KR20040035842A - 발광 소자용 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 패널은, 매트릭스 내에 배열된 다수의 발광 셀을 포함한다. 적어도 하나의 구동 회로가 발광 셀과 결합된다. 각각의 셀은 1 발광 소자를 포함한다. 전류 미러 회로가 구동 회로 내에서 이용된다. 전류 미러 회로는 기준 전류원을 구동하는 제 1 트랜지스터 및 발광 소자를 구동하는 제 2 트랜지스터를 갖는다. 펄스 신호는 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터 중 하나를 교대로 선택한다. 펄스 신호에 의한 이러한 스위칭 동작은, 각각의 발광 셀에서 두 트랜지스터 사이의 불규칙성을 감소시킨다. 결과적으로, 구동 회로(들)은 디스플레이 패널의 발광 셀들 간의 휘도 변동을 억제할 수 있다.

Description

발광 소자용 구동 회로 {DRIVE CIRCUIT FOR LIGHT EMITTING ELEMENTS}
기술 분야
본 발명은 디스플레이 패널 상에 매트릭스로 배열된 발광 소자의 온/오프 상태를 제어하는 구동 회로에 관한 것이다.
배경 기술
개인용 컴퓨터 및 데이터 터미널은, 이미지 및 데이터와 같은 다양한 타입의 정보를 디스플레이하는 다수의 발광 소자 (또는 디스플레이 셀) 를 포함하는 디스플레이 패널을 갖는다. 보통, 발광 소자는 매트릭스로 배열된다. 발광 소자로는 유기 전계 발광 소자 (이하 "유기 EL 소자" 라 함) 가 종종 이용된다. 일반적으로, 발광 소자는 TFT (박막 트랜지스터) 회로에 의해서 구동된다. TFT 회로는 디스플레이 패널 상에 발광 소자와 함께 형성될 수 있다.
일반적인 실리콘 반도체 웨이퍼에 배치된, 인접하는 트랜지스터 쌍은 실질적으로 동일한 특성을 갖는다. 그러나, 유기 EL 소자에 대한 가장 일반적인 구동 회로 중의 하나인 저온 폴리실리콘 TFT 구동 회로는, 구동 회로 상에 형성된 트랜지스터는 전기적 특성에 있어서 큰 불규칙성을 갖는 경향이 있다는 단점을 갖는다. 따라서, TFT 회로에서, 심지어는 인접하는 트랜지스터도 상호 인덕턴스 (소위 Vg-Id 특성) 에 있어서는 매우 상이할 수 있다. 따라서, TFT 구동 회로가 디스플레이 패널의 유기 EL 소자에 이용될 때, 각각의 유기 EL 소자에 대한 구동 전류가동일하지 않게 된다. 이는 디스플레이된 이미지의 품질을 열화시킨다.
유기 EL 소자 구동 전류의 불규칙성을 제거하기 위해, 각각 2001 년 5 월 29 일 및 2001 년 3 월 30 일에 간행된 일본 특허 출원 공개 번호 제 2001-147659 호 및 제 2001-85988 호는 전류 미러 회로의 이용을 개시한다. 특히, 유기 EL 소자용 구동 전류를 기준 전류로 대체하기 위해 전류 미러 회로가 이용된다. 이 회로도는 다음 도면의 도 1 에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1 에서, 참조 부호 Qa 및 Qb 는 TFT 회로 상의 트랜지스터 쌍을 나타낸다. 각 트랜지스터의 드레인 터미널은 전원에 커플링되어 있다. 트랜지스터 (Qa) 의 소스 터미널은 기준 전류원 (Iref) 에 연결되어 있으며, 트랜지스터 (Qb) 의 소스 터미널은 유기 EL 소자에 연결되어 있다. 유기 EL 소자는 부하이다. 트랜지스터 (Qa) 의 게이트 터미널은 트랜지스터 (Qb) 의 게이트 터미널에 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터 Qa 의 게이트 터미널은 소스 터미널에도 연결되어 있다. 이러한 방식으로, 트랜지스터 (Qa 및 Qb) 는 전류 미러 회로를 형성한다. 도 1 에서 사각 점선은, 디스플레이 패널에서의 단일 셀 (또는 단일 픽셀) 을 나타낸다. 즉, 도 1 은 단일 셀에 대한 구동 회로 구조를 도시한다.
도 1 의 구동 회로는 다음과 같이 동작한다. 트랜지스터 (Qa 및 Qb) 의 드레인 전류가 부호 Ida 및 Idb 로 표시될 때, 전류 미러 회로에서의 미러 이미지 전류 효과 때문에, 다음 등식이 성립한다.
