KR20040027363A - 발광 표시 패널의 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 소자에 대해 구동용 TFT를 통해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있는 액티브 매트릭스형 발광 표시 패널의 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 화소(10)를 구성하는 발광 소자(14)는 제어용 TFT(11) 및 구동용 TFT(12)에 의해 점등 구동된다. 구동용 TFT(12)와 발광 소자(14)의 직렬 회로는 스위치(S1, S2)를 통해 전원 회로에 접속되어 있고, 발광 소자에 대해 순방향 전류를 공급하는 상태 및 발광 소자에 대해 역바이어스 전압이 인가되는 상태가 선택된다. 상기 제어용 TFT(11) 및 구동용 TFT(12)로서 모두 동일 채널의 TFT를 이용함으로써, 발광 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가시킨 경우, 구동용 TFT(12)를 온(On) 상태로 유지할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가시키는 것이 가능해진다.

Description

발광 표시 패널의 구동 장치{DEVICE FOR DRIVING LUMINESCENT DISPLAY PANEL}
본 발명은 화소를 구성하는 발광 소자를 TFT(Thin Film Transistor)에 의해액티브 구동시키는 발광 표시 패널의 구동 장치에 관한 것으로, 특히 상기 발광 소자에 대해 구동용 TFT를 통해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있는 발광 표시 패널의 구동 장치에 관한 것이다.
발광 소자를 매트릭스형으로 배열하여 구성되는 표시 패널을 이용한 디스플레이의 개발이 널리 진행되고 있다. 이러한 표시 패널에 이용되는 발광 소자로서, 유기 재료를 발광층에 이용한 유기 EL(전계 발광) 소자가 주목받고 있다. 이것은 EL 소자의 발광층에 양호한 발광 특성을 기대할 수 있는 유기 화합물을 사용함으로써, 실용시에 견딜 수 있는 고효율화 및 장수명(長壽命)화가 진행한 것도 그 배경에 있다.
이러한 유기 EL 소자를 이용한 표시 패널로서, EL 소자를 단순히 매트릭스형으로 배열한 단순 매트릭스형 표시 패널과, 매트릭스형으로 배열한 EL 소자의 각각에 TFT로 이루어진 능동 소자를 추가한 액티브 매트릭스형 표시 패널이 제안되어 있다. 후자의 액티브 매트릭스형 표시 패널은 전자의 단순 매트릭스형 표시 패널에 비해 저소비 전력을 실현할 수 있고, 또한 화소간의 크로스토크(crosstalk)가 적은 등의 특질을 갖추고 있으며, 특히 대화면을 구성하는 고선명도의 디스플레이에 적합하다.
도 1은 종래의 액티브 매트릭스형 표시 패널에 있어서의 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성의 일례를 도시하고 있다. 또한, 이하에 설명하는 각 TFT에 있어서의 소스 및 드레인의 각 단자는 그 양(兩) 단자에 인가되는 전압에 따라서 동작적으로 소스로서 또한 드레인으로서 기능하게 된다. 따라서, 이하에 있어서는 소스 및 드레인으로서의 각 표현은 설명의 편의상에 있어서, 임시로 정한 호칭으로서 취급하는 것으로 하고, 각 회로예에 있어서의 실제의 동작 상태에 있어서는, 그 기능이 상기 호칭과는 다른(반전되는) 경우도 있다.
도 1에 있어서 제어용 TFT(11)의 게이트(G)는 주사선(제어 라인 A1)에 접속되고, 소스(S)는 데이터선(데이터 라인 B1)에 접속되어 있다. 또한, 이 제어용 TFT(11)의 드레인(D)은 구동용 TFT(12)의 게이트(G)에 접속되는 동시에, 전하 유지용 콘덴서(13)의 한 쪽 단자에 접속되어 있다. 그리고, 구동용 TFT(12)의 소스(S)는 상기 콘덴서(13)의 다른 쪽 단자에 접속되는 동시에, 패널 내에 형성된 공통 양극(16)에 접속되어 있다. 또한, 구동용 TFT(12)의 드레인(D)은 유기 EL 소자(14)의 양극에 접속되고, 이 유기 EL 소자(14)의 음극은 패널 내에 형성된 공통 음극(17)에 접속되어 있다.
도 2는 도 1에 도시하는 각 화소(10)를 담당하는 회로 구성을 표시 패널(20)에 배열한 상태를 모식적으로 도시하는 것으로, 각 제어 라인 A1∼An과, 각 데이터 라인 B1∼Bm과의 교차 위치의 각각에 있어서, 도 1에 도시하는 회로 구성의 각 화소(10)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기한 구성에 있어서는, 구동용 TFT(12)의 각 소스(S)가 도 2에 도시된 공통 양극(16)에 각각 접속되고, 각 EL 소자(14)의 음극이 동 도 2에 도시된 공통 음극(17)에 각각 접속된 구성으로 되어 있다.
이 상태에 있어서, 도 1에 있어서의 제어용 TFT(11)의 게이트(G)에 제어 라인을 통해 온 전압이 공급되면, TFT(11)는 소스(S)에 공급되는 데이터 라인으로부터의 전압에 대응한 전류를 소스(S)로부터 드레인(D)으로 흐르게 한다. 따라서,TFT(11)의 게이트(G)가 온(On) 전압인 기간에 상기 콘덴서(13)가 충전되고, 그 전압이 구동용 TFT(12)의 게이트(G)에 공급되며, TFT(12)에는 그 게이트 전압과 소스 전압에 기초한 전류를, 드레인(D)으로부터 EL 소자(14)를 통해 공통 음극(17)으로 흐르게 하여 EL 소자(14)를 발광시킨다.
또한, TFT(11)의 게이트(G)가 오프(Off) 전압이 되면, TFT(11)는 소위 차단(cut-off)이 되고, TFT(11)의 드레인(D)은 개방 상태가 되지만, 구동용 TFT(12)는 콘덴서(13)에 축적된 전하에 의해 게이트(G)의 전압이 유지되고, 다음 주사까지 구동 전류를 유지하며, EL 소자(14)의 발광도 유지된다. 또한, 상기한 구동용 TFT(12)에는 게이트 입력 용량이 존재하기 때문에, 상기한 콘덴서(13)를 각별히 설치하지 않아도 상기와 동일한 동작을 행하게 하는 것이 가능하다.
도 1 및 도 2에 도시된 종래예에 있어서는, 화소를 구성하는 구동용 TFT(12)와 EL 소자(14)와의 직렬 회로가 모두 공통 양극(16)과 공통 음극(17) 사이에 접속된, 소위 단색 발광의 표시 패널의 예를 도시하고 있다. 그러나, 이하에 설명하는 본 발명에 관한 발광 표시 패널의 구동 장치에 있어서는, 단색 발광의 표시 패널은 물론, 오히려 R(적), G(녹), B(청)의 각 발광 화소(서브픽셀)를 구비한, 예컨대 풀 컬러의 발광 표시 패널에 적합하게 이용되는 것이다. 따라서, 이 경우에는 상기한 바와 같은 공통 양극(16) 및 공통 음극(17)을 이용하지 않고, R, G, B의 서브픽셀에 대응하여 각각 분리한 양극 라인 또는 음극 라인을 갖춘 구성이 이용된다.
