KR20040034439A - 액티브형 발광 표시 장치 - Google Patents

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오하다히로시
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도호꾸 파이오니어 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 임계 전압 보정 방식을 이용한 화소 구성을 갖춘 액티브형 발광 표시 장치에 있어서, 리셋 기간에 있어서 구동용 TFT를 통해 발광 소자에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제시키는 것을 목적으로 한다.
하나의 화소(10)에 있어서는, 제어용 TFT(Tr1), 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 TFT(Tr3), 리셋 소자로서 기능하는 TFT(Tr4), 구동용 TFT(Tr2), 구동용 TFT의 게이트 전압을 유지하는 콘덴서(C1), 리셋 동작시에 있어서 오프 제어되는 전류 억제 수단으로서 기능하는 TFT(Tr5), EL 소자(E1)로 구성된다. 상기 콘덴서(C1)의 단자 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 리셋 동작시에는, TFT(Tr5)가 오프 상태로 제어되어, 구동용 TFT(Tr2)의 동작에 의한 과잉 전류가 EL 소자(E1)에 부여되는 것을 방지하도록 동작한다.

Description

액티브형 발광 표시 장치 {ACTIVE TYPE LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 화소를 구성하는 발광 소자를 TFT(Thin Film Transistor)에 의해 액티브 구동시키는 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 발광 소자의 점등 구동 수단으로서, 소위 임계 전압 보정 방식을 이용한 경우에 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 액티브형 발광 표시 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(일렉트로 루미네선스) 소자가 주목받고 있다. 이것은 EL 소자의 발광층에 양호한 발광 특성을 기대할 수 있는 유기 화합물을 사용함으로써, 실용에 견딜 수 있는 고효율화 및 장수명화가 진행한 것도 배경에 있다.
이러한 유기 EL 소자를 이용한 표시 패널로서, EL 소자를 단순히 매트릭스형으로 배열한 단순 매트릭스형 표시 패널과, 매트릭스형으로 배열한 EL 소자의 각각에 TFT로 이루어지는 능동 소자를 더한 액티브 매트릭스형 표시 패널이 제안되어 있다. 후자의 액티브 매트릭스형 표시 패널은 전자의 단순 매트릭스형 표시 패널에비하여 저소비 전력을 실현할 수 있고, 또한 화소간의 크로스토크가 적은 등의 특질을 갖추고 있으며, 특히 대화면을 구성하는 고선명도의 디스플레이에 적합하다.
도 1은 종래의 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서의 하나의 화소(10)에 대응하는 가장 기본적인 회로 구성을 나타내고 있고, 이것은 컨덕턴스 컨트롤 방식이라 불리고 있다. 도 1에 있어서 P 채널로 구성된 제어용 TFT(Tr1)의 게이트는 주사 드라이버(1)로부터의 주사 라인에 접속되고, 그 소스는 데이터 드라이버(2)로부터의 데이터 라인에 접속되어 있다. 또한, 제어용 TFT(Tr1)의 드레인은 동 P 채널로 구성된 구동용 TFT(Tr2)의 게이트에 접속되는 동시에, 전하 유지용 콘덴서(C1)의 한쪽 단자에 접속되어 있다.
그리고, 구동용 TFT(Tr2)의 소스는 상기 콘덴서(C1)의 다른 쪽 단자에 접속되는 동시에, 발광 소자로서의 EL 소자(E1)에 구동 전류를 공급하는 양극측 전원(V Hanod)에 접속되어 있다. 또한, 구동용 TFT(Tr2)의 드레인은 상기 EL 소자(E1)의 양극에 접속되고, 그 EL 소자의 음극은 음극측 전원(VL cath)에 접속되어 있다.
도 1에 있어서의 제어용 TFT(Tr1)의 게이트에 주사 라인을 통해 온 제어 전압(Select)이 공급되면, 제어용 TFT(Tr1)는 소스에 공급되는 데이터 라인으로부터의 데이터 전압(Vdata)에 대응한 전류를 소스에서 드레인으로 흐르게 한다. 따라서, 제어용 TFT(Tr1)의 게이트가 온 전압인 기간에, 상기 콘덴서(C1)가 충전되고, 그 전압이 구동용 TFT(Tr2)의 게이트에 공급된다. 그 때문에, 구동용 TFT(Tr2)는 그 게이트 전압과 소스 전압에 기초한 전류를 EL 소자(E1)에 흐르게 하고, EL 소자를 발광 구동시킨다.
또한, 제어용 TFT(Tr1)의 게이트가 오프 전압이 되면, 제어용 TFT(Tr1)는 소위 차단으로 되어, 제어용 TFT(Tr1)의 드레인은 개방 상태가 되지만, 구동용 TFT(Tr2)는 콘덴서(C1)에 축적된 전하에 의해 게이트 전압이 유지되고, 다음 주사까지 구동 전류를 유지하며, EL 소자(14)의 발광도 유지된다.
