KR102184921B1 - 전기 광학 장치 - Google Patents

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Abstract

전기 광학 장치는 OLED의 발광 중에 다음의 영상 계조 데이터의 입력 및 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상할 수 있다. 전원과 유기 EL 소자 사이에는 전원으로부터의 전류를 유기 EL 소자에 제공하는 구동 트랜지스터가 접속된다. 구동 트랜지스터의 게이트 - 소스 사이에 부스트랩 스위치 트랜지스터 및 제 1 용량이 직렬 접속된다. 제어 회로는 전송 트랜지스터를 턴-오프 하는 동시에 부스트랩 스위치 트랜지스터를 턴-온 시킴으로써 구동 트랜지스터가 전원으로부터의 전류를 유기 EL 소자로 흘리고 있는 동안에, 제 2 용량에 계조 전압을 축적시킨다. 제어회로는 전송 트랜지스터가 턴-온되는 동시에 부스트랩 스위치 트랜지스터가 턴-오프된 동안에 제 2 용량에 축적되어 있는 전압을 구동 트랜지스터의 게이트에 인가하여 제 1 용량을 차지한다.

Description

전기 광학 장치{ELECTRO-OPTICAL DEVICE}
본 발명은 전류에 의해 발광하는 전류 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치에 관한 것이다.
최근, 공급되는 전류의 강도에 대응하게 발광하는 유기 EL 소자(Organic Electroluminescence Light Emitting Diode: 이하, OLED)를 포함하는 전기 광학 장치가 개발되어 있다. 이와 같은 전기 광학 장치는 영상 신호의 계조 데이터에 대응한 전압(이하, 계조 전압)이 게이트에 공급되는 구동 트랜지스터를 포함한다. 상기 구동 트랜지스터는 OLED에 공급되는 전류량을 변화시킨다. 화소들 각각의 OLED에 공급되는 전류의 크기를 제어하여 화소들 각각의 OLED의 발광 휘도를 조정한다. 상기 화소들의 OLED들은 소정의 컬러를 각각 갖는다. 상술한 방법에 따라 상기 화소들은 풀 컬러 영상을 표시할 수 있다. 구동 트랜지스터로서 사용되는 FET는 소스 - 드레인 사이에 전류가 흘리기 시작하는 게이트 전압(이하, 문턱 값 전압 내지 Vth)을 고유의 값으로 갖는다. 상기 구동 트랜지스터는 게이트에 인가된 전압과 Vth의 차에 대응하는(차의 제곱에 비례) 크기의 전류를, 소스 - 드레인 사이로 흐르게 한다.
그런데, 구동 트랜지스터들의 Vth는 구동 트랜지스터들마다 불균일할 수 있다. 따라서, 동일 계조 전압이 구동 트랜지스터들의 게이트에 인가된 경우일지라도, 구동 트랜지스터들마다 OLED들에 공급하는 전류들의 크기는 다르다. 따라서, OLED들의 발광 휘도들이 서로 달라져 버린다는 문제가 있다.
종래에는, 계조 전압에 따라서 구동 트랜지스터의 게이트 - 소스 사이에 인가되는 전압(이하, Vgs)에, 미리 해당 구동 트랜지스터의 Vth의 불균일을 반영시켜 둠으로써, Vth의 불균일에 상관없이 계조 전압에 따른 크기의 전류를 OLED에 공급하는 기술이 제안되었다. 이하, 상술한 것과 같이 Vgs에 Vth의 불균일을 반영시키는 것을 "Vth 보상"이라 정의한다. 종래에는, 구동 트랜지스터의 게이트 - 소스 사이에 Vgs를 유지하는 용량을 접속하여 소스 팔로워 회로를 구성하는 동시에, 구동 트랜지스터가 OLED에 전류를 공급하기에 앞선 기간에 Vth에 상당하는 전압을 해당 상기 용량에 라이트한(Vth 보상) 후 상기 용량에 계조 데이터를 중복 라이트(데이터 입력)함으로써 Vth 보상된 게이트 전압을 구동 트랜지스터에 인가하였다. 따라서, 각각의 OLED에 대해서는, Vth 보상 기간, 데이터 입력 기간, 및 OLED를 발광시키는 기간은 시계열적으로 연속되어야 한다.
또한, 디스플레이를 구성하는 모든 OLED에 대해서 Vth 보상 및 데이터 입력의 실행 순서에 관하여 특허문헌 1과 특허문헌 2에 제안되었다. 영상 표시의 형식이 인터레이스 방식 또는 프로그레시브 방식인 경우에는, 각각의 수평 주사 기간의 처음에, 표시 대상 행에 속하는 각 화소의 각 컬러의 OLED에 대해서 Vth 보상 및 데이터 입력을 실행하는 방식이 특허문헌 1(프로그레시브 방식)에 제안되었고, 모든 화소행의 영상을 동시에 표시하는 동시 발광 구동 방식인 경우에는, 영상을 표시하기 이전에 모든 화소행의 Vth 보상 및 데이터 입력을 실행하는 방식이 특허문헌 2에 제안되었다.
일본 특허공보 제506442호 일본 특허 공개공보 제2011-34038호
특허문헌 1에 기재된 프로그레시브 방식의 Vth 보상 및 데이터 입력 방식에 따르면, 디스플레이의 해상도를 올리거나 동영상 표시 성능을 올리기 위해 프레임 레이트를 올리면, 1 수평 주사기간이 짧아져 버리기 때문에, Vth 보상 및 데이터 입력을 행하기 위한 충분한 시간을 확보할 수 없다. Vth 보상 및 데이터 입력을 행하기 위한 충분한 시간이 확보되지 않기 때문에 영상의 휘도 변화 버린다는 문제가 발생한다. 특히, 액정 셔터 안경과 디스플레이를 연동시켜서 좌안의 시계(視界)를 차폐하고 있는 기간 중에 우안 용의 영상을 디스플레이하고, 우안의 시계를 차폐하고 있는 기간 중에 좌안 용의 영상을 디스플레이하는, 이른바 프레임 시퀀셜 방식으로 3D 영상을 표시하는 방법에 있어서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 크로스토크 현상을 방지하기 위해, 좌우의 셔터가 동시에 개폐 동작을 행하는 전환 기간 내내 디스플레이를 오프해야 된다. 여기서, 도 19의 횡축은 시간 경과에 대응하고, 종축은 디스플레이의 행에 대응한다. 또한, 검은 색으로 칠한 부분은 좌우의 셔터가 동시에 개폐동작을 행하고 있는 전환 기간을 나타낸다. 또한, 화살표(l)는 좌안 용의 영상을 표시하기 위해, 각 행의 OLED에 대하여 Vth 보상 및 데이터 입력을 개시하는 타이밍을 나타내고, 점선으로 표시된 기간(L)은 좌안 용의 영상을 표시하기 위해 각 행의 발광 기간을 나타낸다. 또한, 각 발광 기간의 종기(終期: 끝나는 시기)가 행마다 어긋나 있는 것은, 각 행의 발광 시간을 균일하게 하여 화면 전체에서 밝기 변화가 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 마찬가지로, 화살표(r)는 우안 용의 영상을 표시하기 위해, 각 행의 OLED에 대하여 Vth 보상 및 데이터 입력을 개시하는 타이밍을 나타내고, 점으로 표시된 기간(R)은 우안 용의 영상을 표시하기 위해 각 행의 발광 기간을 나타낸다. 이와 같이, 프로그레시브 방식으로 Vth 보상하고 데이터를 입력하는 동시에 프레임 시퀀셜 방식의 3D 영상을 표시하면, Vth 보상 및 데이터 입력을 행하기 위한 시간이 더욱 짧아지는 문제가 발생한다. 역으로, 발광 시간을 짧게 하면 영상의 밝기를 올리기 위해 OLED의 발광 휘도를 높일 필요가 있고, OLED에 순간적으로 큰전류를 흘리면 OLED의 발광 수명이 짧아지는 문제가 발생한다.