Ida ≒ Idb
각 트랜지스터의 드레인 전류는 실질적으로 소스 전류와 동일하다. 트랜지스터 (Qa) 에 대한 소스 전류는 기준 전류 (Iref) 이며, 트랜지스터 (Qb) 에 대한 소스 전류는 유기 EL 소자의 구동 전류 (Iel) 이다. 따라서, 다음 등식이 성립한다.
Ida ≒ Iref
Idb ≒ Iel
전술한 등식으로부터, 다음 등식이 유도된다.
Iref ≒ Iel
따라서, 단일 셀에서의 유기 EL 소자의 구동 전류 (Iel) 은, 구동 회로에 위치한 트랜지스터 (Qa 및 Qb) 의 특성에 영향받지 않지만, 기준 전류원 (Iref) 에 의해서만 결정된다.
도 1 에 도시된 구동 회로에서, 유기 EL 소자 구동 전류 (Iel) 은, 디스플레이 패널의 각각의 셀에서, 소정의 기준 전류 (Iref) 와 같아진다. 그 결과, 어느 정도까지는 셀들 간의 방출 휘도 (emission brightness) 에 있어서의 불규칙성을 억제할 수 있다.
그러나, 저온 폴리실리콘 TFT 회로가 이용되는 경우, 인접 트랜지스터의 특성에서 큰 불규칙성이 나타나서, 도 1 에 도시된 전류 미러 회로의 두개의 트랜지스터 (Qa 및 Qb) 는 동일한 전기적 특성을 갖지 않는다. 따라서, 전류 미러 회로에서 제 1 전류 (제 1 트랜지스터 (Qa) 에 흐르는 전류) 에 대한 제 2 전류 (제 2 트랜지스터 (Qb) 에 흐르는 전류) 의 비율을 표시하는 미러 비율 Mr 은 1 이 되지 않는다. 이상적으로, 미러 비율 Mr (= 제 2 전류 / 제 1 전류) 은 1 이어야한다.
따라서, 제 1 전류, 즉 기준 전류 (Iref), 가 전류 미러 회로에서 안정적이라 해도, 제 2 전류, 즉 유기 EL 소자 구동 전류 (Iel), 은
Iel = Iref × Mr ≒ Iref
가 된다.
그 결과, 디스플레이 패널의 셀들 간에 유기 EL 소자 구동 전류가 동일하지 않게 된다. 따라서, 셀은 광을 균일한 휘도로 방출하지 않으며, 디스플레이 스크린에 바람직하지 않은 패턴이 나타난다. 그러한 패턴을 갖는 디스플레이 스크린은 종종 "샌드-스프레딩 스크린 (sand-spreading screen)" 이라 한다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 디스플레이 패널의 발광 셀들 간의 휘도 변동 (fluctuation) 을 감소시킬 수 있는 발광 소자용 구동 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 포함하는 전류 미러 회로; 소정의 전류 값을 갖는 전류를 제공하는 기준 전류원; 제 1 트랜지스터를 발광 소자와 기준 전류원 중 하나에 교대로 연결하며, 제 2 트랜지스터를 발광 소자와 기준 전류원 중 다른 하나에 교대로 연결하는 스위칭 소자; 제 2 트랜지스터가 기준 전류원에 연결되어 있을 때, 스위칭 소자를 발광 소자에 대한 제 1 트랜지스터에 연결하도록 제어하며, 제 2 트랜지스터가 발광 소자에 연결되어 있을 때, 제 1 트랜지스터를 기준 전류원에 연결하도록 제어하는 스위치오버 제어기를 포함하는, 소정의 값을 갖는 전류로 발광 소자를 구동하는 구동 회로가 제공된다.
디스플레이 패널은 매트릭스 내에 배열된 다수의 발광 소자 및 셀을 포함한다. 하나의 구동 회로는 하나의 발광 셀과 결합된다. 각각의 발광 셀에 대해서 구동 회로가 균일한 구동 전류를 제공할 수 있기 때문에, 픽셀 (셀) 들 간의 휘도 변동을 감소시켜, 스크린 상에 디스플레이된 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 전류 미러 회로를 이용하는 유기 EL 소자용 구동 회로의 회로도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유기 EL 소자용 구동 회로를 도시하는 회로도이다.
도 3 은 미러 비율 변화와 미러 비율 편차 사이의 관계를 설명한다.
도 4 는 도 2 와 유사하지만 TFT 구조를 갖는 구동 회로를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기 EL 소자용 구동 회로를 도시한다.
도 6 은 도 5 와 유사하지만 TFT 구조를 갖는 구동 회로를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유기 EL 소자용 구동 회로를 도시한다.
