KR101512781B1 - 표시장치 및 그 구동방법과 전자기기 - Google Patents

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Abstract

주변 수직 구동회로의 규모 축소화 및 구동선의 배선 갯수 삭감화가 가능한 표시장치를 제공한다. 구동부는, 열 모양의 신호선에 영상신호를 공급하는 수평 구동회로 HSEL와, 행 모양의 제1구동선 WS 및 제2구동선 DS을 통해 화소 PIX를 행 단위로 발광 동작시키는 제 1수직 구동회로 WSCN 및 제2수직 구동회로 DSCN를 구비하고, 이로써 영상신호에 따른 화상을 화소 어레이부에 표시한다. 제1수직 구동회로 WSCN는, 서로 인접하는 2행의 화소 PIX를 동시에 구동하고, 제2수직 구동회로 DSCN는, 서로 인접하는 2행의 화소 PIX를 동시에 구동하여, 제1수직 구동회로 WSCN로 동시 구동하는 화소행의 쌍과, 제2수직 구동회로 DSCN로 동시 구동하는 화소행의 쌍을 서로 1행분 어긋나게 함으로써, 화소 PIX가 행 단위로 발광 동작한다.
Figure R1020080129071
표시장치, 수직 구동회로, 수평 구동회로, 화소 어레이

Description

표시장치 및 그 구동방법과 전자기기{DISPLAY DEVICE, METHOD FOR DRIVING SAME, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 발광 소자를 화소에 사용한 액티브 매트릭스형의 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다. 또한 이러한 표시장치를 디스플레이 혹은 모니터로서 조립한 전자기기에 관한 것이다.
발광 소자로서 유기 EL디바이스를 사용한 평면 자발광형의 표시장치의 개발이 최근 한창 행해지고 있다. 유기 EL디바이스는 유기 박막에 전계를 인가하면 발광하는 현상을 이용한 디바이스이다. 유기 EL디바이스는 인가전압이 10V이하에서 구동하기 위한 저소비 전력이다. 또 유기 EL디바이스는 스스로 빛을 발하는 자발광 소자가기 때문에, 조명 부재를 필요로 하지 않으며 경량화 및 박형화가 용이하다. 또한 유기 EL디바이스의 응답 속도는 수μs정도로 매우 고속이므로, 동영상을 표시하는 데 있어, 잔상이 발생하지 않는다.
유기 EL디바이스를 화소에 사용한 평면 자발광형의 표시장치 중에서도, 특히 구동소자로서 박막트랜지스터를 각 화소에 집적 형성한 액티브 매트릭스형의 표시 장치의 개발이 한창이다. 액티브 매트릭스형 평면 자발광 표시장치는, 예를 들면 이하의 특허문헌 1 내지 5에 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개 2003-255856
[특허문헌 2] 일본국 공개특허공보 특개 2003-271095
[특허문헌 3] 일본국 공개특허공보 특개 2004-133240
[특허문헌 4] 일본국 공개특허공보 특개 2004-029791
[특허문헌 5] 일본국 공개특허공보 특개 2004-093682
종래의 표시장치는, 1매의 패널 위에, 화소 어레이부와 구동부를 집적 형성한 구성으로 되어 있다. 패널 중앙의 화소 어레이부는, 행렬 모양으로 배치된 화소의 집합으로 형성된다. 한편 구동부는 중앙의 화소 어레이부를 둘러싸는 주변 액틀 영역에 배치되어 있고, 중앙영역에 배치된 화소 어레이부를 주변으로부터 구동하고 있다. 화소 어레이부는, 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제1구동선과, 마찬가지로 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제2구동선과, 화소의 열에 대응하여 배치된 열 모양의 신호선을 구비하고 있다. 이것에 대응하여, 구동부는, 열 모양의 신호선에 영상신호를 공급하는 수평 구동회로와, 행 모양의 제1구동선 및 제2구동선을 통해 화소를 행 단위로 발광 동작시키는 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로를 구비하고, 이로써 영상신호에 따른 화상을 화소 어레이부에 표시한다.
제1수직 구동회로는 행 단위로 각 화소에 영상신호를 기록하기 위한 제어를 행한다. 제2수직 구동회로는, 마찬가지로 행 단위로 화소의 점등/소등 동작의 제어를 행한다. 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로의 양자가 협동하여 화소를 행 단위로 발광시키고 있다.
표시장치의 화소 어레이부의 고선명화 및 고밀도화가 진행하면, 화소의 행수(라인수)가 이것에 대응하여 증가한다. 한편 수직 구동회로는 기본적으로 시프트 레지스터로 구성되어 있고, 외부로부터 입력된 스타트 펄스를 순차 전송하는 것으로, 각 단 마다 구동신호를 출력하고 있다. 시프트 레지스터의 각 단이 화소의 각 행에 대응하고 있다. 화소의 행수가 증가하면, 필연적으로 시프트 레지스터의 단수도 증가하여, 수직 구동회로의 복잡화 및 대규모화를 초래하여 해결해야 할 과제로 되어 있다. 수직 구동회로가 대규모화하면, 이것을 패널 위에 배치하므로, 중앙의 화소 어레이부를 둘러싸는 주변 액틀 영역을 넓게 취해야 하고, 협액틀화의 흐름에 반하게 되어 바람직하지 않다.
화소 어레이부의 고선명화 및 고밀도화에 따라 화소의 행수(라인수)가 증대하면, 이것에 따라 화소를 행 단위로 구동하는 구동선의 갯수도 증가하게 된다. 구동선의 고밀도화에 따라, 그 배선 패턴의 사이즈가 감소하며, 또한 인접하는 배선 패턴의 간격도 줄어들게 된다. 이 결과, 화소 어레이부의 단락 결함이 빈번히 발생하고, 가공의 경우의 저하를 초래한다는 과제가 있다.
전술한 종래 기술의 과제를 감안하여, 본 발명은 주변 수직 구동회로의 규모 축소화 및 구동선의 배선 개수 삭감화가 가능한 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 이하의 수단을 강구했다. 즉 본 발명은, 행렬 모양으로 배치된 화소의 집합으로 형성되는 화소 어레이부와, 상기 화소 어레이부를 구동하는 구동부로 이루어지고, 상기 화소 어레이부는, 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제1구동선과, 마찬가지로 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제2구동선과, 화소의 열에 대응하여 배치된 열 모양의 신호선을 구비하고, 상기 구동부는, 상기 열 모양의 신호선에 영상신호를 공급하는 수평 구동회로와, 행 모양의 제1구동선 및 제 2구동선을 통해 화소를 행 단위로 발광 동 작시키는 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로를 구비하고, 이로써 영상신호에 따른 화상을 상기 화소 어레이부에 표시하는 표시장치로서, 상기 제1수직 구동회로는, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하고, 상기 제2수직구동 회로는, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하여, 상기 제1수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍과, 상기 제2수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍을 서로 1행분 어긋나게 함으로써, 화소가 행 단위로 발광 동작하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는 상기 구동부는, 1프레임 분의 화상을 전반 필드와 후반 필드로 나누어 상기 화소 어레이부에 표시하고, 전반 필드에서, 상기 제1수직 구동회로는 2행 마다 화소의 쌍을 순차 구동하는 한편, 상기 제2수직 구동회로는 2행마다 화소의 쌍을 하나 간격으로 선택구동하고, 이로써 제1수직 구동회로에 의해 구동되는 2행 마다 화소의 한쪽을 발광시키며, 후반 필드에서, 상기 제1수직 구동회로는 2행 마다 화소의 쌍을 순차 구동하는 한편, 상기 제2수직 구동회로는 2행 마다 화소의 쌍 중 전반 필드에서 구동하지 않았던 쌍을 선택 구동하고, 이로써 제1수직 구동회로에 의해 구동되는 2행 마다 화소쌍의 다른 쪽을 발광 동작시킨다. 바람직하게는, 상기 화소 어레이부는, 서로 인접하는 2행의 화소가 서로 반전 대칭으로 배치되어 있고, 인접하는 2행의 화소로 제1구동선이 공용되고, 마찬가지로 서로 인접하는 2행의 화소로 제 2구동선이 공용되고 있다.