그런데, 유기 EL 소자로 대표되는 전류 구동형 발광 소자를 액티브 구동하기 위해서는 TFT를 구성하는 소재로서 상당한 전자 이동도가 필요하다고 말해지고 있고, 이것을 구동하기 위해서 일반적으로는 저온 폴리실리콘이 사용되고 있다. 그러나, 이 종류의 폴리실리콘 TFT에 있어서는, 결정체의 조성에 의해 임계 전압에 불균일이 발생하는 것이 알려져 있고, 이 TFT의 임계 전압의 불균일은 구동용 TFT의 드레인 전류에 불균일을 부여하게 된다. 한편, 상기한 유기 EL 소자는 구동 전류에 거의 비례한 강도로 발광하는 것이 알려져 있고, 따라서, 구동용 TFT의 드레인 전류의 불균일은 즉시 각 화소간에 있어서의 발광 휘도의 불균일을 초래하게 한다.
그래서, TFT의 임계 전압의 불균일에 기초한 화소간 휘도의 불균일성을 시정하기 위해서, 도 2에 도시한 바와 같은 4개의 TFT를 갖춘 화소 구성이 제안되어 있다. 이 도 2에 도시하는 구성은, 여기서는 임계 전압 보정 방식이라 부르기로 하고, 이 구성에 따르면 후술하는 바와 같이, 구동용 TFT의 임계 특성을 효과적으로 제거시키도록 동작한다. 이 임계 전압 보정 방식에 대해서는 다음에 나타내는 비특허 문헌 1에 소개되어 있다.
Sang-Hoon Jung, Woo-Jin Nam and Min-Koo Han, "A New Voltage Modulated AMOLED Pixel Design Compensating Threshold Voltage Variation of Poly-SiTFTs",SDI, International Symp. Proc., P. 622-624, 2002.
도 2에 도시하는 구성에 있어서, P 채널로 구성된 제어용 TFT(Tr1)의 게이트는 주사 드라이버(1)로부터의 주사 라인에 접속되고, 그 소스는 데이터 드라이버(2)로부터의 데이터 라인에 접속되어 있다. 또한, 제어용 TFT(Tr1)의 드레인은 동일 화소(10)내에 형성된 P 채널형 TFT(Tr3), TFT(Tr4)의 병렬 접속체를 통해, 같은 P 채널형 구동용 TFT(Tr2)의 게이트에 접속되어 있다.
이 구동용 TFT(Tr2)의 게이트와 소스간에는 EL 소자(E1)의 점등 구동 상태에 있어서, 구동용 TFT(Tr2)의 게이트 전압을 유지하는 콘덴서(C1)가 접속되는 동시에, 그 소스는 EL 소자(E1)에 구동 전류를 공급하는 양극측 전원(VH anod)에 접속되어 있다. 또한 상기 구동용 TFT(Tr2)의 드레인은 EL 소자(E1)의 양극에 접속되고, 그 EL 소자의 음극은 음극측 전원(VLcath)에 접속되어 있다.
상기 제어용 TFT(Tr1)의 드레인과 구동용 TFT(Tr2)의 게이트와의 사이에 접속된 TFT(Tr3) 및 TFT(Tr4)의 병렬 접속체에 있어서는, 각각의 게이트와 드레인이 단락 상태로 이루어져 있고, 실질적으로 TFT(Tr3) 및 TFT(Tr4)의 소스·게이트간이 역병렬로 접속된 구성으로 되어 있다.
상기한 구성에 있어서, 제어용 TFT(Tr1), 구동용 TFT(Tr2) 및 전하 유지용 콘덴서(C1)의 역할은 도 1에 도시한 예와 거의 동일하다. 한편, TFT(Tr3) 및 TFT(Tr4)의 소스·게이트간이 역병렬로 접속된 구성에 따르면, 도 2에 있어서의 a점의 전위(Va=Vdata)가 b점의 전위(Vb)보다도 소정 이상 높을 때에, TFT(Tr3)는 온 상태로 이루어지고, TFT(Tr4)는 오프 상태로 이루어진다. 또한 반대로, a점의전위(Va)가 b점의 전위(Vb)보다도 소정 이상 낮을 때에, TFT(Tr3)는 오프 상태로 이루어지고, TFT(Tr4)는 온 상태로 이루어진다. 상기한 작용을 이용하여 도 2에 도시한 화소 구성에 있어서는, 예컨대 1프레임마다 콘덴서(C1)의 전하를 리셋시키는 리셋 동작과, 새롭게 콘덴서(C1)에 대하여 데이터를 기록하는 기록 동작이 실행된다.
