KR20050059011A - 전기광학장치, 전기광학장치의 구동 방법 및 전자기기 - Google Patents

전기광학장치, 전기광학장치의 구동 방법 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축한다.
표시 매트릭스부(200)는 매트릭스 형상으로 배열된 화소회로(210)와, 행방향으로 연장되는 복수의 게이트선(Y1, Y2, …)과, 열방향으로 연장되는 복수의 데이터선(X1, X2, …)을 갖고 있다. 주사선은 게이트 드라이버(300)에 접속되어 있고, 데이터선은 데이터선 드라이버(400)에 접속되어 있다. 각 데이터선에는, 데이터선의 충전 또는 방전을 가속하는 수단으로서 프리차지 회로(600) 또는 부가 전류회로가 설치되어 있다. 각 데이터선에 대해서는, 화소회로(210)에서의 발광 계조 설정이 완료되기 전에, 프리차지 또는 부가 전류에 의해 충전 또는 방전의 가속이 실행된다.

Description

전기광학장치, 전기광학장치의 구동 방법 및 전자기기{ELECTRO OPTICAL DEVICE, METHOD OF DRIVING ELECTRO OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은 표시장치의 화소회로 등의 단위회로 제어에 사용되는 데이터선의 구동 기술에 관한 것이다.
최근, 유기 EL 소자(Organic Electro Luminescent element)를 사용한 전기광학장치가 개발되고 있다. 유기 EL 소자는 자발 광소자로서, 백라이트가 불필요하기 때문에, 저소비전력, 고시야각, 고콘트라스트비의 표시장치를 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 명세서에서의 「전기광학장치」는 전기 신호를 광으로 변환하는 장치를 의미한다. 전기광학장치의 가장 보통의 형태는 화상을 표시하는 전기 신호를 화상을 표시하는 광으로 변환하는 장치이며, 특히 표시장치로서 매우 적합하다.
도 1은 유기 EL 소자를 사용한 표시장치의 일반적인 구성을 나타내는 블록도이다. 이 표시장치는 표시 매트릭스부(120)와, 게이트 드라이버(130)와, 데이터선 드라이버(140)를 갖고 있다. 표시 매트릭스부(120)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소회로(110)를 갖고 있으며, 각 화소회로(110)에는 유기 EL 소자(114)가 각각 설치되어 있다. 화소회로(110)의 매트릭스에는, 그 열방향을 따라 연장되는 복수의 데이터선(X1, X2, …)과 행방향을 따라 연장되는 복수의 게이트선(Y1, Y2, …)이 각각 접속되어 있다.
도 1과 같은 구성으로 대형 표시 패널을 구성할 경우에는, 각 데이터선의 정전 용량(Cd)이 상당히 커진다. 데이터선의 정전 용량(Cd)이 커지면 데이터선의 구동에 많은 시간을 필요로 한다. 따라서, 종래는 유기 EL 소자를 사용하여 대형 표시 패널을 구성하는데 충분히 고속의 구동을 행할 수 없다는 문제가 있었다.
또한, 상술한 문제는 유기 EL 소자를 사용한 표시장치에 한정되지 않고, 유기 EL 소자 이외의 전류 구동형 발광 소자를 사용한 표시장치 또는 전기광학장치에 공통되는 문제였다. 또한, 발광 소자에 한정되지 않고, 일반적으로 전류에 의해 구동되는 전류 구동 소자를 사용한 전자장치에 공통되는 문제였다.
본 발명은 상술한 종래의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 제 1 전기광학장치는 액티브 매트릭스 구동법에 의해 구동되는 전기광학장치로서, 발광 소자와 상기 발광 소자의 발광 계조를 조절하기 위한 회로를 각각 포함하는 복수의 단위회로가 매트릭스 형상으로 배열된 단위회로 매트릭스와, 상기 단위회로 매트릭스의 행방향을 따라 배열된 단위회로군에 각각 접속된 복수의 주사선과, 상기 단위회로 매트릭스의 열방향을 따라 배열된 단위회로군에 각각 접속된 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선에 접속되고, 상기 단위회로 매트릭스의 1개의 행을 선택하기 위한 주사선 구동회로와, 상기 발광 소자의 발광 계조에 따른 데이터 신호를 생성하여, 상기 복수의 데이터선 중의 적어도 1개의 데이터선 위에 출력할 수 있는 데이터 신호 생성회로와, 상기 주사선 구동회로에 의해 선택된 행에 존재하는 적어도 1개의 단위회로에 상기 데이터선을 통하여 상기 데이터 신호가 공급될 때에, 상기 데이터선의 충전 또는 방전을 가속할 수 있는 충방전 가속부를 구비한다.
이 전기광학장치에서는, 충방전 가속부가 데이터선의 충전 또는 방전을 가속하기 때문에, 데이터 신호만으로 데이터선의 충전 또는 방전이 실행되는 경우와 비교하여 충전 또는 방전에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축하는 것이 가능하다.
또한, 상기 단위회로에 의한 상기 발광 계조의 조절은, 상기 데이터 신호의 전류값에 따라 실행되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 데이터 신호의 전류값이 작을 때에는, 데이터선의 충전 또는 방전에 많은 시간을 요할 가능성이 있다. 따라서, 특히 데이터 신호의 전류값이 작을 때에, 충방전 가속부에 의한 데이터선의 구동 시간의 단축 효과가 현저하다.