또 상기 화소는 적어도, 샘플링용 트랜지스터와, 구동용 트랜지스터와, 저장 용량과, 발광 소자를 구비하고, 상기 샘플링용 트랜지스터는, 그 제어단이 상기 제1 구동선 및 제2구동선의 한쪽으로 이루어지는 주사선에 접속하고, 그 한 쌍의 전 류단이 상기 신호선과 상기 구동용 트랜지스터의 제어단 사이에 접속하고, 상기 구동용 트랜지스터는, 한 쌍의 전류단의 한쪽이 상기 발광 소자에 접속하고, 다른 쪽이 상기 제1구동선 및 제2구동선의 다른쪽으로 이루어지는 급전선에 접속하고, 상기 저장 용량은, 상기 구동용 트랜지스터의 제어단과 전류단 사이에 접속하고 있고, 상기 화소는, 상기 주사선으로부터 공급된 구동신호에 따라 상기 샘플링용 트랜지스터가 온 하여 상기 신호선으로부터 영상신호를 샘플링해서 상기 저장 용량에 기록하고, 또한 상기 급전선으로부터 공급된 구동신호에 따라 상기 구동용 트랜지스터가 동작하고, 상기 저장 용량에 기록된 영상신호에 따른 구동전류를 상기 발광 소자에 공급한다. 이 경우, 상기 화소는, 상기 영상 신호를 상기 저장 용량에 기록하기 전의 시점에, 상기 주사선 및 상기 급전선으로부터 공급되는 구동신호에 따라 보정동작을 행하고, 상기 구동용 트랜지스터의 임계 전압의 편차를 캔슬하는 보정량을 상기 저장 용량에 더한다. 또 상기 화소는, 상기 영상신호를 상기 저장 용량에 기록할 때, 상기 구동용 트랜지스터의 이동도의 편차를 캔슬하는 보정량을 상기 저장 용량으로부터 뺀다.
본 발명에 의하면, 제1수직 구동회로는, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하고 있다. 환언하면, 제1수직 구동회로는 이것을 구성하는 시프트 레지스터의 각 단이 2행분의 화소(2라인)에 대응하고 있어, 시프트 레지스터의 규모를 반감할 수 있다. 마찬가지로 제2수직 구동회로도 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하고 있어, 그 회로 규모를 축소할 수 있다. 제1수직 구동회로로 동시 구동하는 화 소행의 쌍과, 제2수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍을 서로 1행분 어긋나게 하는 것으로(즉 교차 관계로 함으로써) 화소를 행 단위로 발광 동작시킬 수 있다. 즉 주변 수직 구동회로의 규모를 축소하면서, 화소 행을 순차 구동할 수 있다. 이와 같이 주변 수직 구동회로를 간소화함으로써, 패널의 협액틀화 달성하고, 또한 소비 전력의 삭감 효과도 얻을 수 있다.
서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하는 동작 시퀀스로 하는 것으로, 화소의 레이 아웃에 따라서는 구동선을 서로 인접하는 2행의 화소로 공용할 수 있다. 즉 종래에 비해 구동선의 갯수를 반감할 수 있다. 이에 따라 화소 어레이부의 고선명화, 화소용량의 증가, 배선간의 단락 결함의 저감화를 실현할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 우선 최초에 본 발명의 배경을 명백하게 하고, 이해를 쉽게 하기 위해, 액티브 매트릭스형의 표시장치의 일반적인 구성을, 참고예로서 설명한다. 도 1a는, 참고예에 따른 표시장치의 전체구성을 나타내는 블럭도이다. 도시하는 바와 같이, 본 표시장치(100)는, 화소 어레이부(102)와 이것을 구동하는 구동부(103,104,105)로 이루어진다. 화소 어레이부(102)는, 행 모양의 주사선 WSL101∼10m과, 열 모양의 신호선 DTL101∼10n과, 양자가 교차하는 부분에 배치된 행렬 모양의 화소(PIX)(101)와, 각 화소(101)의 각 행에 대응하여 배치된 급전선 DSL101∼10m을 구비하고 있다. 구동부(103,104,105)는, 각 주사선 WSL101∼10m에 순차 제어신호를 공급해서 화소(101)를 행 단위로 선 순차 주사하는 주 스캐너(라이트 스캐너 WSCN)(104)와, 이 선 순 차 주사에 맞춰서 각 급전선 DSL101∼10m에 제1전위와 제2전위로 전환하는 전원전압을 공급하는 전원 스캐너(DSCN)(105)와, 이 선 순차 주사에 맞춰서 열 모양의 신호선 DTL101∼10n에 영상 신호가 되는 신호 전위와 기준전위를 공급하는 신호 셀렉터(수평 셀렉터 HSEL)(103)를 구비하고 있다.
라이트 스캐너(104)는 시프트 레지스터를 포함하고 있다. 이 시프트 레지스터는 외부로부터 공급된 클록 신호 WSCK에 따라 동작하고, 마찬가지로 외부로부터 공급된 스타트 펄스 WSST를 순차 전송하는 것으로, 제어신호의 기초가 되는 시프트 펄스를 생성하고 있다. 전원 스캐너(105)도 시프트 레지스터를 사용하여 구성되어 있으며, 외부로부터 공급되는 클록 신호 DSCK에 따라 외부로부터 공급되는 스타트 펄스 DSST를 순차 전송하는 것으로, 각 급전선 DSL의 전위 전환을 제어하고 있다.
본 참고예에서는, 라이트 스캐너(WSCN)가 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로의 한쪽이며, 전원 스캐너(DSCN)가 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로의 다른쪽이 되고 있다. 또 주사선 WSL이 제1구동선 및 제2구동선의 한쪽이 되고 있고, 급전선 DSL이 제1구동선 및 제2구동선의 다른 쪽이 되고 있다. 또 수평 셀렉터(HSEL)가 수평 구동회로에 해당하고 있다. 이와 같이 액티브 매트릭스형의 표시장치는, 그 주변 구동부가 일반적으로 1개의 수평 구동회로와 적어도 2개의 수직 구동회로를 포함하고 있다. 이들의 구동회로(103,104,105)를 포함한 주변 구동부는, 중앙의 화소 어레이부(102)와 같은 패널 위에 배치되어 있다.
도 1b는, 도 1a에 나타낸 표시장치(100)에 포함되는 화소(101)의 구체적인 구성 및 결선 관계를 나타내는 회로도다. 도시하는 바와 같이, 이 화소(101)는, 유 기 EL디바이스 등으로 대표되는 발광 소자 3D와, 샘플링용 트랜지스터 3A와, 구동용 트랜지스터 3B와, 저장 용량 3C을 포함한다. 샘플링용 트랜지스터 3A는, 그 게이트가 대응하는 주사선 WSL101에 접속하고, 그 소스 및 드레인의 한쪽이 대응하는 신호선 DTL101에 접속하고, 다른 쪽이 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g에 접속한다. 구동용 트랜지스터 3B는, 그 소스 s 및 드레인 d의 한쪽이 발광 소자 3D에 접속하고, 다른 쪽이 대응하는 급전선 DSL101에 접속하고 있다. 본 실시예에서는 구동용 트랜지스터 3B는 N채널형이며, 그 드레인 d이 급전선 DSL101에 접속하는 한편, 소스 s가 발광 소자 3D의 애노드에 접속하고 있다. 발광 소자 3D의 캐소드는 접지 배선 3H에 접속하고 있다. 또한 이 접지 배선 3H은 모든 화소(101)에 대하여 공통으로 배선되고 있다. 저장 용량 3C은, 구동용 트랜지스터 3B의 소스 s와 게이트 g 사이에 접속하고 있다.
상기 구성에 있어서, 샘플링용 트랜지스터 3A는, 주사선 WSL101으로부터 공급된 제어 신호에 따라 전도하고, 신호선 DTL101으로부터 공급된 신호 전위를 샘플링하여 저장 용량 3C에 유지한다. 구동용 트랜지스터 3B는, 제1전위(고전위)에 있는 급전선 DSL101으로부터 전류의 공급을 받고 저장 용량 3C에 유지된 신호 전위에 따라 구동전류를 발광 소자 3D에 흘린다. 주 스캐너(WSCN)(104)는, 신호선 DTL101이 신호 전위에 있는 시간대에 샘플링용 트랜지스터 3A를 전도 상태로 하기 위해, 소정의 펄스폭의 제어신호를 주사선 WSL101에 출력하고, 이로써 저장 용량 3C에 신호 전위를 유지하는 동시에 구동용 트랜지스터 3B의 이동도μ에 대한 보정을 신호 전위에 가한다.