또한, 상기한 유기 EL 소자는 전기적으로는 다이오드 특성을 갖는 발광 엘리먼트와, 이것에 병렬로 접속된 정전 용량(기생 용량)을 갖고 있는 것은 주지와 같고, 또한 유기 EL 소자는 상기 다이오드 특성의 순방향 전류에 거의 비례한 강도로 발광하는 것이 알려져 있다. 또한, 상기 EL 소자에는 발광에 관여하지 않는 역방향의 전압(역바이어스 전압)을 순차적으로 인가함으로써, EL 소자의 수명을 연장시킬 수 있는 것이 경험적으로 알려져 있다.
그 때문에, 발광시켜야 되는 EL 소자를 지정하는, 예컨대 어드레스 기간 내에 순방향과는 역방향인 극성의 바이어스 전압을 EL 소자에 인가하도록 구성한 발광 표시 패널의 구동 장치가 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 또한, 상기 어드레스 기간의 종료 시점에서부터 시작되는 제1 서브필드(SE1)의 EL 소자의 점등 기간에 있어서, 모든 EL 소자에 대해 동시에 역바이어스 전압을 인가하는 기간(Tb)을 설정한 발광 표시 패널의 구동 장치도 특허 문헌 2에 개시되어 있다.
·특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2001-109432호 공보(문단 번호 0005∼0007의 란, 도 5 및 도 6 등)
·특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2001-117534호 공보(문단 번호 0020∼0023의 란, 도 8 및 도 10 등)
그런데, 상기한 전류 구동형의 발광 소자를 액티브 매트릭스 구동하기 위해서는 해당하는 전자 이동도가 필요하다고 하고 있고, 이것을 구동하기 위해서 일반적으로는 폴리실리콘 TFT가 사용되고 있다. 그리고, 구동용 TFT(12)에 있어서는 EL 소자(14)의 구조상의 이유 등으로 P 채널형을 사용하고, 제어용 TFT(11)에 있어서는 작은 유지 용량으로 소정의 유지 시간을 확보하기 위해 오프시의 누설 전류가 적은 N 채널형을 사용하는 구성이 일반적으로 이용되고 있다. 상기한 P 채널 및 N채널의 TFT의 조합을 이용하고, 또한 EL 소자에 대해 역바이어스 전압을 인가할 수 있는 구성을 고려한 경우, 예컨대 도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같은 각 화소의 회로 구성을 들 수 있다. 또한, 이하에 설명하는 도 3 내지 도 7에 있어서는 도 1에 도시하는 각 소자에 해당하는 소자를 동일 부호로 나타내고 있다.
우선, 도 3은 이미 도 1에 기초하여 설명한 화소 구성과 동일한, 소위 컨덕턴스 컨트롤 방식이라 불리우는 것이다. 그리고, EL 소자(14)의 음극측 전위를 스위치(S1)에 의해 선택함으로써, EL 소자(14)에 대해 순방향 전압 또는 역바이어스 전압을 공급하도록 구성되어 있다. 이 경우, EL 소자(14)에 대해 순방향 전압을 인가하는 경우에는, 구동용 TFT(12)의 소스와 EL 소자(14)의 음극간의 전위가 15 V 정도로 설정된다. 그 때문에, 도 3에 도시하는 VHanod의 전위는 10 V, 또한 VLcath의 전위는 -5 V 정도로 설정된다. 이에 따라, 도 3에 도시된 스위치(S1)의 상태에 있어서, EL 소자(14)에 대해 순방향 전압을 인가할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 회로 구성에 있어서, EL 소자(14)에 대해 역바이어스 전압을 공급하는 경우에 있어서는, 스위치(S1)는 도면과는 역방향으로 전환되며, VHbb가 선택된다. 이 경우, VHbb의 전위는 상기한 VHanod의 전위인 10 V에 대해, 더욱 고전위의 전압원을 준비할 필요가 있게 된다. 또한, 구동용 TFT(12)의 소스와 EL 소자(14)의 음극간에 15 V의 역바이어스 전압을 인가하고자 하면, 상기 VHbb의 전압 레벨은 25 V가 필요하게 된다.
다음에, 도 4는 디지털 계조를 실현시키는 3 TFT 방식의 화소 구성의 예를 도시하는 것이다. 이 도 4에 도시된 구성에 있어서는, 소거용 TFT(21)가 구비되어있고, EL 소자(14)의 점등 기간 도중에 있어서, 이 소거용 TFT(21)를 온 동작시킴 으로써 콘덴서(13)의 전하를 방전시킬 수 있다. 이에 따라, EL 소자(14)의 점등 기간을 제어하는 계조 구동을 실현시킬 수 있다. 이 도 4의 구성에 있어서도, EL 소자(14)의 음극측 전위를 스위치(S1)에 의해 선택함으로써, EL 소자(14)에 대해 순방향 전압 또는 역바이어스 전압을 공급하도록 구성되어 있다.
이 도 4에 도시하는 회로 구성에 있어서도, 구동용 TFT(12)의 소스와 EL 소자(14)의 음극간에, 예컨대 15 V의 역바이어스 전압을 인가하고자 하면, 도 3에 도시하는 구성과 마찬가지로, 상기 VHbb로서 25 V의 전압 레벨을 생성하는 전원이 필요하게 된다.
이와 같이, VHbb로서 나타낸 25 V 정도의 비교적 높은 레벨의 전원 전압을 확보하는 것은, 예컨대 휴대용 기기에로의 탑재를 고려한 경우 이득이 없다. 또한, 이 종류의 액티브 매트릭스 패널을 점등 구동시키기 위해서는 구동용 TFT에 흐르는 전류를 제어하는 신호 이외에 제어용 TFT를 제어하는 신호 등 수 많은 전원 전압이 필요하게 된다. 특히 상기한 바와 같이 휴대용 기기에의 탑재를 고려한 경우에는, 실장 스페이스와 소비 전력이라는 점에 있어서, 전원 전압의 수는 가능한 한 적게 하여, 이들을 공용할 수 있도록 하는 것이 요구된다.
그래서, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 전환 스위치(S1; 이하, 이것을 제1 스위치라고도 칭함)에 덧붙여, 추가로 전환 스위치(S2; 이하, 이것을 제2 스위치라고도 함)를 구비하고, EL 소자(14)에 대해 순방향 전류를 인가하는 경우에는, 구동용 TFT(12)의 소스에 제2 스위치(S2)를 통해 VHanod=10 V를, 또한 EL 소자(14)의 음극에 제1 스위치(S1)를 통해 VLcath=-5 V를 인가함으로써, 순방향 전압을 15 V로 할 수 있다.