또한, 상기 발광 소자는, 흐르는 전류값에 따라 발광 계조가 변화하는 전류 구동형 소자로 할 수도 있다. 또한, 상기 단위회로는 상기 발광 소자에 흐르는 전류의 경로에 설치된 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 제어 전극에 접속되고, 상기 구동 트랜지스터의 동작 상태에 따른 전하량을 유지함으로써, 상기 발광 소자에 흐르는 전류값을 설정하기 위한 유지 커패시터를 갖고 있을 수도 있다. 이 때, 상기 유지 커패시터의 축적 전하량이 상기 데이터 신호에 의해 조정되도록 할 수도 있다. 이 구성에서는, 유지 커패시터의 축적 전하량을 발광 계조에 따른 적절한 값으로 설정할 필요가 있다. 이 때, 충방전 가속부에 의해 데이터선의 충전 또는 방전을 가속하도록 하면, 적절한 축적 전하량을 비교적 단시간에 달성할 수 있어, 데이터선의 구동을 시간 단축하는 것이 가능하다.
상기 단위회로는 상기 데이터선과 상기 유지 커패시터에 접속되고, 상기 데이터 신호에 의해 상기 유지 커패시터의 축적 전하량을 조정할 때에 사용되는 제 1 스위칭 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터 및 상기 발광 소자와 직렬로 접속된 제 2 스위칭 트랜지스터를 더 갖고 있을 수도 있다. 또한, 각 주사선은 상기 제 1과 제 2 스위칭 트랜지스터의 각각에 접속된 제 1과 제 2 서브 주사선을 포함하고 있을 수도 있다. 이 때, 상기 주사선 구동회로는, (i) 소정의 제 1 기간에 있어서, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 설정하여, 상기 유지 커패시터의 축적 전하량의 조정을 행하는 제 1 동작과, (ii) 상기 제 1 기간의 후인 제 2 기간에 있어서, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 설정하는 동시에 상기 제 2 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 설정하여, 상기 발광 소자에 발광을 실행시키는 제 2 동작을 실행하는 것으로 할 수도 있다.
상기 충방전 가속부는 상기 복수의 데이터선을 프리차지할 수 있는 프리차지 회로를 포함하는 것으로 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 데이터선의 충전 또는 방전을 용이하게 촉진할 수 있다.
또한, 상기 프리차지 회로는, 상기 제 2 기간 이외의 기간으로서 상기 제 1 기간이 완료되기 전의 특정 프리차지 기간에 상기 프리차지를 실행하는 것으로 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 유지 커패시터로의 전하 축적이 완료되기 전에 프리차지가 실행되기 때문에, 프리차지가 원인으로 되어 유지 커패시터의 축적 전하량이 원하는 값으로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
상기 프리차지 기간은 상기 제 1 기간이 개시되기 이전에 설정되는 것이 바람직하다. 이 구성에서는, 프리차지가 유지 커패시터의 축적 전하량에 주는 영향을 보다 작게 억제하는 것이 가능하다.
또는, 상기 프리차지 기간은 상기 제 1 기간의 초기의 일부를 포함하는 기간으로 설정되도록 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 데이터선의 정전 용량과 비교하여 유지 커패시터의 정전 용량을 무시할 수 없을 경우에, 유지 커패시터로의 전하 축적에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
상기 프리차지 회로는, 상기 데이터선을 프리차지함으로써, 상기 데이터선을 발광 계조의 중앙값 이하의 낮은 계조 범위에 상당하는 전압으로 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 발광 계조가 낮고, 데이터 신호에 의한 데이터선의 충전 또는 방전에 시간이 소요될 경우에도, 그 시간을 단축할 수 있다.
또한, 상기 프리차지 회로는, 상기 데이터선을 프리차지함으로써, 상기 데이터선을 제로가 아닌 가장 낮은 발광 계조의 근방 계조에 상당하는 전압으로 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 데이터선의 충전/방전 시간의 단축 효과가 가장 현저하다.
각 단위회로는 복수의 색 성분마다 각각 설치되어 있을 경우에, 상기 프리차지 회로는 각색 성분마다 서로 다른 전위로 상기 데이터선을 충전 또는 방전할 수 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 각색 성분에 적합한 전위로 각각 데이터선을 충전 또는 방전할 수 있기 때문에, 데이터선의 구동 시간을 보다 단축할 수 있다.
상기 충방전 가속부는, 상기 각 발광 소자의 발광 계조에 따른 데이터 신호의 전류값에 상기 데이터선의 충전 또는 방전을 가속하기 위한 전류값을 부가하는 부가 전류회로를 포함하는 것으로 할 수도 있다. 이 구성에 의해서도, 데이터선의 충전 또는 방전을 용이하게 촉진할 수 있다.
상기 전류값의 부가는, 상기 각 발광 소자의 발광 계조에 따른 데이터 신호가 생성되는 기간의 초기에 실행되는 것으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 전류값의 부가에 의한 발광 소자의 발광 계조에 대한 영향을 작게 억제할 수 있다.
상기 부가 전류회로는, 각 데이터선에 대하여 상기 데이터 신호 생성회로와 병렬로 접속된 트랜지스터를 포함하는 것으로 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 부가 전류를 용이하게 발생시킬 수 있다.
본 발명에 의한 전기광학장치의 제 1 구동 방법은, 발광 소자와 상기 발광 소자의 발광 계조를 조절하기 위한 회로를 각각 포함하는 복수의 단위회로가 매트릭스 형상으로 배열된 단위회로 매트릭스와, 각 발광 소자의 발광 계조에 따른 데이터 신호를 각 단위회로에 공급하기 위한 복수의 데이터선을 구비한 액티브 매트릭스 구동형 전기광학장치의 구동 방법으로서, 적어도 1개의 단위회로에 상기 데이터선을 통하여 상기 데이터 신호를 공급할 때에, 상기 데이터선의 충전 또는 방전을 가속하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 전자장치는, 흐르는 전류값에 따라 동작이 제어되는 복수의 전류 구동 소자와, 각 전류 구동 소자에 상기 전류 구동 소자의 동작 상태를 규정하는 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터선과, 상기 데이터선 위에 상기 데이터 신호를 출력하기 위한 데이터 신호 생성회로와, 상기 데이터선을 통하여 상기 데이터 신호가 상기 전류 구동 소자에 공급될 때에, 상기 데이터선의 충전 또는 방전을 가속하기 위한 충방전 가속부를 구비한다.