도 1b에 나타낸 화소 회로(101)는 전술한 이동도 보정기능에 더하여 임계 전압보정기능도 구비하고 있다. 즉 전원 스캐너(DSCN)(105)는, 샘플링용 트랜지스터 3A가 신호 전위를 샘플링하기 전에, 제1타이밍에 급전선 DSL101을 제1전위(고전위)에서 제2전위(저전위)로 전환한다. 또 주 스캐너(WSCN)(104)는, 마찬가지로 샘플링용 트랜지스터 3A가 신호 전위를 샘플링하기 전에, 제2타이밍에 샘플링용 트랜지스터 3A를 전도시켜서 신호선 DTL101으로부터 기준전위를 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g에 인가하는 동시에 구동용 트랜지스터 3B의 소스 s를 제2 전위에 세트한다. 통상 전술한 제1타이밍은 제2타이밍 앞에 오지만, 경우에 따라서는 제1타이밍과 제2타이밍을 반대로 해도 된다. 전원 스캐너(DSCN)(105)는, 제2타이밍 후의 제3타이밍에, 급전선 DSL101을 제2전위로부터 제1전위로 전환하고, 구동용 트랜지스터 3B의 임계 전압 Vth에 해당하는 전압을 저장 용량 3C에 유지한다. 이러한 임계전압 보정기능에 의해, 본 표시장치(100)는 화소마다 변동하는 구동용 트랜지스터 3B의 임계 전압의 영향을 캔슬 할 수 있다.
도 1b에 나타낸 화소 회로(101)는 또한 부트스트랩 기능도 구비하고 있다. 즉 주 스캐너(WSCN)(104)는, 저장 용량 3C에 신호 전위가 유지된 단계에서 주사선 WSL101에 대한 제어신호의 인가를 해제하고, 샘플링용 트랜지스터 3A를 비전도 상태로 하여 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g를 신호선 DTL101으로부터 전기적으로 분리하고, 이로써 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위(Vs)의 변동에 게이트 전위(Vg)가 연동하여 게이트 g와 소스s간의 전압 Vgs을 일정하게 유지할 수 있다.
도 2a는, 도 1b에 나타낸 화소(101)의 동작 설명에 제공하는 타이밍 차트다.
시간축을 공통으로 하여, 주사선(WSL101)의 전위변화, 급전선(DSL101)의 전위변화 및 신호선(DTL101)의 전위변화를 나타내고 있다. 또한 이들의 전위변화와 병행하여, 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 전위(Vg) 및 소스 전위(Vs)의 변화도 나타내고 있다.
이 타이밍 차트는, 화소(101) 동작의 천이에 맞추어 기간을 (B)∼ (I)와 같이 편의적으로 구분하고 있다. 발광 기간(B)에서는 발광 소자 3D가 발광 상태에 있다. 이 후 선 순차 주사의 새로운 필드로 들어가 우선 최초의 기간 (C)에서, 전원공급선을 저전위로 전환한다. 다음 기간 (D)로 진행되고, 구동용 트랜지스터의 게이트 전위 Vg 및 소스 전위 Vs를 초기화한다. 이 임계값 보정준비 기간(C) 및 (D)에서 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 전위 Vg 및 소스 전위 Vs를 리셋트하는 것으로, 임계 전압 보정동작의 준비가 완료한다. 계속해서 임계값 보정기간 (E)에서 실제로 임계 전압 보정동작이 행해지고, 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g와 소스 s 사이에 임계 전압 Vth에 해당하는 전압이 유지된다. 실제로는, Vth에 해당하는 전압이, 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g와 소스 s 사이에 접속된 저장 용량 3C에 기록되게 된다.
이 후 이동도 보정을 위한 준비 기간(F) 및 (G)를 거쳐, 샘플링 기간/이동도 보정기간 (H)으로 진행된다. 여기에서 영상신호의 신호 전위 Vin가 Vth에 더해지는 형태로 저장 용량 3C에 기록되는 동시에, 이동도 보정용의 전압ΔV이 저장 용량 3C에 유지된 전압으로부터 빼지게 된다. 이 샘플링 기간/이동도 보정기간 (H)에서는 신호선 DTL101이 신호 전위 Vin에 있는 시간대에 샘플링용 트랜지스터 3A를 전도 상태로 하기 위해, 이 시간대보다 펄스폭이 짧은 제어신호를 주사선 WSL101에 출력하고, 이로써 저장 용량 3C에 신호 전위 Vin를 유지하는 동시에 구동용 트랜지스터 3B의 이동도μ에 대한 보정을 신호 전위 Vin에 가하고 있다.
이 후 발광 기간 (I)로 진행되고, 신호 전압 Vin에 따른 휘도로 발광 소자가 발광한다. 그때 신호 전압 Vin은 임계 전압 Vth에 상당하는 전압과 이동도 보정용의 전압ΔV에 의해 조정되고 있기 때문에, 발광 소자 3D의 발광 휘도는 구동용 트랜지스터 3B의 임계 전압 Vth이나 이동도μ의 편차의 영향을 받는 경우는 없다. 또한, 발광 기간(I)의 최초에 부트스트랩 동작이 행해지고, 구동용 트랜지스터 3B의 게이트-소스간 전압 Vgs=Vin+Vth-ΔV를 일정하게 유지한 상태로, 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 전위 Vg 및 소스 전위 Vs가 상승한다.
계속해서 도 2b∼도 2i를 참조하여, 도 1b에 나타낸 화소(101)의 동작을 상세하게 설명한다. 또한, 도 2b∼도 2i의 도면 번호는, 도 2a에 나타낸 타이밍 차트의 각 기간(B) ∼ (I)에 각각 대응하고 있다. 이해를 쉽게 하기 위해, 도 2b∼도 2i는, 설명의 사정상 발광 소자 3D의 용량성분을 용량소자 3I로서 도시하고 있다. 우선 도 2b에 나타내는 바와 같이 발광 기간 (B)에서는, 전원 공급선 DSL101이 고전위 Vcc_H(제1전위)에 있고, 구동용 트랜지스터 3B가 구동전류 Ids를 발광 소자 3D에 공급하고 있다. 도시하는 바와 같이, 구동전류 Ids는 고전위 Vcc_H에 있는 전원 공급선 DSL101으로부터 구동용 트랜지스터 3B를 통해 발광 소자 3D를 거쳐, 공통 접지 배선 3H으로 흘러들어 오고 있다.
계속해서 기간 (C)로 들어가면 도 2c에 나타내는 바와 같이, 전원 공급선 DSL101을 고전위 Vcc_H에서 저전위 Vcc_L로 전환한다. 이에 따라 전원 공급선 DSL101은 Vcc_L까지 방전되고, 또한 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs는 Vcc_L에 가까운 전위까지 천이한다. 전원 공급선 DSL101의 배선 용량이 큰 경우에는 비교적 빠른 타이밍에, 전원 공급선 DSL101을 고전위 Vcc_H에서 저전위 Vcc_L로 전환하면 된다. 이 기간 (C)를 충분히 확보하는 것으로, 배선 용량이나 그 밖의 화소 기생 용량의 영향을 받지 않도록 해 둔다.
다음에 기간 (D)로 진행되면, 도 2d에 나타내는 바와 같이 주사선 WSL101을 저레벨에서 고레벨로 전환하는 것으로, 샘플링용 트랜지스터 3A가 전도 상태가 된다. 이때 영상 신호선 DTL101은 기준전위 Vo에 있다. 따라서 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 전위 Vg는 전도 한 샘플링용 트랜지스터 3A를 통해 영상 신호선 DTL101의 기준 전위 Vo가 된다. 이와 동시에 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs는 바로 저전위 Vcc_L에 고정된다. 이상에 의해 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs가 영상 신호선 DTL의 기준전위 Vo보다 충분히 낮은 전위 Vcc_L로 초기화(리셋트)된다. 구체적으로는 구동용 트랜지스터 3B의 게이트-소스간 전압 Vgs(게이트 전위 Vg와 소스 전위 Vs의 차이)이 구동용 트랜지스터 3B의 임계 전압 Vth보다 커지도록, 전원 공급선 DSL101의 저전위 Vcc_L(제2전위)를 설정한다.
다음에 임계값 보정기간 (E)로 진행되면 도 2e에 나타내는 바와 같이, 전원 공급선 DSL101이 저전위 Vcc_L에서 고전위 Vcc_H로 천이하고, 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs가 상승을 시작한다. 머지 않아 구동용 트랜지스터 3B의 게이트-소스간 전압 Vgs이 임계 전압 Vth이 되었을 때 전류가 컷오프한다. 이렇게 하여 구 동용 트랜지스터 3B의 임계 전압 Vth에 해당하는 전압이 저장 용량 3C에 기록된다. 이것이 임계 전압 보정동작이다. 이 때 전류가 오로지 저장 용량 3C측에 흐르고, 발광 소자 3D측에는 흐르지 않도록 하기 위해서, 발광 소자 3D가 컷오프가 되도록 공통 접지 배선 3H의 전위를 설정해 둔다.