도 8 은 도 7 과 유사하지만 TFT 구조를 갖는 구동 회로를 도시한다.
발명의 상세한 설명
도 2 내지 8 을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
먼저, 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자용 구동 회로의 제 1 실시형태가 도시되어 있다.
먼저, 제 1 실시형태의 회로 구성을 설명한다. 도 2 에서, 각각의 소자 (Q1(10) 및 Q2(20)) 는 TFT 트랜지스터 소자로 기능한다. TFT 트랜지스터 소자는 바이폴라 트랜지스터 또는 FET (전계 효과 트랜지스터) 일 수 있다. 이하 설명에서는, 트랜지스터로 기능할 수 있는 임의의 소자를 "트랜지스터" 라 한다.
트랜지스터 (Q1(10) 및 Q2(20)) 은 각각 전원에 커플링된다. 트랜지스터 (Q1(10) 및 Q2(20)) 는 서로 연결되며, 각각 스위칭 소자 (SW1 및 SW2) 를 통하여 소스 터미널로 연결된다. 따라서, 트랜지스터 (Q1(10) 및 Q2(20)) 는 전류 미러 회로를 형성하며, 제 1 트랜지스터 (Q1(10)) 에서의 드레인 전류와 실질적으로 같은 전류가 제 2 트랜지스터 (Q2(20)) 에서 드레인 전류로서 항상 흐르게 된다.
스위칭 소자 (SW1(30)) 및 스위칭 소자 (SW2(40)) 은 TFT 스위칭 소자이다. 트랜지스터 (Q1; 또는 Q2) 과 같이, 각각의 스위칭 소자 (SW1; 또는 SW2) 는 바이폴라 트래지스터 또는 FET 일 수 있다. 스위칭 소자 (SW1(30) 및 SW2(40)) 는, 전원 (도시되지 않음) 로부터 공급되는 스위칭 신호의 레벨에 따라 동시에 스위칭하는 교번 스위칭 소자로 기능한다. 각각의 스위칭 소자는 하나의 공통 터미널 ("터미널 c" 라 함) 및 2 개의 독립 터미널 "a" 및 "b" 를 포함한다. 터미널 c 는 스위칭 신호 레벨에 따라 터미널 a/b 에 교대로 연결된다. 이 실시형태에서, 스위칭 신호 레벨이 하이 (high) 일 때 터미널 c 는 터미널 a 에 커플링되며,스위칭 신호 레벨이 로우 (low) 일 때 터미널 c 는 터미널 b 에 커플링된다.
스위칭 소자 (SW1(30)) 의 터미널 c 는 트랜지스터 (Q1(10)) 의 소스 터미널에 연결된다. 스위칭 소자 (SW2(40)) 의 터미널 c 는 트랜지스터 (Q2(20)) 의 소스 터미널에 연결된다. 스위칭 소자 (SW1(30)) 의 터미널 a 및 스위칭 소자 (SW2(40)) 의 터미널 b 는 기준 전류원 (50), 트랜지스터 (Q1(10)) 의 게이트 터미널 및 트랜지스터 (Q2(20)) 의 게이트 터미널에 연결된다. 스위칭 소자 (SW1(30)) 의 터미널 b 및 스위칭 소자 (SW2(40)) 의 터미널 a 는 유기 EL 소자에 연결된다.
터미널 a (기준 전류원) 와 터미널 b (유기 EL 소자) 사이의 스위칭 소자 (SW1) 의 스위칭 동작은, 바람직하게 고속으로 일어난다. 또한, 터미널 a (유기 EL 소자) 와 터미널 b (기준 전류원) 사이의 스위칭 소자 (SW2) 의 스위칭 동작도 고속으로 일어난다. 스위칭 소자 (SW1) 의 스위칭 동작은, 스위칭 소자 (SW2) 의 스위칭 동작과 동기되어 일어난다.
기준 전류원 (50) 은 TFT 트랜지스터 소자를 포함하며, 기준 전류원에 인가되는 전압값에 무관하게 정전류 (Iref) 를 공급하는 정전류 회로이다.
유기 EL 소자 (60) 는 유기 전계 발광 재료를 이용하는 발광 소자이며, 소정의 구동 전류 (Iel) 이 흐를 때 광을 방출한다.
이하, 도 2 에 도시된 회로의 동작을 설명한다.
디스플레이 패널은 다수의 셀을 포함하며, 각각의 셀은 발광 소자 (유기 EL 소자) 를 포함하며, 적어도 하나의 발광 소자가 발광을 위해 선택된다는 사실에 유의해야 한다. 디스플레이 패널에 공급되는 선택 신호는 발광 소자(들)을 선택한다.