본 발명에 의한 제 2 전기광학장치는, 입력 신호에 대응하여 전류를 생성하는 전류 생성회로와, 전기광학 소자를 구비한 단위회로와, 상기 전류를 상기 단위회로에 공급하는 데이터선을 포함하는 전기광학장치로서, 상기 입력 신호의 변화에 따른 상기 전류의 변화를 가속하는 가속수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 전기광학장치에 의하면, 입력 신호의 변화에 따라 전류를 변화시킬 때에, 가속수단이 입력 신호의 변화에 따른 전류의 변화를 가속하는 가속 조작을 행하기 때문에, 입력 신호에 따라 전류값을 신속하게 변경할 수 있다. 따라서, 단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축하는 것이 가능하다.
또한, 상기 가속수단은 상기 데이터선의 전위를 소정의 전위로 설정하는 프리차지 회로인 것으로 할 수도 있다.
또는, 상기 가속수단은 상기 데이터선에 흐르는 전류의 일부의 전류 경로로 되는 부가 전류회로인 것으로 할 수도 있다.
제 2 전기광학장치는, 상기 입력 신호의 변화에 따른 상기 전류의 변화량에 의거하여, 상기 가속수단의 사용 여부를 판단하는 판단회로를 구비하고 있을 수도 있다. 이 구성에 의하면, 필요한 경우에만 가속을 행하는 것이 가능하여, 데이터선의 구동 시간을 보다 단축할 수 있다.
본 발명에 의한 전기광학장치의 제 2 구동 방법은, 입력 신호에 대응하여 전류를 생성하는 전류 생성회로와, 전기광학 소자를 구비한 단위회로와, 상기 전류를 상기 단위회로에 공급하는 데이터선을 포함하는 전기광학장치의 구동 방법으로서, 상기 입력 신호의 변화에 따라 상기 전류의 전류값을 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로 변화시키는 조작을 전류값의 시간 변화율이 상이한 복수의 기간을 거쳐 행하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 입력 신호의 변화에 따라 전류를 변화시킬 때에, 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로 변화시키는 조작을 시간 변화율이 상이한 복수의 기간을 거쳐 행하도록 했기 때문에, 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로 변화할 때까지 요하는 소요 시간의 단축을 도모할 수 있다. 따라서, 단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 제 3 전기광학장치는, 입력 신호에 대응하여 전류를 생성하는 전류 생성회로와, 전기광학 소자를 구비한 단위회로와, 상기 전류를 상기 단위회로에 공급하는 데이터선을 포함하는 전기광학장치로서, 상기 입력 신호의 변화에 대응하여 상기 전류를 변화시킬 때에, 상기 데이터선의 전하를 리세트하는 리세트 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 전기광학장치에 의하면, 입력 신호의 변화에 대응하여 전류를 변화시킬 때에, 리세트 수단에 의해 데이터선의 전하를 리세트하도록 했기 때문에, 데이터선의 전류값을 보다 신속하게 변화시킬 수 있다. 따라서, 단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축하는 것이 가능하다.
상기 단위회로는 상기 전류에 따른 전압을 유지하는 전압 유지수단을 구비하고, 상기 리세트 수단은 상기 데이터선 및 상기 전압 유지수단의 전하를 리세트하도록 되어 있을 수도 있다. 이 구성에 의하면, 데이터선 및 전압 유지수단의 전하를 함께 리세트하도록 했기 때문에, 데이터선뿐만 아니라, 전압 유지수단의 유지 전압도 변화 후의 전류값에 따른 유지 전압에 의해 신속하게 일치시킬 수 있다.
본 발명에 의한 제 2 전자장치는, 입력 신호에 대응하여 전류를 생성하는 전류 생성회로와, 전류 구동 소자를 구비한 단위회로와, 상기 전류를 상기 단위회로에 공급하는 데이터선을 포함하는 전자장치로서, 상기 입력 신호의 변화에 따른 상기 전류의 변화를 가속하는 가속수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어, 전기광학장치, 표시장치, 그 전기광학장치 또는 표시장치를 구비한 전자장치, 그들 장치의 구동 방법, 그 방법의 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체, 그 컴퓨터 프로그램을 포함하여 반송파 내에 구현된 데이터 신호 등의 형태로 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시형태를 실시예에 의거하여 이하의 순서로 설명한다.
A. 제 1 실시예(제 1 부가 전류):
B. 제 2 실시예(제 2 부가 전류):
C. 제 3 실시예(제 3 부가 전류):
D. 부가 전류를 이용한 변형예:
E. 제 4 실시예(프리차지):
F. 프리차지 타이밍에 관한 변형예:
G. 프리차지 회로의 배치에 관한 변형예:
H. 전자기기에 대한 적용예:
I. 기타 변형예:
A. 제 1 실시예(제 1 부가 전류):
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로서의 표시장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 이 표시장치는 콘트롤러(100)와, 표시 매트릭스부(200)(「화소 영역」이라고도 함)와, 게이트 드라이버(300)와, 데이터선 드라이버(400)를 갖고 있다. 콘트롤러(100)는 표시 매트릭스부(200)에 표시를 실행시키기 위한 게이트선 구동 신호와 데이터선 구동 신호를 생성하여, 게이트 드라이버(300)와 데이터선 드라이버(400)에 각각 공급한다.
도 3은 표시 매트릭스부(200)와 데이터선 드라이버(400)의 내부 구성을 나타내고 있다. 표시 매트릭스부(200)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소회로(210)를 갖고 있으며, 각 화소회로(210)는 유기 EL 소자(220)를 각각 갖고 있다. 화소회로(210)의 매트릭스에는, 그 열방향을 따라 연장되는 복수의 데이터선(Xm(m=1∼M))과 행방향을 따라 연장되는 복수의 게이트선(Yn(n=1∼N))이 각각 접속되어 있다. 또한, 데이터선은 「소스선」이라고도 불리며, 게이트선은 「주사선」이라고도 불린다. 또한, 본 명세서에서는 화소회로(210)를 「단위회로」 또는 「화소」라고도 부른다. 화소회로(210) 내의 트랜지스터는 통상 TFT로 구성된다.
