전압값으로 되기 때문에, 트랜지스터 Tr13는 온동작하고, 전 원전압라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13, 접점 N12, 트랜지스터 Tr12, 데이터라인 Ld를 통해 데이터 드라이버(140)(전압 가산부(148)) 방향으로 기입전류 Iwrt가 흐른다.

기입동작기간 Twrt에 있어서, 보상전압 DAC(145)로부터 출력되는 보상전압 Vpth는 상술한 임계값 전압 검출 동작에 있어서 각 표시화소 PIX 마다 검출되고, 프레임메모리(147)에 개별적으로 기억된 임계값검출 데이터에 의거하며, 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)의 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압 Vth13에 따른 전압값으로 설정된다. 구체적으로는 하기 수학식(13)에 나타내는 바와 같이, 상기 임계값 검출 데이터에 의거하여 생성되는 임계값 전압 Vth13을 소정수 β배 한 전압 βVth13로 설정된다. 여기서, β는β＞1으로 되는 정수이다.

Vpix=-(Vreal＋Vpth)=-(Vreal＋βVth13)

이것에 의해, 해당 보상전압 Vpth와 계조유효전압 Vreal의 합계 전압인 계조지정전압 Vpix를 각 데이터라인 Ld를 통해 표시화소 PIX에 인가하는 것에 의해, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간(캐패시터 Cs의 양단)에 기입동작시에 있어서의 해당 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13을 보상하는 전압성분이 아니고, 이하에 나타내는 바와 같이, 발광동작시에 있어서의 발광구동전류의 전류값을 보상하는 전압성분을 유지시킬 수 있다.

즉, 상술한 바와 같이, 표시화소 PIX에 설치되는 화소구동회로 DC를 구성하는 트랜지스터 Tr11～Tr13로서 n채널형의 어모퍼스 실리콘 박막 트랜지스터를 적용 했을 경우, 어모퍼스 실리콘 박막 트랜지스터의 임계값 전압이 변동하는 현상(Vth 시프트)이 발생하기 쉽다고 하는 장치특성을 갖고 있는 것이 알려져 있다. 여기서, Vth 시프트에 있어서의 임계값 전압의 변동량은 해당 박막 트랜지스터의 구동이력이나 사용시간 등에 기인하기 때문에, 각 박막 트랜지스터마다 해당 변동량이 다르다.

본 실시형태에 있어서는 우선, 임계값 전압 검출 동작에 의해, 각 표시화소 PIX에 있어서, 유기EL장치(발광장치) OLED의 발광휘도를 설정하는 발광구동용의 트랜지스터 Tr13에 대해서, 임계값 전압 검출 동작 실행시점에 있어서의 임계값 전압, 즉, 초기의 임계값 전압, 또는 Vth 시프트에 의한 변동 후 임계값 전압을 개별적으로 검출하고, 프레임메모리(147)로 임계값 검출 데이터로서 기억하며, 다음에, 해당 표시화소 PIX에 대해 표시데이터를 기입할 때에, 각 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압을 가미하는 동시에, 발광동작시에 있어서 해당 트랜지스터 Tr13을 통해 유기EL장치 OLED에 공급되는 발광구동전류가 기입된 표시데이터의 휘도계조에 대응한 전류값으로 설정되는 전압성분을 각 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 유지시킨다.

본 실시형태에 있어서는, 데이터 드라이버(140)에 있어서 생성되고, 데이터라인 Ld를 통해 인가되는 계조지정전압 Vpix에 의거하여, 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)의 발광구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 유지되는 전압 Vgs(Vccw=0, 소스전위=Vd)가 하기 수학식(14)를 만족시키도록 설정하는 것에 의해, 발광 동작시에 있어서 화소구동회로 DC로부터 유기EL장치 OLED에 흐르는 발광 구동전류의 전류값을 보상할 수 있다.

Vgs=0-(-Vd)=Vd0＋γVth13

여기서, 정수γ은 하기 수학식(15)와 같이 정의한다.

γ=(1＋(Cgs11＋Cgd13)/Cs)

상기 수학식(14)에 있어서의 Vd0은 기입동작시에 출력되는 계조지정전압 Vpix에 의해서 발광구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간에 인가되는 전압 Vgs 중, 지정계조(디지털 bit)에 따라 변화하는 전압성분이고, γVth13은 임계값 전압에 의존하는 전압성분이다. 여기서, 수학식(14)에 있어서의 Vd0은 본 발명에 관한 제 1 전압성분에 상당하고, γVth13은 본 발명에 관한 제 2 전압성분에 상당한다.

후술하는 도 24에 있어서, 화소구동회로 DC의 등가회로에 나타내는 바와 같이, 상기 수학식(15)에 있어서의 Cgs11은 접점 N11(즉 트랜지스터 Tr11의 소스단자 및 트랜지스터 Tr13의 게이트단자)과 접점 N13(즉 트랜지스터 Tr11 및 Tr12의 게이트단자)간의 기생용량이고, Cgd13은 접점 N11과 N14간(즉 트랜지스터 Tr13의 게이트-드레인 단자간)의 기생용량이다. 또한, 도 24에 있어서, Cpara는 데이터라인 Ld의 배선기생용량이고, Cpix는 유기EL장치 OLED의 화소기생용량이다. 상기 수학식(13)에 나타낸 계조지정전압 Vpix와 수학식(14)에 나타낸 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs의 관계에 대해서는 상세하게 후술한다.

트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13이 발광이력(구동이력) 등에 의해 Vth 시프트했을 경우라도(환언하면, Vth 시프트에 의한 임계값 전압 Vth13의 변동에 관계없이), 유기EL장치 OLED가 표시데이터에 따른 적절한 휘도계조로 발광 동작할 수 있는 전압성분이 기입동작기간 Twrt내에 신속하게 기입된다. 즉, 본 실시형태에서는 기입동작시에 있어서의 발광구동용의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압의 보상이 아니라, 발광동작시에 있어서의 유기EL장치 OLED에 공급되는 발광구동전류의 전류값이 보상된다.

이 때 전원전압라인 Lv에는 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가되고, 또한, 접점 N12에는 전원전압 Vcc보다 한층 더 낮은 계조지정전압 Vpix가 인가되는 것으로부터, 유기EL장치 OLED의 애노드단자(접점 N12)에 인가되는 전위는 캐소드단자의 전위(기준전압 Vss=GND) 이하가 되므로, 유기EL장치 OLED에 역바이어스 전압이 인가되게 되어, 유기EL장치 OLED에는 전류가 흐르지 않고, 발광동작은 실행되지 않는다.

(유지동작기간)

다음에, 상술한 바와 같은 기입동작 종료 후의 유지동작기간 Thld에 있어서는 도 16에 나타내는 바와 같이, 상기 기입동작을 실행한 행의 선택라인 Ls에 비선택 레벨(로우레벨)의 선택신호 Ssel을 인가하는 것에 의해, 도 18에 타내는 바와 같이, 트랜지스터 Tr11 및 Tr12가 오프동작하고, 트랜지스터 Tr13의 다이오드 접속상태를 해제하는 동시에, 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)와 데이터라인 Ld의 전기적인 접속을 차단하고, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간(캐패시터 Cs 의 양단)에 발광동작시에 있어서의 유기EL장치 OLED에 공급되는 발광구동전류의 전류값을 보상하는 전압성분(Vgs=Vd0＋γVth13)을 유지한 상태를 이어간다. 또, 이 타이밍에 동기하며, 데이터 드라이버(140)에 있어서, 상기 기입동작을 실행한 행의 표시화소 PIX에 대응하는 계조지정전압 Vpix의 출력동작(즉, 계조전압 생성부(143)에 있어서의 계조유효전압 Vreal 및, 보상전압 DAC(145)에 있어서의 보상전압 Vpth의 출력동작)이 정지된다.

본 실시형태에 관한 표시장치의 구동방법에 있어서는, 후술하는 구동방법의 구체적인 예에 나타내는 바와 같이, 특정의 행(예를 들면, i행째; i는 1≤i≤n으로 되는 정의 정수)의 표시화소 PIX에 대해 상술한 바와 같은 기입동작이 종료한 후의 유지동작기간 Thld에 있어서, 선택 드라이버(120)로부터 해당 행의 다음 행(예를 들면, i＋1행째) 이후의 각 선택라인 Ls에 대해 선택레벨(하이레벨)의 선택신호 Ssel이 다른 타이밍에 차례차례 인가되는 것에 의해, 상술한 i행째의 표시화소 PIX와 마찬가지로, 다음 행 이후의 표시화소 PIX를 선택상태로 설정하고, 상기와 똑같은 기입동작이 각 행마다 차례차례 실행된다.

이것에 의해, i행째의 표시화소 PIX의 유지동작기간 Thld에 있어서는, 도 9에 나타낸 동일한 전원전압 Vcc가 인가되는 동일한 그룹 내의 다른 모든 행의 표시화소 PIX에 대해 표시데이터에 따른 전압성분(계조지정전압 Vpix)이 차례차례 기입될 때까지 상기 유지동작이 계속된다.

(발광동작기간)

다음에, 기입동작기간 Twrt 종료 후의 발광동작기간 Tem에 있어서는 도 16, 도 19에 나타내는 바와 같이, 각 행의 선택라인 Ls에 비선택 레벨(로우레벨)의 선택신호 Ssel을 인가한 상태에서 각 행의 표시화소 PIX에 공통으로 접속된 전원전압 라인 Lv에 발광 동작 레벨인 기준전압 Vss보다 고전위(정의 전압)의 전원전압 Vcc(=Vcce＞Vss)를 인가한다.

전원전압라인 Lv에 인가되는 고전위의 전원전압 Vcc(=Vcce)는 전위차 Vcce-Vss가 상술한 도 7, 도 8에 나타낸 경우와 마찬가지로, 트랜지스터 Tr13의 포화전압(핀치오프전압 Vpo)과 유기EL장치 OLED의 구동 전압 Voled의 합보다 커지도록 설정되기 때문에 트랜지스터 Tr13이 도 7A, 7B, 8A 및 8B에 나타내어진 바와 같이 포화영역에서 동작한다. 유기EL장치 OLED의 애노드측(접점 N12)에는 상기 기입동작에 의해 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 기입 설정된 전압성분(Vgs=Vd0＋γVth13)에 따른 정의 전압이 인가되고, 한편, 캐소드단자 TMc에는 기준전압 Vss(예를 들면 접지전위 GND)가 인가되는 것에 의해, 유기EL장치 OLED는 순서 바이어스 상태로 설정되므로, 도 19에 나타내는 바와 같이, 전원전압라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13를 통해 유기EL장치 OLED에 표시데이터(계조지정전압 Vpix)에 따른 휘도계조가 되도록 전류값이 설정된 발광구동전류 Iem(트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전류 Ids)이 흘러서, 원하는 휘도계조로 발광 동작한다.

이 발광동작은 다음 1처리 사이클기간 Tcyc를 위해, 전원 드라이버(130)로부터 기입동작레벨(부(負)의 전압)의 전원전압 Vcc(=Vccw)의 인가가 개시되는 타이밍까지 계속해서 실행된다.

상기 일련의 표시장치의 구동방법에 있어서, 유지동작은 예를 들면, 후술하 는 바와 같이, 각 그룹 내의 모든 행의 표시화소 PIX에의 기입동작이 종료한 후에, 해당 그룹의 모든 표시화소 PIX를 일제히 발광 동작시키는 구동 제어를 실행하는 경우에, 기입동작과 발광동작의 사이에 설치된다. 이 경우, 유지동작기간 Thld의 길이는 행 마다 다르다. 또, 이러한 구동제어를 실행하지 않는 경우에는 유지동작을 실행하지 않는 것이어도 좋다.

본 실시형태에 따른 표시장치 및 표시화소에 따르면, 표시데이터의 기입동작기간에 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자간에 임계값 전압 Vth13의 소정수 β배 상당과, 표시데이터에 따른 계조유효전압 Vreal 상당의 총합(Vpix=-(Vreal＋βVth13))에 대응하는 전압성분(Vgs=Vccw-Vpix=Vd0＋γVth13)을 유지시키는 것에 의해, 실질적으로 표시데이터(계조유효전압 Vreal)에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류 Iem을 유기EL장치(발광장치) OLED에 흘리고, 소정의 휘도계조로 발광 동작시키는 전압계조 지정방식의 구동방법을 적용할 수 있다.