기간 (F)로 진행되면 도 2f에 나타내는 바와 같이, 주사선 WSL101이 저전위측으로 천이하고, 샘플링용 트랜지스터 3A가 일단 오프 상태가 된다. 이 때 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g는 플로팅이 되지만, 게이트-소스간 전압 Vgs은 구동용 트랜지스터 3B의 임계 전압 Vth에 같기 때문에 컷오프 상태이며, 드레인 전류 Ids는 흐르지 않는다.
계속해서 기간 (G)로 진행하면 도 2g에 나타내는 바와 같이, 영상 신호선 DTL101의 전위가 기준 전위 Vo로부터 샘플링 전위(신호 전위)Vin로 천이한다. 이에 따라 다음의 샘플링 동작 및 이동도 보정동작의 준비가 완료한다.
샘플링 기간/이동도 보정기간 (H)로 들어가면, 도 2h에 나타내는 바와 같이 주사선 WSL101이 고전위측으로 천이하여 샘플링용 트랜지스터 3A가 온 상태가 된다. 따라서 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 전위 Vg는 신호 전위 Vin가 된다. 여기에서 발광 소자 3D는 처음에 컷오프 상태(하이 임피던스 상태)에 있기 때문에, 구동용 트랜지스터 3B의 드레인/소스간 전류 Ids는 발광 소자 용량 3I으로 흘러들어와, 충전을 시작한다. 따라서 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs는 상승을 시작하고, 머지 않아 구동용 트랜지스터 3B의 게이트-소스간 전압 Vgs은 Vin+Vth-ΔV가 된다. 이와 같이 하여, 신호 전위 Vin의 샘플링과 보정량ΔV의 조정이 동시에 행해 진다. Vin이 높을수록 Ids는 커지고, ΔV의 절대값도 커진다. 따라서 발광 휘도 레벨에 따른 이동도 보정이 행해진다. Vin을 일정하게 했을 경우, 구동용 트랜지스터 3B의 이동도μ가 클수록 ΔV의 절대값이 커진다. 환언하면 이동도μ가 클수록 부귀환량 ΔV이 커지므로, 화소마다 이동도μ의 편차를 제거할 수 있다.
마지막으로 발광 기간 (I)가 되면, 도 2i에 나타내는 바와 같이 주사선 WSL101이 저전위측으로 천이하고, 샘플링용 트랜지스터 3A는 오프 상태가 된다. 이에 따라 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 g는 신호선 DTL101으로부터 분리된다. 동시에 드레인 전류 Ids가 발광 소자 3D를 흐르기 시작한다. 이에 따라 발광 소자 3D의 애노드 전위는 구동전류 Ids에 따라 Vel상승한다. 발광 소자 3D의 애노드 전위의 상승은, 즉 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs의 상승이 된다. 구동용 트랜지스터 3B의 소스 전위 Vs가 상승하면, 저장 용량 3C의 부트스트랩 동작에 의해, 구동용 트랜지스터 3B의 게이트 전위 Vg도 연동해서 상승한다. 게이트 전위 Vg의 상승량 Vel은 소스 전위 Vs의 상승량 Vel과 같아진다. 그러므로, 발광 기간 동안 구동용 트랜지스터 3B의 게이트-소스 간 전압 Vgs은 Vin+Vth-ΔV로 일정하게 유지된다.
도 3a는, 전술한 참고예에 따른 표시장치의 선 순차 주사를 모식적으로 나타낸 표도이다. 이해를 쉽게 하기 위해, 이 표도는 화소 어레이부의 화소의 행수(라인수)를 16개로 취하여 단순화하고 있다. 라이트 스캐너(WSCN)를 제1수직 구동회로로 하고, 그 각 출력단을 WS(1)∼WS(16)로 나타내고 있다. 한편 전원 스캐너(DSCN)를 제2수직 구동회로로 하고, 그 각 출력단을 DS(1)∼DS(16)로 나타내고 있다.
도시하는 바와 같이 참고예에서는, 1라인 분의 화소행이, 수직 구동회로의 1단에 대응하고 있다. 예를 들면 1라인째의 화소행은, 제1수직 구동회로의 제1출력단 WS(1)과 제2수직 구동회로의 제1출력단 DS(1)로 구동되어, 발광 동작을 행한다. 또한 도에서는 1행분의 화소가 RGB의 각 3원색 화소를 포함하므로, R1,G1,B1의 반복으로 1행분의 화소를 나타내고 있다. 선 순차 주사가 1수평기간(1H) 진행하면, 2라인째의 화소행이 제1수직 구동회로의 2단째의 출력단 WS(2) 및 제2수직 구동회로의 2번째의 출력단 DS(2)에 따라 구동된다. 이와 같이 하여, 참고예에 따른 표시장치는 화소의 각 라인을 1H마다 선 순차 구동하고 있다. 따라서, 각 수직 구동회로의 출력단은 화소의 라인수와 같아지고 있다. 화소의 라인수가 증가하면, 수직 구동회로측의 출력단의 수도 늘어나, 주변구동회로의 규모를 확대해야 하므로, 해결해야 할 과제로 되어 있다. 참고예에 따른 표시장치는 수직 구동회로의 각 출력단이 액티브가 되는 시간을 1H씩 어긋나게 하는 방식이며, 수직 구동회로의 출력단 1개는, 화소 1라인 분의 구동에만 사용되고 있다.
도 3b는, 본 발명에 따른 표시장치의 기본적인 원리를 나타내는 표도이다. 이해를 용이하게 하기 위해, 도 3a에 나타낸 참고예에 따른 표도와 동일한 표기를 채용하고 있다. 표도로부터 알 수 있는 바와 같이, 화소 어레이부는 16라인 분의 화소행을 포함하고 있다. 이에 대하여 제1 수직 구동회로는 8개의 출력단으로 되어 있으며, 화소의 라인수에 비하여 반감하고 있다. 제1 수직 구동회로의 1번째의 출력단 WS(1)은 1라인째 및 2라인째의 화소행을 동시에 구동하고 있다. 마찬가지로 2번째의 출력단 WS(2)은 3라인째 및 4라인째의 화소행을 동시에 구동하고 있다. 이 하 순차 마찬가지로 하여 최후의 8번째의 출력단 WS(8)은 마지막의 15라인째 및 16라인째의 화소행을 동시에 구동하고 있다.
한편 제2수직 구동회로측도 그 출력단이 DS(0)∼DS(8)까지, 화소행의 라인 수에 비해 거의 반감하고 있다. 최초의 출력단 DS(0) 및 최후의 출력단 DS(8)을 제외하고, 어느 출력단도 2라인 분의 화소행을 동시에 구동하는 구성으로 되어 있다. 예를 들면 출력단 DS(1)은 2라인째 및 3라인째의 화소행을 동시에 구동하고 있다. 다음 출력단 DS(2)는 4라인째 및 5라인째의 화소행을 동시에 구동하고 있다.
여기에서 제1수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍과, 제2수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍이 서로 1행분씩 어긋나고 있으며, 소위 교차 관계로 되어 있다. 이와 같이 교차 관계로 하는 것으로 참고예와 같이 화소를 행 단위로 발광 동작시킬 수 있다. 제1수직 구동회로의 출력과 제2수직 구동회로의 출력은 서로 교차하며, 이에 따라 1출력을 2출력만큼 사용하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면 2라인째의 화소 행은, 제1수직 구동회로측의 출력단 WS(1)과 제2수직 구동회로측의 출력단 DS(1)에 의해 발광 동작하고 있다. 다음의 3라인째의 화소행은 WS(2)와 DS(1)에 의해 발광 동작하고 있다. 4라인째의 화소행은 출력단 WS(2)와 출력단 DS(2)의 조합으로 발광 동작하고 있다. 이와 같이 어느 라인도 반드시 WS(i)와 DS(j)의 다른 조합으로 구동되므로, 참고예와 같이 출력단을 반감해도 라인마다 순차 구동하는 것이 가능하게 된다.