특허문헌 2에 기재된 동시 발광 구동 방식으로 Vth를 보상하고 데이터를 입력하면, Vth 보상을 모든 화소들의 구동 회로에 대해 일괄적으로 행하기 때문에, Vth 보상을 위한 시간이 증가될 수 있다. 그에 따라 데이터 입력을 각 행에 대해서 행하기 위한 수평 주사 기간을 어느 정도 확보할 수 있다. 그리고 동시 발광 구동 방식으로 Vth를 보상하면, 상술한 프레임 시퀀셜 방식으로 3D 영상을 표시하더라도, 좌우의 셔터가 동시에 개폐 동작을 행하는 전환 기간 동안에 Vth 보상할 수 있다.
그렇지 않지만, 도 20에 나타내는 바와 같이, 동시 발광 구동 방식으로 Vth를 보상하고 데이터를 입력하더라도 OLED의 비발광 기간 중에 데이터를 입력해야 된다. 여기서, 도 20의 횡축은 시간 경과에 대응하고, 종축은 디스플레이의 행에 대응한다. 또한, 검은 색으로 칠한 부분은 좌우의 셔터가 동시에 개폐 동작을 행하고 있는 전환 기간을 나타낸다. 또한, 화살표(l)는 좌안 용의 영상을 표시하기 위해, 각 행의 OLED에 대하여 Vth 보상 및 데이터 입력을 개시하는 타이밍을 나타내고(따라서, 일부의 행에 대한 Vth 보상 및 데이터 입력은 상기 전환 기간 중에 개시된다), 점으로 표시된 기간(L)은 좌안 용의 영상 표시를 위한 각 행의 발광 기간을 나타낸다. 마찬가지로, 화살표(r)는 우안 용의 영상을 표시하기 위해, 각 행의 OLED에 대하여 Vth 보상 및 데이터 입력을 개시하는 타이밍을 나타내고, 점으로 표시된 기간(R)은 우안 용의 영상을 표시하기 위한 각 행의 발광 기간을 나타낸다. 이와 같이, 동시 발광 구동 방식으로 Vth를 보상하고 데이터를 입력하더라도, 여전히 데이터 입력 기간 또는 발광 기간이 짧아진다.
여기서, 본 발명의 목적은 OLED의 발광 중에 다음의 영상 계조 데이터를 입력하고 구동 트랜지스터의 Vth를 보상함으로써 Vth 보상 및 데이터 입력을 위해 필요한 기간 및 발광 기간을 충분히 확보할 수 있는 전기 광학 장치의 제공을 과제로 한다.
본 발명에 따른 전기 광학 장치는 입력된 계조 데이터에 기초하는 계조 전압에 대응한 전류를 발광 소자에 공급함으로써, 해당 발광 소자를 상기 계조 데이터에 대응한 휘도로 발광시킨다. 구동트랜지스터는 전원과 상기 발광 소자의 전극 사이에 전기적으로 접속되고, 게이트 - 소스 사이에 제 1 용량이 접속되고, 해당 제 1 용량에 유지된 전압에 따라서 상기 전원으로부터 흐르는 전류의 크기를 조정하면서, 해당 전류를 상기 발광 소자에 공급한다. 스위칭 수단은 계조 전압이 유지되는 제 2 용량과, 상기 제 1 용량과 상기 제 2 용량을 선택적으로 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속한다. 제어회로는 상기 스위칭 수단에 의해 상기 제 1 용량을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속시키는 동안에, 상기 제 2 용량에 계조 전압을 인가하고, 상기 스위칭 수단에 의해 상기 제 2 용량을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속시키는 동안에, 상기 구동 트랜지스터의 소스의 전위를 상기 제 1 용량에 라이트한다.
본 발명에 의하면, 발광 소자의 발광 중에 다음 영상 계조 데이터를 입력할 수 있고 구동 트랜지스터의 Vth를 보상할 수 있다. 따라서, Vth 보상 및 데이터 입력에 필요한 기간 및 발광 기간을 충분히 확보할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태의 전기 광학 장치의 개략적인 회로 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 화소 회로 각각의 OLED와 구동회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 제어 회로로부터 구동 회로에 인가되는 신호를 나타내는 타이밍차트이다.
도 4는 S1 시점에 동작하는 구동 회로를 나타내는 회로도이다.
도 5는 S2 시점에 동작하는 구동 회로를 나타내는 회로도이다.
도 6은 S3 시점에 동작하는 구동 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7은 S4 시점에 동작하는 구동 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은 S5 시점에 동작하는 구동 회로를 나타내는 회로도이다.
도 9는 S6 시점에 동작하는 구동 회로를 나타내는 회로도이다.
도 10은 프레임 시퀀셜 방식으로 3D 영상을 표시하는 제 1 실시형태에 따른 전기 광학 장치의 동작을 도시한도면이다.
도 11은 비교예의 설명도이다.
도 12는 제 1 실시형태의 화소 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 13은 제 2 실시형태의 화소 회로 각각의 OLED와 구동회로를 도시한 회로도이다.
도 14는 제어 회로로부터 구동 회로에 인가되는 신호를 나타내는 타이밍차트이다.
도 15는 제 3 실시형태의 화소 회로 각각의 OLED와 구동회로 도시한 회로도이다.
도 16은 제어 회로로부터 구동 회로에 인가되는 신호를 나타내는 타이밍차트이다.
도 17은 제 4 실시형태의 화소 회로 각각의 OLED와 구동회로를 도시한 회로도이다.
도 18은 제어 회로로부터 구동 회로에 인가되는 신호의 추이를 나타내는 타이밍차트이다.
도 19는 종래의 프로그레시브 방식으로 동작하는 구동 회로를 포함하는 전기 광학 장치가 프레임 시퀀셜 방식으로 3D 영상을 표시하는 동작을 도시한 도면이다.
도 20은 종래의 동시 구동 발광 방식으로 동작하는 구동 회로를 포함하는 전기 광학 장치가 프레임 시퀀셜 방식으로 3D 영상을 표시하는 동작을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 전기 광학 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태는 본 발명의 실시형태의 일 예로서, 본 발명은 이들의 실시형태에 한정되지 않는다.