이 실시형태에서, 스위칭 소자 (SW1(30) 및 SW2(40)) 에 대한 스위칭 신호는 교대로 하이 및 로우 레벨을 갖는 펄스 신호이다. 예를 들어, 펄스 신호의 하이 레벨은 디스플레이 스크린의 각각의 프레임 또는 각각의 서브-프레임에 대해 로우 레벨로 교대된다.
펄스 신호의 하이 레벨이 스위칭 소자 (SW1(30) 및 SW2(40)) 에 먼저 인가된다고 가정한다. 전술한 대로, 스위칭 신호가 하이 레벨에 있을 때, 스위칭 소자 (SW1(30)) 의 터미널 c 는 터미널 a 에 연결된다. 동시에, 스위칭 소자 (SW2(40)) 의 터미널 c 가 터미널 a 에 연결된다. 따라서, 트랜지스터 (Q1(10)) 의 소스 터미널은 기준 전류원 (50) 에 커플링되며, 트랜지스터 (Q2(20)) 의 소스 터미널은 유기 EL 소자 (60) 에 커플링된다.
그 결과, 트랜지스터 (Q1(10)) 에서의 드레인 전류가 기준 전류 값 (50) 의 전류 (Iref) 가 되도록, 트랜지스터 (Q1(10)) 에서 게이트-소스 전압이 나타난다. 트랜지스터 (Q1) 의 게이트 터미널이 트랜지스터 (Q2) 의 게이트 터미널과 연결되어 있기 때문에, 게이트-소스 전압은 또한 트랜지스터 (Q2) 에도 인가된다. 따라서, 게이트-소스 전압에 대응하는 드레인 전류가 트랜지스터 (Q2) 내에 흐르게 된다. 이 순간의 트랜지스터 (Q1 및 Q2) 의 드레인 전류는 Id1 및 Id2 로 표현된다. 트랜지스터 (Q1 및 Q2) 를 포함하는 전류 미러 회로의 미러 비율의 편차는 x 로 표현된다 (0 ≤│x│≤1). 그러면, 다음 등식이 성립한다.
[수식 1]
Id1 : Id2 = 1 : ( 1 + x )
따라서, 미러 비율 편차 x 의 절대값이 감소함에 따라, 드레인 전류 (Id1 및 Id2) 는 감소한다. 만약 전류 미러 회로 내의 두 트랜지스터 (Q1 및 Q2) 의 특성이 동일하다면, 미러 비율 편차 x 는 0, 즉 Id1 = Id2 이다.
전술한 대로, 드레인 전류는, 전류 미러 회로의 각각의 제 1 및 제 2 트랜지스터에서 소스 전류와 실질적으로 같다. 따라서, 트랜지스터 드레인 전류 (d1 및 Id2 각각) 를 소스 전류 (Iref 및 Iel) 로 대체하면, 수식 1 은 다음과 같이 표현된다.
[수식 2]
Iel = Iref × (1 + x)
다음으로, 스위칭 소자 (SW1 및 SW2) 에 인가되는 펄스 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화한다고 가정한다.
이 경우, 스위칭 소자 (SW1) 의 터미널 c 는 터미널 a 에서 터미널 b 로 스위치 오버되며, 스위칭 소자 (SW2) 의 터미널 c 는 터미널 a 에서 터미널 b 로 스위치 오버된다. 특히, 트랜지스터 (Q1(10)) 의 소스 터미널이 유기 EL 소자 (60) 에 연결되며, 트랜지스터 (Q2(20)) 의 소스 터미널이 기준 전류원 (50) 에 연결된다. 그러면, 트랜지스터 (Q2) 에서 게이트-소스 전압이 나타나며, 드레인 전류는 Iref 가 된다. 또한, 이 게이트-소스 전압은 트랜지스터 (Q1) 에 인가되며, 대응하는 드레인 전류가 트랜지스터 (Q1) 에서 생성된다.
그 결과, 유기 EL 소자 (60) 내의 구동 전류 (Iel) 과 기준 전류원 (50) 의 기준 전류 (Iref) 사이에 다음의 등식이 성립한다.
[수식 3]
Iel = Iref / (1 + x)
이 등식은 수식 1 및 수식 2 가 얻어지는 것과 유사한 방식으로 얻어진다.