게이트 드라이버(300)는, 복수의 게이트선(Yn) 중의 1개를 선택적으로 구동하여 1행분의 화소회로군을 선택한다. 데이터선 드라이버(400)는, 각 데이터선(Xm)을 각각 구동하기 위한 복수의 단일 라인 드라이버(410)를 갖고 있다. 이들 단일 라인 드라이버(410)는, 각 데이터선(Xm)을 통하여 화소회로(210)에 데이터 신호를 공급한다. 이 데이터 신호에 따라 화소회로(210)의 내부 상태(후술함)가 설정되면, 이것에 따라 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값이 제어되고, 그 결과, 유기 EL 소자(220)의 발광 계조가 제어된다.
콘트롤러(100)(도 2)는, 화소 영역(200)의 표시 상태를 나타내는 표시 데이터(화상 데이터)를 각 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 나타내는 매트릭스 데이터로 변환한다. 매트릭스 데이터는, 1행분의 화소회로군을 차례로 선택하기 위한 게이트선 구동 신호와, 선택된 화소회로군의 유기 EL 소자(220)에 공급하는 데이터선 신호의 레벨을 나타내는 데이터선 구동 신호를 포함하고 있다. 게이트선 구동 신호와 데이터선 구동 신호는, 게이트 드라이버(300)와 데이터선 드라이버(400)에 각각 공급된다. 또한, 콘트롤러(100)는 게이트선과 데이터선의 구동 타이밍의 타이밍 제어를 행한다.
도 4는 화소회로(210)의 내부 구성을 나타내는 회로도이다. 이 화소회로(210)는 m번째 데이터선과 n번째 게이트선(Yn)의 교점에 배치되어 있는 회로이다. 또한, 게이트선(Yn)은 2개의 서브 게이트선(V1, V2)을 포함하고 있다.
화소회로(210)는, 데이터선(Xm)에 흐르는 전류값에 따라 유기 EL 소자(220)의 계조를 조절하는 전류 프로그램 회로이다. 구체적으로는, 이 화소회로(210)는, 유기 EL 소자(220) 이외에, 4개의 트랜지스터(211∼214)와 유지 커패시터(230)(「유지 콘덴서」 또는 「기억 커패시터」라고도 함)를 갖고 있다. 유지 커패시터(230)는 데이터선(Xm)을 통하여 공급된 데이터 신호에 따른 전하를 유지하고, 이것에 의해, 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 조절하기 위한 것이다. 즉, 유지 커패시터(230)는 데이터선(Xm)에 흐르는 전류에 따른 전압을 유지하는 전압 유지수단에 상당한다. 제 1 내지 제 3 트랜지스터(211∼213)는 n채널형 FET이고, 제 4 트랜지스터(214)는 p채널형 FET이다. 유기 EL 소자(220)는 포토다이오드와 동일한 전류 주입형(전류 구동형)의 발광 소자이기 때문에, 여기서는 다이오드의 기호로 도시되어 있다.
제 1 트랜지스터(211)의 소스는 제 2 트랜지스터(212)의 드레인과, 제 3 트랜지스터(213)의 드레인과, 제 4 트랜지스터(214)의 드레인에 각각 접속되어 있다. 제 1 트랜지스터(211)의 드레인은 제 4 트랜지스터(214)의 게이트에 접속되어 있다. 유지 커패시터(230)는 제 4 트랜지스터(214)의 소스와 게이트 사이에 접속되어 있다. 또한, 제 4 트랜지스터(214)의 소스는 전원 전위(Vdd)에도 접속되어 있다.
제 2 트랜지스터(212)의 소스는 데이터선(Xm)을 통하여 단일 라인 드라이버(410)(도 3)에 접속되어 있다. 유기 EL 소자(220)는 제 3 트랜지스터(213)의 소스와 접지 전위 사이에 접속되어 있다.
제 1과 제 2 트랜지스터(211, 212)의 게이트는 제 1 서브 게이트선(V1)에 공통으로 접속되어 있다. 또한, 제 3 트랜지스터(213)의 게이트는 제 2 서브 게이트선(V2)에 접속되어 있다.
제 1과 제 2 트랜지스터(211, 212)는 유지 커패시터(230)에 전하를 축적할 때에 사용되는 스위칭 트랜지스터이다. 제 3 트랜지스터(213)는 유기 EL 소자(220)의 발광 기간에 온 상태로 유지되는 스위칭 트랜지스터이다. 또한, 제 4 트랜지스터(214)는 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값을 제어하기 위한 구동 트랜지스터이다. 제 4 트랜지스터(214)의 전류값은 유지 커패시터(230)에 유지되는 전하량(축적 전하량)에 의해 제어된다.
도 5는 화소회로(210)의 통상의 동작을 나타내는 타이밍차트이다. 여기서는, 제 1 서브 게이트선(V1)의 전압값(이하, 「제 1 게이트 신호(V1)」라고도 함)과, 제 2 서브 게이트선(V2)의 전압값(이하, 「제 2 게이트 신호(V2)」라고도 함)과, 데이터선(Xm)의 전류값(Iout)(「데이터 신호(Iout)」라고도 함)과, 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값(IEL)이 도시되어 있다.