(제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 전기 광학 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 전기 광학 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 화소 회로(1)의 OLED와 구동 회로의 회로도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 제 1 실시형태에 따른 전기 광학 장치는 화소 회로(1) 및 제어 회로(2)를 포함한다. 전기 광학 장치는 다수 개의 화소들을 포함하는 디스플레이 패널을 포함한다. 상기 다수 개의 화소들은 3개의 화소들마다 하나의 그룹로 구분될 수 있다. 하나의 그룹의 3개의 화소들은 풀컬러를 표현하기 위해 각각에 설정된 계조에 대응하는 각각의 원색들(적, 녹, 청)을 발광하는 OLED들(10)을 포함한다.도 1의 화소회로(1)는 다수 개의 화소들의 OLED들 및 구동 회로들의 집합으로 정의된다. 또한, 화소들을 구성하는 다수의 OLED(10) 및 다수의 구동 회로가 매트릭스 형상(다수 개의 화소행 및 다수 개의 화소열)으로 배치된 화소 회로(1)는 디스플레이 패널을 구성한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 열 방향으로 나란히 배열되는 다수의 OLED(10)의 구동 회로들(여기서, OLED(10)의 구동회로는 화소에 구비된 OLED에 연결된 구동 회로를 의미한다.)은 공통의 데이터선(D), 초기화 트랜지스터 구동선(N), 부스트랩 스위치 구동선(G), 전송 스위치 구동선(I), 발광 스위치 구동선(E)에 접속되고, 행 방향으로 나란히 배열된 다수의 화소들의 구동 회로들은 공통의 주사선(S)에 접속되고, 모든 화소들의 구동 회로들은 제 1 전원선(P) 및 제 2 전원선(W)에 접속된다. 또한, 상술한 제 1 전원선(P)에는, 도시하지 않은 전원회로로부터, 그라운드 전압에 비해 충분히 높은 일정한 전원 전압(ELVDD)의 전원이 공급되고, 제 2 전원선(W)에는 전원 전압(ELVDD)보다도 충분히 낮은 소정의 기준 전압(VST)이 공급된다.
제어 회로(2)는 외부로부터 원색들에 대응하는 계조 데이터들을 포함하는 영상 신호를 입력받는다. 제어 회로(2)는 OLED들(10)의 휘도를 설정하기 위한 계조 전압 또는 초기화 전압(Vinit)을 상술하는 데이터선(D)에 공급하는 동시에, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1), 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2), 전송 스위치 구동 신호(GC3) 및 발광 스위치 구동 신호(EM)를 상술한 초기화 트랜지스터 구동선(N), 부스트랩 스위치 구동선(G), 전송 스위치 구동선(I), 발광 스위치 구동선(E)에 각각 공급하는 회로이다. 구체적으로는 제어 회로(2)는 계조 전압 생성부(22), 기준 전압 공급 회로(23), 제어 신호 공급 회로(24) 및 스캔 신호 공급 회로(25)로 구분되어 있다.
기준 전압 공급 회로(23)는 상술한 제 2 전원선(W)에 기준 전압(VST)을, 데이터선(D)에 초기화 전압(Vinit)을 각각 공급한다. 또한, 계조 전압 생성부(22)는 원색들에 대응하는 계조 데이터들에 기초하여 계조 전압들을 생성하는 동시에, 생성된 계조 전압들(Data)을 대응하는 데이터선(D)에 공급한다. 화소들마다 설정하고자 하는 계조 전압들은 화소열들을 따라 정렬되고, 화소행 단위로 순차적으로 입력된다.
또한, 제어 신호 공급 회로(24)는 소정의 수직 동기 기간 단위로, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1), 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2), 전송 스위치 구동 신호(GC3) 및 발광 스위치 구동 신호(EM)를 상술한 초기화 트랜지스터 구동선(N), 부스트랩 스위치 구동선(G), 전송 스위치 구동선(I), 발광 스위치 구동선(E)에 각각 공급한다. 또한, 스캔 신호 생성부(25)는 계조 전압 생성부(22)로부터 데이터선들(D) 각각에 순차적으로 공급되는 계조 전압들(Vdata)이 인가되는 화소들을 지정하는 스캔 신호(Scan)를 주사선(S)에 공급한다.
그 다음, 도 2를 참조하여, 화소들 각각의 OLED(10) 및 구동 회로를 설명한다. 제 1 전원선(P)과 OLED(10)의 애노드 사이에는, 순서대로 구동 트랜지스터(11) 및 발광 스위치 트랜지스터(12)(또는 제 5 스위칭 트랜지스터)가 직렬 접속되어 있다. 그리고, 발광 스위치 트랜지스터(12)의 게이트에는 발광 스위치 구동선(E)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 발광 스위치 트랜지스터(12)의 소스와 OLED(10)의 애노드와의 접속점은 제 2 초기화 트랜지스터(16)를 통하여 제 2 전원선(W)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 초기화 트랜지스터(16)의 게이트는 초기화 트랜지스터 구동선(N)에 전기적으로 접속되어 있다.
구동 트랜지스터(11)의 소스와 발광 스위치 트랜지스터(12)의 드레인과의 접속점은 제 1 용량(31) 및 제 1 초기화 트랜지스터(14)(또는 제 4 스위칭 트랜지스터)를 통하여 데이터선(D)에 접속되어 있다. 그 제 1 초기화 트랜지스터(14)의 게이트는 초기화 트랜지스터 구동선(N)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 용량(31)과 제 1 초기화 트랜지스터(14)의 접속점과 구동 트랜지스터(11)의 게이트 사이에는, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)(또는 제 2 스위칭 트랜지스터)가 접속되어 있다. 그 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)의 게이트는 부스트랩 스위치 구동선(G)에 접속되어 있다.
또한, 구동 트랜지스터(11)의 게이트는 전송 스위치 트랜지스터(13)(또는 제 1 스위칭 트랜지스터) 및 제 2 용량(32)을 통하여 제 2 전원선(W)에 접속되어 있다. 그 전송 스위치 트랜지스터(13)의 게이트는 전송 스위치 구동선(I)에 접속되어 있다. 또한, 전송 스위치 트랜지스터(13)와 제 2 용량(32)과의 접속점은 주사 트랜지스터(15)(또는 제 3 스위칭 트랜지스터)을 통하여 데이터선(D)에 접속되어 있다. 그 주사 트랜지스터(15)의 게이트는 스캔선(S)에 접속되어 있다. 상술한 전송 스위칭 트랜지스터(13) 및 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)는 동시에 턴-온되지 않고, 선택적으로 턴-온됨으로써 제 1 용량(31) 및 제 2 용량(32)을 선택적으로 구동 트랜지스터(11)의 게이트에 접속시킨다. 그러한 의미에서 전송 스위칭 트랜지스터(13) 및 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)는 스위칭 수단에 상당한다.
본 실시예에서 구동 회로를 구성하는 트랜지스터들(11~17)는 모두 N 채널형 MOSET으로 설명된다. 다만 이에 제한되지 않고, 트랜지스터들(11~17)의 타입은 변경될 수 있다.
도 3의 타이밍차트 및 도 4 내지 도 9의 회로도를 참조하여 화소들의 OLED(10) 및 구동 회로의 동작에 대해 설명한다. 이하에서 설명되는 화소의 동작은 소정의 수직 동기 신호에 동기한 주기로 계조 전압 생성부(22)가 프레임 단위의 계조 전압을 생성할 때마다 반복 실행된다. 그리고, 제어 회로(2)는 모든 화소열에 대한 계조 전압의 독립적으로 출력하면서, 화소 단위로 순차 출력되는 해당 계조 신호를 화소행 단위로 화소의 구동회로에 프로그래밍한다. 그 후, 모든 화소행에 초기화, Vth 보상 및 제 1 용량(31)으로의 데이터 전송을 실행한다. 그 후, 전송된 데이터에 기초하여 OLED(10)를 발광시키면서, 다음 프레임의 계조 데이터를 프로그래밍한다. 단, 이하에 있어서는, 설명의 편의상, 임의의 프레임의 계조 데이터에 대해서 프로그래밍을 실행하는 시점부터 설명을 시작한다.