단, 실제의 동작 시퀀스에서는, 1프레임 분의 화상을 표시하기 위해, 선 순차 주사를 전반 필드와 후반 필드로 2회 반복하는 것이 필요하다. 전반 필드에서는 예를 들어 제1수직 구동회로측의 출력단을 WS(1)∼WS(8)까지 순차 주사한다. 이것에 대해 제2수직 구동회로측은, 예를 들면 홀수번째의 출력단 DS(1), DS(3), DS(5), DS(7)만을 선택적으로 구동한다. 이에 따라 전반 필드에서는, 2라인째, 3라인째, 6라인째, 7라인째, 10라인째, 11라인째, 14라인째, 15라인째의 화소행을 발광 동작시킬 수 있다. 계속해서 후반 필드에서는, WS(1)∼WS(8)을 전반 필드와 같이 순차 구동하는 한편, 제2수직 구동회로측은 짝수번째의 출력단 DS(0), DS(2), DS(4), DS(6), DS(8)만을 구동한다. 이에 따라 전반 필드에서는 발광 동작하지 않은 1라인째, 4라인째, 5라인째, 8라인째, 9라인째, 12라인째, 13라인째, 16라인째의 화소가 발광 동작한다. 전반 필드와 후반 필드를 합하여 전 라인의 선 순차 발광 동작이 완료하고, 1프레임 분의 화상이 화소 어레이부에 표시된다.
도 4a는, 본 발명에 따른 표시장치의 제1실시예를 나타내는 모식적인 블럭도이다. 도시하는 바와 같이, 본 표시장치는, 행렬 모양으로 배치된 화소 PIX의 집합으로 이루어지는 화소 어레이부와, 이 화소 어레이부를 구동하는 구동부로 이루어진다. 또한 개개의 화소 PIX는, 예를 들어 도 1b에 나타낸 회로 구성으로 되어 있다. 단 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 화소 회로 구성은 적절히 변형 가능하다.
화소 어레이부는, 화소 PIX의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제1구동선과, 마찬가지로 화소 PIX의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제2구동선과, 화소의 열에 대응하여 배치된 열 모양의 신호선을 공급하고 있다. 한편 구동부는, 열 모양의 신호선에 영상신호를 공급하는 수평 구동회로 HSEL와, 행 모양의 제1구동선 및 제2구 동선을 통해 화소 PXL를 행 단위로 발광 동작시키는 제1수직 구동회로 WSCN 및 제2수직 구동회로 DSCN을 구비하고, 이로써 영상신호에 따른 화상을 화소 어레이부에 표시한다.
특징사항으로서, 제1수직 구동회로 WSCN는 참고예에 비하여 반감화한 출력단 WS(i)를 구비하고 있고, 서로 인접하는 2행의 화소 PIX를 동시에 구동하고 있다. 마찬가지로 제2 수직 구동회로 DSCN도 출력단 DS(j)가 참고예에 비해 반감하고 있으며, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하는 구성으로 되어 있다. 제1수직 구동회로 WSCN로 동시 구동하는 화소행의 쌍과, 제2수직 구동회로 DSCN로 동시 구동하는 화소행의 쌍을 서로 1행분 어긋나게 하여 교차 관계로 함으로써, 화소 PIX가 행 단위로 발광 동작하도록 되어 있다.
구체적인 동작 시퀀스에서는, 구동부는 1프레임 분의 화소를 전반 필드와 후반 필드로 나누어 화소 어레이부에 표시한다. 전반 필드에서, 제1수직 구동회로 WSCN는 2행 마다 화소 PIX의 쌍을 순차 구동하는 한편, 제2수직 구동회로 DSCN는 2행마다 화소 PIX의 쌍을 1개 간격으로 선택 구동하여, 이로써 제1수직 구동회로 WSCN에 의해 구동되는 2행 마다 화소쌍의 한쪽을 발광 동작시킨다. 후반 필드에서, 제1수직 구동회로 WSCN는 2행 마다 화소 PIX의 쌍을 다시 순차 구동하는 한편, 제2수직 구동회로 DSCN는 2행 마다 화소 PIX의 쌍 중 전반 필드에서 구동하지 않은 쌍을 선택 구동하여, 이로써 제1수직 구동회로 WSCN에 의해 구동되는 2행 마다 화소쌍의 다른 쪽을 발광 동작시키고 있다.
여기에서 화소 PIX는, 도 1b에 나타낸 바와 같이 샘플링용 트랜지스터 3A와, 구동용 트랜지스터 3B와, 저장 용량 3C과, 발광 소자 3D를 구비하고 있다. 샘플링용 트랜지스터 3A는, 그 제어단이 제1구동선 및 제2구동선의 한쪽으로 이루어지는 주사선 WSL101에 접속하고, 그 한 쌍의 전류단이 신호선 DTL101과 구동용 트랜지스터 3B의 제어단 사이에 접속하고 있다. 구동용 트랜지스터 3B는, 한 쌍의 전류단의 한쪽이 발광 소자 3D에 접속하고, 다른 쪽이 제1구동선 및 제2구동선의 다른쪽으로 이루어지는 급전선 DSL101에 접속하고 있다. 저장 용량 3C은, 구동용 트랜지스터 3B의 제어단과 전류단 사이에 접속하고 있다.
상기 구성에 있어서 화소 PIX는, 주사선 WSL101로부터 공급된 구동신호에 따라 샘플링용 트랜지스터 3A가 온 하여 신호선 DTL101로부터 영상신호를 샘플링하여 저장 용량 3C에 기록하고, 동시에 급전선 DSL101로부터 공급된 구동신호에 따라 구동용 트랜지스터 3B가 동작하고, 저장 용량 3C에 기록된 영상신호에 따른 구동전류를 발광 소자 3D에 공급한다.
화소 PIX는, 영상신호를 저장 용량 3C에 기록하기 전의 시점에, 주사선 WSL101 및 급전선 DSL101로부터 공급되는 구동신호에 따라 보정동작을 행하고, 구동용 트랜지스터 3B의 임계 전압 Vth의 편차를 캔슬 하는 보정량을 저장 용량 3C에 더한다. 덧붙여서 화소 PIX는, 영상신호를 저장 용량 3C에 기록할 때, 구동용 트랜지스터 3B의 이동도μ의 편차를 캔슬 하는 보정량을 저장 용량 3C로부터 뺀다.
도 4b는, 본 발명에 따른 표시장치의 제2실시예를 나타내는 블럭도다. 이해를 쉽게 하기 위해, 도 4a에 나타낸 제1실시예와 대응하는 부분에는 대응하는 참조번호를 붙이고 있다. 다른 점은, 서로 인접하는 행 끼리, 개개의 화소 PIX의 배치 를 미러 반전하여, 대칭배치로 하고 있는 점이다. 도시하는 바와 같이, 서로 인접하는 행의 화소는, 화소 내부의 배치가 상하 반전하고 있으며, 도면에서는 이것을 모식적으로 참조 부호 PIX를 반전하여 나타내고 있다. 이와 같이 하는 것으로, 제1수직 구동회로 WSCN의 출력단 WS(i)로부터 화소 어레이부측으로 뻗은 제1구동선을, 대응하는 한 쌍의 화소행에서 공용할 수 있다. 따라서 참고예에 비하여, 제1구동선의 갯수를 반감할 수 있다. 마찬가지로, 제2수직 구동회로 DSCN의 출력단 DS(j)로부터 화소 어레이부측으로 뻗은 제2구동선은, 대응하는 한 쌍의 화소 행에서 공용되고 있으며, 참고예에 비하여 제2구동선의 갯수를 반감할 수 있다. 이와 같이 하여 본 실시예는, 화소 어레이 부내의 배선 배치를 간소화할 수 있고, 충분히 화소 어레이부의 고선명화 및 고밀도화에 대응할 수 있다. 배선 배치의 간소화로 단락 결함을 억제하고, 가공을 개선할 수 있다.
도 5a는, 도 1a 및 도 3a에 나타낸 참고예에 따른 표시장치의 1프레임 분의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다. 전술한 바와 같이, 참고예에 따른 표시장치는 16라인분의 화소를 순차 구동하여 1프레임 분의 화상을 표시하고 있다. 도시하는 차트에서는, 4수평 주기(4H)분의 블랭킹 기간 BR과 다음의 4수평 주기(4H)분의 블랭킹 기간 BR 사이에, 1프레임 주기가 속한다. 이 1프레임 주기는 16수평 주기(16H)로 이루어지고, 이 사이에 영상신호(DATA) 1∼16이, 각 라인의 화소행에 기록된다.