구동 주기(Tc)는 프로그래밍 기간(Tpr)과 발광 기간(Tel)으로 구분되어 있다. 여기서, 「구동 주기(Tc)」는 표시 매트릭스부(200) 내의 모든 유기 EL 소자(220)의 발광 계조가 1회씩 갱신되는 주기를 의미하고 있으며, 소위 프레임 주기와 동일한 것이다. 계조의 갱신은 1행분의 화소회로군마다 실행되고, 구동 주기(Tc)의 사이에 N행분의 화소회로군의 계조가 차례로 갱신된다. 예를 들면, 30㎐로 전체 화소회로의 계조가 갱신될 경우에는, 구동 주기(Tc)는 약 33㎳이다.
프로그래밍 기간(Tpr)은 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 화소회로(210) 내에 설정하는 기간이다. 본 명세서에서는 화소회로(210)에 대한 계조 설정을 「프로그래밍」이라고 부른다. 예를 들면, 구동 주기(Tc)가 약 33㎳이고, 게이트선(Yn)의 총수 N이 480개일 경우에는, 프로그래밍 주기(Tpr)는 약 69㎲(=33㎳/480) 이하로 된다.
프로그래밍 기간(Tpr)에서는, 먼저, 제 2 게이트 신호(V2)를 L 레벨로 설정하여 제 3 트랜지스터(213)를 오프 상태(폐쇄 상태)로 유지한다. 다음으로, 데이터선(Xm) 위에 발광 계조에 따른 전류값(Im)을 흐르게 하면서, 제 1 게이트 신호(V1)를 H 레벨로 설정하여 제 1과 제 2 트랜지스터(211, 212)를 온 상태(개방 상태)로 한다. 이 때, 이 데이터선(Xm)의 단일 라인 드라이버(410)(도 4)는, 발광 계조에 따른 일정 전류값(Im)을 흐르게 하는 정전류원으로서 기능한다. 도 5의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이, 이 전류값(Im)은 소정 전류값의 범위(RI) 내에서 유기 EL 소자(220)의 발광 계조에 따른 값으로 설정되어 있다.
유지 커패시터(230)에는, 제 4 트랜지스터(214)(구동 트랜지스터)를 흐르는 전류값(Im)에 대응한 전하를 유지한 상태로 된다. 그 결과, 제 4 트랜지스터(214)의 소스/게이트 사이에는 유지 커패시터(230)에 기억된 전압이 인가된다. 또한, 본 명세서에서는 프로그래밍에 사용되는 데이터 신호의 전류값(Im)을 「프로그래밍 전류값(Im)」이라고 부른다.
프로그래밍이 종료하면, 게이트 드라이버(300)가 제 1 게이트 신호(V1)를 L 레벨로 설정하여 제 1과 제 2 트랜지스터(211, 212)를 오프 상태로 하며, 데이터선 드라이버(400)는 데이터 신호(Iout)를 정지시킨다.
발광 기간(Tel)에서는, 제 1 게이트 신호(V1)를 L 레벨로 유지하여 제 1과 제 2 트랜지스터(211, 212)를 오프 상태로 유지한 채, 제 2 게이트 신호(V2)를 H 레벨로 설정하여 제 3 트랜지스터(213)를 온 상태로 설정한다. 유지 커패시터(230)에는 프로그래밍 전류값(Im)에 대응한 전압이 미리 기억되어 있기 때문에, 제 4 트랜지스터(214)에는 프로그래밍 전류값(Im)과 대략 동일한 전류가 흐른다. 따라서, 유기 EL 소자(220)에도 프로그래밍 전류값(Im)과 대략 동일한 전류가 흐르고, 이 전류값(Im)에 따른 계조로 발광한다. 이와 같이, 유지 커패시터(230)의 전압(즉, 전하)이 전류값(Im)에 의해 기록되는 타입의 화소회로(210)는 「전류 프로그램 회로」라고 불린다.
도 6은 단일 라인 드라이버(410)의 내부 구성을 나타내는 회로도이다. 단일 라인 드라이버(410)는, 데이터 신호 생성회로(420)(「제어 전류 발생부」 또는 「전류 생성회로」라고도 함)와 부가 전류회로(430)(「부가 전류 발생부」라고도 함)를 구비하고 있다. 데이터 신호 생성회로(420)와 부가 전류회로(430)는, 데이터선(Xm)과 접지 전위 사이에 병렬로 접속되어 있다.
데이터 신호 생성회로(420)는, 스위칭 트랜지스터(41)와 구동 트랜지스터(42)의 직렬 접속(421)이 N세트분(N은 2 이상의 정수) 병렬로 접속된 구성을 갖고 있다. 도 6의 예에서는 N은 6이다. 6개의 구동 트랜지스터(42)의 게이트에는 기준(reference) 전압(Vref1)이 공통으로 인가되어 있다. 또한, 6개의 구동 트랜지스터(42)의 이득 계수 β의 비는 1:2:4:8:16:32로 설정되어 있다. 또한, 이득 계수 β는 잘 알려져 있는 바와 같이 β=(μCO W/L)로 정의된다. 여기서, μ는 캐리어의 이동도, CO는 게이트 용량, W는 채널 폭, L은 채널 길이이다. 6개의 구동 트랜지스터(42)는 정전류원으로서 기능한다. 트랜지스터의 전류 구동 능력은 이득 계수 β에 비례하기 때문에, 6개의 구동 트랜지스터(42)의 전류 구동 능력 비는 1:2:4:8:16:32이다.
6개의 스위칭 트랜지스터(41)의 온/오프는, 콘트롤러(100)(도 2)로부터 부여되는 6비트의 데이터선 구동 신호(Ddata)(「입력 신호」라고도 함)에 의해 제어된다. 데이터선 구동 신호(Ddata)의 최하위 비트는 이득 계수 β가 가장 작은(즉, β의 상대값이 1인) 직렬 접속(421)에 공급되어 있고, 최상위 비트는 이득 계수 β가 가장 큰(즉, β의 상대값이 32인) 직렬 접속(421)에 공급되어 있다. 그 결과, 데이터 신호 생성회로(420)는, 데이터선 구동 신호(Ddata)의 값에 비례한 전류값(Im)을 생성하는 전류원으로서 기능한다. 데이터선 구동 신호(Ddata)의 값은 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 나타내는 값으로 설정되어 있다. 따라서, 데이터 신호 생성회로(420)로부터는, 유기 EL 소자(220)의 발광 계조에 따른 전류값(Im)을 갖는 데이터 신호가 출력된다.