도 3의 S1 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-오프), 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 H(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-온)로 한다. 여기서 L은 로우 H는 하이를 의미한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 4를 참조한다. 구동 트랜지스터(11)와 제 2 용량(32)이 전기적으로 분리되고, 제 1 용량(31)이 플로팅되고, 이전 프레임의 계조 전압에 기초하여 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)에 따라서, 구동 트랜지스터(11)가 OLED(10)에 전류를 공급한다. 계조 전압에 따른 휘도로 OLED(10)가 발광된다. 모든 화소들의 구동 회로들은 도 4에 도시되 구동 회로와 동일하게 동작한다.
동시에, 제어 회로(2, 도 1 참조)는 주사 대상 화소행(초기에 있어서는 제 1 화소행이고, 소정의 수평 동기 신호에 따라서, 순차적으로, 다음 화소행으로 전환됨) 이외의 화소행에 대해서 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 유지시키고, 주사 대상 화소행에 대해서 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 H(주사 트랜지스터(15)=턴-온)로 전환한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 4를 참조한다. S1 시점에서는 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행의 계조 전압(Data)을 데이터선(D)에 공급한다. 따라서, 그 계조 전압(Data)은 제 2 용량(32)에 축적된다. 또한, 상술한 바와 같이, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 턴-오프이기 때문에, 그 계조 전압(Data)은 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전압에 영향을 주지는 않는다.
제어 회로(2)는 이상에 설명한 프로그래밍을, 소정의 수평 동기 신호가 입력될 때마다 주사 대상 화소행을 순차적으로 전환하면서, 모든 화소행에 대해서 실행한다. 그리고, 주사 대상 화소행을 다음 화소행으로 전환하면, 제어 회로(2)는 프로그래밍이 완료된 화소행의 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 전환하여 제 1 용량(31)에 계조 전압(Data)을 유지시킨다.
모든 화소행에 대한 프로그램이 완료되면, 제어 회로(2)는 도 3의 S2 시점에 있어서, 데이터선(D)에 공급하고 있는 전압을 초기화 전압(Vinit)으로 전환하는 동시에, 모든 화소행의 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 전환하고, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 H(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-온, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-온), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 L(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-오프)로 전환한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 5를 참조한다. 그 결과, ELVDD으로부터 흐르는 전류는 발광 스위치 트랜지스터(12)에 의해 차단되기 때문에, OLED(10)는 비발광한다(즉, 발광을 멈춘다.). 또한, OLED(10)의 애노드가 기준 전압(VST)으로 초기화되고, 이전 프레임의 발광 시에 OLED(10)의 기생 용량에 축적된 전하가 디스차지된다. 따라서, 계조 전압(Data)의 값이 블랙 계조를 나타낼 때 OLED(10)로 전류가 흘러서 발광되는 오발광이 방지된다. 동시에, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전위가 초기화 전압(Vinit)으로 초기화되고, 플로팅되어 있는 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위는 초기화 전압(Vinit)으로부터 구동 트랜지스터(11)의 문턱 값 전압(Vth)만큼 강하한 값(Vinit - Vth)으로 되고, 구동 트랜지스터(11)가 턴-오프 된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량에 축적된 전압은 Vth로 된다.
다음에, 도 3의 S3 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 행에 대해서, 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 L(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-오프), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 H(발광 스위치 트랜지스터(12)= 턴-온)로 전환한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 6을 참조한다. 그러면, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 턴-오프로 됨으로써, 제 1 용량(31)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트로부터 분리된다. 또한, 발광 스위치 트랜지스터(12)가 턴-온으로 됨으로써, 구동 트랜지스터(11)의 소스가 기준 전압(VST)으로 초기화되고, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량의 용량 커플링에 의해, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전압은 (VST + Vth)으로 된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)는 오프 상태이기 때문에, 제 1 전원선(P)과 제 2 전원선(W)과의 쇼트가 방지된다.
다음에, 도 3의 S4 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 행에 대해서, 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 H(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-온), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 L(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-오프)로 전환한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 7을 참조한다. 그 결과, 모든 화소들의 구동 회로에 있어서, 제 2 용량(32)에 축적된 계조 전압(Data)이, 전송 스위치 트랜지스터(13)를 통해 구동 트랜지스터(11)의 게이트에 인가된다. 이때, 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량에는 전압(Vth)이 축적되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(11)는 곧바로 턴-온 된다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(11)는 소스 팔로워 회로로서 동작하고, ELVDD으로부터 구동 트랜지스터(11), 제 1 용량(31), 제 1 초기화 트랜지스터(14)를 통해서 전류가 흐르고, 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위는 게이트 전압(Data)으로부터 Vth 만큼 강하한 값(Data - Vth)을 갖는다. 제 1 용량(31)에는 초기화 전압(Vinit)과 전위차를 갖는 전압(Vinit - Data + Vth)이 유지된다. 즉, 이상의 동작에 의해, 구동 트랜지스터(11)를 통해, 계조 전압(Data)의 제 2 용량(32)으로부터 제 1 용량(31)으로의 전송 및 해당 계조 전압(Data)에 대한 Vth 보상이 동시에 이루어 지게 된다.
다음에, 도 3의 S5 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 제 1 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-오프), 전원 차단 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프)로 각각 전환한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 8을 참조한다. 그 결과, 모든 화소들의 구동 회로에 있어서, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 턴-오프 되기 때문에, 제 2 용량(32)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트로부터 전기적으로 분리된다. 또한, 제 1 초기화 트랜지스터(14)가 턴-오프 되고, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 턴-온 되므로, 구동 트랜지스터(11)가 부스트랩된 상태로 되고, 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vinit - Data + Vth)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이에 인가된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량보다도 제 1 용량(31)이 충분히 크기 때문에, 기생 용량과의 차지셰어(chargeshare)는 문제가 되지 않고, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압은 Vgs=Vinit - Data + Vth로 된다.
다음에, 도 3의 S6 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 H(발광 스위치 트랜지스터(12)턴-온)로 전환한다. 각 트랜지스터의 동작은 도 9를 참조한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)으로부터 문턱 전압(Vth)만큼 강하한 전압(Vinit - Data)에 따른 전류가 구동 트랜지스터(11)의 드레인 - 소스 사이를 흐르고, OLED(10)를 발광시킨다. 그 결과, OLED의 발광 휘도는 Data의 계조값에 대응한다.
이후, 제어 회로(2)는 OLED(10)의 발광을 계속하면서, 다음의 계조 전압을 입력하기 위해, S1 이후의 동작을 실행한다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 구동 트랜지스터(11)의 Vgs 유지 메모리(제 1 용량(31))와는 별도로, 데이터 입력 메모리(제 2 용량(32))를 구비하고, 구동 트랜지스터(11)가 Vgs 유지 메모리에 유지된 Vgs에 기초하여 OLED에 구동 전류를 공급하는 동시에, 데이터 입력 메모리에 다음의 계조 데이터(Data)를 입력할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 프로그램 및 Vth 보상에 필요한 시간을 충분히 증가시킬 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 도 10에 나타내는 바와 같이, 프레임 시퀀셜 방식으로 3D 영상을 표시하는 표시장치에 있어서, 좌우의 셔터가 동시에 개폐되는 전환 기간 이외의 기간 동안에 OLED(10)의 발광에 의해 영상을 표시할 수 있고, 동시에 각 프레임의 영상을 표시하고 있는 기간 및 좌우의 셔터를 동시에 닫는 기간을 사용하여 프로그램할 수 있다. 여기서, 도 10의 횡축은 시간 경과에 대응하고, 종축은 디스플레이의 화소행에 대응한다. 또한, 검은 색으로 칠한 부분은 좌우의 셔터가 동시에 개폐되는 전환 기간을 나타낸다. 또한, 화살표(l)는 좌안 용의 영상을 표시하기 위해, 각 화소행의 OLED에 대하여 Vth 보상 및 데이터 입력을 개시하는 타이밍을 나타내고, 점으로 표시된 기간(L)은 좌안 용의 영상 표시를 위한 각 화소행의 발광 기간을 나타낸다. 마찬가지로, 화살표(r)는 우안 용의 영상을 표시하기 위해, 각 행의 OLED에 대하여 Vth 보상 및 데이터 입력을 개시하는 타이밍을 나타내고, 점으로 표시된 기간(R)은 우안 용의 영상을 표시하기 위한 각 화소행의 발광 기간을 나타낸다.