또한, EL 소자(14)에 대해 역바이어스 전압을 인가하는 경우에는, 상기 VHanod=10 V 및 VLcath=-5 V의 양(兩) 전원을 이용하여 구동용 TFT(12)의 소스에 제2 스위치(S2)를 통해 VLcath=-5 V를, EL 소자(14)의 음극에 제1 스위치(S1)를 통해 VHanod=10 V를 인가함으로써, EL 소자(14)에 대해 15 V의 역바이어스 전압을 인가시킬 수 있다. 이에 따라, 도 3 및 도 4에 기초하여 설명한 VHbb=25 V와 같은, 다른 것에 비해 상당히 높은 전압 레벨의 전원을 생략할 수 있다.
또한, 상기한 설명의 범위에 있어서는 순방향 전압 및 역바이어스 전압으로서 모두 15 V의 전위차를 확보하는 경우에, 절대치로 10 V 및 5 V의 전원을 준비함으로써 이것을 달성할 수 있고, 표시 패널을 한층 더 저전압의 전원 회로로 구동하는 것이 가능하게 된다.
그런데, 상기한 바와 같이 스위치(S1, S2)를 이용하여, 순방향 드라이브시 및 역바이어스 전압의 인가시에 정부(正負)의 각 전원을 전환하여 공급하도록 제어한 경우에는, 이하와 같은 문제점이 발생하고, 특히 역바이어스 전압의 인가시에 있어서 EL 소자(14)에 대해 유효하게 역바이어스 전압을 인가하는 것이 곤란해진다고 하는 현상이 발생한다.
상기한 문제점에 대해서 도 5에 도시된 회로 구성을 예를 들어 설명한다. 즉, 도 5에 도시된 회로 구성에 있어서는, VHanod=10 V, VLcath=-5 V인 것은 상기한 바와 같다. 이 경우, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급시에 있어서, 구동용 TFT(12)를 온·오프 제어하는 데에 필요한 TFT(12)의 게이트 전압을 고려한 경우, TFT(12)는 P 채널이기 때문에, 이것을 오프 상태로 하기 위해서는 최저 10 V의 전위가 필요하게 된다. 또한, TFT(12)를 온시키기 위해서는 기준 전위점인 접지(earth) 전위(=0 V)를 그대로 이용할 수 있다. 따라서, 제어용 TFT(11)의 소스에 공급되는 데이터 신호 전압으로서는 VHdata=10 V 및 VLdata=0 V로 설정할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 TFT(12)를 온시키기 위해서 기준 전위점인 접지 전위를 게이트 전압으로서 이용할 수 있는 경우에는, 예컨대 VHanod 전압으로 EL 소자의 발광 휘도를 조정하고, 계조 방식이 시간 계조 등의 디지털 계조를 행하는 경우에 이용된다. 예컨대 VLcont 전압으로 발광 휘도를 조정하고, 디지털 계조를 행하는 경우나 아날로그 계조의 경우에는, TFT(12)의 게이트 전압으로서 0 V∼10 V 사이를 취하게 된다. 따라서, 이하에 있어서는, VHanod 전압으로 EL 소자의 발광 휘도를 조정하고, 계조 방식이 시간 계조 등의 디지털 계조를 행하는 전자의 구성을 이용한 경우를 전제로 하여 설명한다.
여기서, 제어용 TFT(11)는 상기한 바와 같이 N 채널이기 때문에, 상기 VHdata 및 VLdata를 선택적으로 구동용 TFT의 게이트에 공급시키기 위해서는 제어용 TFT(11)의 게이트에는 VHdata=10 V에 대해 적어도 2 V의 임계 전압을 더한 12 V의 제어 전압(VHcont)을 공급할 필요가 있게 된다. 또한, 비주사시에 있어서는 제어용 TFT(11)의 게이트에는 기준 전위점인 접지 전위(=0 V)를 그대로 이용함으로써, 제어용 TFT(11)를 오프 상태로 할 수 있다. 따라서, 제어용 TFT(11)의 게이트에 공급되는 제어 라인 신호 전압으로서는 VHcont=12 V 및 VLcont=0 V로 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, EL 소자(14)에로의 순방향 전압의 인가 상태로부터, 역바이어스 전압을 인가하는 전환시에 있어서는, 콘덴서(13)의 전하를 방전시키는 리셋 조작이 실행된다. 즉, 순방향 전압의 인가 상태에 있어서는, 콘덴서(13)의 한 쪽 단자(a)에는 VHanod=10 V가 인가되어 있다. 그래서, 제어 라인에 대해 VHcont=12 V를 공급하고, 이 때 데이터 라인에 VHdata=10 V를 공급하면, 콘덴서(13)의 다른 쪽 단자(b)에는 제어용 TFT(11)를 통해 10 V(=VHdata)가 인가된다. 따라서, 이 순간에 콘덴서(13)의 양단 전압은 동 전위로 이루어지고, 전하는 방전(리셋)된다. 그 후, VLcont=0 V를 공급하여 제어용 TFT(11)를 오프 상태로 한다.
계속해서, 도 5에 도시된 전환 스위치(S1, S2)는 도면과는 역방향으로 전환되며, 구동용 TFT(12)의 소스에 VLcath=-5 V가 공급되고, EL 소자(14)의 음극에는 VHanod=10 V가 공급된다. 이 순간에 전하가 방전 상태의 상기 콘덴서(13)를 통해 단자(b)는 -5 V로 인입된다. 이 때, 제어용 TFT(11)의 드레인도 -5 V로 인입되고, 그 게이트 전압에 대해 충분히 저전압으로 이루어진 제어용 TFT(11)의 드레인은 실질적으로 소스로서 기능하게 된다. 그 때문에, 제어용 TFT(11)는 N 채널이기 때문에, 상기한 바이어스의 관계로, 순간 동안 온 상태로 이루어진다. 그 때문에, 제어용 TFT(11)를 통해 구동용 TFT(12)의 게이트 전위는 -5 V에서부터 상승되어 극단적인 경우에는 + 10 V 부근까지 상승되는 경우도 있다.
또한, 구동용 TFT(12)에 있어서는, 상기한 전환 스위치(S1, S2)의 전환에 의해 소스와 드레인의 기능이 반전되고 있고, 기능이 반전된 소스 전위(VHanod=10 V)에 가까운 게이트 전압이 인가된 결과, 구동용 TFT(12)는 오프 상태로 된다. 이 결과, EL 소자(14)에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가하는 것이 불가능하게 되어, EL 소자의 수명을 연장시킨다고 하는 효과를 반감시켜 버린다고 하는 문제가 남는다.