전술한 대로, 스위칭 소자 (SW1 및 SW2) 에 인가되는 스위칭 신호는, 디스플레이 스크린의 각각의 프레임 또는 각각의 서브-프레임에 대해 교대하는 하이 또는 로우 레벨을 갖는 펄스 신호이다. 만약 펄스 파형의 듀티 팩터 (duty factor) 가 1/2 이라면, 하이 레벨은 로우 레벨과 같은 피리어드 (시간 길이) 를 갖는다.
이 실시형태에서, 단위 시간당 유기 EL 소자 구동 전류 (Iel) 의 평균값은 Iel(AV) 로 표현된다. 그 후, Iel(AV) 은 수식 2 및 3 의 합의 평균으로 주어지며, 다음 수식 4 가 성립한다.
[수식 4]
Iel(AV) = Iref ×{(1 + x) + 1 / (1 + x)} / 2
= Iref × {1 + x2/2 × (1 + x)}
수식 2 및 4 의 미러 비율 편차 x 는 다음의 방식으로, 미러 비율 Mr (또는 Mr(AV)) 로 표현될 수 있다. 즉, 후술하는 바대로 , 미러 Mr (또는 Mr(AV)) 은 미러 비율 편차 x 로 표현될 수 있다.
전술한 바대로, 미러 비율 Mr (또는 Mr(AV)) 은, 제 1 전류 (Iref) 에 대한전류 미러 회로의 제 2 전류 (Iel; 또는 그 평균 Iel(AV)) 의 비율이다. 미러 비율 편차 x 는 이론적인 값 (1) 로부터 실제 미러 비율의 편차를 나타낸다.
따라서, 수식 2 의 미러 비율 Mr 은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Iel = Iref × Mr
∴ Mr = 1 + x
이 수식의 미러 비율 Mr 은, 도 1 에 도시된 구동 회로의 전류 미러 회로의 미러 비율이다.
반면에, 본 발명의 실시형태를 표시하는 수식 4 의 미러 비율 Mr(AV) 은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Iel(AV) = Iref × Mr(AV)
∴ Mr(AV) = 1 + x2/2 × (1 + x)
도 3 은, 전술한 수식에 의해 계산된, 미러 비율 편차 x 에 대한 미러 비율 Mr 및 Mr(AV) 를 설명한다. 도 3 의 특성 곡선으로부터, 미러 비율 Mr(AV) 가 미러 비율 Mr 보다 훨씬 덜 변동한다는 것은 명확하다.
따라서, 만약 저온 폴리실리콘 TFT 를 이용하는 전류 미러 회로 내의 인접하는 두 트랜지스터 (트랜지스터 쌍) 가 상이한 특성을 가지며 큰 미러 비율 편차 x 를 갖더라도, 도 2 에 도시된 회로를 채택함으로써, 미러 비율 편차에 의해 생긴 미러 비율 변동을 아주 작은 범위 내로 억제하는 것이 가능하다. 즉, 만약 두 트랜지스터가 상이한 특성을 갖더라도, 유기 EL 소자의 구동 전류 (Iel) 은 기준전류원의 전류값 (Iel) 에 매우 근접하다. 따라서, 디스플레이 패널 상의 매트릭스 내에 배열된 유기 EL 소자의 휘도는 균일해지며, 디스플레이 스크린 상에 "샌드-스프레딩" 패턴이 나타나지 않는다.
도 4 를 참조하여, 도 2 의 회로에 기초하여 디자인된 TFT 회로의 예가 도시된다. 도 4 의 트랜지스터 (Q31 및 Q32) 그리고 인버팅 회로 (INV) 는, 도 2 의 스위칭 소자 (SW1) 에 대응한다. 도 4 의 트랜지스터 (Q41 및 Q42) 그리고 인버팅 회로 (INV) 는, 도 2 의 스위칭 소자 (SW2) 에 대응한다. 따라서, 스위칭 신호 레벨이 하이일 때, 트랜지스터 Q31 및 Q41 은 턴온되며 트랜지스터 Q32 및 Q42 는 턴오프된다. 반면에, 스위칭 신호 레벨이 로우일 때, 트랜지스터 Q32 및 Q42 는 턴온되며 트랜지스터 Q31 및 Q41 은 턴오프된다.
도 2 에 도시된 것과 유사하기 때문에, 도 4 에서 트랜지스터 Q1 및 Q2 와 같은 다른 회로 소자는 설명하지 않는다.
도 5 를 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다.
도 2 와 5 에 있어서, 유사한 소자를 지시하기 위해 유사한 참조 번호와 부호가 이용되며, 이러한 소자는 자세히 설명하지 않는다.
제 2 실시형태에 따른 유기 EL 소자 구동 회로에 있어서, 트랜지스터 (Q1(10) 및 Q2(20)), 스위칭 소자 (SW1(30) 및 SW2(40)) 그리고 유기 EL 소자 (60) 가 제 1 실시형태에 있어서와 유사한 방식으로 연결된다.