그 결과, 본 실시형태에 의하면, 발광 시간을 길게 함으로써, 영상의 외견 상의 밝기를 밝게 할 수 있음에도 불구하고, 프로그램 기간을 길게 함으로써, 세밀한 Vth 보상을 행하는 것이 가능하게 된다.
그럼에도 불구하고, 본 실시형태에 의하면, 구동 트랜지스터(11)가 소스 팔로워 회로로서 기능함으로써, 어느 하나의 메모리(제 2 용량(32))에 입력된 계조 데이터(Data)를 다른 하나의 메모리(제 1 용량(31))로 전송하는 기능을 수행하고, 그때에, 해당 계조 데이터(Data)에 대하여 Vth를 보상한다. 그러므로, 각 메모리에 축적된 전압이 나타내는 수치는 변동하지만, 계조 데이터(Data)를 전압 감소없이 전송할 수 있다. 도 11은 용량들(C)이 단순히 접속함으로써, 전하를 이전시키는 비교 예를 나타내는 것이지만, 그 경우, 차지셰어에 의해 데이터 전압이 감쇠하여 버린다는 문제가 발생하기 때문에, 본 실시형태의 유용성은 명확하다.
또한, 데이터 전송의 기능을 수행하는 구동 트랜지스터(11)가 구동 전류를 제어하는 기능을 더 갖기 때문에 데이터 전송 소스 팔로워 회로를 새롭게 마련할 필요가 없다. 따라서 구동 회로를 간략화할 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터(11) 자체로 Vth를 보상하기 때문에, 인접한 트랜지스터 사이에서 불균일이 큰 경우에도, 정확한 Vth를 보상할 수 있다. 또한, 데이터 전송과 Vth 보상이 동시에 행해지므로, 제어 신호의 패턴이 간략하게 되고, 스위칭 노이즈 등의 영향이 감소한다.
(변형 예)
본 제 1 실시형태에 있어서, OLED(10)의 기생 용량이나 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량의 크기가 무시할 수 있는 정도이면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제 2 초기화 트랜지스터(16)를 생략할 수 있다. 그에 따라 OLED(10)의 규제 용량의 방전 및 구동 트랜지스터(11)의 소스의 초기화는 생략될 수도 있다. 그 경우, 제 2 용량(32)을 제 1 전원선(P)에 접속하여, 전원 전압(ELVDD)과 계조 전압(Data)의 전위차를 제 2 용량(32)에 축적할 수 있다. 그에 따라 제 2 전원선(W)도 생략할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 전기 광학 장치에 대해서, 도 13 및 도 14를 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 전기 광학 장치는 도 13에 도시된 회로를 구비한 복수 개의 화소들을 포함한다. 도 13에 도시된 화소를 상술한 제 1 실시형태에 따른 화소와 비교하면, 발광 스위치 구동선(E), 발광 스위치 트랜지스터(12) 및 제 2 초기화 트랜지스터(16)는 생략되었다. 그 대신에 제어 회로(2)가 OLED(10)에 캐소드 전압(ELVSS)을 제공함으로써, OLED(10)로 흐르는 전류의 온-오프를 제어한다.상술한 제 1 실시형태에 따른 화소 대비 도 13에 도시된 화소는 상술한 구성들만 다르고, 다른 구성은 동일하다. 그러므로, 이하에 있어서는, 제 1 실시형태와의 상이점만을 설명하고, 공통 부분의 설명을 생략한다.
도 14에 도시된 타이밍차트에 기초하여, 제어 회로(2)에 의해 제어되는 OLED(10)의 구동 회로에 대해 설명한다. 또한, 상술한 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 이하에서 설명되는 화소의 동작은 소정의 수직 동기 신호에 동기한 주기로 계조 전압 생성부(22)가 프레임 단위의 계조 전압을 생성할 때마다 반복 실행되지만, 설명의 편의상, 임의의 프레임의 계조 데이터에 대해서 프로그래밍을 실행하는 시점부터 설명한다.
먼저, 도 14의 S1 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프), 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프), ELVSS가 그라운드 전위가 되도록 모든 화소행의 화소들을 제어한다. 이것에 의해, 모든 화소들의 구동 회로들에 있어서, 구동 트랜지스터(11)와 제 2 용량(32)은 전기적으로 분리되고, 제 1 용량(31)은 플로팅된다. 모든 화소들의 구동 트랜지스터(11)는 앞선 프레임의 계조 전압에 기초하여 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)에 대응하게 OLED(10)에 전류를 공급한다. 계조 전압에 따른 휘도로 OLED(10)는 발광된다.
동시에, 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행(초기에 있어서는 제 1 화소행이고, 소정의 수평 동기 신호에 따라서, 순차적으로, 다음 화소행으로 전환됨) 이외의 행에 대해서는 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 유지하고, 주사 대상 화소행에 대해서는 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 H(주사 트랜지스터(15)=턴-온)로 전환한다. 이 시점에서는 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행의 계조 전압(Data)을 데이터선(D)에 공급한다. 따라서, 그 계조 전압(Data)은 제 2 용량(32)에 축적된다. 또한, 상술한 바와 같이, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 오픈이므로, 그 계조 전압(Data)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전압에 영향을 주지는 않는다.
제어 회로(2)는 이상에 설명한 프로그래밍을, 소정의 수평 동기 신호가 입력될 때마다 주사 대상 화소행을 순차적으로 전환하면서, 모든 화소행에 대해서 실행한다. 그리고, 주사 대상 화소행을 다음 화소행으로 전환하면, 제어 회로(2)는 프로그래밍이 완료된 화소행의 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 전환하여 제 1 용량(31)에 계조 전압(Data)을 유지시킨다.
모든 화소행에 대한 프로그램이 완료하면, 제어 회로(2)는 도 14의 S2 시점에 있어서, 데이터선(D)에 공급하고 있는 전압을 초기화 전압(Vinit)으로 전환하는 동시에, 모든 화소행의 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)으로 전환하고, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 H(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-온), ELVSS를 전원 전압(ELVDD)과 동 전위로, 각각 전환한다. 그 결과, ELVDD로부터 전류는 흐르지 않기 때문에, OLED(10)는 비발광한다. 또한, 이전 프레임의 발광 시에 OLED(10)의 기생 용량에 축적된 전하가 디스차지된다. 따라서, 계조 전압(Data)의 계조값이 블랙 계조를 가질 때 OLED(10)로 전류가 흘러서 발광되는 오류발광이 방지된다. 동시에, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전위가 초기화 전압(Vinit)으로 초기화되고, 플로팅되어 있는 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위는 초기화 전압(Vinit)으로부터 구동 트랜지스터(11)의 문턱 전압(Vth)만큼 강하된 값(Vinit - Vth)을 갖고, 구동 트랜지스터(11)는 턴-오프 된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량에 축적된 전압은 문턱 전압(Vth)이다.