한편, 본 발명의 출원인은 구동용 TFT에 대해 다이오드를 병렬 접속하고, 역바이어스 전압의 인가시에 도통 상태가 되는 상기 다이오드의 작용에 의해 EL 소자(14)에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가하는 회로 구성에 대해서, 일본 특허 출원 제2002-230072호로서 출원되어 있다. 도 7은 도 6에 도시된 회로 구성에, 추가로 상기 다이오드(18)를 추가한 회로 구성을 도시하고 있다. 이 도 7에 도시된 구성에 따르면, 스위치(S1, S2)가 도면의 상태와는 반대로 전환되고, EL 소자(14)에 대해 역바이어스 전압이 인가된 경우, 다이오드(18)가 도통 상태가 된다. 이에 따라, EL 소자(14)에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있다.
그런데, 도 7에 도시된 회로 구성에 따르면, EL 소자(14)에 대해 역바이어스 전압을 인가한 상태에 있어서는, TFT(21) 및 TFT(11)는 N 채널이기 때문에, 모두 온 상태가 되고, VLcath와 VHdata 또는 VLdata가 단락 상태가 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 몇 가지 기술적인 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, EL 소자에 대해 순차적으로 역바이어스 전압을 공급하도록 구성한 발광 표시 패널에있어서, EL 소자에 대해 구동용 TFT를 통해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있는 발광 표시 패널의 구동 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다. 또한, 본 발명은 전원 회로로부터 비교적 저전압의 전압 레벨를 공급받아 발광 구동할 수 있는 발광 표시 패널의 구동 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다. 또한, 본 발명은 예시한 바와 같은 회로 구성에 있어서, 상기한 바와 같은 단락 상태가 되는 문제의 발생을 방지할 수 있는 발광 표시 패널의 구동 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
도 1은 종래의 액티브 매트릭스형 표시 패널에 있어서의 하나의 화소에 대응하는 회로 구성의 일례를 도시하는 결선도.
도 2는 도 1에 도시된 각 화소의 회로 구성을 표시 패널에 배열한 상태를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 3은 발광 소자에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서 고려되는 제1 회로 구성을 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 4는 동 제2 회로 구성을 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 5는 동 제3 회로 구성을 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 6은 동 제4 회로 구성을 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 7은 동 제5 회로 구성을 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 8은 본 발명에 관한 제1 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 9는 동 제2 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 10은 동 제3 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 11은 동 제4 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 12는 동 제5 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 13은 동 제6 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 14는 동 제7 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
도 15는 동 제8 실시예를 도시하는 화소 단위의 결선도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 화소
11 : 제어용 TFT
12 : 구동용 TFT
13 : 콘덴서
14 : 발광 소자(유기 EL 소자)
18 : 다이오드
20 : 표시 패널
33 : 다이오드
A1∼An : 제어 라인(제어선)
B1∼Bm : 데이터 라인(데이터선)
Id : 기록용 전류원
S1, S2 : 전환 스위치
상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 구동 장치는 청구항 1에 기재한 바와 같이, 발광 소자와, 상기 발광 소자를 점등 구동하는 구동용 TFT와, 상기 구동용 TFT의 게이트 전압을 제어하는 제어용 TFT와, 상기 발광 소자의 발광 동작을 유지하기 위해서 그 발광 소자에 대해 순방향의 전류를 공급하는 동시에, 상기 발광 소자에 대해 상기 순방향과는 반대의 바이어스 전압을 인가할 수 있는 전원 회로를 구비한 발광 표시 패널의 구동 장치로서, 상기 전원 회로가 기준 전위에 대해 정전위와 부전위의 각 전원 전압 레벨을 각각 출력하는 것으로서, 상기 발광 소자에 대해 순방향의 전류를 공급하는 상태에 있어서는, 상기 발광 소자의 양극으로서 기능하는 한 쪽에 정전위의 전원 전압 레벨을, 또한, 상기 발광 소자의 음극으로서 기능하는 다른 쪽에 부전위의 전원 전압 레벨을 공급하고, 상기 발광 소자에 대해 역바이어스 전압을 인가하는 상태에 있어서는, 상기 발광 소자의 양극으로서 기능하는 한 쪽에 부전위의 전원 전압 레벨을, 또한, 상기 발광 소자의음극으로서 기능하는 다른 쪽에 정전위의 전원 전압 레벨을 공급하도록 구성되며, 또한, 적어도 상기 구동용 TFT와 제어용 TFT가 동일 채널의 TFT로 구성되어 있는 점에 특징을 갖는다.
이하, 본 발명에 관한 발광 표시 패널의 구동 장치에 대해서, 도면에 도시하는 실시예에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 이미 설명한 각 도면에 도시된 각부(各部)(소자)에 해당하는 부분(소자)을 동일 부호로 나타내고 있고, 따라서, 개개의 기능 및 동작에 대해서는 적절하게 설명을 생략한다.
도 8은 그 제1 실시예를 도시하는 것으로, 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제1 실시예에 있어서는, 이미 설명한 컨덕턴스 컨트롤 방식에 의한 구동 수단을 이용한 것으로, 도 5에 도시된 구성과 비교하면, 제어용 TFT(11)로서 P 채널이 이용되고 있다. 즉, 이 제1 실시예에 있어서는, 구동용 TFT(12)와 제어용 TFT(11)는 모두 P 채널형의 TFT가 이용되고 있다. 그리고, 도 8에 도시된 실시예에 있어서도, VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 전원 전압이 이용되도록 구성되어 있다.
그리고, EL 소자(14)에 대해 순방향 전류를 흐르게 하는 경우에 있어서는, 제1 스위치(S1)는 도면에 도시한 바와 같이, 부(負)전위의 전원 전압 레벨(VLcath=-5 V)을 선택하는 동시에, 제2 스위치(S2)는 도면에 도시하는 바와 같이, 정전위의 전원 전압 레벨(VHanod=10 V)을 선택하도록 이루어진다. 또한, EL 소자(14)에 대해 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서는, 제1 스위치(S1)는 도면과는 역방향으로 전환되어 정전위의 전원 전압 레벨(VHanod=10 V)을 선택하는 동시에, 제2 스위치(S2)는 도면과는 역방향으로 전환되어 부전위의 전원 전압 레벨(VLcath=-5 V)을 선택하도록 이루어진다.
한편, 도 8에 도시된 회로 구성에 있어서 구동용 TFT(12)를 온·오프 제어하는 데에 필요한 TFT(12)의 게이트 전압을 고려한 경우, 구동용 TFT(12)는 P 채널이기 때문에, 이것을 오프 상태로 하기 위해서는 최저 10 V의 전위가 필요하게 된다. 또한, TFT(12)를 온시키기 위해서는 기준 전위점인 접지 전위(=0 V)를 그대로 이용할 수 있다. 따라서, 제어용 TFT(11)의 소스에 공급되는 데이터 신호 전압으로서는, VHdata=10 V 및 VLdata=0 V로 설정하는 것이 바람직하고, 이것은 도 5에 도시하는 예와 동일하다.