1라인째에 착안하면, 제1수직 구동회로의 최초의 출력단 WS1과 제2수직 구동회로의 최초의 출력단 DS1에 의해, 1라인째의 화소행이 구동된다. 출력단 WS1에 의해 Vth캔슬 동작(임계 전압 보정동작)이 행해진다. 본 실시예에서는, 3수평주기(3 H)에 걸쳐 Vth캔슬 동작이 시분할적으로 3회 반복되고 있다. 1회의 Vth캔슬 동작으로 반드시 저장 용량의 양단에 Vth가 기록된다고는 할 수 없다. 특히 1수평 주기(1H)가 짧아지면, 1회의 Vth캔슬 동작만으로 임계 전압 보정동작을 완료하는 것은 곤란하다. 그래서 본 실시예에서는 Vth캔슬 동작을 3H에 걸쳐 3회 반복하고 있다. 또한 3회째의 Vth캔슬 동작에서는, 영상신호의 기록 동작 및 이동도μ의 보정동작도 동시에 행하고 있다. 차트에서는, 프레임 기간의 최초의 수평주기에, DATA1이 최초 라인의 화소행에 기록되고 있다. 한편 출력단 DS1에 의해 최초 라인의 화소행의 점등/소등이 제어되고 있다. 도시하는 차트에서는, 필드 기간으로 들어가기 직전의 블랭킹 기간부터 제5수평주기까지 동안 DS1이 온 상태가 되고, 화소가 점등하고 있다.
이하 1H가 경과하면 WS2 및 DS2가 액티브가 되고, 2라인째의 화소행의 Vth캔슬 시분할동작, 신호 기록 동작, 이동도 보정동작 및 발광 소자의 점등 동작을 포함하는 일련의 발광에 필요한 동작(발광 동작)이 행해진다. 또한 동작 시퀀스의 위상이 1H 진행하면, WS3 및 DS3이 액티브가 되고, 3라인째의 화소행의 발광 동작이 행해진다. 이와 같이하여 순차적으로 선 순차 주사가 행해지고, 최후의 WS16 및 DS16이 액티브가 되었을 때 16라인째의 화소행의 발광 동작이 행해지고, 1프레임 기간이 완료한다. 이 후 선 순차 주사가 선두의 라인으로 되돌아와 다음의 프레임 주기로 들어간다.
도 5b는, 도 5a에 나타낸 1프레임 분의 동작 시퀀스에 있어서, 특히 1라인째의 동작에 착안한 차트다. 주목한 1라인째의 동작 시퀀스를, 점선으로 둘러싸고 있 다. WS1이 액티브가 되는 것으로, 1라인째의 화소는 3회에 걸쳐 Vth 캔슬 동작을 시분할적으로 행한다. 3회째의 수평주기에서는, 최후의 Vth캔슬 동작과 함께 신호 기록 동작도 행하고 있다. 이에 따라 1라인째에 할당된 영상신호 DATA1이 기록된다. 이때 동시에 구동용 트랜지스터의 이동도 보정도 행하고 있다. 한편 WS1의 출력에 맞추어, DS1의 출력도 액티브가 되고 있다. DS1이 액티브가 되는 것으로, Vth캔슬 동작 및 신호 기록 동작이 정상적으로 행해지는 동시에, 화소가 점등 상태로 들어간다. 미리 정해진 발광 기간의 경과후 DS1이 비액티브가 되고, 화소는 소등한다. 이와 같이하여 화소가 점등하고 있는 기간을 DS1로 제어함으로써, 화면의 휘도를 제어하는 것이 가능하다. 즉 DS1의 액티브한 기간을 길게 함으로써, 1프레임 주기에 차지하는 발광 기간의 비율(듀티)을 높게 할 수 있고, 화면 휘도가 상승한다.
도 5c는, 2라인째의 화소가 동작 상태로 들어간 것을 나타내는 차트다. 도시하는 바와 같이 WS2 및 DS2가 액티브로 되어 있다.
도 5d는, 3라인째의 화소행의 동작 상태를 나타내고 있다. WS3 및 DS3이 액티브가 되는 것으로, 3라인째의 화소가 일련의 동작을 행하고 있는 것을 알 수 있다.
도 5e는, 최후부터 3번째(즉 14라인째)의 화소행의 동작 상태를 나타내는 차트이다. 도시하는 바와 같이 WS1과 DS14가 액티브로 되어, 14라인째의 화소행이 동작하고 있다.
도 5f는, 최후부터 2번째의 라인의 동작 상태를 나타내고 있다. WS15 및 DS15가 액티브로 되어 있다.
도 5g는, 최후의 라인의 동작 상태를 나타내고 있다. WS16과 DS16이 액티브가 되어 16번째의 라인이 발광한다. 이에 따라 1프레임 분의 선 순차 주사가 완료하고, 다음의 프레임으로 진행된다.
도 6a는, 도 3b 및 도 4a에 나타낸 본 발명에 따른 표시장치의 1프레임 분의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다. 이해를 쉽게 하기 위해서, 도 5a에 나타낸 참고예에 따른 차트와 같은 표기를 채용하고 있다. 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 동작 시퀀스는, 전후의 블랭킹 기간에 끼워져 1프레임 주기가 있고, 여기에서 1프레임분의 화상이 표시된다. 1프레임 주기는, 전반 필드와 후반 필드로 나뉘어져 있어, 각각 순차 주사를 행하고, 양자 조합으로 1프레임 분의 표시를 행하고 있다.
전반 필드에서는, 제1수직 구동회로측의 출력단 WS1∼WS8이 순차 액티브로 되는 한편, 제2수직 구동회로측의 출력단은 1개 간격으로 DS1, DS3, DS5, DS7이 액티브가 된다.
후반 필드에서도 마찬가지로 제1수직 구동회로측의 출력단 WS1∼WS8이 순차적으로 액티브가 된다. 한편 제2수직 구동회로측의 출력단은 전반 필드와 달리 짝수 번째의 DS0, DS2, DS4, DS6, DS8이 액티브가 된다.
도 6b는, 최초의 라인 2의 동작 상태를 나타내고 있다. 전반 필드에서 WS1 및 DS1이 액티브가 되고, 시분할 Vth캔슬 동작, 신호 기록 동작, 이동도 보정 동작 및 점등 동작이 최초의 라인 2의 화소행에서 행해진다. 또한, 후반 필드에서도 WS1 은 액티브로 되어 있지만, DS1은 비액티브 상태이다. 따라서 후반 필드에서 최초의 라인의 화소행이 점등 동작을 행하지는 않는다. 이 때문에, 본 발명에 따른 동작 시퀀스에서는, 1프레임 기간에 차지하는 발광 기간의 비율(듀티)은 최대 50%로 한정된다. 즉 전반 필드 및 후반 필드의 한쪽을 전부 발광 기간으로 할당해도, 다른 쪽은 모두 비발광 기간이 되므로, 듀티는 최대 50%이다.
도 6c는, 다음 행의 화소의 동작 상태를 나타내는 차트다. 도시하는 바와 같이 동작 시퀀스가 도 6b에 나타낸 상태로부터 1수평주기(1H)만큼 위상이 진행하면, WS2가 액티브가 된다. 한편 DS1은 액티브의 상태를 유지한다. 이와 같이 DS1과 WS2가 액티브가 되는 것으로, 3라인째의 화소의 일련의 동작이 실행되고, 발광 소자가 발광한다. 여기에서 DS1의 출력은 2라인째와 3라인째에서 공용되고 있다. 한편 WS1과 WS2는 위상이 1H시프트하고 있다. 따라서, 2라인째에 있어서의 WS1과 DS1의 위상 관계와, 3라인째에 있어서의 DS1과 WS2의 위상관계는 다르다. 2라인째의 WS1과 DS1의 위상관계는 참고예와 동일하여, 문제없이 시분할 Vth캔슬 동작, 신호기록 동작, 발광 동작을 행할 수 있다. 한편 3라인째에서는 DS1에 비해 WS2가 1H만큼 앞쪽으로 시프트하고 있다. 이 시프트 분은 바로 시분할 Vth캔슬 구동의 최초의 부분에 상당하며, 경우에 따라서는 1회째의 시분할 구동이 충분히 행할 수 없는 경우가 있다. 본 발명에서는 이 위상차를 고려하여, Vth캔슬을 여러 번 반복하여 행하고 있다. 복수회 반복하는 것으로, 1회분의 Vth캔슬이 불충분해도, 전체적으로 임계 전압 보정동작이 정상적으로 완료하면 된다. 따라서, 제1수직 구동회로의 출력단 WS의 위상과 제2 수직 구동회로의 출력단 DS의 위상이 1H만큼 시프트해도, 동작하는 데 있어 어떤 문제가 없다. 반대로 말하면, DS와 WS의 위상 시프트를 1H만큼은 허용가능한 동작 시퀀스를 채용하는 것으로, 본 발명에 따른 구동방식을 어떠한 문제 없이 실시할 수 있다.