다음에, 도 14의 S3 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 L(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-오프), ELVDD를 그라운드 전위로 전환한다. 그러면, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 턴-오프 됨으로써, 제 1 용량(31)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트로부터 분리된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)는 오프 상태이기 때문에, 제 1 전원선(P)과 제 2 전원선(W)의 쇼트가 방지된다.
다음에, 도 14의 S4 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 H(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-온), ELVSS를 전원 전압(ELVDD)과 동 전위로 전환한다. 그 결과, 모든 OLED(10)의 구동 회로에 있어서, 제 2 용량(32)에 축적된 계조 전압(Data)이, 전송 스위치 트랜지스터(13)를 통해 구동 트랜지스터(11)의 게이트에 인가된다. 이때, 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량에는 문턱 전압(Vth)이 축적되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(11)는 곧바로 턴-온으로 된다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(11)가 소스 팔로워 회로로서 동작함으로써 ELVDD으로부터 구동 트랜지스터(11), 제 1 용량(31), 제 1 초기화 트랜지스터(16)를 통해서 전류가 흐른다. 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위는 게이트 전압(Data)으로부터 Vth 만큼 강하한 값(Data - Vth)을 갖는다. 제 1 용량(31)에 초기화 전압(Vinit)의 전위차를 갖는 전압(Vinit - Data + Vth)이 제 1 용량(31)에 유지된다. 즉, 이상의 동작에 의해, 구동 트랜지스터(11)를 통해, 계조 전압(Data)의 제 2 용량(32)으로부터 제 1 용량(31)으로의 전송 및 해당 계조 전압(Data)에 대한 Vth 보상이 동시에 이루어진다.
다음에, 도 14의 S5 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 제 1 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프), 전원 차단 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프)로 각각 전환한다. 그 결과, 모든 OLED(10)의 구동 회로에 있어서, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 턴-오프 되기 때문에, 제 2 용량(32)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트로부터 전기적으로 분리된다. 또한, 제 1 초기화 트랜지스터(14)가 턴-오프 되고, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 턴-온 되므로, 구동 트랜지스터(11)가 부스트랩되고, 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vinit - Data + Vth)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이에 인가된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량보다도 제 1 용량(31)이 충분히 크기 때문에, 기생 용량과의 차지셰어(chargeshare)는 문제가 되지 않고, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압은 Vgs(=Vinit - Data + Vth)로 된다.
다음에, 도 14의 S6 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 행에 대해서, ELVSS의 전위를 그라운드 전위로 전환한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)으로부터 문턱 전압(Vth)만큼 강하한 전압(Vinit - Data)에 따른 전류가 구동 트랜지스터(11)의 드레인 - 소스 사이를 흐른다. 상기 전류에 대응하는, 즉 Data의 계조값에 대응하는 휘도로 OLED(10)는 발광된다.
이후, 제어 회로(2)는 OLED(10)의 발광을 유지하면서, 다음 프레임의 계조 전압을 입력하기 위해, S1 시점 이후의 처리를 실행한다. 본 실시형태에 있어서 다른 작용은 상술한 실시형태 1과 실질적으로 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
(실시형태 3)
본 발명의 제 3 실시형태에 따른 전기 광학 장치에 대해서, 도 15 및 도 16 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 전기 광학 장치를 상술한 제 1 실시형태와 비교하면, 도 15의 OLED(10)의 구동 회로의 회로도에 나타낸 바와 같이, 전송 스위치 구동선(I)은 생략되었고, 전송스위칭 트랜지스터(13)의 게이트는 초기화 트랜지스터 구동선(N)에 접속된다. 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 전기 광학 장치는 상술한 제 1 실시형태와 다르게 구동 트랜지스터(11) 및 OLED(10)의 초기화와 계조 데이터(Data)의 전송이 동시에 수행된다. 그밖의 다른 구성은 본 발명의 제 3 실시형태와 상술한 제1 실시형태는 공통으로 한다. 그러므로, 이하에 있어서는, 제 1 실시형태와의 상이점만을 설명하고, 공통 부분의 설명을 생략한다.
여기서, 도 16의 타이밍차트에 기초하여, 제어 회로(2)에 의해 제어되는 구동 회로에 대해 설명한다. 또한, 상술한 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 이하의 처리는 소정의 수직 동기 신호에 동기된 주기로 계조 전압 생성부(22)가 프레임 단위의 계조 전압을 생성할 때마다 반복 실행된다. 다만, 설명의 편의상, 임의의 프레임의 계조 데이터에 대해서 프로그래밍되는 시점부터 설명한다.
먼저, 도 16의 S1 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프, 제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-오프), 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온, 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 H(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-온)로 한다.
이것에 의해, 구동 트랜지스터(11)와 제 2 용량(32)이 전기적으로 분리되고, 제 1 용량(31)은 플로팅된다. 구동 트랜지스터(11)는 이전 프레임의 계조 전압에 기초하여 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)에 대응하게 OLED(10)에 전류를 공급하고, OLED(10)는 계조 전압에 따른 휘도로 발광된다.
동시에, 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행(초기에 있어서는 제1 화소행이고, 소정의 수평 동기 신호에 따라서 순차적으로 다음 화소행으로 전환됨) 이외의 화소행에 대해서 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 유지하고, 주사 대상 화소행에 대해서 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 H(주사 트랜지스터(15)=턴-온)로 전환한다. 이 시점에서는 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행의 OLED(10)의 계조 전압(Data)을 데이터선(D)에 공급한다. 따라서, 그 계조 전압(Data)은 제 2 용량(32)에 축적된다. 또한, 상술한 바와 같이, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 오프되기 때문에, 그 계조 전압(Data)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전압에 영향을 주지는 않는다.
제어 회로(2)는 이상에 설명한 프로그래밍을 소정의 수평 동기 신호가 입력될 때마다 주사 대상 화소행을 순차적으로 전환하면서 모든 화소행에 대해서 실행한다. 그리고, 주사 대상 화소행이 다음 화소행으로 전환되면, 제어 회로(2)는 프로그래밍이 완료된 화소행의 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 전환하여 제 1 용량(31)에 계조 전압(Data)을 유지시킨다.