부가 전류회로(430)는, 스위칭 트랜지스터(43)와 구동 트랜지스터(44)의 직렬 접속으로 구성되어 있다. 구동 트랜지스터(44)의 게이트 전극에는 기준 전압(Vref2)이 인가된다. 스위칭 트랜지스터(43)의 온/오프는, 콘트롤러(100)로부터 부여되는 부가 전류 제어 신호(Dp)에 의해 제어된다. 스위칭 트랜지스터(43)가 온 상태일 때에는, 기준 전압(Vref2)에 따른 소정의 부가 전류(Ip)가 부가 전류회로(430)로부터 데이터선(Xm) 위에 출력된다.
도 7은 부가 전류회로(430)를 이용한 경우의 프로그래밍 기간(Tpr)(도 5)에서의 전류값 변화를 나타내는 설명도이다. 시점 t1에서는 데이터 신호 생성회로(420)로부터 프로그래밍 전류(Im)의 출력이 개시되며, 부가 전류회로(430)로부터도 부가 전류(Ip)의 출력이 개시된다. 이 때, 단일 라인 드라이버(410)로부터 출력되는 전류값(Iout)은, 프로그래밍 전류(Im)와 부가 전류(Ip)의 합(Im+Ip)으로 된다. 시점 t2에서 부가 전류(Ip)가 정지된 후의 기간 t2∼t4에서는, 프로그래밍 전류(Im)만이 단일 라인 드라이버(410)의 출력 전류로 된다. 또한, 부가 전류(Ip)가 흐르는 기간 t1∼t2는, 예를 들어, 프로그래밍 전류(Im)가 흐르는 기간 t1∼t4의 초기의 1/4 정도의 기간에 설정된다. 부가 전류(Ip)가 흐르는 기간 t1∼t2를 프로그래밍 전류(Im)가 흐르는 기간의 초기에 설정하는 것은, 부가 전류(Ip)에 의한 발광 계조에 대한 영향을 작게 억제하기 위함이다. 또한, 부가 전류(Ip)의 값은, 예를 들어, 프로그래밍 전류(Im)의 최대값과 최소값의 중간값 정도의 값으로 설정된다.
정확하게 말하면, 도 7의 (a)에 나타낸 출력 전류(Iout)는 단일 라인 드라이버(410)의 전류 구동 능력을 나타내고 있으며, 데이터선(Xm) 위의 실전류값(Is)은 도 7의 (b)에 실선으로 나타낸 바와 같이 변화한다. 즉, 시점 t1에서는 과도적으로 큰 전류가 흐르지만, 서서히 감소하여, 전류값(Im+Ip)에 근접하게 된다. 시점 t2에서 부가 전류회로(430)가 오프로 되면, 실전류(Is)는 더 감소한다. 그러나, 시점 t2 이후에서는, 전류값 자체가 작기 때문에 데이터선 용량(Cd)(도 3)을 충전 또는 방전하는 속도가 저하되고, 그 결과, 전류값의 변화는 t1∼t2 기간보다도 완만해진다. 그리고, 시점 t3에서는 프로그래밍 전류값(Im)까지 실전류값(Is)이 감소하고, 기간 t3∼t4에서는 이 프로그래밍 전류값(Im)이 유지된다. 따라서, 프로그래밍 기간(Tpr) 내에 있어서, 정확한 프로그래밍 전류값(Im)으로 화소회로(210)가 프로그래밍된다.
이러한 부가 전류(Ip)의 이용은, 「프로그래밍 전류값(Im)을 전회의 행의 프로그래밍 시에서의 제 1 전류값으로부터 금회의 행의 프로그래밍 시에서의 제 2 전류값으로 변화시키는 조작을 전류값의 시간 변화율이 상이한 복수의 기간(도 7의 기간 t1∼t2과 기간 t2∼t3)을 거쳐 행하는 것」이라고 생각하는 것도 가능하다. 또한, 이 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로의 변화는, 금회의 프로그래밍 시의 프로그래밍 전류(Im)와 부가 전류(Ip)의 합인 제 3 전류값(Im+Ip)을 경유하여 실행된다.
도 7의 (b)에 나타낸 1점파선은, 부가 전류(Ip)를 사용하지 않고, 단일 라인 드라이버(410)의 전류 구동 능력이 일정한 경우(도 7의 (c))의 실전류값 변화를 나타내고 있다. 이 때에는, 부가 전류(Ip)를 사용하는 경우에 비하여 기간 t1∼t2에서의 전류값이 작기 때문에, 전류 변화도 보다 완만하다. 따라서, 프로그래밍의 종료 시점 t4에 있어서도, 실전류값(Is)이 프로그래밍 전류값(Im)에 도달하지 않을 경우가 있다. 이러한 경우에는, 화소회로(210)를 정확한 계조로 프로그래밍할 수 없을 가능성이 있다. 또는, 정확하게 프로그래밍을 행하기 위해, 프로그래밍 기간(Tpr)을 연장하여 둘 필요가 생긴다는 문제를 발생시킨다. 이것에 대하여, 부가 전류(Ip)를 사용하면, 프로그래밍 기간(Tpr) 내에 정확하게 프로그래밍을 행하는 것이 가능하다.
도 8은 프로그래밍 기간(Tpr)에서의 데이터선(Xm)의 전하량(Qc) 변화를 나타내는 설명도이다. 도 8은 도 7의 동작을 전하량의 관점에서 도시한 것이다. 또한, 도 7에서의 시점 t1 및 t4는, 정확하게 말하면, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 게이트 신호(V1)의 레벨이 변화하는 시점에 상당한다.