따라서, 발광장치를 발광 동작시킬 때의 휘도계조(특히, 저계조 동작)에 EK라서, 표시데이터의 기입부족이 발생하는 전류계조 지정방식에 비해, 저계조 동작시에 있어도 계조지정신호(계조지정전압)를 각 표시화소에 신속하게 기입할 수 있고, 모든 휘도계조에 있어서 표시데이터에 따른 적절한 발광동작을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 표시구동동작에 앞서 실행되는 임계값 전압 검출 동작에 있어서, 전압인가기간 Tpv에 각 표시화소 PIX의 화소구동회로 DC(트랜지스터 Tr13의 소스단자측)에 인가하는 검출용전압 Vpv를 보상전압 DAC(145)로부터 전압 가산부(148) 및 전압 인가측 스위치 SW2를 통해, 데이터라인 Ld에 인가하는 표시장치의 구성 및 구동방법을 주어진다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 이하에 나타내는 바와 같이, 검출용전압 Vpv를 데이터라인 Ld에 인가하기 위한 전용전원을 구비하는 것이어도 좋다.

도 20은 본 실시형태에 관한 표시장치의 다른 구성예를 나타내는 주요부 구성도이다. 여기서, 상술한 실시형태와 동등한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.

본 구성예에 관한 표시장치는 도 20에 나타내는 바와 같이, 상술한 데이터 드라이버(140)의 구성(도 10 참조)에 부가해서 보상전압 DAC(145a)와는 별개로 검출용전압 Vpv를 출력하는 검출용 전압전원(검출용전압 인가수단)(145b)을 구비한 구성을 갖는 동시에, 전압 가산부(148)에의 전압성분의 입력원으로서 상기 보상전압 DAC(145a)(보상전압 Vpth) 및 계조전압 생성부(143)(계조유효전압 Vreal, 무발광 표시 전압 Vzero)에 부가해서 해당 검출용 전압전원(145b)(검출용전압 Vpv)이 접속된 구성을 갖고 있다.

상기 구조로, 상술한 전압인가기간 Tpv에 있어서, 보상전압 DAC(145a) 및 계조전압 생성부(143)로부터의 출력을 정지, 또는 차단한 상태로 설정하는 제어만으로, 검출용 전압전원(145b)으로부터의 검출용전압 Vpv를 전압 가산부(148)를 통해 데이터라인 Ld에 인가할 수 있으므로, 보상전압 DAC(145a)에 있어서의 검출용 전압 Vpv의 출력동작을 위한 처리부담의 증가나 회로구성의 복잡화를 억제할 수 있다.

(표시구동동작: 무발광 표시 동작)

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 표시장치 및 표시화소에 있어서, 발광장치를 발광 동작시키지 않는 무발광 표시(흑표시)동작을 실행하는 경우의 구동방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 21은 본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서, 무발광 표시 동작을 실행하는 경우의 구동방법의 일례를 나타내는 타이밍도다.

도 22는 본 실시형태에 관한 구동방법(무발광 표시 동작)에 있어서의 기입동작을 나타내는 개념도이다.

도 23은 본 실시형태에 관한 구동방법(무발광 표시 동작)에 있어서의 무발광 동작을 나타내는 개념도이다.

여기서, 상술한 계조표시동작과 동등한 구동제어에 대해서는 그 설명을 간략화 또는 생략한다.

본 실시형태에 따른 표시장치에 있어서의 표시구동동작(무발광 표시 동작)은 도 21에 나타내는 바와 같이, 상술한 임계값 전압 검출 동작(임계값 전압 검출 기간 Tdec) 후에, 표시화소 PIX에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(캐패시터 Cs)에 충전 또는 잔류하고 있는 전압성분을 방전하고, 해당 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압 Vth13보다 충분히 낮은 전압성분(보다 바람직하게는 0V; 접점 N11과 접점 N12가 등전위)을 유지시킬 수 있는 일정한 전압값을 갖는 무발광 표시 전압 Vzero를 계조지정전압 Vpix(0)로서 데이터라인 Ld에 인가하며, 발광동작기간 Tem에 해당 트랜지스터 Tr13을 완전하게 오프동작시키고, 유기EL장치 OLED에의 전류의 공급을 차단하여 무발광 상태로 설정하는 표시구동동작(표시 구동기간 Tcyc)을 실행한다.

즉, 이러한 전압상태를 실현하기 위해서, 전류계조 지정방식의 구동방법을 적용했을 경우, 흑표시에 대응한 미소한 전류값의 계조전류를 공급하여 기입동작을 실행할 필요가 있으며, 캐패시터 Cs에 축적된 전하를 충분히 방전하여 게이트-소스간 전압 Vgs를 원하는 전하량(전압값)으로 하기 위해서, 비교적 긴 시간을 필요로 한다. 특히, 하나 전의 표시구동기간(1처리 사이클기간) Tcyc의 기입동작기간 Twrt에 있어서, 캐패시터 Cs에 충전된 전압성분(양단 전위)이 최고휘도 계조전압에 가까울수록, 캐패시터 Cs에 축적되어 있는 전하량이 많기 때문에, 원하는 전압값이 되도록 전하를 방전하기 위해서 보다 긴 시간을 요하게 된다.

본 실시형태에 관한 표시장치에 있어서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 계조전압 생성부(143)에 표시 데이터에 따른 소정의 휘도계조로 유기EL장치(발광장치) OLED를 발광 동작시키기 위한 계조유효전압 Vreal을 생성하고 공급하는 기능에 부가해서 유기EL장치 OLED를 발광 동작시키지 않고 가장 어두운 표시(흑표시)동작을 시키기 위한 무발광 표시 전압 Vzero를 생성하고 공급하는 기능을 구비하며, 최저휘도계조(흑표시 상태) 시에, 무발광 표시 전압 Vzero를 그대로 계조지정전압 Vpix(0)로서 데이터라인 Ld에 인가하도록 구성되어 있다.

본 실시형태에 있어서는, 도 22에 나타내는 바와 같이, 계조전압 생성부(143)에 의해 무발광 표시 전압 Vzero를 생성하고 출력하는 경우에 대해 나타냈지만 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 계조전압 생성부(143)와는 별개로 무발광 표시 전압 Vzero를 출력하기 위한 전용전원을 구비하는 것이어도 좋다.

이러한 구성을 갖는 표시장치에 있어서의 구동방법은 상술한 임계값 전압 검출 동작의 종료 후의 표시구동동작에 있어서, 도 21에 나타내는 바와 같이, 소정의 표시구동기간(1처리 사이클기간) Tcyc 내에 표시화소 PIX에 무발광 표시 전압 Vzero로 이루어지는 계조지정전압 Vpix(0)를 인가하고, 화소구동회로 DC에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(캐패시터 Cs의 양단)에 유지된(잔류하는) 전하의 거의 전부를 방전하며, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 0V로 설정하는 기입동작기간 Twrt와, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 0V로 설정한 상태를 유지하는 유지동작기간 Thld와, 유기EL장치 OLED를 발광 동작시키지 않는(무발광 동작시키는) 발광동작기간 Tem을 포함하도록 설정되어 있다(Tcyc≥Twrt＋Thld＋Tem).

즉, 상술한 계조표시동작을 실행할 때의 구동제어동작과 마찬가지로, 기입동작기간 Twrt에 있어서, 도 22에 나타내는 바와 같이, 데이터 드라이버(140)(계조전압 생성부(143))로부터, 예를 들면, 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)와 등전위의 계조지정전압(무발광 표시 전압) Vpix(0)를 데이터라인 입출력 전환부(149) 및 데이터라인 Ld를 통해, 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(캐패시터 Cs), 구체적으로는 해당 트랜지스터 Tr13의 소스단자측(접점 N12)에 직접 인가하고, 상기 게이트-소스간 전압 Vgs(캐패시터 Cs의 양단 전위)를 0V로 설정한다.

이와 같이, 캐패시터 Cs에 축적된 전하의 거의 전부가 방전되고, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs가 해당 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압 Vth13보다 충분히 낮은 전압값(0V)으로 설정되므로, 기입동작기간 Twrt(유지동작기간 Thld를 포함함)로부터 발광동작기간 Tem으로 이행할 때에 전원전압 Vcc가 저전위 Vccw로부터 고전위 Vcce로 변위하며, 트랜지스터 Tr13의 게이트 전위(접점 N11의 전위)가 조금이나마 상승했다고 하여도 도 23에 나타내는 바와 같이, 트랜지스터 Tr13은 온 동작하지 않고(오프 상태를 유지하고), 유기EL장치 OLED에는 발광구동전류 Iem이 공급되지 않으며, 발광동작은 실행되지 않는다(무발광 상태가 된다).

따라서, 데이터라인 Ld를 통해 무발광 표시데이터에 대응한 전류값을 갖는 계조전류를 공급하고, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 접속된 캐패시터 Cs에 축적된 전하의 거의 전부를 방전하는 수법에 비교하여, 무발광 표시데이터의 기입동작에 요하는 시간을 단축하면서, 유기EL장치 OLED의 무발광 상태(무발광 표시 동작)를 확실하게 실현할 수 있다.

이는 상술한 통상의 계조표시를 실행하기 위한 표시구동동작에 부가해서 무발광 표시를 실행하기 위한 표시구동동작을 표시 데이터(휘도계조 데이터)에 따라 설정 제어함으로써, 원하는 계조수(예를 들면, 256계조)의 발광동작을 고휘도로 또한 선명하게 실현하는 것을 가능하게 한다.

본 실시형태에 관한 표시화소 PIX에 있어서는, 도 10에 나타낸 화소구동회로 DC에 설치되는 트랜지스터 Tr11～Tr13으로 하여, 어떤 것이든 n채널형의 어모퍼스 실리콘 박막 트랜지스터를 적용한 경우에 대해 설명했는데, 폴리 실리콘 박막 트랜지스터를 적용하는 것이어도 좋으며, 또한, 전부 p채널형의 어모퍼스 실리콘 박막 트랜지스터를 적용하는 것이어도 좋다. 여기서, 전부 p채널형을 적용했을 경우, 각 신호의 온레벨, 오프레벨의 하이, 로우가 반전하도록 설정된다.

(표시장치의 구동방법의 검증)

다음에, 상술한 표시장치 및 표시구동장치(데이터 드라이버)의 구동방법에 대해 구체적으로 검증한다.

상술한 실시형태에 있어서는, 발광장치(유기EL장치 OLED)에 표시 데이터에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류 Iem을 흘리는 화소구동회로 DC에 대해서, 미리 검출된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13에 고유의 임계값 전압 Vth13에 의거하여, 표시 데이터에 따른 계조유효전압 Vreal을 보정하여 생성된 계조지정전압 Vpix(=-(Vreal＋βVth13))를 데이터라인 Ld를 통해 인가함으로써, 해당 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 상기 표시 데이터에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류 Iem을 흘리기 위한 전압성분 Vgs(=Vd0＋γVth13)를 유지시키는 전압 지정형의 계조제어방법을 나타냈다.

예를 들면, 휴대전화나 디지털 카메라, 휴대음악 플레이어 등에 탑재하는 경우와 같이 패널 사이즈가 작으며, 또한 고정밀한 화질이 요구되는 표시패널에 대해 검토한 경우, 각 표시화소의 사이즈(형성면적)가 작게 설정됨으로써, 캐패시터(축적용량) Cs를 표시화소의 기생용량에 비교하여 충분히 크게 설정할 수 없는 경우가 있다. 그로 인해, 각 표시화소에 기입 유지된 전압성분(기입전압)이 기입동작상태로부터 발광동작상태로 이행하는 단계로 변동했을 경우에는 상술한 기생용량에 따라 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs가 변동해 버리며, 결 과적으로 발광장치(유기EL장치 OLED)에 공급되는 발광구동전류 Iem의 전류값이 변동하고, 표시 데이터에 따른 적절한 휘도계조로 각 표시화소(발광장치)를 발광 동작시킬 수 없게 되어, 표시화질의 열화를 초래할 가능성이 있다.

구체적으로는 상술한 실시형태(도 10 참조)에 나타낸 바와 같은 회로구성을 갖는 화소구동회로 DC를 구비한 표시화소 PIX에 있어서는, 기입동작상태로부터 발광동작상태에의 이행 시에 선택라인 Ls에 인가되는 선택신호 Ssel이 하이레벨로부터 로우레벨로 전환되며, 또, 전원전압라인 Lv에 인가되는 전원전압 Vcc가 로우레벨로부터 하이레벨로 전환되도록 제어되기 때문에, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(캐패시터 Cs)에 유지된 전압성분에 변동을 발생하는 경우가 있다.

다음에, 본 실시형태에 있어서는, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변동을 보상하는 것이 아니라, 기입 동작시에 상술한 계조지정전압 Vpix(=Vreal＋βVth13)를 데이터라인 Ld에 인가하고, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압(즉, 캐패시터 Cs에 유지되는 전압성분) Vgs가 상기 식 14에 나타낸 바와 같이, Vgs=Vd0＋γVth13이 되도록 설정함으로써, 발광 동작시에 있어서 발광장치(유기EL장치 OLED)에 공급되는 발광구동전류 Iem의 전류값을 보상하도록 하고 있다.