도 6d는, 6라인째의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다. 도 6c에 나타낸 형태로부터 1H위상이 진행하면, WS3 및 DS3이 액티브가 되어, 6라인째의 화소를 발광 동작시킨다.
도 6e는, 최후부터 3번째의 라인의 동작 상태를 나타내는 차트다. 후반 필드로 진행되어 WS6 및 DS6이 액티브가 되는 것으로, 12라인째의 화소행이 발광 동작하고 있다.
도 6f는, 최후부터 2번째의 라인의 동작 상태를 나타내는 차트다. 도 6e에 나타내는 상태로부터 1H위상이 진행하면, 계속해서 DS6이 액티브 상태를 유지하면서, WS7이 액티브가 된다. 이에 따라 13라인째의 화소가 발광 동작한다.
도 6g는, 도 6f에 나타낸 상태로부터 동작 시퀀스의 위상이 1H진행한 상태를 나타내고 있다. WS8 및 DS8이 액티브가 되는 것으로 대응하는 최후의 라인 16의 화소가 발광 동작하고 있다. 이에 따라 1프레임 기간이 완료하고, 다음의 프레임 기간으로 진행된다.
Vth캔슬 동작(임계 전압 보정동작)은 1회만 행할 경우와, 복수의 수평주기에 걸쳐 반복해서 시분할적으로 행할 경우가 있다. 도 7a는 분할 Vth캔슬을 행하지 않는 경우에 있어서, 본 발명의 화소 구성을 사용했을 때의 구동용 트랜지스터의 게이트 전위 Vg와 소스 전위 Vs를 나타내고 있다. 여기에서는 2화소분의 Vg와 Vs의 결과를 기재하고 있지만 1개가 WS(n)와 DS(n)에 의해 구동된 구동용 트랜지스터의 Vg, Vs이며, 나머지 하나가 WS(n+1)과 DS(n)에 의해 구동된 구동용 트랜지스터의 Vg, Vs이다. 전자의 출력을 보면, 초기화, Vth캔슬, 기록(겸 이동도 보정)이 정상으로 행해지고 있어, 원하는 발광을 얻을 수 있다. 그것에 대해 후자는 WS가 ON하기전에 DS가 VccH가 되므로, 1필드 앞의 Vg, Vs로 다시 되돌아가고, 발광이 다시 일순 행해진다(도 2의 회로에서는 DS를 VccL로 떨어뜨려 발광을 비발광으로 하므로, 그것을 다시 VccH로 되돌리면 같은 Vgs에서 발광이 시작된다). 이것은 원하는 동작이 아니기 때문에, 바람직하지 못하다.
도 7b는 분할 Vth캔슬을 행했을 경우에 있어서의, 본 발명의 화소구성을 사용했을 때의 구동용 트랜지스터의 게이트 전위 Vg와 소스 전위 Vs를 나타내고 있다. 마찬가지로 2화소분의 Vg와 Vs의 결과를 기재하고 있다. 도 7a와는 달리, 어느 조합으로도 WS쪽이 먼저 ON하고 있기 때문에 정상적으로 초기화가 행해지고, 어느쪽도 원하는 발광을 얻을 수 있다. 도 6a∼도 6g 및 도 7b로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 화소 구성으로 구동했을 경우, 출력을 공유한 화소 라인끼리는 분할 Vth캔슬의 회수가 1회분 다르기 때문에, 분할 Vth캔슬의 회수를 많게 하거나 혹은 1회분의 Vth캔슬 시간을 연장하는 등으로, Vth캔슬을 충분히 행하는 것이 중요하다. 그것이 충분히 행해지지 않는 경우, 같은 샘플링 전위라도 1단마다 발광휘도가 달라지게 되는 문제를 생각할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는, 도 8에 나타내는 바와 같은 박막 디바이스 구성을 갖는다. 본 도면은, 절연성의 기판에 형성된 화소의 모식적인 단면 구성을 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 화소는, 복수의 박막 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터부(도에서는 1개의 TFT를 예시), 저장 용량 등의 용량부 및 유기 EL 소자 등의 발광부를 포함한다. 기판 위에 TFT프로세스로 트랜지스터부나 용량부가 형성되고, 그 위에 유기 EL소자 등의 발광부가 적층되어 있다. 그 위에 접착제를 통해 투명한 대향 기판을 붙여서 플랫 패널로 하고 있다.
본 발명에 따른 표시장치는, 도 9에 나타내는 바와 같이 플랫형의 모듈 형상의 것을 포함한다. 예를 들면 절연성의 기판 위에, 유기 EL소자, 박막트랜지스터, 박막용량 등으로 이루어지는 화소를 매트릭스 모양으로 집적 형성한 화소 어레이부를 설치한다. 또한 이 화소 어레이부(화소 매트릭스부)를 둘러싸도록 접착제를 배치하고, 유리 등의 대향기판을 붙여 표시 모듈로 한다. 이 투명한 대향기판에는 필요에 따라, 칼라필터, 보호막, 차광막 등을 설치해도 된다. 표시 모듈에는, 외부로부터 화소 어레이부로의 신호 등을 입출력하기 위한 커넥터로서 예를 들면 FPC(플랙시블 프린트 서킷)을 설치해도 된다.
이상 설명한 본 발명에 있어서의 표시장치는, 플랫 패널 형상을 가지고, 여러 가지 전자기기, 예를 들면 디지털 카메라, 노트형 퍼스널컴퓨터, 휴대전화, 비디오 카메라 등, 전자기기에 입력되거나 혹은 전자기기 내에서 생성한 영상신호를 화상 혹은 영상으로서 표시하는 모든 분야의 전자기기의 디스플레이에 적용하는 것이 가능하다. 이하 이러한 표시장치가 적용된 전자기기의 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용된 텔레비젼이며, 프론트 패널(12), 필터 유리(13) 등으로 구성되는 영상표시 화면(11)을 포함하고, 본 발명의 표시장치를 그 영상표시 화면(11)에 사용함으로써 제작된다.
도 11은 본 발명이 적용된 디지털 카메라이며, 위가 정면도에서 아래가 배면 도이다. 이 디지털 카메라는, 촬상 렌즈, 플래쉬용의 발광부(15), 표시부(16), 콘트롤 스위치, 메뉴 스위치, 셔터(19) 등을 포함하고, 본 발명의 표시장치를 그 표시부(16)에 사용함으로써 제작된다.
도 12는 본 발명이 적용된 노트북형 PC이며, 본체(20)에는 문자 등을 입력할 때 조작되는 키보드(21)를 포함하고, 본체 커버에는 화상을 표시하는 표시부(22)를 포함하고, 본 발명의 표시장치를 그 표시부(22)에 사용함으로써 제작된다.
도 13은 본 발명이 적용된 휴대 단말장치이며, 왼쪽이 연 상태를 나타내고, 오른쪽이 닫힌 상태를 나타내고 있다. 이 휴대 단말장치는, 상측 케이싱(23), 하측 케이싱(24), 연결부(여기에서는 힌지부)(25), 디스플레이(26), 서브 디스플레이(27), 픽처 라이트(28), 카메라(29)등을 포함하고, 본 발명의 표시장치를 그 디스플레이(26)이나 서브 디스플레이(27)에 사용함으로써 제작된다.
도 14는 본 발명이 적용된 비디오카메라이며, 본체부(30), 앞쪽을 향한 측면에 피사체 촬영용의 렌즈(34), 촬영시의 스타트/스톱 스위치(35), 모니터(36)등을 포함하고, 본 발명의 표시장치를 그 모니터(36)에 사용함으로써 제작된다.
도 1a는 참고예에 따른 표시장치의 전체 구성을 나타내는 블럭도다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 표시장치에 포함되는 화소의 구성을 나타내는 회로도다.
도 2a는 참고예에 따른 표시장치의 동작 설명에 따른 타이밍 차트다.
도 2b는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 2c는 참고예에 따른 구동설명에 제공하는 모식도다.
도 2d는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 2e는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 2f는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 2g는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 2h는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 2i는 참고예에 따른 동작 설명에 제공하는 모식도다.
도 3a는 참고예에 따른 표시장치의 동작 시퀀스를 나타내는 표도다.
도 3b는 본 발명에 따른 표시장치의 동작 시퀀스를 나타내는 표도다.
도 4a는 본 발명에 따른 표시장치의 제1실시예를 나타내는 블럭도다.
도 4b는 본 발명에 따른 표시장치의 제2실시예를 나타내는 블럭도다.