모든 화소행에 대한 프로그램이 완료되면, 제어 회로(2)는 도 16의 S2 시점에 있어서 데이터선(D)에 공급되는 전압을 초기화 전압(Vinit)으로 전환하는 동시에, 모든 화소행의 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)으로 전환한다. 또한, 제어 회로(2)는 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 H(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-온, 제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-온, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-온), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 L(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-오프)로 전환한다. 그 결과, ELVDD로부터 흐르는 전류는 발광 스위치 트랜지스터(12)에 의해 차단되기 때문에 OLED(10)는 소등된다. 또한, OLED(10)의 애노드가 기준 전압(VST)으로 초기화되고, 이전 프레임의 발광 시에 OLED(10)에 축적되었던 기생 용량의 전하가 디스차지된다. 따라서, 계조 전압(Data)의 계조값이 블랙계조에 대응하는 것인 경우 OLED(10)로 전류가 흘러서 발광하는 오류발광이 방지된다. 동시에, 모든 화소들의 구동 회로에 있어서, 제 2 용량(32)에 축적된 계조 전압(Data)이 전송 스위치 트랜지스터(13)를 통해 구동 트랜지스터(11)의 게이트에 인가된다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(11)는 소스 팔로워 회로로서 동작하고, ELVDD으로부터 구동 트랜지스터(11), 제 1 용량(31), 제 1 초기화 트랜지스터(14)를 통해서 전류가 흐르고, 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위는 게이트 전압(Data)으로부터 Vth 만큼 강하된 값(Data - Vth)을 갖는다. 초기화 전압(Vinit)과 전위차를 갖는 전압(Vinit - Data + Vth)이 제 1 용량(31)에 유지된다. 상술한 방식에 의해 제 2 용량(32)으로부터 제 1 용량(31)으로의 계조 전압(Data)의 전송과, 해당 계조 전압(Data)에 대한 Vth 보상이 구동 트랜지스터(11)를 통해 동시에 이루어진다.
다음, 도 16의 S3 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 제 1 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프, 제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-오프), 전원 차단 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온)로 각각 전환한다. 그 결과, 모든 화소들의 구동 회로에 있어서, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 오프되기 때문에, 제 2 용량(32)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트로부터 전기적으로 분리된다. 또한, 제 1 초기화 트랜지스터(14)가 턴-오프되고, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 턴-온됨으로써, 구동 트랜지스터(11)는 부스트랩되고 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vinit - Data + Vth)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이에 인가된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량보다도 제 1 용량(31)이 충분히 크기 때문에, 기생 용량과의 차지셰어(chargeshare)는 문제가 되지 않고, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압은 Vgs(=Vinit - Data + Vth)로 된다.
다음에, 도 16의 S4 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 H(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-온)로 전환한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)으로부터 문턱전압(Vth)만큼 강하된 전압(Vinit - Data)에 대응하는 전류가 구동 트랜지스터(11)의 드레인 - 소스 사이를 흐른다. Data에 대응하는 휘도로 OLED(10)가 발광된다.
이후, 제어 회로(2)는 OLED(10)의 발광을 유지하면서, 다음의 계조 전압을 입력하기 위해 S1 시점 이후의 처리를 실행한다. 본 실시형태에 있어서 다른 구성/동작은 상술한 실시형태 1과 완전히 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
(실시형태 4)
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 전기 광학 장치에 대해서, 도 17 및 도 18을 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 전기 광학 장치는 상술한 제 1 실시형태와 비교하여, 각 트랜지스터(11~17)를 P 채널형 MOSFET로 치환하였다. 각 트랜지스터(11~17)들이 제 1 실시형태의 트랜지스터들과 동일한 기능을 수행하기 위해 배선 및 각 신호의 패턴은 일부 변형될 수 있다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 전기 광학 장치의 블록도는 도 1과 같기 때문에, 도 1에 도시된 구성을 참조한다. 본 제 4 실시형태에 있어서 각 화소 회로(1)의 구체적인 회로 구성은 도 17에 도시된 것과 같다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 제 1 전원선(P)과 OLED(10)의 애노드의 사이에는 발광 스위치 트랜지스터(12) 및 구동 트랜지스터(11)가 순차적으로 접속되어 있다. 그리고, 발광 스위치 트랜지스터(12)의 게이트에는 발광 스위치 구동선(E)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(11)의 드레인과 OLED(10)의 애노드의 접속점은 제 2 초기화 트랜지스터(16)를 통하여 제 2 전원선(W)에 전기적으로 접속되어 있다. 그 제 2 초기화 트랜지스터(16)의 게이트는 초기화 트랜지스터 구동선(N)에 전기적으로 접속되어 있다.
구동 트랜지스터(11)의 소스와 발광 스위치 트랜지스터(12)의 드레인의 접속점은 제 1 용량(31) 및 제 1 초기화 트랜지스터(14)를 통하여 공통의 데이터선(D)에 접속되어 있다. 그 제 1 초기화 트랜지스터(14)의 게이트는 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 용량(31)과 제 1 초기화 트랜지스터(14)의 접속점과 구동 트랜지스터(11)의 게이트 사이에는, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 접속되어 있다. 그 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)의 게이트는 부스트랩 스위치 구동선(G)에 접속되어 있다.
구동 트랜지스터(11)의 게이트는 전송 스위치 트랜지스터(13) 및 제 2 용량(32)을 통하여 제 2 전원선(W)에 접속되어 있다. 그 전송 스위치 트랜지스터(13)의 게이트는 전송 스위치 구동선(I)에 접속되어 있다. 또한, 전송 스위치 트랜지스터(13)와 제 2 용량(32)과의 접속점은 주사 트랜지스터(15)를 통하여 데이터선(D)에 접속되어 있다. 그 주사 트랜지스터(15)의 게이트는 스캔선(S)에 접속되어 있다.
다음에, 도 18의 타이밍차트를 사용하여, 제어 회로(2)에 의해 제어되는 OLED(10)의 구동 회로에 대해 설명한다. 또한, 상술한 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 이하의 처리는 소정의 수직 동기 신호에 동기된 주기로 계조 전압 생성부(22)가 프레임 단위의 계조 전압을 생성할 때마다 반복 실행된다. 다만, 설명의 편의상, 임의의 프레임의 계조 데이터에 대해서 프로그래밍되는 시점부터 설명한다.
먼저, 도 18의 S1 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 H(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프, 제 2 초기화 트랜지스터(16)= 턴-오프), 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 L(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)= 턴-온), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 H(전송 스위치 트랜지스터(13)= 턴-오프), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 L(발광 스위치 트랜지스터(12)= 턴-온)로 한다. 이것에 의해, 모든 OLED(10)의 구동 회로에 있어서, 구동 트랜지스터(11)와 제 2 용량(32)이 전기적으로 분리되고, 제 1 용량(31)은 플로팅된다. 구동 트랜지스터(11)는 이전 프레임의 계조 전압에 기초하여 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vgs=Vinit - Data + Vth)에 따라서OLED(10)에 전류를 공급한다. 계조 전압에 따른 휘도로 OLED(10)가 발광된다.
동시에, 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행(초기에 있어서는 제 1 화소행이고, 소정의 수평 동기 신호에 따라서 순차적으로 다음 화소행으로 전환됨) 이외의 화소행에 대해서 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 H(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 유지하고, 주사 대상 화소행에 대해서 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 L(주사 트랜지스터(15)=턴-온)로 전환한다. 이 시점에서 제어 회로(2)는 주사 대상 화소행의 OLED(10) 계조 전압(Data)을 데이터선(D)에 공급한다. 따라서, 그 계조 전압(Data)은 제 2 용량(32)에 축적된다. 또한, 상술한 바와 같이, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 턴-오프되기 때문에, 그 계조 전압(Data)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전압에 영향을 주지는 않는다.
제어 회로(2)는 이상에 설명한 프로그래밍을 소정의 수평 동기 신호가 입력될 때마다 주사 대상 화소행을 순차적으로 전환하면서 모든 화소행에 대해서 실행한다. 그리고, 주사 대상 화소행이 다음 화소행으로 전환되면, 제어 회로(2)는 프로그래밍이 완료된 화소행의 제 1 스캔 신호(Scan)의 전위를 H(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 전환하여, 제 1 용량(31)에 계조 전압(Data)을 유지시킨다.