제 1 실시형태와 제 2 실시형태 사이의 한 가지 차이점은, 기준 전류원 (50) 대신에 저항 소자 (R1(70)) 가 이용된다는 것이다. 이는, 상대적으로 작은 전류가 전자 회로 내에 흐를 때, 정전류 전원이 종종 단순 저항으로 대체되기 때문이다. 그러한 전자 회로의 통상적인 예가 차동 증폭기 회로이다. 다른 이유는, 디스플레이 패널은 다수의 셀을 포함하고 각각의 셀은 기준 전류원 (50) 을 필요로 하기 때문에, 기준 전류원 (50) 을 저항으로 대체하는 것이 매우 실용적이기 때문이다.
도 5 에서, 스위칭 소자 (SW3(72)) 가 명시적으로 도시되어 있음에 유의해야 한다. 스위칭 소자 (SW3) 는, 디스플레이 패널 내의 유기 EL 소자를 턴온 및 턴오프한다. 스위칭 소자 (SW3) 는, 도 2 의 회로 내에 포함되지만 도시되지 않았다.
스위칭 소자 (SW3) 는, 디스플레이 제어 회로 (도시되지 않음) 로부터의 온/오프 신호 (제어 신호) 에 의해 제어된다. 디스플레이 제어 회로는 디스플레이 패널에 연결된다. 스위칭 소자 (SW2) 의 일단은 전원에 연결되어 있으며, 타단은 트랜지스터 (Q1(10) 및 Q2(20)) 의 게이트 터미널에 연결되어 있다. 트랜지스터 (Q1) 의 게이트 터미널은 트랜지스터 (Q2(20)) 의 게이트 터미널에 연결되어 있다.
이 실시형태에서는, 고속에서의 스위칭 소자에 의해서 전류 미러 회로의 제 1 및 제 2 트랜지스터가 스위치 오버되므로, 도 2 의 제 1 실시형태와 유사한 방식으로 미러 비율 편차의 영향이 감소된다. 따라서, 이러한 관점에서 제 2 실시형태의 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6 은 도 5 의 회로와 실질적으로 등가적인 TFT 회로의 예를 도시한다.도 6 의 트랜지스터 (Q31 및 Q32) 그리고 인버팅 회로 (INV) 는 도 5 의 스위칭 소자 (SW1) 에 대응한다. 도 6 의 트랜지스터 (Q41 및 Q42) 그리고 인버팅 회로 (INV) 는 도 5 의 스위칭 소자 (SW2) 에 대응한다. 따라서, 스위칭 신호 레벨이 하이일 때, 트랜지스터 (Q31 및 Q41) 은 턴온되며 트랜지스터 (Q32 및 Q42) 는 턴오프된다. 반면에, 스위칭 신호 레벨이 로우이면, 트랜지스터 (Q32 및 Q42) 는 턴온되며 트랜지스터 (Q31 및 Q41) 은 턴오프된다.
도 6 의 트랜지스터 (Q3) 는, 도 5 의 스위칭 소자 (SW3(72)) 에 대응한다.
도 7 을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다.
도 2 와 7 에 있어서, 유사한 소자를 지시하기 위해 유사한 참조 번호와 부호가 이용되며, 이러한 소자는 자세히 설명하지 않는다.
제 3 실시형태에 따른 유기 EL 소자 구동 회로에서는, 디스플레이 패널의 복수의 셀이 기준 전류원 (50) 을 공유하도록, 기준 전류원 (50) 이 셀 외부에 제공된다. 기준 전류원 (50) 은 매우 정확해야 하며 복잡한 회로 구조를 요한다. 복수의 셀에 대해 하나의 전류원 (50) 을 공유시킴으로써, 디스플레이 패널의 전류원의 총 수를 감소시킬 수 있다. 기준 전류원 (50) 을 제어함으로써, 발광/멸광을 위한 각각의 셀의 온/오프 제어가 행해진다. 따라서, 도 5 의 스위칭 소자 (SW3(72)) 가 불필요하게 된다.