도 3은 그 동작을 설명하는 타이밍도로서, 우선, 1로서 나타내는 타이밍에 있어서, 주사 드라이버(1)로부터 공급되는 Select 전압이 로우 레벨로 전환된다. 이에 따라, 제어용 TFT(Tr1)는 온 상태로 이루어진다. 이 때, 데이터 드라이버(2)로부터 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 로우 레벨이며, 따라서, TFT(Tr4)는 온 상태로 이루어지고, 콘덴서(C1)의 단자 전압, 즉 b점의 전위(Vb)는 상기한 로우 레벨의 Vdata에 가까운, 충분히 낮은 레벨의 상태로 리셋된다.
계속해서, 2로서 나타내는 타이밍에 있어서, 데이터 드라이버(2)로부터 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 상승한다. 이 때, TFT(Tr3)는 온 상태로 되고, TFT(Tr4)는 오프 상태로 이루어진다. 그 때문에, 상기 데이터 드라이버(2)로부터 공급되는 데이터 전압(Vdata)에 대하여, TFT(Tr3)에 의한 임계 전압분이 드롭된 (저압측으로 레벨 시프트된) 데이터 전압이 콘덴서(C1)에 게이트 전압으로서 기록된다.
그 후 3으로서 나타내는 타이밍에 있어서, 주사 드라이버(1)로부터 공급되는 Select 전압이 하이 레벨로 전환되기 때문에, 제어용 TFT(Tr1)는 차단 상태로 이루어지고, 추가로 4로서 나타내는 타이밍에 있어서, 데이터 전압(Vdata)도 로우 레벨로 전환된다. 즉, 상기 1∼2의 기간이 리셋 기간이고, 2∼3의 기간이 콘덴서(C1)에의 데이터 기록 기간이라고 할 수 있다. 그리고, 기록 기간에 있어서 콘덴서(C1)에 기록된 구동용 TFT(Tr2) 게이트 전압에 기초하여 구동용 TFT(Tr2)는 1프레임의 기간에 걸쳐 EL 소자(E1)에 대하여 구동 전류(드레인 전류)를 공급한다.
따라서, 상기 TFT(Tr3)의 소스·게이트간은 임계 전압분을 레벨 시프트시키는 임계 전압 생성 소자로서 기능하고, 상기 TFT(Tr4)의 소스·게이트간은 그 온 동작에 의해 콘덴서(C1)의 단자 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 리셋 소자로서 기능한다.
그런데, 도 2에 도시한 바와 같이, 동일 화소내에 형성된 각 TFT(Tr2)와 TFT(Tr3)에 있어서의 임계 전압의 불균일은 극히 적어, 양자의 임계 전압은 거의 동일하다고 할 수 있다. 따라서, 상기 기록 기간에 있어서 콘덴서(C1)에 기록된 게이트 전압은 구동용 TFT(Tr2)의 임계 전압을 실질적으로 제거(캔슬)한 값으로 이루어져 있다. 따라서, 콘덴서(C1)의 전하에 의해 EL 소자(E1)를 구동하는 구동용 TFT(Tr2)의 드레인 전류는 그 임계 전압에 의존되지 않고, 결과로서 EL 소자(E1)의 발광 휘도는 구동용 TFT의 임계 전압의 불균일의 영향을 받는 일은 없다.
따라서, 도 2에 도시한 임계 전압 보정 방식에 의한 화소 구성을 채용한 경우에는 발광 표시 패널내에 각별히 제어선 등을 추가하지 않고, 또한 주변 구동 회로를 복잡하게 하지 않으며, 구동용 TFT에 있어서의 임계 전압의 불균일에 따른 영향을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
그런데, 임계 전압 보정 방식을 채용한 도 2에 도시한 구성에 따르면, 콘덴서(C1)에 축적된 게이트 전압을 리셋시키는 리셋 기간에 있어서는, 제어용 TFT(Tr1) 및 리셋 소자로서 기능하는 TFT(Tr4)의 게이트·소스간을 통해 콘덴서(C1)의 단자 전압, 즉 b점의 전위(Vb)를 로우 레벨의 Vdata에 가까운, 충분히 낮은 레벨의 상태로 리셋시킨다. 따라서, 도 2에 도시한 구성에 따르면 구동용 TFT(Tr2)의 게이트에 대해서도 마찬가지로 로우 레벨의 데이터 전압(Vdata)이 인가되게 된다. 이에 따라, 구동용 TFT(Tr2)는 순식간이기는 하지만 완전히 온 상태(도통 상태)가 되어, 구동용 TFT(Tr2)를 통해 EL 소자에 대하여 큰 구동 전류(과잉 전류)를 흘리게 된다.
이 영향을 받아 표시 패널에 있어서는, 콘트라스트의 악화, 저계조에서의 선형성 악화 등이 생겨 발광 소자의 수명을 단축시키는 등의 여러 문제가 발생한다. 또, 도 2에 도시한 예에 있어서는, 각 TFT는 모두 P 채널이 이용되고 있지만, 각 TFT로서 N 채널을 이용한 경우에 있어서도, 리셋 기간에 있어서 EL 소자에 대하여 순식간에 과잉 전류가 흐르는 것은 동일하며, 이에 따라, 상기와 같은 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기한 기술적인 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 임계 전압 보정 방식을 채용한 화소 구성에 있어서, 상기한 콘덴서의 전하를 리셋시키는 리셋 동작에 따라, 구동용 TFT를 통해 발광 소자에 과잉 전류가 흐르는 것을 효과적으로 억제시킴으로써 상기한 문제점을 해소할 수 있는 액티브형 발광 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
도 1은 종래의 컨덕턴스 컨트롤 방식을 채용한 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서의 하나의 화소에 대응하는 회로 구성을 도시한 결선도.