일반적으로, n번째 행의 화소회로군의 프로그래밍이 개시되기 전은, 데이터선(Xm)의 용량값(Qc0)은 (n-1)번째 행의 화소회로군의 프로그래밍에서의 데이터선(Xm)의 프로그래밍 전류값(Im)에 의존하고 있다. 도 9는 유기 EL 소자의 발광 계조(G)와, 데이터선(Xm)의 전류값(Im)(즉, 프로그래밍 전루값)과, 데이터선의 전하량(Qd)과의 관계를 나타내고 있다. 제 1 실시예의 회로 구성에서는, 계조(G)가 높을수록(즉, 휘도가 높을수록) 전류(Im)는 증대하고, 데이터선의 전하량(Qd)(즉, 전압(Vd))은 저하되는 경향이 있다. 전하량(Qd)은 가장 낮은 계조(Gmin)에서는 전원 전압(Vdd)에 가까운 전압에 상당하는 전하량으로 되고, 가장 높은 계조(Gmax)에서는 접지 전위에 가까운 전압에 상당하는 전하량으로 된다. 또한, 도 8의 (c)의 예에서는, 직전 행(즉, (n-1)번째 행)의 프로그래밍에서의 프로그래밍 전류값(Im)이 비교적 크기 때문에, 금회의 프로그래밍 개시 전의 전하량(Qd0)이 비교적 작은 경우를 상정하고 있다.
도 8의 시점 t1에서 프로그래밍이 개시되면, 데이터선(Xm)은 단일 라인 드라이버(410)의 출력 전류(Iout)(=Im+Ip)에 의해 충전 또는 방전되고, 전하량(Qd)은 비교적 빠른 속도로 증대한다. 시점 t2에서 부가 전류(Ip)가 없어지면 충전/방전 속도가 저하되고, 전하량(Qd) 변화도 보다 완만해진다. 그러나, 프로그래밍 기간(Tpr) 내의 시점 t3에 있어서, 원하는 프로그래밍 전류값(Im)에 대응하는 전하량(Qdm)에 도달하고 있다.
이상의 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 부가 전류회로(430)는 데이터선(Xm)의 충전 또는 방전을 가속하기 위한 충방전 가속부로서 기능한다. 또한, 본 명세서에서 「충전 또는 방전의 가속」은, 원래의 바람직한 전류값(본 실시예에서는 프로그래밍 전류값(Im))만에 의한 데이터선의 충전 또는 방전보다도 단시간에 충전 또는 방전이 종료하도록 충전 또는 방전을 촉진하는 조작을 의미한다. 또한, 부가 전류회로(430)는, 데이터 신호의 변화에 따른 전류 변화를 가속하는 가속수단 또는 데이터선(Xm)의 전하량을 소정 값으로 리세트하기 위한 리세트 수단으로서 기능한다고 생각하는 것도 가능하다.
도 8의 (c)에 1점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 부가 전류(Ip)가 없을 경우에는 충전/방전 속도는 낮은 속도로 유지되고 있으며, 이 예에서는, 프로그래밍 기간(Tpr)의 종기(終期) t4에서도 원하는 프로그래밍 전류값(Im)에 대응하는 전하량(Qdm)에 도달하지 않았다. 따라서, 화소회로(210)에 정확한 프로그래밍 전류(Im)를 공급하여 정확한 계조로 프로그래밍할 수 없을 가능성이 있다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 부가 전류(Ip)를 사용하여 데이터선의 충전 또는 방전의 가속을 행함으로써, 화소회로(210)에 대하여 정확한 프로그래밍을 행하는 것이 가능하다. 또한, 프로그래밍 시간을 단축하여, 유기 EL 소자(220)의 구동 제어의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 부가 전류(Ip)를 사용한 데이터선의 충전 또는 방전의 가속은, 통상 화소회로 매트릭스에 포함되는 모든 데이터선(Xm)에 대해서 동시에 실행된다. 다만, 화소회로 매트릭스에 포함되는 복수의 데이터선 중의 일부 데이터선에 대해서만 부가 전류(Ip)를 사용한 데이터선의 충전 또는 방전의 가속을 선택적으로 행하도록 할 수도 있다. 예를 들면, 프로그래밍 개시 시에서의 m번째 데이터선(Xm)의 전하량(Qd0)(도 8)이 원하는 프로그래밍 전류(Im)에 대응하는 전하량(Qdm)에 충분히 가까울 경우에는, 부가 전류(Ip)를 이용하지 않을 수도 있다. 구체적으로는, 콘트롤러(100)가 각 데이터선에 관하여 (n-1)번째 행에서의 프로그래밍 전류값과 n번째 행에서의 프로그래밍 전류값을 서로 비교하여, 그 차가 소정 문턱치 이내이면, n번째 행의 프로그래밍 시에 부가 전류(Ip)를 이용하지 않는 것으로 판단할 수도 있다. 또한, 이들 프로그래밍 전류값의 차에 따라, 부가 전류(Ip)의 값을 변화시킬 수도 있다. 환언하면, 프로그래밍 전류값(Im)의 전회 값과 금회 값의 차에 따라 부가 전류(Ip)의 전류값을 결정하는 수단과, 결정된 부가 전류값(Ip)을 각 데이터선(Xm)에 공급하는 수단을 설치하도록 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 보다 효과적으로 부가 전류값(Ip)을 이용할 수 있어, 구동의 고속화를 촉진할 수 있다.
또는, 금회의 프로그래밍 전류값(Im)이 소정의 문턱치보다도 작을 경우에만 부가 전류(Ip)를 이용하고, 프로그래밍 전류값(Im)이 문턱치보다도 클 경우에는 부가 전류(Ip)를 이용하지 않는 것으로 판단할 수도 있다. 그 이유는, 프로그래밍 전류값(Im)이 클 경우에는, 데이터선(Xm)의 충전 또는 방전이 충분히 빠르게 실행되기 때문에, 부가 전류(Ip)를 이용하지 않아도 충분히 고속으로 원하는 프로그래밍 전류값(Im)을 달성할 수 있기 때문이다.