그러나, 기준 전류원 (50) 을 복수의 셀이 공유하기 때문에, 이미지 디스플레이 제어 유닛 (도시되지 않음) 으로부터의 라인 선택 신호가 라인 어드레싱에 의해 타겟 셀을 특정할 때에만, 기준 전류 (Iref) 가 기준 전류원 (50) 으로부터 타겟 셀로 공급된다는 사실에 유의해야 한다. 따라서, 타겟 셀이 선택되고 기준 전류 (Iref) 가 타겟 셀에 공급될 때, 기준 전류에 의해 운반되는 전하를 홀딩하는 전압 홀딩 소자가 제공되어야 한다. 또한, 이 전압 홀딩 소자는 기준 전류의 전하로부터 유도된 전압을 홀딩하여, 그 전압을 전류 미러 회로의 트랜지스터의 게이트 전압으로서 이용한다. 또한, 라인 어드레싱에 의해 타겟 셀이 특정될 때 전압 홀딩 소자를 기준 전류원 (50) 에 연결하기 위해, 그리고 라인 어드레싱에 의해 다른 셀이 특정되었을 때 전압 홀딩 소자를 기준 전류원 (50) 으로부터 연결을 끊기 위해, 스위치오버 소자가 제공되어야 한다.
이 실시형태에서, 커패시터 (C1(80)) 은 전압 홀딩 소자로 이용되며, 스위칭 소자 (SW4(82) 및 SW5(84)) 는 스위치오버 소자로 이용된다.
특히, 라인 선택 신호에 의해 스위칭 소자 (SW4 및 SW5) 의 온/오프 제어가 행해지도록, 라인 선택 신호가, 외부 이미지 디스플레이 제어 유닛 (도시되지 않음) 으로부터 스위칭 소자 (SW4 및 SW5) 의 제어 터미널에 인가된다. 스위칭 소자 (SW5(84)) 의 일단은 기준 전류원 (50) 과 커플링되며, 스위칭 소자 (SW5) 의 타단은 스위칭 소자 (SW1(30)) 의 터미널 a, 스위칭 소자 (SW2(40)) 의 터미널 b 및 스위칭 소자 (SW4(82)) 의 일단과 커플링되어 있다. 스위칭 소자 (SW4(82)) 의 타단은 커패시터 (C1(80)) 의 일단, 트랜지스터 (Q1(10)) 의 게이트 터미널 및 트랜지스터 (Q2(20)) 의 게이트 터미널과 커플링되어 있다. 커패시터 (C1(80)) 의 타단은 전원과 커플링되어 있다.
이 실시형태의 구동 회로에서의 다른 소자 및 구조는, 제 1 및 제 2 실시형태와 유사하다. 또한, 이러한 소자의 동작 원리도 제 1 및 제 2 실시형태와 동일하다. 따라서, 이의 설명은 생략한다.
도 8 은, 도 7 의 회로에 기초하여 설정된 TFT 회로를 도시한다. 도 8 의 트랜지스터 (Q31 및 Q32) 그리고 인버팅 회로 (INV) 는 도 7 의 스위칭 소자 (SW1) 에 대응한다. 도 8 의 트랜지스터 (Q41 및 Q42) 그리고 인버팅 회로 (INV) 는 도 7 의 스위칭 소자 (SW2) 에 대응한다. 따라서, 스위칭 신호 레벨이 하이일 때, 트랜지스터 (Q31 및 Q41) 은 턴온되며 트랜지스터 (Q32 및 Q42) 는 턴오프된다. 반면에, 스위칭 신호 레벨이 로우이면, 트랜지스터 (Q32 및 Q42) 는 턴온되며 트랜지스터 (Q31 및 Q41) 는 턴오프된다. 도 8 의 트랜지스터 (Q4 및 Q5) 는 도 7 의 스위칭 소자 (SW4 및 SW5) 에 대응한다.
유기 EL 소자는, 선행하는 실시형태의 구동 회로에 의해 구동되는 발광 소자로서 이용된다. 그러나, 발광 소자가 유기 EL 소자에 제한되지 않는다. 예를 들어, 무기 EL 발광 소자 및 발광 다이오드가 이용될 수 있다. 또한, 액정 디스플레이도 채택가능하다.
이 출원은, 일본 특허 출원 제 2001-286064 호에 기초한 것이며, 그 전체 개시 내용을 참조한다.