다음에, 발광 동작시에 발광장치(유기EL장치 OLED)에 흐르는 발광구동전류 Iem을 규정하는 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs(=Vd)에 대해 구체적인 도출방법을 나타낸다.

도 24A 및 24B는 본 실시형태에 관한 화소구동회로에 기생하는 용량성분을 나타내는 등가 회로도이다.

도 25A, 25B, 25C 및 25D는 본 실시형태에 관한 화소구동회로에 기생하는 용량성분과, 표시화소에 있어서의 기입 동작시와 발광 동작시에 있어서의 전압관계의 변화를 나타내는 등가 회로도이다.

도 26은 본 실시형태에 관한 표시장치의 구동방법의 검증에 적용되는 전하량 불변의 법칙을 설명하기 위한 간이모델회로이다.

도 27A 및 27B은 본 실시형태에 관한 표시장치의 구동방법의 검증에 적용되는 표시화소 내의 전하유지상태를 설명하기 위한 모델회로이다.

또한, 이해를 돕기 위해 기입동작에 있어서의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 접지전위로서 이하에 설명한다.

도 10에 나타낸 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 있어서, 기입동작에 있어서는 도 25A에 나타내는 바와 같이, 선택라인 Ls에 선택레벨(하이레벨)의 선택신호 Ssel(=Vsh)이 인가되고, 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw=GND)가 인가된 상태에서, 데이터 드라이버(140)(전압 가산부(148))로부터 전원전압 Vccw(=GND)보다 저전위가 되는 부극성의 계조지정전압 Vpix를 인가한다.

이에 따라, 트랜지스터 Tr11, Tr12가 온동작하고, 트랜지스터 Tr13의 게이트(접점 N11)에 트랜지스터 Tr11을 통해 전원전압 Vccw(=GND)가 인가되는 동시에, 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)에 트랜지스터 Tr12를 통해 부극성의 계조지정전압 Vpix가 인가됨으로써, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 전위차가 발생하고, 트랜지스터 Tr13이 온동작하며, 저전위의 전원전압 Vccw가 인가되는 전원 전압라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13, Tr12를 통해 데이터라인 Ld에 기입전류 Iwrt가 흐른다. 이 기입전류 Iwrt의 전류값에 따른 전압성분 Vgs(기입전압; Vd)가 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 형성된 캐패시터 Cs에 유지된다.

도 25A에 있어서, Cgs11′는 트랜지스터 Tr11의 게이트 전압(선택신호 Ssel)이 하이레벨로부터 로우레벨로 변화할 때에, 트랜지스터 Tr11의 게이트-소스단자간에 발생하는 실효기생용량이며, Cgd13은 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전압이 포화영역에 있을 때에 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-드레인단자간에 발생하는 기생용량이다.

다음에, 발광 동작시에 있어서는, 도 25B에 나타내는 바와 같이, 선택라인 Ls에 비선택 레벨(로우레벨) 전압(-Vsl＜0)의 선택신호 Ssel이 인가되고, 고전위의 전원전압 Vcc(=Vcce; 예를 들면, 12～15V)가 인가되는 동시에, 데이터 드라이버(140)(전압 가산부(148))로부터 데이터라인 Ld에의 계조지정전압 Vpix의 인가가 차단된다.

이에 따라, 트랜지스터 Tr11, Tr12가 오프동작하고, 트랜지스터 Tr13의 게이트(접점 N11)에의 전원전압 Vcc의 인가가 차단되는 동시에, 트랜지스터 Tr13의 소스(접점 N12)에의 계조지정전압 Vpix의 인가가 차단됨으로써, 기입 동작시에 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간에 발생하고 있던 전위차(0-(-Vd))가 전압성분으로서 캐패시터 Cs에 유지되므로, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간의 전위차가 유지되고, 트랜지스터 Tr13이 온동작을 계속하며, 고전위의 전원전압 Vcce가 인가되는 전원전압라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13를 통해 유기EL장치 OLED에 트랜지스터 Tr13 의 게이트-소스간 전압 Vgs(=0-(-Vd))에 따른 발광구동전류 Iem이 흐르고, 이 전류값에 따른 휘도계조로 유기EL장치 OLED가 발광동작한다.

도 25B에 있어서, Voel은 발광 동작시에 있어서의 접점 N12의 전위(Vn12-Vss)로써, 유기EL장치 OLED의 발광전압이며, Cgs11은 트랜지스터 Tr11의 게이트 전압(선택신호 Ssel)이 로우레벨 -Vsl일 때에 트랜지스터 Tr11의 게이트-소스단자간에 발생하는 기생용량이다. 또한, 상술한 Cgs11′와 Cgs11의 관계는 수학식(16)과 같이 나타난다. Cch11은 트랜지스터 Tr11의 채널용량이다.

Cgs11′=Cgs11＋1/2×Cch11×Vsh/Vshl

전압 Vshl은 선택신호 Ssel의 하이레벨 Vsh와 로우레벨 Vsl간의 전압차(전압범위; Vshl=Vsh-(-Vsl))이다.

또, 상기 구동방법의 기입동작에 있어서, 데이터 드라이버(140)로부터 계조지정전압 Vpix를 인가함으로써, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 유지된 전압성분 Vgs(=0-(-Vd))는 발광동작상태에의 이행에 수반하여 선택신호 Ssel 및 전원전압 Vcc의 전압레벨이 전환 설정됨으로써, 수학식(17)에 나타내는 바와 같이 변동한다. 여기서, 본 발명에 있어서는, 이러한 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 인가되는 전압상태의 변화(이행)에 따라서, 해당 화소구동회로 DC에 기입 유지된 전압 Vgs이 변동할 때의 변동경향을 "화소구동회로에 고유의 전압특성"이라고 표기한다.

상기 수학식(17)에 있어서, Cgd, Cgs 및 Cgs′는 각각 기생용량 Cgd, Cgs 및 Cgs′를 캐패시터 Cs의 용량으로 규격화한 것으로, Cgd=Cgd13/Cs, Cgs=Cgs11/Cs, Cgs′=Cgs11′／Cs이다.

상기 수학식(17)은 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 인가되는 제어전압(선택신호 Ssel, 전원전압 Vcc)의 전환 설정의 전후에 있어서 「전하량 불변의 법칙」을 적용함으로써 도출할 수 있다.

즉, 도 26에 나타내는 바와 같이, 직렬로 접속된 용량성분(용량 C1, C2)에 있어서, 한쪽 끝에 인가되는 전압을 V1로부터 V1′로 변화시켰을 경우, 상태변화의 전후에 있어서의 각 용량성분의 전하량 Q1, Q2 및 Q1′, Q2′는 수학식(18)로 나타낼 수 있다.

수학식(18)에 있어서 「전하량 불변의 법칙」을 적용하여, -Q1＋Q2=-Q1′＋Q2′를 계산함으로써, 용량성분 C1, C2간의 접속 접점에 있어서의 전위 V2, V2′의 관계는 수학식(19)와 같이 나타낼 수 있다.

그래서, 본 실시 형태에 관한 표시화소 PIX(화소구동회로 DC 및 유기EL장치 OLED)에 대해서, 상기 식 18, 식 19와 똑같은 전위의 도출방법을 적용하고, 선택신호 Ssel를 전환 설정한 경우의 트랜지스터 Tr13의 게이트단자(접점 N11)의 전위 Vn11을 검토하면, 도 24, 도 25로부터 도 27에 나타내는 바와 같은 등가회로로 나타낼 수 있으므로, 하기의 식 20으로부터 식 23과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, 도 27(a)는 선택라인 Ls에 선택레벨(하이레벨 전압 Vsh)의 선택신호 Ssel이 인가되고, 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가되었을 때의 전하유지상태를 나타내며, 도 27(b)는 선택라인 Ls에 비선택 레벨(로우레벨 전압 Vsl)의 선택신호 Ssel이 인가되고, 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)가 인가되었을 때의 전하유지상태를 나타내고 있다.

수학식(20)은 도 27에 나타낸 각 용량성분 Cgs11, Cgs11b, Cgd13, Cpix 및 캐패시터 Cs에 유지되는 전하량을 나타내고, 수학식(22)는 수학식(20)에 대해서 수학식(21)에 나타내는 「전하량 불변의 법칙」을 적용하여 계산한 각 접점 N11, N12의 전위 Vn11, Vn12를 나타낸다.

여기서, 도 27(b)에 있어서 접점 N11, N13간의 용량성분 Cgs11은 트랜지스터 Tr11의 채널 내용량 이외의 게이트-소스간의 기생용량 Cgso11이고, 도 27(a)에 있어서 접점 N11, N13간의 용량성분 Cgs11b는 트랜지스터 Tr11의 채널용량 Cch11의 1/2과, 상기 Cgs11(=Cgso11)의 합(Cgs11b=Cch11/2＋Cgs11)이라고 정의하고 있다. 또, 수학식(22)에 있어서의 Cgs11′는 상기 수학식(16)과 같이 정의되며, D는 식 수학식(23)에 나타내는 바와 같이 정의했다.

이러한 전위의 도출수법을 이하에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 관한 기입동작으로부터 발광동작에 이르는 각 과정에 적용한다.

도 28은 본 실시형태에 관한 표시화소에 있어서의 기입동작으로부터 발광동작에 이르는 각 과정을 나타내는 개략 흐름도다.

본 실시형태에 관한 표시장치의 구동방법을 상세하게 분석하면, 도 28에 나타내는 바와 같이, 선택라인 Ls(도 25에 나타낸 접점 N13)에 선택레벨의 선택신호 Ssel를 인가하여 표시 데이터에 따른 전압성분을 기입하는 기입동작을 실행하기 위한 선택과정과, 비선택 레벨의 선택신호 Ssel를 인가하여 비선택 상태로 전환하는 비선택상태 전환과정과, 기입한 전압성분을 유지하는 비선택상태 유지과정과, 전원전압 Vcc를 기입동작레벨(저전위)로부터 발광동작레벨(고전위)로 전환하는 전원전 압 전환과정과, 표시 데이터에 따른 휘도계조로 발광장치를 발광 동작시키는 발광과정으로 분류할 수 있다. 또한, 구동방법에 따라서는 상기 비선택상태 유지과정을 생략해도 좋으며, 비선택상태 전환과정과 전원전압 전환과정이 동기하고 있어도 좋다.

(선택 과정(S101)→비선택상태 전환과정(S102))

도 29A 및 29B는 본 실시형태에 관한 표시화소에 있어서의 선택과정 및 비선택상태 변경과정의 전압관계의 변화를 나타내는 등가 회로도이다.

도 29A는 트랜지스터 Tr11, 트랜지스터 Tr12를 선택하여, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간에 기입전류 Iwrt를 흘리고 있는 상태를 나타내는 도면, 도 29B는 트랜지스터 Tr11, 트랜지스터 Tr12를 비선택으로 전환한 상태를 나타내는 도면이다. 도 29A에 있어서 접점 N11, 접점 N12의 전위는 각각 Vccw(접지전위), -Vd로 하고, 도 29B에 있어서 접점 N11, 접점 N12의 전위는 각각 -V1, -V라고 정의한다.

표시화소 PIX의 선택상태(선택과정)로부터 비선택 상태에의 이행에 따르는 비선택 전환과정에 있어서는, 도 29A, 도 29B에 나타내는 등가회로와 같이, 선택신호 Ssel이 정전위(正電位)의 하이레벨 Vsh로부터 부전위(負電位)의 로우레벨 -Vsl로 전환되므로, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압(접점 N11, N12간의 전위차) Vgs′는 상기 수학식(22), 수학식(23) 및 수학식(16)으로부터 수학식(24)와 같이, 기입 동작시의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압(접점 N11, N12간의 전위차, 즉, 기입전압) Vd로부터 -ΔVgs만 전압시프트한 형태로 나타난다. 또한, 이 전압 시프트분 ΔVgs는 Cgs11′CpixVshl/D로 나타난다.

즉, ΔVgs는 선택상태로부터 비선택 상태로 전환했을 때의 접점 N11과 접점 N12간의 전위차의 변위이다.