한편, 이 제1 실시예에 관한 제어용 TFT(11)는 상기한 바와 같이 P 채널이기 때문에, 상기 VHdata=10 V 및 VLdata=0 V를 선택적으로 구동용 TFT의 게이트에 공급시키기 위해서는 제어용 TFT(11)의 게이트 전압으로서 VHcont=10 V와 VLcont=-5 V의 조합을 이용할 수 있다. 이 각 전압 레벨은 상기 VHanod와 VLcath에 이용되는 전압 레벨을 그대로 이용할 수 있다.
이에 따라, VHdata=10 V와 VHcont=10 V의 조합에 의해 제어용 TFT(11)를 오프로, 또한 VHdata=10 V와 VLcont=-5 V의 조합에 의해 제어용 TFT(11)를 온시킬 수 있다. 또한, VLdata=0 V와 VHcont=10 V의 조합에 의해 제어용 TFT(11)를 오프로, 또한 VLdata=0 V와 VLcont=-5 V의 조합에 의해 제어용 TFT(11)를 온시킬 수 있다.
여기서, EL 소자(14)에로의 순방향 전압의 인가 상태로부터, 역바이어스 전압을 인가하는 전환시에 있어서는, 상기한 예와 마찬가지로 콘덴서(13)의 전하를방전시키는 리셋 조작이 실행된다. 이것은 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가했을 때에, 구동용 TFT(12)를 온 상태로 제어함으로써, EL 소자(14)에 대한 역바이어스 전압의 인가 효과를 높이기 위해서 이루어진다.
그리고, EL 소자(14)에 대해 순방향 전압이 인가된 상태에 있어서는, 콘덴서(13)의 한 쪽 단자(a)에는 VHanod=10 V가 인가되고 있다. 그래서, 제어 라인에 대해 VLcont=-5 V를 공급하고, 이 때 데이터 라인에 VHdata=10 V를 공급하면, 콘덴서(13)의 다른 쪽 단자(b)에는 제어용 TFT(11)를 통해 10 V(=VHdata)가 인가된다. 따라서, 이 순간에 콘덴서(13)의 양단 전압은 동 전위로 이루어지고, 전하는 방전(리셋)된다. 그 후, VHcont=10 V를 공급하여 제어용 TFT(11)를 오프 상태로 한다.
계속해서, 도 8에 도시된 전환 스위치(S1, S2)는 도면과는 역방향으로 전환되고, 구동용 TFT(12)의 소스에 VLcath=-5 V가 공급되며, EL 소자(14)의 음극에는 VHanod=10 V가 공급된다. 이 순간에 전하가 방전 상태의 상기 콘덴서(13)를 통해 단자(b)는 -5 V로 인입된다. 이 때, 제어용 TFT(11)의 드레인도 -5 V로 인입되지만, 제어용 TFT(11)는 P 채널이기 때문에 차단 상태를 유지한다.
이에 따라, 구동용 TFT(12)의 게이트에는 상기한 -5 V가 확실하게 인가되게 되고, 구동용 TFT(12)는 온 상태로 이루어진다. 따라서, EL 소자(14)에는 구동용 TFT(12)를 통해 효과적으로 역바이어스 전압이 인가되고, 이에 따라 EL 소자의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 설명에 있어서는, VLcont를 VLcath와 동일 전압의 -5 V로 하고있지만, 실시예로서 나타내고 있지 않지만 각 드라이버부의 전원으로서 예컨대 -2 V가 준비되어 있다. 따라서, VLcont로서 상기 12 V의 전원 전압을 이용할 수도 있다.
이상 설명한 도 8에 도시하는 실시예에 따르면, EL 소자에 대한 역바이어스 전압의 인가시에 있어서는, 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있기 때문에, 구동용 TFT를 통해 EL 소자(14)에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있고, 소자의 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다.
다음에, 도 9는 본 발명에 관한 제2 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타내고 있다. 이 도 9에 도시된 구성에 있어서도, 이미 설명한 도 6에 도시된 구성과 마찬가지로 디지털 계조 구동을 실현하는 3 TFT 방식에 의한 구동 수단을 이용한 것으로, 도 6에 도시된 구성과 비교하면, 제어용 TFT(11)로서 P 채널이 이용되고 있다. 즉, 이 제2 실시예에 있어서도, 구동용 TFT(12)와 제어용 TFT(11)는 모두 P 채널형의 TFT가 이용되고 있고, 추가로 계조 표현을 행하기 위한 소거용 TFT(21)에 있어서도 P 채널형의 TFT가 이용되고 있다.
이 구성에 따르면, 구동용 TFT(12)와 제어용 TFT(11)의 동작 관계는 도 8에 도시하는 구성과 동일하게 작용하며, EL 소자(14)에는 구동용 TFT(12)를 통해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가시킬 수 있다. 이 역바이어스 전압의 인가 상태에 있어서는, 소거용 TFT(21)의 게이트에, 예컨대 기준 전위(0 V)를 인가시킴으로써차단 상태를 유지시킬 수 있고, 구동용 TFT(12)의 온 상태에 영향을 주는 일은 없다.
또한, 상기 소거용 TFT(21)는 EL 소자(14)에 순방향 전류가 흐르고 있는 발광 가능한 기간에 있어서, 그 게이트에 예컨대 10 V의 전원 전압을 인가함으로써 차단 상태로 할 수 있다. 그리고, EL의 소자 발광 가능한 기간 도중에, 소거용 TFT(21)의 게이트에 기준 전위(0 V)를 부여함으로써 온 동작시킬 수 있고, 이에 따라 효과적으로 계조 제어를 행하게 할 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 구성에 따르면, 새롭게 각별한 전원(전압)을 설치하는 일없이, EL 소자의 점등 동작 및 효과적인 역바이어스의 인가 동작을 실행시킬 수 있다.
이 도 9에 도시된 실시예에 있어서도, EL 소자에 대한 역바이어스 전압의 인가시에 있어서는 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있기 때문에, 구동용 TFT를 통해 EL 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있고, 소자의 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 실시예에 있어서는, 제어용 TFT(11), 구동용 TFT(12), 소거용 TFT(21)로서, 모두 P 채널의 TFT를 이용한 것으로, 소거용 TFT(21)의 게이트 전압으로서, 상기한 바와 같이 기존의 10 V 또는 기준 전위점 0 V를 인가시킴으로써 효과적으로 계조 제어를 행하게 하는 것이 가능하다.
도 10은 본 발명에 관한 제3 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타낸 것이다. 이 도 10에 도시된 구성은 도 9에 도시된 구성에 덧붙여 구동용 TFT(12)에 대해 병렬 접속되고, 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 다이오드(18)를 구비한 구성으로 되어 있다. 이 구성에 있어서도 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서는, 전환 스위치(S1, S2)는 도면과는 반대의 상태로 전환된다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)에 대해 병렬 접속된 다이오드(18)는 도통 상태가 되며, EL 소자(14)에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있다.