도 2는 임계 전압 보정 방식을 채용한 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서의 하나의 화소에 대응하는 회로 구성을 도시한 결선도.
도 3은 도 2에 도시된 표시 장치에 있어서의 동작을 설명하는 타이밍도.
도 4는 본 발명에 관한 액티브 매트릭스형 발광 표시 장치에 있어서의 동작을 설명하는 타이밍도.
도 5는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스형 발광 표시 장치에 있어서의 제1 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
도 6은 동 제2 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
도 7은 동 제3 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
도 8은 동 제4 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
도 9는 동 제5 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
도 10은 동 제6 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
도 11은 동 제7 실시 형태를 도시한 화소 단위의 결선도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 주사 드라이브
2 : 데이터 드라이브
10 : 화소
상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 발광 표시 장치는 청구항 1에 기재한 바와 같이, 발광 소자와, 상기 발광 소자를 점등 구동하는 구동용 TFT와, 상기 구동용 TFT의 게이트 전압을 제어하는 제어용 TFT와, 상기 제어용 TFT와 구동용 TFT의 게이트 사이에 개재되고, 상기 구동용 TFT의 임계 전압에 해당하는 전압을 레벨 시프트시킴으로써, 상기 구동용 TFT에 부여하는 게이트 전압을 생성하는 임계 전압 생성 소자와, 상기 구동용 TFT의 게이트 전압을 일시적으로 유지하는 콘덴서와, 상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 리셋 소자를 적어도 구비하여 이루어지는 화소 구성을 다수 배열한 액티브형 발광 표시 장치로서, 상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을, 상기 리셋 소자를 통해 소정의 전위로 리셋시키는 리셋 기간에 있어서, 상기 구동용 TFT를 통해 상기 발광 소자에 유입되는 과잉 전류를 억제시키는 전류 억제 수단을 동작시키는 점에 특징을 갖는다.
이하, 본 발명에 관한 발광 표시 장치에 대해서, 도면에 도시하는 실시 형태에 기초하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서는 이미 설명한 도 2에 도시된 각부에 해당하는 부분을 동일 부호로 나타내고 있고, 따라서 개개의 기능 및 동작에 대해서는 적절하게 설명을 생략한다. 우선, 도 5는 그 제1 실시 형태를 도시한 것으로, 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제1 실시 형태에 있어서의 각 TFT(Tr1∼Tr5)는 전부 P 채널로 구성되어 있고, 상기한 바와 같이 TFT(Tr3)의 소스·게이트간은 임계 전압 생성 소자로서 기능한다. 또한, TFT(Tr4)의 소스·게이트간은 리셋 소자로서 기능한다.
도 5에 있어서, 구동용 TFT(Tr2)의 드레인과, EL 소자(E1)의 양극 사이에는 스위칭 수단으로서의 TFT(Tr5)의 소스와 드레인이 각각 접속되어 있다. 즉, 스위칭용 TFT(Tr5)는 구동용 TFT(Tr2)와 EL 소자(E1)와의 직렬 회로내에 개재된 구성으로 되어 있다. 그리고, TFT(Tr5)는 콘덴서(C1)에 유지된 게이트 전압을 리셋시키는 기간에 있어서 오프 상태로 이루어지고, 리셋 동작에 따라 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제시키는 전류 억제 수단으로서 기능한다.
도 4는 그 동작을 설명하는 타이밍도로서, 도 4에 도시하는 Select 및 Vdata는 도 3에 기초하여 설명한 제어용 TFT의 온 제어 전압 및 데이터 전압과 동일하다. 이에 덧붙여서, 본 발명에 있어서의 액티브형 발광 표시 장치에 있어서는, 상기 전류 억제 수단을 동작시키기 위한 제어 전압(Vcont)이 이용된다. 즉, 상기 제어 전압(Vcont)은 1∼2의 기간인 리셋 기간에 있어서 발생하도록 이루어진다.
도 5에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 제어 전압(Vcont)은 상기한 스위칭용 TFT(Tr5)의 게이트에 공급되고, 리셋 기간에 있어서만 TFT(Tr5)를 오프 상태로 제어한다. 따라서, 리셋 기간에 있어서 상기 구동용 TFT(Tr2)가 완전히 온 상태로 이루어져도 스위칭용 TFT(Tr5)가 오프 상태이기 때문에, EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제(저지)시킬 수 있다.