비선택 변경과정에 있어서는, 도 29에 나타낸 접점 N11, N12간의 용량성분 Cs′는 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 용량 이외에 형성되는 용량성분이며, 또, 수학식(22), 수학식(23)에 나타낸 Cs는 도 24B에 나타내는 바와 같이, 용량성분 Cs′와 트랜지스터 Tr13의 채널 내용량 이외의 게이트-소스간 기생용량 Cgso13과 포화영역에 있는 경우의 트랜지스터 Tr13의 채널 내 게이트-소스간 용량, 즉 트랜지스터 Tr13의 채널용량 Cch13의 2/3의 합(Cs=Cs′＋Cgso13＋2Cch13/3)이며, Cgd13은 포화영역에 있는 경우의 채널 내 게이트-드레인간 용량은 제로로 간주할 수 있으므로, 트랜지스터 Tr13의 채널 내 용량 이외의 게이트-드레인간 기생용량 Cgdo13 뿐이다. 수학식(24)에 나타낸 Cgs11′는 수학식(16)에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터 Tr11의 채널 내 용량 이외의 게이트-소스간 기생용량 Cgso11과, Vds=0일 경우의 트랜지스터 Tr11의 채널 내 게이트-소스간 용량, 즉 트랜지스터 Tr11의 채널용량 Cch11의 1/2과 선택신호 Ssel의 전압비(Vsh/Vshl)의 곱의 합(Cgs11′=Cgso11＋Cch11Vsh/2 Vshl)이라고 정의한다.

(비선택상태 유지과정(S103))

도 30A 및 도 30B는 본 실시형태에 관한 표시화소에 있어서의 비선택상태 유지과정의 전압관계의 변화를 나타내는 등가 회로도이다.

도 30A는 접점 N12의 전위가 전원전압 Vcc(Vccw)보다 부전위 -V의 상태에서 트랜지스터 Tr13으로 드레인-소스간 전류 Ids가 흐르고 있는 상태를 나타내는 도면, 도 30B는 트랜지스터 Tr13으로 드레인-소스간 전류 Ids가 계속 흐른 결과, 접점 N12의 전위가 상승하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

상기 표시화소 PIX의 비선택상태의 유지과정에 있어서는, 도 30A 및 도 30B에 나타내는 등가회로와 같이, 선택과정(기입동작)으로부터 비선택과정으로 이행할 때에 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간(용량성분 Cs′)에 유지된 전압 Vgs′에 의거하여, 트랜지스터 Tr13이 온동작을 계속하고, 트랜지스터 Tr13의 드레인으로부터 소스로 드레인-소스간 전류 Ids가 흐르며, 트랜지스터 Tr13의 드레인 전압(접점 N14의 전위)과 소스 전압(접점 N12의 전위 Vn12)의 차가 없어지는 방향까지 전압관계가 변화한다. 이 변화에 걸리는 시간은 수십 μsec이다. 이에 따라, 상기 수학식(22), 수학식(23)으로부터 트랜지스터 Tr13의 게이트 전위 V1′는 소스 전위의 변화의 영향을 받아서 수학식(25)와 같이 변화한다.

상기 수학식(25)에 있어서의 Cs"는 도 25D에 나타내는 바와 같이, 전술한 Cs ′와 Cgso13에 Vds=0인 경우의 트랜지스터 Tr13의 채널 내 게이트-소스간 용량, 즉 Cch13의 반을 더한 것이며 수학식(26a)로 나타낸다.

Cs"=Cs′＋Cgso13＋Cch13/2=Cs-Cch13/6

Cgd13′는 도 25C에 나타내는 바와 같이 Cgd13에 Vds=0인 경우의 트랜지스터 Tr13의 채널 내 게이트-드레인간 용량, 또는 Cch13의 반을 더한 것이며 수학식(26b)로 나타낸다.

Cgd13′=Cgd13＋Cch13/2

수학식(25)에 있어서의 -V1 및 V1′는 도 26에 나타낸 V1 및 V1′가 아니고, 각각 도 30A 및 도 30B에 있어서의 접점 N11의 전위들이다.

비선택상태 유지과정에 있어서는 도 30에 나타낸 접점 N11, N14간의 용량성분 Cgd13′는 전술한 트랜지스터 Tr13의 채널 내 용량 이외의 게이트-드레인간 기생용량 Cgdo13과 트랜지스터 Tr13의 채널용량 Cch13의 1/2의 합(Cgd13′=Cgdo13＋Cch13/2=Cgd13＋Cch13/2)이다.

(비선택상태 유지과정(S103)→전원전압 전환과정(S104)→발광과정(S105))

도 31A, 31B 및 31C은 본 실시형태에 관한 표시화소에 있어서의 비선택상태 유지과정, 전원전압 전환과정 및 발광과정의 전압관계의 변화를 나타내는 등가 회로도이다.

도 31A는 트랜지스터 Tr13에서의 드레인-소스간 전위차가 없어져서, 드레인- 소스간 전류 Ids가 흐르지 않게 된 상태를 나타내는 도면이며, 도 31B는 전원전압 Vcc가 저전위 Vccw로부터 고전위 Vcce로 전환될 때의 상태를 나타내는 도면이며, 도 31C는 트랜지스터 Tr13를 통해 유기EL장치 OLED에 발광구동전류 Iem이 흐르고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

이와 같이, 표시화소 PIX의 비선택상태 유지과정으로부터 전원전압의 전환과정에의 이행에 있어서는, 도 31A, 도 31B에 나타내는 등가회로와 같이, 상술한 비선택상태 유지과정에 있어서, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전압이 0V로 집속(또는 근사)하도록 변화한 후, 전원전압 전환과정에 있어서 전원전압 Vcc가 저전위 Vccw로부터 고전위 Vcce로 전환되므로, 트랜지스터 Tr13의 게이트단자(접점 N11) 및 소스단자(접점 N12)의 전위 Vn11, Vn12는 각각 상승하며 수학식(27)과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식(27)에 있어서의 V1" 및 V"는 각각 도 31B에 있어서의 접점 N11의 전위 Vn11 및 접점 N12의 전위 Vn12이다.

다음에, 표시화소 PIX의 발광과정에 있어서는, 도 31B, 도 31C에 나타내는 등가회로와 같이, 전원전압 전환과정에 의해 트랜지스터 Tr13의 게이트단자(접점 N11)에 발생한 전위 Vn11는 집속하고, 상기 수학식(27)에 나타낸 전압 V1" 및 V"를 이용하며 수학식(28)과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식(28)에 있어서의 V1c는 각각 도 31C에 있어서의 접점 N11의 전위 Vn11이다.

이상으로부터, 도 25에 나타낸 바와 같은 기입동작으로부터 발광동작에 이르는 전압변화에 있어서, 상기 수학식(24～28) 중에 기재한 전압성분을 전부 비선택상태 전환과정에 있어서의 전압부호로 고쳐쓰는 것에 의해, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs는 상기 수학식(24) 보다 수학식(29)와 같이 나타낼 수 있다. 또한, 수학식(29)에 있어서의 V는 수학식(22)으로부터, ΔVgs는 수학식(24)로부터 수학식(30)과 같이 재차 정리하여 기술하고 있다.

상기 수학식(29) 중의 Vd는 기입시의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간에 발생하는 전압이며, 도 29A에 있어서의 접점 N12의 전위로 -Vd이며, ΔVgs는 도 29A로부터 도 29B로 전환했을 때의 접점 N11과 접점 N12간의 전위차의 변위이다.

다음에, 상기 수학식(29)에 의거하여, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs에 대한 임계값 전압 Vth의 영향(Vgs의 Vth 의존성)에 대해 검토한다.

상기 수학식(29)에 있어서, ΔVgs, V, D의 값을 대입하여 정리하면 하기 수학식(31)이 얻어지며, 수학식(31)에 있어서 각 용량성분 Cgs11, Cgs11′, Cgd13을 용량성분 Cs로 규격화하여 한층 더 정리함으로써, 하기 수학식(32)를 도출할 수 있다.

용량성분 Cgs11, Cgs11′, Cgd13, Cs는 어떤 것이든 상술한 비선택상태 전환과정에 있어서 나타낸 정의와 같다. 수학식(32)에 있어서, 우변 제 1항은 표시 데이터에 의거하는 지정계조 및 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth에 의존하는 항이며, 우변 제 2항은 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs에 더해지는 정수항이다. 전압지정으로 Vth를 보상한다라고 하는 것은, 즉 발광 시의 Vgs-Vth(발광 시의 구동전류 Ioel을 결정하는 값)가 Vth에 의존하지 않는 형태로 하기 위해서 기입 시의 소스 전위의 -Vd를 어떻게 하면 좋을 것인가라는 문제를 해결하는 것이라고 생각할 수 있다.

만약, 발광 시에 있어서도 Vgs=0-(-Vd)=Vd를 유지하고 있었다고 한다면, Vgs-Vth를 Vth 의존시키지 않기 위해서는, Vd=Vd0＋Vth의 형태로 해 두면, Vgs-Vth=Vd0＋Vth-Vth=Vd0이 되고, Vd0만으로 나타난다. 또한, 발광 시에 있어서 기입 시의 Vgs로부터 변동했을 경우에 있어서, 발광 시의 Vgs-Vth가 Vth 의존하지 않는 형태로 하려면, Vd=Vd0＋εVth로 설정해야만 한다는 것이 이해된다.

상기 수학식(32)의 Cgd, Cgs 및 Cgs′는 수학식(17)의 Cgd, Cgs 및 Cgs′에 일치한다.

엄밀히 말해서, 상기 수학식(32)에 있어서, 우변 제 1항에 포함되는 유기EL장치 OLED의 발광전압 Voel의 의존성은 엄밀하게는 하기 수학식(33)에 나타내는 관계가 모순없이 이루어지도록 결정된다. 수학식(33)에 있어서, f(x), g(x), h(x)는 각각 변수 x의 함수인 것을 나타내고, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs는 발광전압 Voel의 함수로서 나타낼 수 있으며, 발광구동전류 Iem은 (Vgs-Vth13)의 함수로서 나타낼 수 있고, 발광전압 Voel은 발광구동전류 Iem의 함수로서 나타낼 수 있으며, 유기EL장치 OLED의 발광전압 Voel도 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 기생하는 용량성분을 통해 임계값 전압 Vth13에 의존하는 특징이 있다.

상술한 바와 같이, 기입 동작시에 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)에 대해서, 표시 데이터에 의거하는 전압성분(계조전압)을 부여하기 위한 데이터 전압에서 Vth에 의존하지 않는 항을 Vd0으로 하고, 시각 t₁에 있어서의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압을 Vth(t1), 시각 t₁보다 충분한 후의 시각 t₂에 있어서의 같은 임계값 전압을 Vth(t2)로 하며, 또한 시각 t₁에서의 발광 동작시의 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드간에 인가되는 Voel₁, 시각 t₂에서의 발광 동작시의 유기EL장치 OLED의 애노드-캐소드간에 인가되는 Voel₂로 했을 때, Vth(t2)＞Vth(t1)가 되는 동시에, 시각 t₂와 시각 t₁에서의 발광 동작시의 유기EL장치 OLED에 인가되 는 전압차를 ΔVoel=Voel₂-Voel₁이라고 하면, 임계값 전압의 변동분(Vth 시프트) ΔVth를 보상하기 위해서는 Vth를 보상하는 것으로, Δvoel은 한없이 0에 접근하게 되어, 상기 수학식(32)에 있어서 우변 제 1항에 포함되는 기입전압 Vd를 수학식(34)와 같이 설정하면 좋게 된다.

상기 수학식(34)에 있어서, 임계값 전압변동 ΔVth를 임계값 전압 Vth13=0V로부터의 차로 하면, ΔVth=Vth13으로 나타낼 수 있기 때문에, , Cgs＋Cgd가 설계값인 것으로부터 정수 ε를 ε=1＋Cgs＋Cgd라고 정의함으로써, 전압성분 Vd는 하기 수학식(35)와 같이 나타낼 수 있다. 표시영역(110) 내의 각 트랜지스터 Tr13의 초기 상태에서의 임계값의 편차도 ΔVth의 일부라고 간주하면, 이는 Vd0으로부터의 변화라고 생각해도 좋다.

이 수학식(35)에 의거하여, 상기 수학식(32)로부터 수학식(36)이 얻어지며, 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13에 의존하지 않는 전압관계의 수학식이 도출된다. 수학식(36)에 있어서는 임계값 전압 Vth13=0V일 때의 유기EL장치 OLED의 발 광전압 Voel을 Voel=Voel0으로 했다. 수학식(14) 및 수학식(15)으로부터 수학식(35)가 도출된다.

여기서, 제 0계조인 또는 흑표시 상태에 있어서, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 임계값 전압 Vth13이상의 전압이 인가되지 않는 조건(즉, 유기EL장치 OLED에 발광구동전류 Iem을 흘리지 않는 전압조건)이 수학식(37)과 같이 나타낼 수 있다. 이에 따라, 도 22에 나타낸 무발광 표시 동작에 있어서, 데이터 드라이버(140)의 계조전압 생성부(143)로부터 출력되는 무발광 표시 전압 Vzero를 규정(결정)할 수 있다.