그리고, EL 소자(14)에 대한 역바이어스 전압의 인가 상태에 있어서는, TFT(21) 및 TFT(11)는 P 채널에 의해 구성되어 있기 때문에, 모두 오프 상태를 유지한다. 따라서, 도 7에 기초하여 설명한 바와 같이 VLcath와 VHdata 또는 VLdata가 단락 상태가 되는 문제를 효과적으로 피할 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 실시예에 있어서는, 구동용 TFT(12)에 대해 다이오드(18)가 병렬 접속되어 있지만, 이 다이오드(18) 대신에 역바이어스 전압의 인가시에 온 상태로 제어되는 예컨대 TFT에 의한 스위칭 소자를 배치하여도 좋다.
이 도 10에 도시된 실시예에 있어서도, 마찬가지로 EL 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있고, 소자의 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을, 마찬가지로 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다. 또한, 도 10에 도시하는 실시예에 따르면, 제어용 TFT(11), 구동용 TFT(12), 소거용 TFT(21)로서, 모두 P 채널의 TFT를 이용한 것으로, 역바이어스 전압의 인가 상태에 있어서는, VLcath와 VHdata 또는 VLdata가 단락 상태가 되는 문제를 효과적으로 피할 수 있다.
도 11은 본 발명에 관한 제4 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타낸 것이다. 이 도 11에 도시된 구성은 소위 전류 미러 방식에 의한 구동 수단을 이용한 것으로, 전류 미러 동작에 의해 전하 유지용 콘덴서에로의 기록 처리 및 점등 구동 동작이 이루어지도록 구성되어 있다. 이 도 11에 도시된 구성에 있어서도 VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 전원이 이용된다. 즉, EL 소자(14)에 대해 순방향 전류를 흐르게 하는 경우 및 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서, 전환 스위치(S1, S2)를 통해 상기 VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 출력 극성을 반전시켜 이용하도록 구성되어 있다.
또한, P 채널의 구동용 TFT(12)에 게이트가 공통 접속되어 동 P 채널의 TFT(22)가 대칭적으로 구비되어 있고, 양(兩) TFT(12, 22)의 게이트와 소스간에 전하 유지용 콘덴서(13)가 접속되어 있다. 또한, 상기 TFT(22)의 게이트와 드레인간에는 동 P 채널의 제어용 TFT(11)가 접속되어 있고, 이 제어용 TFT(11)의 온 동작에 의해 TFT(12, 22)는 전류 미러로서 기능한다. 즉, 제어용 TFT(11)의 온 동작과 함께 P 채널에 의해 구성된 스위칭용 TFT(23)도 온 동작되도록 구성되어 있고, 이에 따라, 스위칭용 TFT(23)를 통해 기록용 전류원(Id)이 접속되도록 구성되어 있다.
이에 따라, 어드레스 기간에 있어서는 VHanod=10 V의 전원으로부터, 스위치(S2, TFT22, TFT23)를 통해 기록용 전류원(Id)에 흐르는 전류 경로가 형성된다. 또한, 전류 미러의 작용에 의해 전류원(Id)에 흐르는 전류에 대응한 전류가 구동용 TFT(12)를 통해 EL 소자(14)에 대해 공급된다. 상기한 동작에 의해콘덴서(13)에는 기록용 전류원(Id)에 흐르는 전류치에 대응한 TFT(22)의 게이트 전압이 기록된다. 그리고, 콘덴서(13)에 소정의 전압값이 기록된 후에는 제어용 TFT(11)는 오프 상태로 이루어지고, 구동용 TFT(12)는 콘덴서(13)에 축적된 전하에 기초하여 소정의 전류를 EL 소자(14)에 공급하도록 작용하며, 이에 따라 TFT(12)는 발광 구동된다.
한편, 역바이어스 전압의 인가 타이밍에 있어서는, 전환 스위치(S1, S2)는 도면과는 역방향으로 전환되고, 구동용 TFT(12)의 소스에 VLcath=-5 V가 공급되며, EL 소자(14)의 음극에는 VHanod=10 V가 공급된다. 이 순간에 구동용 TFT(12)의 게이트에는 상기 콘덴서(13)에 축적되어 있던 전하에 대해, 추가로 VLcath=-5 V의 전압이 중첩되어 인가된다.
이 때의 구동용 TFT(12)의 게이트에 인가되는 전압 레벨은 상기 VLcath(=-5 V)보다도 더욱 마이너스 방향으로 시프트된 전압으로 이루어진다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)는 P 채널이기 때문에 온 상태로 이루어지고, EL 소자(14)에는 구동용 TFT(12)를 통해 효과적으로 역바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제어용 TFT(11)에 있어서는 P 채널이기 때문에 차단 상태를 유지한다. 또한, 여기서는 콘덴서(13)의 전하를 방전시키는 리셋 동작을 실행하지 않는 경우에 대해서 설명하였지만, 리셋 동작을 행하여도 작용 효과는 동일하다.
이상 설명한 도 11에 도시된 실시예에 있어서도, EL 소자에 대한 역바이어스 전압의 인가시에 있어서는 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있기 때문에, 구동용 TFT를 통해 EL 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있고, 소자의장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다.
도 12는 본 발명에 관한 제5 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타낸 것이다. 이 도 12에 도시된 구성도 도 11에서 설명한 예와 동일한 전류 미러 방식이 이용되어 있다. 그리고, 도 11에서 설명한 예와 다른점은 스위칭용 TFT(23)가 N 채널에 의해 구성되어 있는 점이다. 이 구성에 있어서도, 구동용 TFT(12) 및 제어용 TFT(11)는 모두 P 채널로 구성되어 있고, 그 작용 효과는 도 11에 도시하는 예와 동일하다.
도 13은 본 발명에 관한 제6 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타낸 것으로, 본 발명을 전류 프로그래밍 방식에 이용한 예를 도시하고 있다. 이 도 13에 도시된 구성에 있어서도, VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 전원이 이용된다. 즉, EL 소자(14)에 대해 순방향 전류를 흐르게 하는 경우 및 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서, 전환 스위치(S1, S2)를 통해 상기 VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 출력 극성을 반전시켜 이용하도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 전환 스위치간에 스위칭용 TFT(25) 및 구동용 P 채널형 TFT(12)와 EL 소자(14)의 직렬 회로가 삽입된 구성으로 되어 있다. 또한, 상기 구동용 TFT(12)의 소스와 게이트간에 전하 유지용 콘덴서(13)가 접속되고, 구동용 TFT(12)의 게이트와 드레인 사이에는 제어용 P 채널형 TFT(11)가 접속되어 있다. 또한, 구동용 TFT(12)의 소스에는 스위칭용 TFT(26)를 통해 기록용 전류원(Id)이접속되어 있다.