도 5a는 참고예에 따른 표시장치의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 5b는 마찬가지로 참고예의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 5c는 마찬가지로 참고예의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 5d는 마찬가지로 참고예의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 5e는 마찬가지로 참고예의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 5f는 마찬가지로 참고예의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 5g는 마찬가지로 참고예의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 6a는 본 발명에 따른 표시장치의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 6b는 마찬가지로 본 발명에 따른 표시장치의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 6c는 마찬가지로 본 발명에 따른 표시장치의 동작 시퀀스를 나타내는 차트다.
도 6d는 마찬가지로 본 발명에 따른 표시장치의 동작 설명에 제공하는 차트다.
도 6e는 마찬가지로 본 발명에 따른 표시장치의 동작 설명에 제공하는 차트다.
도 6f는 마찬가지로 본 발명에 따른 표시장치의 동작 설명에 제공하는 차트다.
도 6g는 마찬가지로 본 발명에 따른 표시장치의 동작 설명에 제공하는 차트다.
도 7a는 참고예에 따른 표시장치의 동작 설명에 제공하는 타이밍 차트다.
도 7b는 본 발명에 따른 표시장치의 동작 설명에 제공하는 타이밍 차트다.
도 8은 본 발명에 따른 표시장치의 디바이스 구성을 나타내는 단면도다.
도 9는 본 발명에 따른 표시장치의 모듈 구성을 나타내는 평면도다.
도 10은 본 발명에 따른 표시장치를 구비한 텔레비젼 세트를 나타내는 사시도다.
도 11은 본 발명에 따른 표시장치를 구비한 디지털 스틸 카메라를 나타내는 사시도다.
도 12는 본 발명에 따른 표시장치를 구비한 노트형 퍼스널컴퓨터를 나타내는 사시도다.
도 13은 본 발명에 따른 표시장치를 구비한 휴대 단말장치를 나타내는 모식도다.
도 14는 본 발명에 따른 표시장치를 구비한 비디오카메라를 나타내는 사시도다.
[부호의 설명]
100 : 표시장치 101 : 화소(PIX)
102 : 화소 어레이부 103 : 수평 셀렉터(수평 구동회로 HSEL)
104 : 라이트 스캐너(제1수직 구동회로 WSCN)
105 : 전원 스캐너(제2수직 구동회로DSCN)
3A : 샘플링용 트랜지스터 3B : 구동용 트랜지스터
3C : 저장 용량 3D : 발광 소자

Claims (8)

  1. 행렬 모양으로 배치된 화소의 집합으로 이루어지는 화소 어레이부와, 상기 화소 어레이부를 구동하는 구동부로 이루어지고,
    상기 화소 어레이부는, 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제1구동선과, 마찬가지로 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제2구동선과, 화소의 열에 대응하여 배치된 열 모양의 신호선을 구비하고,
    상기 구동부는, 상기 열 모양의 신호선에 영상신호를 공급하는 수평 구동회로와, 행 모양의 제1구동선 및 제2구동선을 통해 화소를 행 단위로 발광 동작시키는 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로를 구비하고, 이로써 영상신호에 따른 화상을 상기 화소 어레이부에 표시하는 표시장치로서,
    상기 제1수직 구동회로는, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하고,
    상기 제2수직 구동회로는, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하여,
    상기 제1수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍과, 상기 제2수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍을 서로 1행분 어긋나게 함으로써, 화소가 행 단위로 발광 동작하고,
    상기 구동부는, 1프레임 분의 화상을 전반 필드와 후반 필드로 나누어 상기 화소 어레이부에 표시하고,
    전반 필드에서, 상기 제1수직 구동회로는 2행 마다 화소의 쌍을 순차 구동하는 한편, 상기 제2수직 구동회로는 2행마다 화소의 쌍을 하나 간격으로 선택 구동하고, 이로써 제1수직 구동회로에 의해 구동되는 2행 마다 화소쌍의 한쪽을 발광 동작시키고,
    후반 필드에서, 상기 제1수직 구동회로는 2행 마다 화소의 쌍을 순차 구동하는 한편, 상기 제2수직 구동회로는 2행 마다 화소의 쌍 중 전반 필드에서 구동하지 않은 쌍을 선택 구동하고, 이로써 제1수직 구동회로에 의해 구동되는 2행 마다 화소 쌍의 다른 쪽을 발광 동작시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 어레이부는, 인접하는 2행의 화소가 서로 반전 대칭으로 배치되어 있고, 서로 인접하는 2행의 화소로 제1구동선이 공용되며, 마찬가지로 서로 인접하는 2행의 화소로 제2구동선이 공용되고 있는 것을 특징으로 표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화소는 적어도, 샘플링용 트랜지스터와, 구동용 트랜지스터와, 저장 용량과, 발광 소자를 구비하고,
    상기 샘플링용 트랜지스터는, 그 제어단이 상기 제1구동선 및 제2구동선의 한쪽으로 이루어지는 주사선에 접속하고, 그 한 쌍의 전류단이 상기 신호선과 상기 구동용 트랜지스터의 제어단 사이에 접속하고, 상기 구동용 트랜지스터는, 한 쌍의 전류단의 한쪽이 상기 발광 소자에 접속하고, 다른 쪽이 상기 제1구동선 및 제2구동선의 다른 쪽으로 이루어지는 급전선에 접속하고,
    상기 저장 용량은, 상기 구동용 트랜지스터의 제어단과 상기 발광 소자에 접속하는 전류단 사이에 접속하고,
    상기 화소는, 상기 주사선으로부터 공급된 구동신호에 따라 상기 샘플링용 트랜지스터가 온 하여, 상기 신호선으로부터 영상신호를 샘플링하여 상기 저장 용량에 기록하고, 또한 상기 급전선으로부터 공급된 구동신호에 따라 상기 구동용 트랜지스터가 동작하고, 상기 저장 용량에 기록된 영상신호에 따른 구동전류를 상기 발광 소자에 공급하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 화소는, 상기 영상신호를 상기 저장 용량에 기록하기 전의 시점에, 상기 주사선 및 상기 급전선으로부터 공급되는 구동신호에 따라 보정동작을 행하고, 상기 구동용 트랜지스터의 임계 전압의 편차를 캔슬하는 보정량을 상기 저장 용량에 더하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 화소는, 상기 영상신호를 상기 저장 용량에 기록할 때, 상기 구동용 트랜지스터의 이동도의 편차를 캔슬 하는 보정량을 상기 저장 용량으로부터 빼는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 행렬 모양으로 배치된 화소의 집합으로 이루어지는 화소 어레이부와, 상기 화소 어레이부를 구동하는 구동부로 이루어지고,
    상기 화소 어레이부는, 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제1구동선과, 마찬가지로 화소의 행에 대응하여 배치된 행 모양의 제2구동선과, 화소의 열에 대응하여 배치된 열 모양의 신호선을 구비하고,
    상기 구동부는, 상기 열 모양의 신호선에 영상신호를 공급하는 수평 구동회로와, 행 모양의 제1구동선 및 제2구동선을 통해 화소를 행 단위로 발광 동작시키는 제1수직 구동회로 및 제2수직 구동회로를 구비하고, 이로써 영상신호에 따른 화상을 상기 화소 어레이부에 표시하는 표시장치의 구동방법으로서,
    상기 제1수직 구동회로에 의해, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하고, 상기 제2수직 구동회로에 의해, 서로 인접하는 2행의 화소를 동시에 구동하여,
    상기 제1수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍와, 상기 제2수직 구동회로로 동시 구동하는 화소행의 쌍을 서로 1행분 어긋나게 함으로써, 화소가 행 단위로 발광 동작하고,
    상기 구동부에 의해, 1프레임 분의 화상을 전반 필드와 후반 필드로 나누어 상기 화소 어레이부에 표시하고,
    전반 필드에서, 상기 제1수직 구동회로에 의해 2행 마다 화소의 쌍을 순차 구동하는 한편, 상기 제2수직 구동회로에 의해 2행마다 화소의 쌍을 하나 간격으로 선택 구동하고, 이로써 제1수직 구동회로에 의해 구동되는 2행 마다 화소쌍의 한쪽을 발광 동작시키고,
    후반 필드에서, 상기 제1수직 구동회로에 의해 2행 마다 화소의 쌍을 순차 구동하는 한편, 상기 제2수직 구동회로에 의해 2행 마다 화소의 쌍 중 전반 필드에서 구동하지 않은 쌍을 선택 구동하고, 이로써 제1수직 구동회로에 의해 구동되는 2행 마다 화소 쌍의 다른 쪽을 발광 동작시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  8. 제 1항에 기재된 표시장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.
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