-Vd0(0)=Vzero≥CgdVcce-Cgs′Vshl

다음에, 본 실시형태에 관한 데이터 드라이버(140)에 의해 생성되고 출력되는 계조지정전압 Vpix에 대해 검토할 것이다.

도 32는 본 실시형태에 관한 표시화소(화소구동회로 및 유기EL장치)에 있어서의 기입 동작시의 전압관계를 나타내는 등가 회로도이다.

도 28에 나타낸 각 과정을 거칠 때에 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이 트-소스간 전압 Vgs가 다른 기생용량 등에 의해서 시프트하는 분량을 보상하기 위해, 기입동작기간 Twrt(계조지정전압 Vpix의 인가시간) 내에 전압 가산부(148)가 출력하는 계조지정전압 Vpix는 하기의 수학식(38)과 같이 설정한다.

Vpix=-(Vd＋Vds12)=-Vreal-βVth13

여기서, Vds12는 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압이다.

그리고, 도 32에 나타내는 기입동작에 있어서는 트랜지스터 Tr13, Tr12의 드레인-소스단자간에 흐르는 기입전류 Iwrt를 각각 수학식(39), 수학식(40)과 같이 나타낼 수 있다.

Vdse12 및 Vsat12는 상기 수학식(39), 수학식(40)에 의거하여 하기 수학식(41)에 의해 정의할 수 있다.

여기서, 수학식(39～41)에 있어서, μFET는 트랜지스터의 이동도이고, Ci는 단위 면적당의 트랜지스터 게이트 용량이며, W12, L12는 각각 트랜지스터 Tr12의 채널폭 및 채널길이이고, W13, L13은 각각 트랜지스터 Tr13의 채널폭 및 채널길이이며, Vds12는 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압이고, Vth12는 트랜지스터 Tr12의 임계값 전압이며, Vdse13은 기입시에 있어서의 트랜지스터 Tr13의 유효 드레인-소스간 전압이고, p, q는 박막 트랜지스터의 특성에 적합한 고유의 파라미터(피팅 파라미터)이다. 또한, 수학식(40)에 있어서 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압 Vdse12를 수학식(41)과 같이 정의했다. 수학식(39), 수학식(40)에 있어서는 트랜지스터 Tr12와 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압을 구별하기 위해서, 각각 Vth12, Vth13이라고 표기했다. Vsat12는 기입시에 있어서의 트랜지스터 Tr12의 유효 드레인-소스간 전압이다.

또, n채널 어모퍼스 실리콘 트랜지스터의 임계값 전압의 시프트량은 트랜지스터가 온상태가 되어있는 시간(게이트-소스간 전압이 정전압(正電壓)인 시간)이 길수록 커지는 경향이 있다. 따라서, 트랜지스터 Tr13은 1처리 사이클기간 Tcyc 내 에 차지하는 비율이 높은 발광동작기간 Tem에 있어서, 온상태에 있기 위해 임계값 전압이 경시적으로, 보다 정측(正側)전압에 시프트하여 고저항화하기 쉬운 것에 대해, 트랜지스터 Tr12는 1처리 사이클기간 Tcyc 내에 차지하는 비율이 비교적 낮은 선택기간 Tsel만 온상태이므로, 트랜지스터 Tr13과 비교하면, 임계값이 경시적 시프트의 정도가 작다. 그러므로, 상술한 계조지정전압 Vpix의 도출방법에 있어서는 트랜지스터 Tr12의 임계값 전압 Vth12의 변동은 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13의 변동에 대해서 무시해도 좋을 정도로 작으므로, 변동하지 않는 것으로서 취급하고 있다.

명백하게, 수학식(39) 및 수학식(40)은 q 및 p의 TFT 특성 피팅 파라미터, 트랜지스터 사이즈 파라미터(W13, L13, W12, L12), 트랜지스터의 게이트 두께와 어모퍼스 실리콘의 이동도와 같은 프로세스 파라미터 및 전압 설정값 Vsh을 포함한다.

수학식(39)의 Iwrt와 수학식(40)의 Iwrt가 동일하다고 하는 등식을 수치 해석적으로 풀어서, 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압 Vds12를 구함으로써, Vpix=-Vd-Vds12로부터 계조지정전압 Vpix를 도출할 수 있다.

구해진 계조지정전압 Vpix를 기입동작기간 Twrt 내에 전압 가산부(148)가 출력하면, 트랜지스터 Tr13의 소스(접점 N12)에 -Vd가 기입되게 된다. 이로 인해, 기입동작기간 Twrt에서의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs 및 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간 전압 Vds=0-(-Vd)=Vd0＋εΔVth가 되고, 기생용량 등의 영향에 의한 시프트분을 보상한 구동전류 Ioled를 발광동작기간 Tem에 흘리는 기입전류 Iwrt를 기입동작기간 Twrt에 흘릴 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 관한 표시장치 및 그 구동방법에 있어서의 작용효과에 대해 구체적인 실험결과를 나타내어 설명한다.

도 33은 본 실시형태에 관한 표시화소의 기입동작에 있어서의 기입 데이터에 대한 데이터 전압과 계조유효전압의 관계를 나타내는 특성도이다.

상술한 바와 같이, 기입동작에 있어서 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 기입 유지되는 전압성분 Vgs에 의해, 해당 소스단자(접점 N12)에 발생하는 전위 -Vd는 상기 수학식(14)에 의거하여, 데이터 전압 Vd0과 임계값 전압 Vth13의 소정수 γ배에 의거하여 설정(결정)된다(Vd=-Vd0-γVth13).

데이터 드라이버(140)(전압 가산부(148))에 의해 생성되는 계조지정전압 Vpix는 수학식(13)에 나타낸 바와 같이, 계조유효전압 Vreal과 임계값 전압 Vth13의 소정수 β배에 의거하여 설정(결정)된다(Vpix=-Vreal-βVth13).

상기 수학식(14), 수학식(13)에 있어서, 정수 γ, β 및 임계값 전압 Vth13에 의존하지 않는 데이터 전압 Vd0과 계조유효전압 Vreal의 관계에 대해 검증하면, 도 33에 나타내는 바와 같이, 데이터 드라이버(140)의 계조전압 생성부(142)에 의해 생성되는 계조유효전압 Vreal의 기입 데이터(지정계조)에 대한 변화경향에 대해서, 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)의 트랜지스터 Tr13의 소스단자에 표시 데이터(기입 데이터)에 따른 전압성분(계조전압)을 부여하기 위한 데이터 전압 Vd0의 기입 데이터에 대한 변화경향은 고(高)계조역만큼 전압의 차가 커지는 경향을 갖고 있다. 구체적으로는 제 0계조(흑표시 상태)에 있어서는 데이터 전압 Vd0과 계조유 효전압 Vreal의 어떤 것이든 Vzero(=0V)인 것에 대해서, 제 255계조(최고휘도계조)에 있어서는 데이터 전압 Vd0과 계조유효전압 Vreal이 대체로 1.3V이상의 전압차를 발생한다. 그 이유는 부여하는 Vpix가 크면 클수록 기입시의 전류값도 커지며, 그 결과 트랜지스터 Tr12의 소스-드레인간 전압도 커지기 때문이다.

도 33에 나타낸 검증실험에 있어서는 기입 동작시의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 접지전위 GND(=0V), 발광 동작시의 전원전압 Vcc(=Vcce)를 12V, 선택신호 Ssel의 하이레벨 Vsh와 로우레벨 -Vsl간의 전압차(전압범위) Vshl을 27V, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 채널폭 W13을 100μm, 트랜지스터 Tr11 및 트랜지스터 Tr12의 채널폭 W11, W12를 40μm, 화소 사이즈를 129μm×129μm, 화소의 개구율을 60%, 캐패시터(축적용량) Cs의 정전용량을 600fF(=0.6pF)로 했을 경우의 표시화소 PIX를 사용하여 실험을 실행했다.

도 34는 본 실시형태에 관한 표시화소의 기입동작에 있어서의 기입 데이터에 대한 계조지정전압과 임계값 전압의 관계를 나타내는 특성도이다.

상기 식 13에 있어서, 정수 β 및 임계값 전압 Vth13에 의존하는 계조지정전압 Vpix에 대해서, 상기 도 33에 있어서의 경우와 동일한 실험조건으로 검증하면, 도 34에 나타내는 바와 같이, 데이터 드라이버(140)의 전압 가산부(148)에 의해 생성되는 계조지정전압 Vpix의 기입 데이터(지정계조)에 대한 변화경향은 정수 β를 일정값으로 설정한 경우, 임계값 전압 Vth13이 커지는 것에 따라서, 전체 계조역에 있어서 계조지정전압 Vpix의 전압값이 해당 임계값 전압 Vth13분만큼 낮아진다. 구체적으로는, 정수 β를 β=1.08로 설정했을 경우, 임계값 전압 Vth13을 0V→1V→3V 로 변화시키면, 계조지정전압 Vpix를 규정하는 각 임계값 전압 Vth13에 있어서의 특징선이 저전압 방향으로 거의 평행 이동한다. 또한, 제 0계조(흑표시 상태)에 있어서는 임계값 전압 Vth13에 관계없이 계조지정전압 Vpix는 Vzero(=0V)가 된다.

도 35A 및 35B는 본 실시형태에 관한 표시화소의 발광동작에 있어서의 기입 데이터(표시 데이터의 계조값이며, 여기서는 최저휘도계조를 "0", 최고휘도계조를 "255"로 하고 있음)에 대한 발광구동전류와 임계값 전압의 관계를 나타내는 특성도이다.

다음에, 상기 수학식(13)에 나타낸 계조지정전압 Vpix를 데이터 드라이버(140)로부터 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 인가하고, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 상기 식 14에 나타내는 바와 같은 전압성분 Vgs(기입전압; 0-(-Vd)=Vd0＋γVth13)를 기입 유지시켰을 경우에, 발광 동작시에 유기EL장치 OLED에 공급되는 발광구동전류 Iem의 정수 γ 및 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13에 대한 의존성에 대해서, 상기 도 33에 있어서의 경우와 동일한 실험조건으로 검증하면, 도 35에 나타내는 바와 같이, 정수 γ를 거의 일정값으로 설정했을 경우, 각 계조에 있어서 임계값 전압 Vth13에 관계없이 거의 동등한 전류값을 갖는 발광구동전류 Iem이 유기EL장치 OLED에 공급되는 것이 판명됐다.

구체적으로는, 도 35A에 나타내는 바와 같이, 정수 γ를 γ=1.07, 임계값 전압 Vth13을 1.0V로 설정했을 경우와, 도 35B에 나타내는 바와 같이, 정수 γ를 γ=1.05, 임계값 전압 Vth13을 3.0V로 설정했을 경우에 대해 비교 검토하면, 임계값 전압 Vth13에 관계없이 거의 동일한 특징선이 얻어지며, 또한 표 2에 나타내는 바 와 같이, 거의 전체 계조역에서 이론값에 대한 휘도변화(휘도차)가 대체로 1.3%이하로 억제되는 것이 판명되었다. 여기서, 본 출원에 있어서는 상술한 바와 같이 수학식 (14)에 나타낸 정수 γ에 의존하는 전압성분 Vgs(기입전압; 0-(-Vd)=Vd0＋γVth13)를 기입 유지함으로써, 각 계조에 있어서의 이론값에 대한 휘도변화(휘도차)를 대체로 1.3%이하로 억제시키는 효과를 설명의 형편상, 편의적으로 "γ 효과"라고 표기한다.

도 36A, 36B 및 36C는 본 실시형태에 관한 표시화소의 발광동작에 있어서의 기입 데이터에 대한 발광구동전류와 임계값 전압의 변동(Vth 시프트)의 관계를 나타내는 특성도이다.

다음에, 상기 γ 효과의 임계값 전압 Vth13의 변동(Vth 시프트)에 대한 의존성에 대해 검증하면, 도 36에 나타내는 바와 같이, 정수 γ를 일정값으로 설정했을 경우, 임계값 전압 Vth13의 변동(Vth 시프트)폭이 커질수록, 각 계조에 있어서 초기의 임계값 전압 Vth13에 있어서의 발광구동전류 Iem과의 전류값의 차가 작아지는 것이 판명되었다.

구체적으로는, 정수 γ를 γ=1.1로 하고, 도 36A, 도 36B에 나타내는 바와 같이, 임계값 전압 Vth13을 1.0V로부터 3.0V로 변경 설정했을 경우와, 도 36A, 도 36C에 나타내는 바와 같이, 임계값 전압 Vth13을 1.0V로부터 5.0V로 변경 설정했을 경우에 있어서의 특징선을 비교 검토하면, 임계값 전압 Vth13의 변동(Vth 시프트) 폭이 클수록 특징선이 근사하며, 표 3에 나타내는 바와 같이, 거의 전체 계조역에서 이론값에 대한 휘도변화(휘도차)가 극히 작게(대체로 0.3%이하로) 억제되는 것이 판명되었다.