도 13에 도시하는 구성에 있어서는, 제어용 TFT(11) 및 스위칭용 TFT(26)의 각 게이트에 제어 신호가 공급되고, 이들은 온 상태로 이루어진다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)도 온되고, 구동용 TFT(12)를 통해 기록용 전류원(Id)으로부터의 전류가 흐른다. 이 때, 기록용 전류원(Id)으로부터의 전류에 대응한 전압이 콘덴서(13)에 유지된다.
한편, EL 소자의 발광 동작시에는 제어용 TFT(11) 및 스위칭용 TFT(26)는 모두 오프 상태로 이루어지고, 스위칭용 TFT(25)가 온된다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)의 소스측에 스위치(S2)를 통해 VHanod=10 V가 인가되고, EL 소자(14)의 음극에는 스위치(S1)를 통해 VLcath=-5 V가 인가된다. 구동용 TFT(12)의 드레인 전류는 상기 콘덴서(13)에 유지된 전하에 의해 결정되며, EL 소자의 계조 제어가 이루어진다.
한편, 역바이어스 전압의 인가 타이밍에 있어서는, 전환 스위치(S1, S2)는 도면과는 역방향으로 전환되고, 스위칭 TFT(25)를 통해 구동용 TFT(12)의 소스측에 VLcath=-5 V가 공급되며, EL 소자(14)의 음극에는 VHanod=10 V가 공급된다. 이 순간에 구동용 TFT(12)의 게이트에는 상기 콘덴서(13)에 축적되어 있던 전하에 대해, 추가로 VLcath=-5 V의 전압이 중첩되어 인가된다.
이 때의 구동용 TFT(12)의 게이트에 인가되는 전압 레벨은 상기 VLcath(=-5 V)보다도 더욱 마이너스 방향으로 시프트된 전압으로 이루어진다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)는 P 채널이기 때문에 온 상태로 이루어지고, EL 소자(14)에는 구동용TFT(12)를 통해 효과적으로 역바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제어용 TFT(11)에 있어서는 P 채널이기 때문에 차단 상태를 유지한다. 또한, 여기서는 콘덴서(13)의 전하를 방전시키는 리셋 동작을 실행하지 않는 경우에 대해서 설명하였지만, 리셋 동작을 행하여도 작용 효과는 동일하다.
이 도 13에 도시하는 실시예에 있어서도, EL 소자에 대한 역바이어스 전압의 인가시에 있어서는 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있다. 따라서, 구동용 TFT를 통해 EL 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있고, 소자의 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다.
도 14는 본 발명에 관한 제7 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타낸 것으로, 본 발명을 전압 프로그래밍 방식에 이용한 예를 도시하고 있다. 이 도 14에 도시된 구성에 있어서도, VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 전원이 이용된다. 즉, EL 소자(14)에 대해 순방향 전류를 흐르게 하는 경우 및 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서, 전환 스위치(S1, S2)를 통해 상기 VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 출력 극성을 반전시켜 이용하도록 구성되어 있다.
이 구성에 있어서는, 구동용 TFT(12)에 대해 스위칭용 TFT(28)가 직렬 접속되고, 추가로 상기 TFT(28)에 EL 소자(14)가 직렬 접속되어 있다. 또한, 전하 유지용 콘덴서(13)는 구동용 TFT(12)의 게이트와 소스간에 접속되고, 또한 제어용 TFT(11)는 구동용 TFT(12)의 게이트와 드레인간에 접속되어 있다. 또한, 이 전압프로그래밍 방식에 있어서는, 구동용 TFT(12)의 게이트에 대해 데이터 라인으로부터 스위칭용 TFT(29) 및 콘덴서(30)를 통해 구동용 TFT(12)의 게이트측에 데이터 신호가 공급되도록 구성되어 있다.
상기한 전압 프로그래밍 방식에 있어서는, TFT(11) 및 TFT(28)가 온되고, 이것에 따라 구동용 TFT(12)의 온 상태가 확보된다. 다음 순간에 TFT(28)가 오프됨으로써, 구동용 TFT(12)의 드레인 전류는 제어용 TFT(11)를 통해 구동용 TFT(12)의 게이트로 돌아 들어간다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)의 게이트·소스간 전압이 TFT(12)의 임계 전압과 동일해질 때까지, 게이트·소스간 전압이 끌어 올려지고, 이 시점에서 구동용 TFT(12)는 오프된다. 그리고, 이 때의 게이트·소스간 전압이 콘덴서(13)에 유지되고, 이 콘덴서 전압에 의해 EL 소자(14)의 구동 전류가 제어된다. 즉, 이 전압 프로그래밍 방식에 있어서는 구동용 TFT(12)에 있어서의 임계 전압의 불균일을 보상하도록 작용한다.
이 도 14에 도시된 구성에 있어서도, 역바이어스 전압의 인가 타이밍에 있어서는, 전환 스위치(S1, S2)는 도면과는 역방향으로 전환되고, 구동용 TFT(12)의 소스측에 VLcath=-5 V가 공급되며, EL 소자(14)의 음극에는 VHanod=10 V가 공급된다. 이 순간에 구동용 TFT(12)의 게이트에는 상기 콘덴서(13)에 축적되어 있던 전하에 대해, 추가로 VLcath=-5 V의 전압이 중첩되어 인가된다.
이 때의 구동용 TFT(12)의 게이트에 인가되는 전압 레벨은 상기 VLcath(=-5 V)보다도 더욱 마이너스 방향으로 시프트된 전압으로 이루어진다. 이에 따라, 구동용 TFT(12)는 P 채널이기 때문에 온 상태로 이루어지고, EL 소자(14)에는 구동용TFT(12)를 통해 효과적으로 역바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제어용 TFT(11)에 있어서는 P 채널이기 때문에 차단 상태를 유지한다. 또한, 여기서는 콘덴서(13)의 전하를 방전시키는 리셋 동작을 실행하지 않는 경우에 대해서 설명하였지만, 리셋 동작을 행하여도 작용 효과는 동일하다.
이 도 14에 도시된 실시예에 있어서도, EL 소자에 대한 역바이어스 전압의 인가시에 있어서는, 마찬가지로 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있다. 따라서, 구동용 TFT를 통해 EL 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가하는 것이 가능하고, 소자의 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다.
도 15는 본 발명에 관한 제8 실시예에 대해서 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성으로 나타낸 것으로, 본 발명을 임계 전압 보정 방식에 이용한 예를 도시하고 있다. 이 도 15에 도시된 구성에 있어서도, VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 전원이 이용된다. 즉, EL 소자(14)에 대해 순방향 전류를 흐르게 하는 경우 및 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에 있어서, 전환 스위치(S1, S2)를 통해 상기 VHanod=10 V, VLcath=-5 V의 출력 극성을 반전시켜 이용하도록 구성되어 있다.