다음에 도 6은 제2 실시 형태를 도시한 것으로, 동 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제2 실시 형태에 있어서의 각 TFT(Tr1∼Tr4, Tr6)도 전부 P 채널로 구성되어 있다. 그리고, 상기 콘덴서(C1)의 게이트 전압 유지 단자, 즉, 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 TFT(Tr3)의 게이트와, 구동용 TFT(Tr2)의 게이트 사이에, 스위칭 수단으로서 기능하는 TFT(Tr6)의 소스와 드레인 각각이 접속되어 있다. 이 구성에 있어서, 상기 TFT(Tr6)는 콘덴서(C1)에 유지된 게이트 전압을 리셋시키는 기간에 있어서 오프 상태로 이루어진다.
이 경우에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 1∼2의 리셋 기간에 있어서 발생하는 제어 전압(Vcont)이 이용되고, 리셋 기간에 있어서만 스위칭용 TFT(Tr6)는 오프 상태로 제어된다. 따라서, 리셋 기간에 있어서는 콘덴서(C1)와 구동용 TFT(Tr2)의 게이트와의 접속은 분리되고, 리셋 동작에 따라 발생하는 구동용 TFT(Tr2)를 온 동작시키는 게이트 바이어스 전압의 인가가 저지된다. 즉, 이 실시 형태에 있어서의 상기 TFT(Tr6)는 리셋 기간에 있어서 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제(저지)시키는 전류 억제 수단으로서 기능한다.
도 7은 제3 실시 형태를 도시한 것으로, 동 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제3 실시 형태에 있어서의 각 TFT(Tr1∼Tr4, Tr7)도 전부 P 채널로 구성되어 있다. 그리고, 이 실시 형태에 있어서는, EL 소자(E1)의 양단부에 스위칭용 TFT(Tr7)가 병렬 접속되어 있다. 즉, EL 소자(E1)의 양극에 TFT(Tr7)의 소스가 접속되고, EL 소자(E1)의 음극에 TFT(Tr7)의 드레인이 접속되어 있다.
이 도 7에 도시하는 구성에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 1∼2의 리셋 기간에 있어서 발생하는 제어 전압(Vcont)이 이용되고, 리셋 기간에 있어서만 스위칭용 TFT(Tr7)는 온 상태로 제어된다. 즉, EL 소자(E1)의 양 단자는 리셋 기간에있어서 스위칭용 TFT(Tr7)에 의해 단락된다. 따라서, 리셋 기간에 있어서 상기 구동용 TFT(Tr2)가 완전히 온 상태로 이루어져도, 구동용 TFT(Tr2)에 흐르는 드레인 전류의 대부분은 온 상태로 이루어진 상기 스위칭용 TFT(Tr7)를 우회한다. 즉, 상기 TFT(Tr7)는 리셋 기간에 있어서 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제시키는 전류 억제 수단으로서 기능한다.
도 8은 제4 실시 형태를 도시한 것으로, 동 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제4 실시 형태에 있어서의 각 TFT(Tr1∼Tr4)도 전부 P 채널로 구성되어 있다. 그리고, 이 실시 형태에 있어서는, EL 소자(E1)의 발광 구동시에 이용되는 양극측 전원(VHanod)과, 상기 리셋 동작시에 이용되는 양극측 전원(VLanod)이 준비되어 있고, 이들은 스위치(S1)에 의해 택일적으로 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 양극측 전원인 VHanod와 VLanod는 그 전위 레벨이 VHanod> VLanod의 관계로 이루어져 있다.
이 도 8에 도시하는 구성에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 1∼2의 리셋 기간에 있어서 발생하는 제어 전압(Vcont)이 이용되고, 리셋 기간에 있어서만 상기 스위치(S1)는 저전압의 양극측 전원(VLanod)을 선택하도록 작용한다. 즉, 상기 스위치(S1)는 리셋 기간에 있어서, EL 소자의 양극측에 인가하는 구동 전압을 저하시키는 전압 전환 수단을 구성하고 있다.
이 도 8에 도시된 구성에 따르면, 리셋 기간에 있어서 상기 구동용 TFT(Tr2)가 완전히 온 상태로 이루어져도, 양극측 전원(VLanod)과 음극측 전원(VLcath)의 전위차는 작게 이루어지기 때문에, EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것이 억제된다. 즉, 상기 스위치(S1)를 포함하는 전압 전환 수단은 리셋 기간에 있어서 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제시키는 전류 억제 수단으로서 기능한다.
또, 도 8에 도시한 구성에 있어서는, 리셋 기간에 있어서 저전압의 양극측 전원(VLanod)을 스위치(S1)에 의해 선택하도록 하고 있지만, 저전압의 양극측 전원(VLanod)을 삭제하고, 이것을 오픈 단자로 한 구성도 채용할 수 있다. 이와 같이 구성한 경우에는, 리셋 기간에 있어서는, EL 소자의 양극측에 인가되는 구동 전압(VHanod)을 그 양극측으로부터 분리하여 오픈 상태로 할 수 있어, EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제(저지)할 수 있다.