본 실시형태에 있어서의 작용효과의 우위성을 증명하기 위해서, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 상기 수학식 14에 있어서, 정수 γ에 의존하지 않는 전압성분 Vgs(기입전압; 0-(-Vd)=Vd0＋Vth13)를 기입 유지시킨 상태에서, 다른 임계값 전압 Vth13을 설정했을 경우의 실험결과를 비교예로서 검토한다.

도 37A 및 37B은 본 실시형태에 관한 γ 효과를 갖지 않는 경우에 있어서의 기입 데이터에 대한 발광구동전류와 임계값 전압의 관계(비교예)를 나타내는 특성도이다.

구체적으로는, 도 37A에 나타내는 바와 같이, 정수 γ(=1＋(Cgs11＋Cgd13)/Cs=1＋Cgs＋Cgd)를 γ=1.07, 임계값 전압 Vth13을 1.0V 및 3.0V로 설정했을 경우와, 도 37B에 나타내는 바와 같이, 정수 γ를 γ=1.05, 임계값 전압 Vth13을 1.0V 및 3.0V로 설정했을 경우의 어떤 것에 있어서도, 각 계조에 있어서 정수 γ에 관계없이 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13이 높을수록 발광구동전류 Iem의 전류값이 작아지는 특징선이 얻어지며, 또한 표 4에 나타내는 바와 같이, 거의 전체 계조역에서 이론값에 대한 휘도변화(휘도차)가 1.0%이상을 나타내고, 특히, 중간계조 이상(도면에 나타낸 256계조의 예에서는 127계조 이상)에서 2%이상에 이르는 것이 판명되었다.

본원 발명자의 각종 검증에 따르면, 정수 γ를 보정하지 않으면, 각 계조에 있어서의 이론값에 대한 휘도변화(휘도차)가 중간계조에 있어서 대체로 2%이상에 이르면, 화상의 소결로서 시인(視認)되기 때문에, 상기 비교예와 같이 정수 γ에 의존하지 않는 전압성분 Vgs(기입전압 Vd=-Vd0-Vth13)를 기입 유지시켰을 경우에는 표시화질의 열화를 초래하게 된다.

본 실시형태에 있어서는, 반대의 방법으로, 수학식(14)에 나타낸 바와 같이, 정수 γ에 의존하는 전압성분 Vgs(기입전압; 0-(-Vd)=Vd0＋γVth13)를 기입 유지시킴으로써, 도 35, 도 36 및 표 2, 표 3에 나타낸 바와 같이, 각 계조에 있어서의 이론값에 대한 휘도변화(휘도차)를 큰 폭으로 억제할 수 있으므로, 화상의 소결을 방지하여 표시화질이 뛰어난 표시장치를 실현할 수 있다.

다음에, 상기 수학식(41)에 나타낸 계조지정전압 Vpix와 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs의 관계에 대해 구체적으로 설명한다.

도 38은 본 실시형태에 관한 작용효과를 실현하기 위해 설정되는 정수와 기입 데이터의 관계를 나타내는 특성도이다.

상술한 바와 같이, 수학식(13), 수학식(14)에 나타낸 계조지정전압 Vpix와 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs의 관계는 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)와 데이터라인 Ld간에 트랜지스터 Tr12의 온저항분의 전위차가 존재하기 때문에, 접점 N12에 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13의 γ배의 전압을 데이터 전압 Vd0에 가산한 전압을 유지시키기 위해서, 계조지정전압 Vpix로서 임계값 전압 Vth의 β배의 전압을 계조유효전압 Vreal에 가산한 전압을 기입하도록 하고 있다.

상기 계조지정전압 Vpix와 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs의 관계에 있어서, Vpix에 대해서 βVth13을 오프셋 했을 때의 Vgs의 변화분인 γVth13과의 관계에 대해 검증하면, 임계값 전압 Vth13이 0V로부터 3V로 변화했을 경우의 기입 데이터(지정계조)에 대한 정수 β, γ의 값은 도 38에 나타내는 바와 같이, 계조지정전압 Vpix를 규정하는 정수 β가 전체 기입 데이터에 대해 일정(도면 중 점선으로 표기)한 것에 대해서, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 규정하는 정수 γ는 기입 데이터에 대해서 대체로 일정한 기울기를 갖고 변화한다(도면 중 실선으로 표기). 여기서, 예를 들면, 중간계조(도 38에 나타낸 256계조에 있어서는 128계조 근방)에 있어서, 정수 γ가 이상값(도면 중 이점쇄선으로 표기)이 되도록 하려면, β=1.08일 때 γ=1.097로 설정하면 좋으며, 정수 β와 γ를 극히 근사한 값으로 설정할 수 있으므로, 실용상은 정수 β=γ로 설정하는 것이어도 좋다.

이상의 검증결과에 의거하여, 본원 발명자가 여러가지로 검토한 결과, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs를 규정하는 정수 γ(=β)는 1.05 이상인 것이 바람직하며, 트랜지스터 Tr13의 소스단자(접점 N12)에 기입 유지되는 전압성분 Vgs(기입전압 Vd)가 수학식(14)에 나타낸 바와 같은 전압(-Vd0-γVth13)이 되는 계조지정전압 Vpix가 기입 데이터(지정계조) 중, 적어도 하나의 계조로 설정되어 있으면 좋다라고 하는 결론에 이르렀다.

이 경우 임계값 전압 Vth13의 변동(Vth 시프트)에 의한 발광구동전류 Iem의 변화가 임계값 전압 Vth13의 변동이 발생하기 이전의 초기 상태에 있어서의 최대 전류값에 대해서, 대체로 2% 이내가 되도록 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 치수(즉, 채널폭과 채널길이의 비; W/L) 및 선택신호 Ssel의 전압 Vsh, -Vsl이 설정되어 있는 것이 바람직하다고 하는 결론에 이르렀다.

계조지정전압 Vpix는 트랜지스터 Tr13의 소스 전위인 -Vd에, 추가로 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압분을 가산해야 한다. 전원전압 Vccw-계조지정전압 Vpix의 절대값이 클수록, 기입 동작시에 트랜지스터 Tr12 및 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스간에 흐르는 전류의 전류값이 커지기 때문에, Vpix와 -Vd의 차가 커진다. 다만, 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압에 의한 전압강하의 영향을 작게 하면, 임계값 전압 Vth의 β배의 효과가 그대로 γ 효과에 반영될 수 있다.

즉, 수학식(14)를 충족시키고, 임계값 전압에 의존하는 전압성분 γVth를 설정할 수 있으면, 기입동작상태로부터 발광동작상태로 이행했을 때의 발광구동전류 Iem의 전류값의 변동을 보상할 수 있게 되지만, 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압의 영향을 고려할 필요가 있다.

예를 들면, 도 33에 나타내는 바와 같이, 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압을 기입동작에 있어서 최대휘도계조 시, 즉, 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 전압이 최대일 때에 1.3V 정도가 되도록 트랜지스터 Tr12의 설계를 실행한다.

도 38은 도 33의 특성도를 얻은 화소구동회로 DC에 있어서의 정수의 특성도이며, 최저휘도계조 "0"의 정수 γ(≒1.07)와 최고휘도계조 "255"의 정수 γ(≒1.11)의 차가 충분히 작으며, 또한 식 22의 β에 근사할 수 있다.

즉, 전원전압 Vccw-계조지정전압 Vpix 중의 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스간 전압 Vgs의 전압성분 Vd0이 계조유효전압 Vreal이 되어, 계조유효전압 Vreal에 보상전압 Vpth(=βVth13)를 가산하여 부극성으로 한 것이 계조지정전압 Vpix로 하며, 이 기입동작 시의 계조지정전압 Vpix가 식 13을 충족시키도록 설정되어 있어도, 트랜지스터 Tr12의 드레인-소스간 최대전압을 적당히 설정하고 있으면, 정수 γ를 β에 근사시킬 수 있으며, 최저휘도계조로부터 최고휘도계조에 이르기까지 고정밀도로 계조표시를 하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 일련의 작용효과의 검증에 적용한 유기EL장치 OLED(화소 사이즈 129μm×129μm, 개구율 60%)의 구동전압에 대한 화소전류의 변화특성(V-I 특성)은, 도 39에 나타내는 바와 같이, 구동전압이 부전압(負電壓)의 영역에 있어서는 비교적 미소한(대체로 1.0E-3μA～1.0E-5μA 순서의) 화소전류가 흐르고, 구동전압이 거의 0V로 화소전류가 최저가 되며, 구동전압이 정전압의 영역에 있어서는 전압값의 상승에 수반해서, 화소전류가 급격히 증가하는 경향을 나타낸다.

도 39는 상술한 일련의 작용효과의 검증에 적용한 유기EL장치의 전압-전류 특성을 나타내는 도면이다.

도 40은 본 실시형태에 관한 표시화소(화소구동회로)에 사용되는 트랜지스터의 채널 내 기생용량의 전압 의존성을 나타내는 특성도이다.

도 40은 박막 트랜지스터 TFT에 있어서의 기생용량을 논의할 때에 일반적으로 참조되는 Meyer의 용량모델에 의거하여, 게이트-소스간 전압 Vgs가 임계값 전압 Vth보다 큰 조건(Vgs＞Vth), 즉 소스-드레인간에 채널이 형성되고 있는 조건에서의 용량특성을 나타낸다.

박막 트랜지스터의 채널 내 기생용량 Cch는 크게 나누어 게이트-소스단자간의 기생용량 Cgs ch와 게이트-드레인단자간의 기생용량 Cgd ch를 포함하며, 게이트-소스간 전압 Vgs와 임계값 전압 Vth의 차이분(Vgs-Vth)에 대한 드레인-소스간 전압 Vds의 비(전압비; Vds/(Vgs-Vth))와, 트랜지스터의 채널용량 Cch에 차지하는 게이트-소스단자간의 기생용량 Cgs ch 또는 게이트-드레인단자간의 기생용량 Cgd ch의 비(용량비; Cgs ch/Cch, Cgd ch/Cch)의 관계는, 도 40에 나타내는 바와 같이, 전압비가 0일 때(즉, 드레인-소스간 전압 Vds=0V일 때)에는 소스와 드레인에 구별이 없고, 용량비 Cgs ch/Cch 및 Cgd ch/Cch는 동등하며, 어떤 것이든 1/2를 차지하여 전압비가 증가한 상태(즉, 드레인-소스간 전압 Vds가 포화영역에 이른 상태)에서는 용량비 Cgs ch/Cch가 대체로 2/3을 차지하고, 용량비 Cgd ch/Cch는 0에 점근하는 특성을 갖고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 표시화소 PIX의 기입 동작시에 상기 식 41에 나타낸 전압값을 갖는 계조지정전압 Vpix를 데이터 드라이버(140)에 의해 생성하여 데이터라인 Ld를 통해 인가함으로써, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스단자간에 표시 데이터(휘도 계조값)에 부가해서 화소구동회로 DC에 있어서의 전압변화의 영향을 포함하고(예측하고), 설정된 전압성분 Vgs를 유지시킬 수 있으며, 발광 동작시에 유기EL장치 OLED에 공급되는 발광구동전류 Iem의 전류값을 보상할 수 있다. 표시 데이터에 적절하게 대응한 전류값을 갖는 발광구동전류 Iem을 유기EL장치 OLED에 흘리고, 표시 데이터에 따른 휘도계조로 발광 동작시킬 수 있으므로, 각 표시화소에 있어서의 휘도계조의 어긋남을 억제하며, 표시품질이 뛰어난 표시장치를 실현할 수 있다.

＜구동방법의 구체적인 예＞

다음에, 도 9에 나타낸 바와 같은 표시영역(110)을 구비한 표시장치(100)에 특유의 구동방법에 대해 구체적으로 설명한다.

본 실시형태에 관한 표시장치(도 9)에 있어서는 표시영역(110)에 배열된 복수의 표시화소 PIX를 표시영역(110)의 위쪽영역과 아랫쪽영역으로 이루어지는 2조로 그룹 분류되고, 각 그룹마다 분기된 개별의 전원전압라인 Lv1, Lv2를 통해 독립한 전원전압 Vcc를 인가하도록 하고 있으므로, 각 그룹에 포함되는 복수행의 표시화소 PIX를 일제히 발광 동작시킬 수 있다.

도 41은 본 실시형태에 관한 표시영역을 구비한 표시장치에 있어서의 구동방법의 한 구체적인 예를 모식적으로 나타낸 동작 타이밍도이다.