이 구성에 있어서는, P 채널로 구성된 구동용 TFT(12)에 대해 EL 소자(14)가 직렬 접속되고, 또한 구동용 TFT(12)의 게이트·소스간에 전하 유지용 콘덴서(13)가 접속되어 있다. 즉, 그 기본 구성에 있어서는 도 8에 도시된 구성과 동등하다.한편, 도 15에 도시된 구성에 있어서는, P 채널로 구성된 제어용 TFT(11)의 드레인과 구동용 TFT(12)의 게이트 사이에는 P 채널로 구성된 TFT(32)와 다이오드(33)와의 병렬 접속체가 삽입되어 있다. 또한, 상기 TFT(32)는 그 게이트·드레인간은 단락 상태로 구성되어 있으며, 따라서 이것은 제어용 TFT(11)로부터 구동용 TFT(12)의 게이트를 향해 임계 특성을 부여하는 소자로서 기능한다.
이 구성에 따르면, 하나의 화소 내에 형성된 서로의 TFT에 있어서의 임계 특성은 매우 근사한 특성으로 이루어지기 때문에 그 임계 특성을 효과적으로 소거시킬 수 있다.
이 도 15에 도시된 구성에 있어서는, 도 8에 기초하여 설명한 작용과 동일한 동작을 행할 수 있다. 그리고, 스위치(S1, S2)를 전환하여 EL 소자(14)에 역바이어스 전압을 공급한 경우, 콘덴서(13)를 통해 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있고, EL 소자(14)에 대해 구동용 TFT(12)를 통해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가시킬 수 있다.
따라서, 이 도 15에 도시된 실시예에 있어서도, EL 소자에 대한 역바이어스 전압의 인가시에 있어서는, 마찬가지로 구동용 TFT(12)를 온 상태로 할 수 있다. 그 때문에, 구동용 TFT를 통해 EL 소자에 대해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가하는 것이 가능하고, 소자의 장수명화를 도모할 수 있다. 또한, EL 소자(14)에 대한 순방향 전류의 공급 및 역바이어스 전압의 공급을 절대치가 낮은 전원 전압의 조합에 의해 실현할 수 있다.
또한, 이상 설명한 본 발명에 관한 각 실시예에 있어서는, 구동용 TFT 및 제어용 TFT 모두가 P 채널을 이용한 예를 도시하고 있다. 그러나, 구동용 TFT 및 제어용 TFT 중 어느 것이나 N 채널의 TFT를 이용함으로써도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이상 설명한 본 발명에 관한 각 실시예에 있어서는, EL 소자에 순방향 전류를 공급하는 경우 및 역바이어스 전압을 공급하는 경우 중 어느 것에 있어서도 정전위의 전원 전압(실시예에 있어서는, VHanod=10 V)과, 부전위의 전원 전압(실시예에 있어서는, VLcath=-5 V)과의 조합을 각각 이용하도록 하고 있다. 그러나, EL 소자에 순방향 전류를 공급하는 경우와, 역바이어스 전압을 공급하는 경우에 있어서, 정부의 각 전원 전압으로서, 상기한 바와 같이 반드시 동일 전위를 조합하여 이용할 필요는 없고, 정부의 각 전원 전압으로서 다른 전위 레벨의 조합을 이용하여도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 컨덕턴스 컨트롤 방식, 도 11 및 도 12에 도시된 전류 미러 방식, 도 13에 도시된 전류 프로그래밍 방식, 도 14에 도시된 전압 프로그래밍 방식 및 도 15에 도시된 임계 전압 보정 방식을 이용한 각 구성에 있어서도, 도 10에 도시된 예와 마찬가지로, 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 다이오드(18)를 구동용 TFT(12)에 대해 병렬 접속시킨 구성으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 소자에 대해 구동용 TFT를 통해 효과적으로 역바이어스 전압을 인가할 수 있는 액티브 매트릭스형 발광 표시 패널의 구동 장치를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 발광 소자와, 상기 발광 소자를 점등 구동하는 구동용 TFT와, 상기 구동용 TFT의 게이트 전압을 제어하는 제어용 TFT와, 상기 발광 소자의 발광 동작을 유지하기 위해 그 발광 소자에 대해 순방향의 전류를 공급하는 동시에, 상기 발광 소자에 대해 상기 순방향과는 반대의 바이어스 전압을 인가할 수 있는 전원 회로를 구비한 발광 표시 패널의 구동 장치로서,
    상기 전원 회로가 기준 전위에 대해 정(正)전위와 부(負)전위의 각 전원 전압 레벨을 각각 출력하는 것으로, 상기 발광 소자에 대해 순방향의 전류를 공급하는 상태에서는, 상기 발광 소자의 양극으로서 기능하는 한 쪽에 정전위의 전원 전압 레벨을, 또한 상기 발광 소자의 음극으로서 기능하는 다른 쪽에 부전위의 전원 전압 레벨을 공급하고,
    상기 발광 소자에 대해 역바이어스 전압을 인가하는 상태에 있어서는, 상기 발광 소자의 양극으로서 기능하는 한 쪽에 부전위의 전원 전압 레벨을, 또한, 상기 발광 소자의 음극으로서 기능하는 다른 쪽에 정전위의 전원 전압 레벨을 공급하도록 이루어지며, 또한 적어도 상기 구동용 TFT와 제어용 TFT가 동일 채널의 TFT로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전위의 전원 전압 레벨 및 부전위의 전원 전압 레벨을 택일적으로 선택하는 제1 스위치 수단과, 상기 제1 스위치 수단에 의한 정전위의 전원 전압 레벨의 선택 상태에서, 상기 부전위의 전원 전압 레벨을 선택하는 동시에, 상기 제1 스위치 수단에 의한 부전위의 전원 전압 레벨의 선택 상태에서, 상기 정전위의 전원 전압 레벨을 선택하는 제2 스위치 수단이 구비되고, 상기 제1 스위치 수단과 상기 제2 스위치 수단 사이에 상기 발광 소자가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동용 TFT와 제어용 TFT는 모두 P 채널형 TFT인 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동용 TFT에 의한 발광 소자의 점등 구동 상태를 유지하는 전하 축적용 콘덴서가 구비되고, 상기 콘덴서에 축적된 전하에 의한 콘덴서의 단자 전압이 상기 구동용 TFT의 게이트에 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 콘덴서에서의 전하를 소거 가능하게 하는 TFT를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자의 점등 구동 제어 수단으로서, 컨덕턴스 컨트롤 방식, 전류 미러 방식, 전류 프로그래밍 방식, 전압 프로그래밍 방식, 임계 전압 보정 방식 중 어느 하나를 이용한 것을 특징으로하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동용 TFT에 대해 병렬 접속되고, 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 구동용 TFT에 대해 병렬 접속되고, 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 구동용 TFT에 대해 병렬 접속되고, 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 구동용 TFT에 대해 병렬 접속되고, 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 소자가 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 역바이어스 전압의 인가 상태에서 도통 상태가 되는 소자가 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는 유기 화합물을 발광층에 이용한 유기 EL 소자에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 표시 패널의 구동 장치.
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