모든 화소행에 대한 프로그램이 완료되면, 제어 회로(2)는 도 18의 S2 시점에 있어서, 데이터선(D)에 공급하고 있는 전압을 초기화 전압(Vinit)으로 전환하는 동시에, 모든 행의 스캔 신호(Scan)의 전위를 H(주사 트랜지스터(15)=턴-오프)로 전환한다. 제어 회로(2)는 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 L(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-온, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-온), 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 H(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-오프)로 전환한다. 그 결과, ELVDD으로부터 흐르는 전류는 발광 스위치 트랜지스터(12)에 의해 차단되고, OLED(10)는 소등된다. 또한, OLED(10)의 애노드가 기준 전압(VST)으로 초기화되고, 이전 프레임의 발광 시에 축적되었던 OLED(10)의 기생 용량의 전하가 디스차지된다. 따라서, 계조 전압(Data)의 계조값이 블랙 계조에 상당하는 경우에, OLED(10)로 전류가 흘러서 발광하는 오류발광이 방지된다. 동시에, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 전위는 초기화 전압(Vinit)에 의해 초기화되고, 플로팅되어 있는 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위는 초기화 전압(Vinit)으로부터 구동 트랜지스터(11)의 문턱전압(Vth)만큼 높은 값(Vinit + Vth)을 갖는다. 그에 따라 구동 트랜지스터(11)는 턴-오프 된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량에 축적된 전압은 Vth와 같은 값을 갖는다.
다음에, 도 18의 S3 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 부스트랩 스위치 구동 신호(GC2)의 전위를 H(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-오프), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 L(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-온)로 전환한다.
그 결과, 모든 OLED(10)의 구동 회로에 있어서, 제 2 용량(32)에 축적된 계조 전압(Data)이, 전송 스위치 트랜지스터(13)를 통해 구동 트랜지스터(11)의 게이트에 인가된다. 이때, 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량에는 전압(Vth)이 축적되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(11)는 곧바로 턴-온 된다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(11)는 소스 팔로워 회로로서 동작하고, VST로부터 제 2 초기화 트랜지스터(16), 구동 트랜지스터(11) 및 제 1 용량(31) 및 제 1 초기화 트랜지스터(14)를 통해 전류가 흐르고, 구동 트랜지스터(11)의 소스의 전위가 게이트 전압(Data)으로부터 Vth 만큼 높은 값(Data + Vth)을 갖고 초기화 전압(Vinit)과의 전위차를 갖는 전압(Vinit - Data - Vth)이 제 1 용량(31)에 유지된다. 즉, 이상의 동작에 의해, 구동 트랜지스터(11)를 통해, 제 2 용량(32)으로부터 제 1 용량(31)으로의 계조 전압(Data)의 전송과 해당 계조 전압(Data)에 대한 Vth 보상이 동시에 이루어 진다.
다음에, 도 18의 S4 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 초기화 트랜지스터 구동 신호(GC1)의 전위를 H(제 1 초기화 트랜지스터(14)=턴-오프, 제 2 초기화 트랜지스터(16)=턴-오프), 전원 차단 신호(GC2)의 전위를 L(부스트랩 스위치 트랜지스터(17)=턴-온), 전송 스위치 구동 신호(GC3)의 전위를 H(전송 스위치 트랜지스터(13)=턴-오프)로 각각 전환한다. 그 결과, 모든 OLED(10)의 구동 회로에 있어서, 전송 스위치 트랜지스터(13)가 턴-오프 되기 때문에, 제 2 용량(32)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트로부터 전기적으로 분리된다. 또한, 제 1 초기화 트랜지스터(14)가 턴-오프되고, 부스트랩 스위치 트랜지스터(17)가 턴-온되므로, 구동 트랜지스터(11)가 부스트랩되고, 제 1 용량(31)에 유지된 전압(Vinit - Data + Vth)이 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이에 인가된다. 이때, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이의 기생 용량보다도 제 1 용량(31)이 충분히 크기 때문에, 기생 용량과의 차지셰어는 문제가 되지 않고, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압은 Vgs(=Vinit - Data - Vth)로 된다.
다음에, 도 18의 S5 시점에 있어서, 제어 회로(2)는 모든 화소행에 대해서, 발광 스위치 구동 신호(EM)의 전위를 L(발광 스위치 트랜지스터(12)=턴-온)로 전환한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(11)의 게이트 - 소스 사이 전압(Vgs=Vinit - Data - Vth)보다 문턱전압(Vth)만큼 높은 전압(Vinit + Data)에 따른 전류가 구동 트랜지스터(11)의 드레인 - 소스 사이를 흐른다. 그에 따라 Data에 대응하는 휘도로 OLED(10)이 발광된다.
이후, 제어 회로(2)는 OLED(10)의 발광을 유지하고, 다음의 계조 전압을 입력하기 위해 S1 이후의 처리를 실행한다.
본 실시형태에 있어서 다른 작용은 상술한 실시형태 1과 완전히 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
1: 화소 회로 2: 제어 회로
10: OLED 11: 구동 트랜지스터
13: 전송 스위치 트랜지스터 17: 부스트랩 스위치 트랜지스터
31: 제 1 용량 32: 제 2 용량
P: 제 1 전원선 S1: 제 1 주사선

Claims (5)

  1. 입력된 계조 데이터에 기초하는 계조 전압에 대응한 전류를 발광 소자에 공급함으로써, 상기 발광 소자를 상기 계조 데이터에 대응한 휘도로 발광시키는 전기 광학 장치에 있어서,
    전원과 상기 발광 소자의 전극 사이에 전기적으로 접속되고, 게이트 - 소스 사이에 제 1 용량이 접속되고, 상기 제 1 용량에 유지된 전압에 대응하도록 상기 전원으로부터 전류의 크기를 조정하며, 상기 조정된 전류를 상기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터;
    상기 계조 전압이 유지되는 제 2 용량;
    상기 제 1 용량과 상기 제 2 용량을 선택적으로 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 접속하는 스위칭 수단; 및
    상기 스위칭 수단에 의해 상기 제 1 용량을 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 접속시키고 있는 동안에 상기 제 2 용량에 상기 계조 전압을 인가하고, 상기 스위칭 수단에 의해 상기 제 2 용량을 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 접속시키고 있는 동안에 상기 구동 트랜지스터의 소스의 전위를 상기 제 1 용량에 라이트하는 제어 회로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은, 상기 제 2 용량과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 사이에 접속된 제 1 스위칭 트랜지스터 및 상기 제 1 용량과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 사이에 접속된 제 2 스위칭 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로로부터 상기 계조 전압을 수신하는 데이터선과 상기 제 2 용량의 전극 사이에 전기적으로 접속되고, 상기 제어 회로에 의해 턴-온 될 때 상기 제 2 용량에 상기 계조 전압을 인가하는 제 3 스위칭 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원보다도 낮은 전압이 공급되는 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 인접한 상기 제 1 용량의 전극 사이에 전기적으로 접속되고, 상기 제어 회로에 의해 턴-온 될 때 초기화 전압을 상기 제 1 용량에 라이트하는 제 4 스위칭 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터와 상기 발광 소자 사이에 전기적으로 접속되는 제 5 스위칭 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제 5 스위칭 트랜지스터가 상기 제어 회로에 의해 턴-온 될 때, 상기 턴-온된 제 5 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 구동 트랜지스터의 소스가 기준 전압으로 초기화되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
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