도 41에 있어서는, 설명의 형편상, 편의적으로 표시영역에 12행(n=12; 제 1행～제 12행)의 표시화소가 배열되며, 1～6행째(상술한 위쪽영역에 대응함) 및 7～12행째(상술한 아랫쪽영역에 대응함)의 표시화소를 각각 1조로서 2조로 그룹 분류한 경우의 동작 타이밍도를 나타낸다.

본 실시형태에 관한 표시장치(100)에 있어서의 구동방법은 예를 들면, 도 41에 나타내는 바와 같이, 우선 표시영역(110)에 화상정보를 표시하기 위한 표시구동동작(도 16에 나타낸 표시구동기간)에 앞서, 표시영역(110)에 배열된 각 표시화소 PIX에 설치된 화소구동회로 DC에 있어서, 유기EL장치(발광장치) OLED의 발광상태를 제어하는 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13(또는, 해당 임계값 전압 Vth13에 대응하는 전압성분)을 검출하는 임계값 전압 검출 동작(임계값 전압 검출 기간 Tdec)을 실행하고, 그 후, 1 프레임기간 Tfr(약 16.7msec) 내에 표시영역(110)의 각 행마다의 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)에 상기 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13을 소정수 β배 한 보상전압 Vpth와 표시 데이터에 따른 계조유효전압 Vreal로 이루어지는 계조지정전압 Vpix에 따른 전압성분 Vgs를 유지시키며(표시 데이터를 기입), 미리 그룹 분류된 1～6행째 또는 7～12행째의 표시화소 PIX(유기EL장치 OLED)에 대해 상기 기입동작이 종료한 타이밍에서 해당 그룹에 포함되는 전체 표시화소 PIX를 표시 데이터에 따른 휘도계조로 일제히 발광 동작시키는 처리를 각 그룹마다 순차적으로(도 9에 나타낸 표시장치(100)에 있어서는 교대로) 반복함으로써, 표시영역(110) 한 화면분의 화상정보를 표시한다.

임계값 전압 검출 동작(임계값 전압 검출 기간 Tdec)은 상술한 실시형태와 마찬가지로, 표시영역(110)의 각 행마다의 표시화소 PIX(발광구동회로 DC)에 대해서, 소정의 검출용전압 Vpv를 인가하는 전압인가동작(전압인가기간 Tpv)과, 해당 검출용전압 Vpv에 의거하는 전압성분을 각 트랜지스터 Tr13의 해당 검출시점에서의 임계값 전압 Vth13에 집속시키는 전압집속동작(전압집속기간 Tcv)과, 각 표시화소 PIX에 있어서의 전압집속 후의 임계값 전압 Vth13을 측정하고(판독하고), 각 표시화소 PIX마다 임계값 검출 데이터로서 기억하는 전압판독동작(전압판독기간 Trv)으로 이루어지는 일련의 구동제어를 각 행마다 소정의 타이밍에서 순차적으로 실행한다.

구체적으로는, 도 41에 나타내는 바와 같이, 표시영역(110)의 1～6행째의 표시화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 해당 그룹의 표시화소 PIX에 공통으로 접속된 제 1 전원전압라인 Lv1을 통해 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 인가한 상태에서, 1행째의 표시화소 PIX로부터 차례대로 상기 임계값 전압 검출 동작(전압인가동작, 전압집속동작, 전압판독동작)을 각 행에 대해 반복 실행하고, 이어서 7～12행째의 표시화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 해당 그룹의 표시화소 PIX에 공통으로 접속된 제 2 전원전압라인 Lv2를 통해 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 인가한 상태에서, 7행째의 표시화소 PIX로부터 차례대로 상기 임계값 전압 검출 동작을 각 행에 대해 반복 실행한다. 이에 따라, 각 행의 표시화소 PIX에 대해서, 화소구동회로 DC에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth13에 대응한 임계값 검출 데이터가 취득되어 프레임메모리(147)에 기억된다.

도 41에 나타낸 타이밍도에 있어서, 임계값 전압 검출 기간 Tdec의 각 행의 사선으로 나타낸 해칭 부분은 각각 상술한 실시형태에 나타낸 전압인가동작, 전압집속동작 및 전압판독동작으로 이루어지는 일련의 임계값 전압 검출 동작을 나타내고 있으며, 각 행마다의 임계값 전압 검출 동작이 시간적으로 겹쳐지지 않도록 타이밍을 늦추어 순차적으로 실행된다.

다음에, 표시구동동작(표시구동기간 Tcyc)에 대해서도, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 1 프레임기간 Tfr 내에 표시영역(110)의 각 행마다의 표시화소 PIX(발광구동회로 DC)에 대해서, 상기 임계값 전압 검출 동작에 의해 각 표시화소 PIX(화소구동회로 DC)의 트랜지스터 Tr13에 대해 검출되며, 기억된 임계값 검출 데이터에 의거하여, 각 표시화소 PIX마다 임계값 전압 Vth13의 소정수 β배가 되는 보상전압 Vpth를 생성하고, 해당 보상전압 Vpth와 표시 데이터에 따른 계조유효전압 Vreal에 의거하는 전압성분, 예를 들면, 보상전압 Vpth와 계조유효전압 Vreal의 총합이 되는 전압성분(계조지정전압 Vpix, Vpix(0))을 기입하는 기입동작(기입동작기간 Twrt)과, 해당 기입된 전압성분을 유지하는 유지동작(유지동작기간 Thld)과, 소정의 타이밍으로 상기 표시 데이터(계조유효전압)에 따른 휘도계조로 각 표시화소 PIX(유기EL장치 OLED)를 발광시키는 발광동작(발광동작기간 Tem)으로 이루어지는 일련의 구동제어를 각 행마다 소정의 타이밍으로 차례차례 실행한다.

구체적으로는 도 41에 나타내는 바와 같이, 표시영역(110)의 1～6행째의 표시화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 해당 그룹의 표시화소 PIX에 공통으로 접속된 제 1 전원전압라인 Lv1을 통해 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 인가한 상태에서, 1행째의 표시화소 PIX로부터 차례대로 보상전압 Vpth=βVth13과 계조유효전압 Vreal을 가산하여 생성된 계조지정전압 Vpix를 기입하는 기입동작 및 기입동작이 종료한 행의 표시화소 PIX에 대해서, 계조지정전압 Vpix에 대응한 전압성분 Vgs를 유지하는 유지동작을 각 행에 대해 반복 실행한다.

6행째의 표시화소 PIX에 대해 기입동작이 종료한 타이밍에서, 해당 그룹의 제 1 전원전압라인 Lv1을 통해 고전위의 전원전압 Vcc(=Vcce)를 인가함으로써, 각 표시화소 PIX에 기입된 계조지정전압 Vpix에 의거하여, 표시 데이터에 따른 휘도계조로 해당 그룹의 6행분의 표시화소 PIX를 일제히 발광 동작시킨다. 이 발광동작은 1행째의 표시화소 PIX에 대해서, 다음 표시구동동작(기입동작)이 개시되는 타이밍까지 계속된다(1～6행째의 발광동작기간 Tem). 또한, 이 구동방법에 있어서는, 해당 그룹의 최종행이 되는 6행째의 표시화소 PIX는 기입동작 후에 유지동작으로 이행하는 일 없이(유지동작기간 Thld를 갖는 일 없이) 발광동작이 실행된다.

도 41에 나타낸 타이밍도에 있어서, 표시구동기간 Tcyc의 각 행의 크로스 메쉬(cross meshing)로 나타낸 해칭 부분은 각각 상술한 실시형태에 나타낸 표시 데이터의 기입동작을 나타내고 있으며, 특히, 본 실시형태에 있어서는 각 행마다의 기입동작이 시간적으로 겹쳐지지 않도록 타이밍을 어긋나게 하여 순차적으로 실행되고, 각 행의 표시구동동작 중, 발광동작만이 각 행 사이에 서로 시간적으로 겹쳐지도록(동일한 타이밍으로) 실행된다.

상기 1～6행째의 표시화소 PIX에 대해, 기입동작이 종료한 타이밍(또는 1～6행째의 표시화소 PIX에 대해 발광동작이 개시된 타이밍)에서 7～12행째의 표시화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 해당 그룹의 표시화소 PIX에 공통으로 접속된 제 2 전원전압라인 Lv2를 통해 저전위의 전원전압 Vcc(=Vccw)를 인가한 상태에서, 7행째의 표시화소 PIX로부터 차례대로 보상전압 Vpth=βVth13과 계조유효전압 Vreal을 가산하여 생성된 계조지정전압 Vpix를 기입하는 기입동작 및 기입동작이 종료한 행의 표시화소 PIX에 대해서, 계조지정전압 Vpix에 대응한 전압성분 Vgs를 유지하는 유지동작을 각 행에 대해 반복 실행한다.

그리고, 12행째의 표시화소 PIX에 대해 기입동작이 종료한 타이밍에서 해당 그룹의 제 2 전원전압라인 Lv2를 통해 고전위의 전원전압 Vcc(=Vcce)를 인가함으로써, 각 표시화소 PIX에 기입된 계조지정전압 Vpix에 의거하여, 표시 데이터에 따른 휘도계조로 해당 그룹의 6행분의 표시화소 PIX를 일제히 발광 동작시킨다. 이 발광동작은 6행째의 표시화소 PIX에 대해서, 다음 표시구동동작(기입동작)이 개시되는 타이밍까지 계속된다(7～12행째의 발광동작기간 Tem).

이와 같이, 표시영역(110)에 매트릭스형상으로 배열된 표시화소 PIX에 대해서, 각 행의 표시화소 PIX마다 미리 임계값 전압 검출 동작을 실행하고, 표시화소 PIX마다 임계값 검출 데이터를 취득한 후, 각 행의 표시화소 PIX마다 기입동작 및 유지동작으로 이루어지는 연속하는 처리를 순차적으로 실행하고, 미리 설정된 각 그룹에 대해 해당 그룹에 포함되는 모든 행의 표시화소 PIX에의 기입동작이 종료한 시점에서 해당 그룹의 모든 표시화소 PIX를 일제히 발광 동작시키도록 구동 제어된다.

이러한 표시장치의 구동방법에 대해서는 발광동작기간 Tem 전에 있어서, 동일 그룹 내의 각 행의 표시화소에 기입동작(및 유지동작)을 실행하는 기간 중, 해당 그룹 내의 모든 표시화소(발광장치)의 발광동작이 실행되지 않고, 무발광 상태(흑표시 상태)로 설정된다.

즉, 도 41에 나타낸 동작 타이밍도에 있어서는, 표시영역(110)을 구성하는 12행의 표시화소 PIX를 2조로 그룹 분류하고, 각 그룹마다 다른 타이밍으로 일제히 발광동작을 실행하도록 제어되므로, 1 프레임기간 Tfr에 있어서의 상기 무발광 동작에 의한 흑표시 기간의 비율(흑 삽입율)을 50%로 설정할 수 있다. 여기서, 인간의 시각에 있어서 동화상(動畵像)을 뿌예짐이나 번짐이 없이 선명하게 시인하기 위해서는, 대체로 보통 30%이상의 흑 삽입율을 갖고 있는 것이 기준이 되므로, 본 구동방법에 따르면, 비교적 양호한 표시화질을 갖는 표시장치를 실현할 수 있다.

도 9에 나타낸 표시장치(100)에 적용되는 표시영역(110)에 있어서는, 복수의 표시화소 PIX를 연속하는 행마다(표시영역(110)의 위쪽영역과 아랫쪽영역) 2조 그룹으로 나눈 경우에 대해 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 짝수행과 홀수행과 같이 연속하지 않는 행끼리로 그룹을 나누는 것이어도 좋다. 또, 표시영역(110)에 배열된 복수의 표시화소 PIX를 3조나 4조 등, 임의의 조 개수로 그룹을 나누는 것이어도 좋으며, 이에 따르면, 그룹이 나뉘어진 조 개수에 따라 발광시간 및 흑표시 기간(흑표시 상태)을 임의로 설정할 수 있고, 표시화질의 개선을 도모할 수 있다. 구체적으로는, 3조 그룹으로 나눈 경우에 있어서는 흑 삽입율을 대체로 33%로 설정할 수 있으며, 4조 그룹으로 나눈 경우에 있어서는 흑 삽입율을 대체로 25%로 설정할 수 있다.