Claims (20)

  1. 소정의 값을 갖는 전류로 발광 소자를 구동하는 구동 회로에 있어서,
    제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 포함하는 전류 미러 회로;
    상기 소정의 값을 갖는 전류를 제공하는 기준 전류원;
    상기 제 1 트랜지스터를 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 중 하나에 교대로 연결하고, 상기 제 2 트랜지스터를 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 중 다른 하나에 교대로 연결하는 스위칭 소자; 및
    상기 제 2 트랜지스터가 상기 기준 전류원에 연결되어 있을 때 상기 제 1 트랜지스터를 상기 발광 소자에 연결하고, 상기 제 2 트랜지스터가 상기 발광 소자에 연결되어 있을 때 상기 제 1 트랜지스터를 상기 기준 전류원에 연결하도록 상기 스위칭 소자를 제어하는 스위치오버 제어기를 포함하는 구동 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자의 온/오프 제어를 제공하는 제어 신호에 기초하여 상기 전류 미러 회로를 온/오프 제어하는 제 2 스위칭 소자를 더 포함하는 구동 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전류원은 저항인 구동 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    소정의 외부 신호에 응답하여 상기 스위치오버 제어기가 스위칭 소자를 제어하는 구동 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정의 외부 신호는 상기 구동 회로에 공급되는 음성영상 신호에 포함된 동기 신호인 구동 회로.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정의 외부 신호는 서브-프레임과 동기된 신호이며,
    상기 서브-프레임은 음성영상 신호를 복수의 서브-프레임으로 분할함으로써 얻어지는 구동 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 유기 전계 발광 소자, 무기 전계 발광 소자, 발광 다이오드, 및 액정 디스플레이 소자 중의 하나인 구동 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터 및 FET 중의 하나인, 구동 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치오버 제어기는 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 간에 고속 교번 스위칭을 허용하는 구동 회로.
  10. 소정의 값을 갖는 전류로 복수의 발광 소자를 구동하는 장치에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자에 의해 공유되며, 상기 소정의 값을 갖는 전류를 제공하는 기준 전류원; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각에 결합되는 복수의 구동 회로를 포함하되,
    각각의 구동 회로는,
    제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 갖는 전류 미러 회로;
    상기 전류 미러 회로의 상기 제 1 트랜지스터를 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 중 하나에 교대로 연결하며, 상기 제 2 트랜지스터를 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 중 하나에 교대로 연결하는 제 1 스위칭 소자;
    상기 제 2 트랜지스터가 상기 기준 전류원에 연결되어 있을 때 상기 전류 미러 회로의 상기 제 1 트랜지스터를 상기 발광 소자에 연결하고, 상기 제 2 트랜지스터가 상기 발광 소자에 연결되어 있을 때 상기 제 1 트랜지스터를 상기 기준 전류원에 연결하도록, 상기 제 1 스위칭 소자를 제어하는 스위치오버 제어기;
    상기 기준 전류원으로부터 공급된 전하를 홀딩하고, 상기 전류 미러 회로의 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터 각각의 게이트에 상기 전하에 대응하는 전압을 공급하는 전하 홀딩 소자; 및
    상기 구동 회로를 선택하는 신호에 기초하여 상기 전하 홀딩 소자를 상기 기준 전류원에 연결 및 연결해제하는 제 2 스위칭 소자를 포함하는 구동 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    각각의 스위치오버 제어기는 소정의 외부 신호에 응답하여 상기 제 1 스위칭 소자를 제어하는 구동 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소정의 외부 신호는 상기 구동 회로에 공급되는 음성영상 신호에 포함된 동기 신호인 구동 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 소정의 외부 신호는 서브-프레임과 동기된 신호이며,
    상기 서브-프레임은 음성영상 신호를 복수의 서브-프레임으로 분할함으로써 얻어지는 구동 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 유기 전계 발광 소자, 무기 전계 발광 소자, 발광 다이오드, 및 액정 디스플레이 소자 중의 하나인 구동 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 기준 전류원은 저항인 구동 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터 및 FET 중의 하나인 구동 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 스위치오버 제어기는 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 간에 고속 교번 스위칭을 제공하는 구동 장치.
  18. 디스플레이 패널용 디스플레이 셀에 있어서,
    제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 포함하는 전류 미러 회로;
    소정의 전류에 응답하여 광을 방출하는 발광 소자;
    상기 제 1 트랜지스터를 상기 발광 소자와 기준 전류원 중 하나에 교대로 연결하고, 상기 제 2 트랜지스터를 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 중 하나에 교대로 연결하는 스위칭 소자; 및
    상기 제 2 트랜지스터가 상기 기준 전류원에 연결되어 있을 때 상기 제 1 트랜지스터를 상기 발광 소자에 연결하고, 상기 제 2 트랜지스터가 상기 발광 소자에연결되어 있을 때 상기 제 1 트랜지스터를 상기 기준 전류원에 연결하도록, 스위칭 소자를 제어하는 스위치오버 제어기를 포함하는 디스플레이 셀.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 소정의 전류를 제공하는 기준 전류원을 더 포함하는 디스플레이 셀.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 스위치오버 제어기는 상기 발광 소자와 상기 기준 전류원 간에 고속 교번 스위칭을 제공하는 디스플레이 셀.
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