도 9는 제5 실시 형태를 도시한 것으로, 동 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제5 실시 형태에 있어서의 각 TFT(Tr1∼Tr4)도 전부 P 채널로 구성되어 있다. 그리고, 이 실시 형태에 있어서는, EL 소자(E1)의 발광 구동시에 이용되는 음극측 전원(VLcath)과, 상기 리셋 동작시에 이용되는 음극측 전원(VHcath)이 준비되어 있고, 이들은 스위치(S2)에 의해 택일적으로 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 음극측 전원인 VLcath와 VHcath는 그 전위 레벨이 VLcath<VHcath의 관계로 이루어져 있다.
이 도 9에 도시하는 구성에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 1∼2의 리셋 기간에 있어서 발생하는 제어 전압(Vcont)이 이용되고, 리셋 기간에 있어서만 상기 스위치(S2)는 고전압의 음극측 전원(VHcath)을 선택하도록 작용한다. 즉, 상기 스위치(S2)는 리셋 기간에 있어서, EL 소자의 음극측에 인가하는 구동 전압을 상승시키는 전압 전환 수단을 구성하고 있다.
이 도 9에 도시하는 구성에 따르면, 리셋 기간에 있어서 상기 구동용 TFT(Tr2)가 완전히 온 상태로 이루어져도 양극측 전원(VHanod)과 음극측 전원(VHcath)의 전위차는 작게 이루어지기 때문에, EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것이 억제된다. 즉, 상기 스위치(S2)를 포함하는 전압 전환 수단은 리셋 기간에 있어서 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제시키는 전류 억제 수단으로서 기능한다.
또, 도 9에 도시한 구성에 있어서는, 리셋 기간에 있어서 고전압의 음극측 전원(VHcath)을 스위치(S2)에 의해 선택하도록 하고 있지만, 고전압의 음극측 전원(VHcath)을 삭제하고, 이것을 오픈 단자로 한 구성도 채용할 수 있다. 이와 같이 구성한 경우에는, 리셋 기간에 있어서는, EL 소자의 음극측에 인가되는 구동 전압(VLcath)을,그 음극측으로부터 분리하여 오픈 상태로 할 수 있어, EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제(저지)할 수 있다.
도 10은 제6 실시 형태를 도시한 것으로, 동 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제6 실시 형태에 있어서의 각 TFT(Tr1∼Tr3, Tr8)도 전부 P 채널로 구성되어 있다. 그리고, 이 실시 형태에 있어서는, 리셋 소자로서 다이오드(D1)가 이용되고 있다. 즉, 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 상기 TFT(Tr3)의 게이트에 상기 다이오드(D1)의 양극이 접속되고, 상기 TFT(Tr3)의 소스에 상기 다이오드(D1)의 음극이 접속되어 있다.
이 구성에 있어서의 다이오드(D1)는 이 다이오드(D1)가 갖는 임계 전압 이상의 전위차로 온 동작하고, 콘덴서(C1)에 축적된 구동용 TFT(Tr2)의 게이트 전압을,이 다이오드(D1)를 통해 리셋시키는 동작이 이루어진다. 그 리셋 동작은 도 2에 기초하여 설명한 작용과 동일하다.
이 도 10에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 양극측 전원(VHanod)과 구동용 TFT(Tr2)의 소스 사이에 TFT(Tr8)의 소스와 드레인이 각각 접속되어 있다. 즉, TFT(Tr8)는 구동용 TFT(Tr2)와 EL 소자(E1)와의 직렬 회로내에 개재된 구성으로 되어 있다. 그리고, TFT(Tr8)는 콘덴서(C1)에 유지된 게이트 전압을 리셋시키는 기간에 있어서 오프 상태로 이루어지고, 리셋 동작에 따라 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제시키는 전류 억제 수단으로서 기능한다.
이 도 10에 도시된 구성에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 1∼2의 리셋 기간에 있어서 발생하는 제어 전압(Vcont)이 이용되고, 리셋 기간에 있어서만 TFT(Tr8)를 오프 상태로 제어한다. 따라서, 리셋 기간에 있어서 상기 구동용 TFT(Tr2)가 완전히 온 상태로 이루어져도 TFT(Tr8)가 오프 상태이기 때문에, EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제(저지)시킬 수 있다.
또, 이미 설명한 도 5∼도 9에 도시하는 구성에 있어서도, 리셋 소자로서 기능하는 TFT(Tr4) 대신에 도 10에 도시한 다이오드(D1)에 의한 리셋 소자를 사용할 수 있다.