표시영역(110)에 배열된 복수의 표시화소 PIX를 상기와 같이 그룹을 나누는 일 없이, 각 행마다 개별적으로 전원전압라인을 배치(접속)하고, 다른 타이밍으로 전원전압 Vcc를 독립하여 인가함으로써, 표시화소 PIX를 각 행마다 발광 동작시키는 것이어도 좋다. 이에 따르면, 행 단위로 상술한 표시구동동작이 실행되므로, 기입동작이 종료한 행으로부터 차례대로 임의의 타이밍으로 발광동작을 실행할 수 있다. 다른 형태로서 표시영역(110)에 배열된 한 화면분의 모든 표시화소 PIX에 대해, 일제히 공통의 전원전압 Vcc를 인가함으로써, 표시영역(110) 한 화면분의 모든 표시화소 PIX를 일제히 발광 동작시키는 것이어도 좋다.

본 발명의 광범위한 사상과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 실시형태 및 변경이 만들어질 수 있다. 상술한 실시형태는 본 발명을 도시하도록 의도된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 상기의 실시형태보다는 첨부된 청구항에 의해 나타내어진다. 다양한 변형이 본 발명의 청구항에 동일한 취지 내에서 만들어졌으며, 상기 청구항 내에서 본 발명의 범위에 있는 것으로서 간주되어진다.

이 출원은 명세서, 청구항, 도면 및 요약서를 포함하여 2007년 3월 30일 제출된 일본특허출원 제2007-091367에 의거한 것이다. 상기 일본특허출원의 개시는 온전히 그대로 참조로 여기에 병합된다.

Claims

광학소자(OLED)와, 상기 광학소자를 구동하며 일 단부가 상기 광학소자에 연결된 전류 경로를 가지는 구동소자를 포함하는 화소구동회로(DC)를 가지는 표시화소 구동용 표시구동장치(140)로서, 상기 표시구동장치는:

상기 화소구동회로의 상기 구동소자에 일정한 검출전압을 인가하는 검출전압 인가회로(145);

상기 화소구동회로에 의하여 상기 구동소자에 일정한 검출전압을 인가한 후에 일정 시간이 경과 후에 구동소자 특유의 장치 특성(Vth)에 상응하는 전압값을 검출하는 전압검출회로(144); 및

상기 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값(Vth)의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분(Vd0)의 절대값에 기초하여 계조지정신호(Vpix)를 생성하고 상기 화소구동회로에 상기 계조지정신호를 인가하는 계조지정신호 생성회로(143, 145, 148)를 구비하여 이루어지는 표시화소 구동용 표시구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값에 대응하는 전압값 데이터를 저장하는 메모리 회로(147)를 더 포함하며,

상기 계조지정신호 생성 회로는 상기 메모리 회로에 저장된 전압값 데이터를 판독하여, 상기 메모리 회로로부터 판독된 전압값의 절대값을 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분의 절대값에 기초하여 계조지정신호를 생성하는 표시구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 상수는 1.05와 같거나 그보다 크게 설정되는 표시구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동소자는 제어단자와 전류경로의 일 단부 사이에 제공된 정전용량소자(Cs) 및 상기 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터(Tr13)이며, 및

화소구동회로에 의하여 상기 구동소자에 검출전압이 인가되고 검출전압에 대응하는 전하가 정전용량 소자에 저장된 후에, 전압검출회로는 화소구동회로로부터 차단되며, 전하들이 일정 시간에 부분적으로 방전되며, 상기 전압검출회로는 장치 특성에 대응하는 전압값으로서 정해진 시간의 경과 후에 상기 정전용량 소자의 잔류 전하들에 대응하는 전압을 검출하는 표시구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 검출전압은 표시화소 측으로부터 검출전압인가회로를 향하여 전류가 흐르게 하는 극성을 가지는 일정한 전압값을 가지며, 그 절대값은 장치 특성에 대응하는 전압값의 절대값보다 큰 표시구동장치.
제 5 항에 있어서,

상기 검출전압인가회로는 일정한 전압값을 가지는 검출전압을 출력하는 검출전압 소스를 가지는 표시구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 계조지정신호 생성회로는,

표시 데이터의 계조값에 따른 휘도계조에서 광학소자가 발광하도록 전압값을 가지는 계조유효전압을 생성하는 계조전압 생성유닛(143);

전압검출회로에 의하여 검출된 전압값을 상수로 곱한 절대값인 전압값을 가지는 보상 전압을 생성하는 보상전압 생성유닛(145); 및

계조유효전압의 절대값과 보상전압의 절대값의 합에 기초하여 계조지정신호를 생성하는 동작회로 유닛(148)을 구비하는 표시구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 광학소자는 전류제어형 발광장치이며,

상기 구동소자는 제어단자와 전류경로의 일 단부 사이에 제공된 정전용량소자(Cs) 및 상기 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터(Tr13)이며,

상기 구동소자에 특유의 장치 특성은 구동 트랜지스터의 임계값 전압인 표시구동장치.
화상 정보를 표시하기 위한 표시장치로서:

광학소자에 전류경로의 일 단부가 접속된 구동소자를 가지는 화소구동회로(DC)와 상기 광학소자(OLED)를 각각 가지는 표시화소들(Pix);

상기 표시화소의 화소구동회로에 접속된 데이터 라인(Ld);

상기 데이터 라인을 통하여 상기 표시화소의 화소구동회로의 구동소자에 일정한 검출전압을 인가하는 검출전압 인가회로(145);

상기 화소구동회로에 의하여 구동소자에 검출전압을 인가한 후에 일정한 시간이 경과한 후에 상기 데이터 라인을 통해 상기 구동소자에 특유한 장치 특성(Vth)에 대응하는 전압값을 검출하는 전압검출회로(144); 및

상기 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값(Vth)의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분(Vd0)의 절대값에 기초하여 계조지정신호(Vpix)를 생성하고 상기 데이터 라인을 통해 상기 화소구동회로에 상기 계조지정신호를 인가하는 계조지정신호 생성회로(143, 145, 148)를 구비하여 이루어지는 영상정보 표시용 표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 표시장치는, 상기 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값에 대응하는 전압값 데이터를 저장하는 메모리 회로(147)를 더 포함하며,

상기 계조지정신호 생성 회로는 상기 메모리 회로에 저장된 전압값 데이터를 판독하여, 상기 메모리 회로로부터 판독된 전압값의 절대값을 상수로 곱하여 얻어진 값 및 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분의 절대값에 기초하여 계조지정신호를 생성하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 상수는 1.05와 같거나 그보다 크게 설정되는 표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 화소구동회로의 구동소자는, 제1 제어단자와 제1 전류경로를 가지며, 상기 제1 전류경로의 일 단부가 상기 광학 소자에 연결되고, 상기 제1 제어단자와 상기 제1 전류경로의 일 단부 사이에 제공된 정전용량소자(Cs)를 가지는 구동 트랜지스터(Tr13)이며,

화소구동회로 옆의 상기 데이터 라인을 통하여 상기 화소구동회로에 검출전압이 인가되고 검출전압에 대응하는 전하가 정전용량 소자에 저장된 후에, 상기 표시장치의 전압검출회로는 화소구동회로로부터 차단되며, 전하들이 일정 시간에 부분적으로 방전되며, 상기 전압검출회로는 장치 특성에 대응하는 전압값으로서 정해진 시간의 경과 후에 상기 데이터 라인을 통해 상기 정전용량 소자의 잔류 전하들에 대응하는 전압을 검출하는 표시장치.
제 12 항에 있어서,

상기 구동소자에 특유한 장치 특성은 상기 구동 트랜지스터의 임계값 전압인 표시장치.
제 12 항에 있어서, 로우(row) 방향으로 정렬된 복수의 선택라인들과 컬럼(column)방향으로 정렬된 복수의 데이터 라인들을 가지며, 상기 데이터 라인들과 상기 선택라인들의 교차점들에 인접하여 상기 데이터 라인들과 상기 선택라인들에 연결된 복수의 표시화소들을 가지는 표시패널(170); 및

선택 상태의 표시 패널의 개별 로우(row)들의 표시화소들을 연속으로 설정하기 위하여 선택라인들에 선택신호를 연속으로 인가하는 선택 드라이버(120)를 더 구비하는 표시장치.
제 14 항에 있어서, 각 표시화소의 화소구동회로는,

제2 전류경로와 제2 제어단자를 가지며, 상기 제2 전류경로의 일 단부가 상기 구동 트랜지스터의 상기 제1 전류경로의 일 단부에 연결되고, 상기 제2 전류경로의 타 단부가 상기 데이터 라인에 연결되고, 상기 제2 제어단자가 상기 선택라인에 연결된 선택 트랜지스터(Tr12); 및

제3 전류경로 및 제3 제어단자를 가지며, 상기 제3 제어단자가 상기 선택라인에 연결되고, 상기 제3 전류경로의 일 단부가 상기 구동 트랜지스터의 상기 제1 전류경로의 일 단부에 연결되고, 상기 제3 전류경로의 타 단부가 상기 제2 전류경로의 타 단부에 연결되고, 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결상태로 설정하는 다이오드 접속 트랜지스터(Tr11)를 더 구비하는 표시장치.
삭제
제 9 항에 있어서,

상기 광학소자는 전류제어형 발광장치인 표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 검출전압은 상기 데이터 라인을 통하여 표시화소 측으로부터 검출전압인가회로를 향하여 전류가 흐르게 하는 극성을 가지는 일정한 전압값을 가지며, 그 절대값은 장치 특성에 대응하는 전압값의 절대값보다 큰 표시장치.
제 18 항에 있어서,

상기 표시장치의 검출전압 인가회로는 일정 전압값을 가지는 검출 전압을 출력하는 검출전압 소스를 가지는 표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 표시장치의 계조지정신호 생성회로는,

표시 데이터의 계조값에 따른 휘도계조에서 광학소자가 발광하도록 전압값을 가지는 계조유효전압을 생성하는 계조전압 생성유닛(143);

전압검출회로에 의하여 검출된 전압값을 상수로 곱한 절대값인 전압값을 가지는 보상 전압을 생성하는 보상전압 생성유닛(145); 및

계조유효전압의 절대값과 보상전압의 절대값의 합에 기초하여 계조지정신호를 생성하는 동작회로 유닛(148)를 구비하는 표시장치.
화상 정보를 표시하기 위한 표시장치(100)의 구동방법으로서:

광학소자에 전류경로의 일 단부가 접속된 구동소자를 가지는 화소구동회로와 광학소자(OLED)를 가지는 표시화소의 화소구동회로의 구동소자에 상기 표시화소(Px)의 화소구동회로(DC)에 연결된 데이터 라인을 통하여 일정한 검출전압을 인가하며;

상기 구동소자에 검출전압을 인가한 후의 일정 시간이 경과한 후에 상기 데이터 라인을 통하여 상기 구동소자에 특유한 장치 특성(Vth)에 대응하는 전압값을 검출하며;

검출된 전압값의 절대값을 1보다 큰 상수로 곱하여 얻어진 값과 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분의 절대값에 기초하여 계조지정신호(Vpix)를 생성하고;

상기 데이터 라인을 통하여 상기 화소구동회로에 계조지정신호를 인가하는 것을 포함하는 표시장치의 구동방법.
제 21 항에 있어서,

상기 표시장치는, 전압검출회로에 의하여 검출된 전압값에 대응하는 전압값 데이터를 저장하는 메모리 회로(147)를 더 포함하며,

검출된 전압값은 장치 특성에 대응하는 전압값을 검출한 때, 상기 메모리 회로에 저장되며, 및

상기 메모리 회로에 저장된 전압값 데이터는 계조지정신호의 생성시 저장되는 표시장치의 구동방법.
제 21 항에 있어서,

상기 상수는 1.05와 같거나 더 크게 설정되는 표시장치의 구동방법.
제 21 항에 있어서,

상기 화소구동회로의 구동소자는, 전류경로의 일 단부와 제어단자 사이에 설치된 정전용량 소자(Cs)와 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터(Tr13)이며;

상기 구동 소자는, 검출전압의 인가시 정전용량 소자에 저장된 검출전압에 대응하는 전하를 저장하며;

장치 특성에 대응하는 검출 전압의 검출시 검출 전압을 인가하고, 검출전압에 대응하는 전하들이 정전용량소자에 저장된 후에 화소구동회로로부터 검출전압 인가회로를 차단하며;

정해진 시간에 전하들이 부분적으로 방전되면서, 장치 특성에 대응하는 전압값으로서 일정 시간 경과 후에 데이터 라인을 통해 정전용량 소자의 잔류 전하에 대응하는 전압을 검출하는 표시장치의 구동방법.
제 21 항에 있어서,

계조지정신호 생성시, 상기 표시 데이터의 계조값에 따른 휘도 계조에서 광학소자가 발광하도록 하는 전압값을 가지는 계조유효전압이 생성되며;

보상전압은 검출 전압값을 상수로 곱한 값의 절대값인 전압값을 가지며;

상기 계조지정신호는, 계조유효전압의 절대값과 보상전압의 절대값의 합에 기초하여 생성되는 표시장치의 구동방법.