계속해서 도 11은 제7 실시 형태를 도시한 것으로, 동 하나의 화소(10)에 대응하는 회로 구성을 나타내고 있다. 이 제7 실시 형태에 있어서는 후술하는 리셋 소자로서 기능하는 TFT 이외에는 전부 P 채널로 구성되어 있다. 그리고, 이 실시 형태에 있어서는, 리셋 소자로서 기능하는 N 채널형 TFT(Tr9)는 그 드레인이 구동용 TFT(Tr2)의 게이트에 접속되고, 그 소스는 음극측 전원(VLcath)에 접속되어 있다.
이 도 11에 도시하는 실시 형태에 있어서도, 전류 억제 수단으로서 기능하는 TFT(Tr10)는 양극측 전원(VHanod)과 구동용 TFT(Tr2)의 소스 사이에 접속되어 있다. 즉, 도 10에 도시하는 TFT(Tr8)의 배치 구성과 동일하게 이루어져 있다.
이 도 11에 도시된 구성에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 1∼2의 리셋 기간에 있어서 발생하는 제어 전압(Vcont)이 이용되고, 리셋 기간에 있어서 TFT(Tr9)를 온 제어하는 동시에, TFT(Tr10)를 오프 상태로 제어한다. 상기한 바와 같이, 리셋 기간에 있어서 TFT(Tr9)가 온 제어됨으로써, 콘덴서(C1)의 단자 전압은 음극측 전원(VLcath)의 전위로 떨어뜨려져 리셋된다. 이 때, TFT(Tr10)는 오프 상태로 제어되기 때문에, 리셋 동작에 의해 상기 구동용 TFT(Tr2)가 완전히 온 상태로 이루어져도 EL 소자(E1)에 과잉 전류가 흐르는 것을 억제(저지)시킬 수 있다.
이 도 11에 도시한 실시 형태와 같이, 리셋 소자로서 기능하는 TFT(Tr9)가 N 채널, 또한 전류 억제 수단으로서 기능하는 TFT(Tr10)가 P 채널로 이루어져 있는 경우에 있어서는, 각각의 TFT(Tr9, Tr1O)의 온·오프 제어에 하나의 제어 전압(Vcont)을 공통적으로 사용할 수 있다.
또, 도 11에 도시한 실시 형태에 있어서는, 리셋 소자로서 기능하는 TFT(Tr9)의 소스가 음극측 전원(VLcath)에 접속되어 있지만, 이 TFT(Tr9)의 소스는 다른 전압원에 접속되어 있어도 좋다. 요컨대, 도 11에 도시된 구성에 따르면, TFT(Tr9)에 의한 리셋 동작에 의해 콘덴서(C1)의 단자 전압은 그 TFT(Tr9)의 소스측 전위로 일단 리셋된다. 그리고, 이것에 이어지는 데이터의 기록 동작에 의해 상기 콘덴서(C1)의 단자 전압이 결정된다.
또한, 이미 설명한 도 5∼도 9에 도시된 구성에 있어서도, 리셋 소자로서 기능하는 TFT(Tr4) 대신에 도 11에 도시한 TFT(Tr9)의 접속 구성을 채용할 수 있다. 더욱이, 이미 설명한 도 10에 도시된 구성에 있어서도, 리셋 소자로서 기능하는 다이오드(D1) 대신에 도 11에 도시한 TFT(Tr9)의 접속 구성을 채용할 수 있다.
이상 설명한 도 5∼도 11에 도시된 각 실시 형태에 따르면, 리셋 기간에 있어서 구동용 TFT(Tr2)를 통해 EL 소자(E1)에 대하여 과잉 전류가 흐르는 것을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 표시 패널상에 있어서의 콘트라스트 악화, 저계조에서의 선형성 악화 및 발광 소자의 수명을 단축시키는 등의 기술적인 문제점을 해소할 수 있다.
또한, 이상 설명한 각 실시 형태에 있어서는, 그 대부분에 있어서 TFT로서 P 채널이 이용되고 있다. 이와 같이 P 채널의 폴리실리콘 TFT에 의해 구성하는 것은 제조 프로세스를 간소화하는 동시에, 발광 표시 패널의 신뢰성을 향상시키는 데에 기여할 수 있다. 그러나, 본 발명에 관한 액티브형 발광 표시 장치에 있어서는 이것에 한정되는 것이 아니지만, 적어도 구동용 TFT(Tr2)와 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 도 5∼도 11에 도시된 각 TFT(Tr3)는 모두 동일 채널로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구동용 TFT(Tr2)와 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 TFT(Tr3)를 동일 채널로 구성함으로써, 구동용 TFT(Tr2)와 임계 전압 생성 소자로서 기능하는TFT(Tr3)에 대하여 거의 동일한 임계 특성을 갖게 할 수 있고, 상기한 작용에 의해 구동용 TFT가 보유하는 임계 특성을 효과적으로 제거(캔슬)시킬 수 있다.
이상 설명한 본 발명에 관한 액티브형 발광 표시 장치에 따르면, 구동용 TFT의 임계 전압의 불균일의 영향을 제거함으로써 발광 휘도의 불균일성을 시정할 수 있다고 하는 특질을 살릴 수 있고, 추가로, 저계조에서의 선형성의 악화를 방지할 수 있는 등의 본 발명에 따른 상기한 특유의 효과도 기대할 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 관한 액티브형 발광 표시 장치에 있어서는, 도 2에 도시한 데이터 드라이버(2)로부터 보내어지는 데이터 전압(Vdata)에 의해 계조 표현을 행하는 아날로그 방식의 계조 구동 방식에도 적합하게 채용할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 액티브형 발광 표시 장치에 따르면, 각 EL 소자에 가하는 발광 구동 시간을 제어함으로써 디지털 계조 표현을 실현하는 시간 계조 수단을 갖춘 표시 장치에도 적합하게 채용할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 관한 액티브형 발광 표시 장치에 따르면, 하나의 화소를 복수의 서브 픽셀로 분할하고, 분할된 서브 픽셀의 점등수를 제어하는 면적 계조 수단을 갖춘 표시 장치에도 적합하게 채용할 수 있다.

Claims (16)

  1. 발광 소자와, 상기 발광 소자를 점등 구동하는 구동용 TFT와, 상기 구동용 TFT의 게이트 전압을 제어하는 제어용 TFT와, 상기 제어용 TFT과 구동용 TFT의 게이트 사이에 개재되고, 상기 구동용 TFT의 임계 전압에 해당하는 전압을 레벨 시프트시킴으로써 상기 구동용 TFT에 부여하는 게이트 전압을 생성하는 임계 전압 생성 소자와, 상기 구동용 TFT의 게이트 전압을 일시적으로 유지하는 콘덴서와, 상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 리셋 소자를 적어도 구비하여 이루어지는 화소 구성을 다수 배열한 액티브형 발광 표시 장치로서,
    상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을, 상기 리셋 소자를 통해 소정의 전위로 리셋시키는 리셋 기간에 있어서, 상기 구동용 TFT를 통해 상기 발광 소자에 유입되는 과잉 전류를 억제시키는 전류 억제 수단을 동작시키는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 임계 전압 생성 소자는 상기 구동용 TFT와 발광 소자를 포함하는 동일 화소 구성내에 형성된 TFT에 있어서의 소스와 게이트 사이에서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리셋 소자는 상기 구동용 TFT와 발광 소자를 포함하는 동일 화소 구성내에 형성된 TFT에 있어서의 소스와 게이트 사이에서구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 TFT에 있어서의 소스와 게이트 사이에서 구성된 리셋 소자가 상기 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 TFT의 소스와 게이트에 대하여 서로 역병렬 상태로 접속되고, 상기 리셋 소자에 있어서의 소스와 게이트 사이에 있어서의 온 동작에 의해 상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리셋 소자는 상기 구동용 TFT와 발광 소자를 포함하는 동일 화소 구성내에 형성된 다이오드에 있어서의 양극과 음극 사이에서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다이오드에 있어서의 양극과 음극 사이에서 구성된 리셋 소자가 상기 임계 전압 생성 소자로서 기능하는 TFT의 소스에 대하여 음극이, 게이트에 대하여 양극이 병렬 상태가 되도록 접속되고, 상기 다이오드에 있어서의 양극과 음극 사이에 있어서의 온 동작에 의해 상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리셋 소자는 상기 구동용 TFT와 발광 소자를 포함하는 동일 화소 구성내에 형성된 TFT에 있어서의 소스와 드레인 사이에서구성되고, 그 소스와 드레인 사이에 있어서의 온 동작에 의해 상기 콘덴서에 유지된 게이트 전압을 소정의 전위로 리셋시키는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 구동용 TFT와 발광 소자와의 직렬 회로내에 개재되고, 상기 리셋 기간에 있어서 오프 동작되는 스위칭 수단에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 콘덴서의 게이트 전압 유지 단자와, 상기 구동용 TFT의 게이트 사이에 개재되고, 상기 리셋 기간에 있어서 오프 동작되는 스위칭 수단에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 발광 소자의 양단부에 병렬 접속되고, 상기 리셋 기간에 있어서 온 동작되는 스위칭 수단에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 리셋 기간에 있어서, 발광 소자의 양극측에 인가하는 구동 전압을 저하시키는 전압 전환 수단에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 리셋 기간에 있어서, 발광 소자의 음극측에 인가하는 구동 전압을 상승시키는 전압 전환 수단에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 리셋 기간에 있어서, 발광 소자의 양극측에 인가되는 구동 전압을, 그 양극측으로부터 분리하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 전류 억제 수단은 상기 리셋 기간에 있어서, 발광 소자의 음극측에 인가되는 구동 전압을, 그 음극측으로부터 분리하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  15. 제2항에 있어서, 적어도 상기 구동용 TFT와, 임계 전압 생성 소자를 형성하는 TFT가 동일 채널의 TFT로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는 유기 화합물을 발광층에 이용한 유기 EL 소자에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브형 발광 표시 장치.
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