이 대신에, 금회의 프로그래밍 전류값(제 2 전류값)이 전회의 프로그래밍 전류값(제 1 전류값)보다도 작으며, 금회의 프로그래밍 전류값(Im)과 부가 전류값(Ip)의 화(제 3 전류값)이 전회의 프로그래밍 전류값보다도 작을 때에만 부가 전류(Ip)를 이용하는 것으로 할 수도 있다. 이들 3개의 전류값은 그 이외의 다양한 관계로 설정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제 3 전류값을 제 1 전류값과 제 2 전류값 사이의 전류값이라고 할 수도 있다. 또한, 제 1 전류값으로부터 제 3 전류값으로의 전류값의 시간 변화율 절대값을 제 3 전류값으로부터 제 2 전류값으로의 전류값의 시간 변화율 절대값보다도 큰 것으로 할 수도 있다. 또한, 제 1 전류값과 제 3 전류값의 차의 절대값을 제 3 전류값과 제 2 전류값의 차의 절대값보다도 큰 것으로 할 수도 있다.
부가 전류(Ip)를 이용하는지의 여부의 판단은, 각 데이터선마다 행하는 것이 바람직하다. 다만, 직전 행의 프로그래밍 시에서의 프로그래밍 전류값에 관계없이, 항상 부가 전류(Ip)를 이용하는 것으로 하면, 표시장치 전체의 제어가 단순해진다는 이점이 있다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 프로그래밍 기간의 초기에 부가 전류(Ip)를 프로그래밍 전류(Im)에 가산함으로써, 단시간에 정확한 프로그래밍을 행하는 것이 가능하다. 또는, 프로그래밍 시간을 단축하여, 유기 EL 소자(220)의 구동 제어의 고속화를 도모하는 것이 가능하다. 특히, 표시 패널의 대형화 또는 고해상도화에 따라 구동 제어의 고속화가 요구되기 때문에, 대형 표시 패널 또는 고해상도 표시 패널에 있어서 상술한 효과가 현저하다.
B. 제 2 실시예(제 2 부가 전류):
도 10은 본 발명의 제 2 실시예로서의 표시장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 이 표시장치는 데이터선 드라이버(400a)가 전원 전위(Vdd) 측에 설치되어 있는 점이 제 1 실시예와 상이하다. 또한, 이하에 설명하는 바와 같이, 단일 라인 드라이버(410a)의 내부 구성과 화소회로(210a)의 내부 구성도 제 1 실시예와 상이하다.
도 11은 화소회로(210a)의 내부 구성을 나타내는 회로도이다. 이 화소회로(210a)는 소위 사노프형 전류 프로그램 회로이다. 이 화소회로(210a)는 유기 EL 소자(220)와, 4개의 트랜지스터(241∼244)와, 유지 커패시터(230)를 갖고 있다. 또한, 4개의 트랜지스터(241∼244)는 p채널형 FET이다.
데이터선(Xm)에는 제 1 트랜지스터(241)와, 유지 커패시터(230)와, 제 2 트랜지스터(242)가 이 순서로 직렬로 접속되어 있다. 제 2 트랜지스터(242)의 드레인은 유기 EL 소자(220)에 접속되어 있다. 제 1과 제 2 트랜지스터(241, 242)의 게이트에는 제 1 서브 게이트선(V1)이 공통으로 접속되어 있다.
전원 전위(Vdd)와 접지 전위 사이에는, 제 3 트랜지스터(243)와, 제 4 트랜지스터(244)와, 유기 EL 소자(220)의 직렬 접속이 개재되어 있다. 제 3 트랜지스터(243)의 드레인과 제 4 트랜지스터(244)의 소스는 제 1 트랜지스터의 드레인에도 접속되어 있다. 제 3 트랜지스터(243)의 게이트에는 제 2 게이트선(V2)이 접속되어 있다. 또한, 제 4 트랜지스터(244)의 게이트는 제 2 트랜지스터(242)의 소스에 접속되어 있다. 유지 커패시터(230)는 제 4 트랜지스터(244)의 소스와 게이트 사이에 접속되어 있다.
제 1과 제 2 트랜지스터(241, 242)는, 유지 커패시터(230)에 원하는 전하를 축적할 때에 사용되는 스위칭 트랜지스터이다. 제 3 트랜지스터(243)는 유기 EL 소자(220)의 발광 기간에 온 상태로 유지되는 스위칭 트랜지스터이다. 또한, 제 4 트랜지스터(244)는 유기 EL 소자(220)에 흐르는 전류값을 제어하기 위한 구동 트랜지스터이다. 제 4 트랜지스터(244)의 전류값은 유지 커패시터(230)에 유지되는 전하량에 의해 제어된다.
도 12는 제 2 실시예의 화소회로(210a)의 통상의 동작을 나타내는 타이밍차트이다. 이 동작에서는, 도 5에 나타낸 제 1 실시예의 동작으로부터 게이트 신호(V1, V2)의 논리가 반전되고 있다. 또한, 제 2 실시예에서는, 도 11의 회로 구성으로부터 이해할 수 있듯이, 프로그래밍 기간(Tpr)에 있어서, 제 1과 제 4 트랜지스터(241, 244)를 경유하여 유기 EL 소자(220)에 프로그래밍 전류(Im)가 흐른다. 따라서, 제 2 실시예에서는, 프로그래밍 기간(Tpr)에 있어서도 유기 EL 소자(220)가 발광한다. 이와 같이, 프로그래밍 기간(Tpr)에서는 유기 EL 소자(220)가 발광할 수도 있고, 제 1 실시예와 같이 발광하지 않을 수도 있다.
도 13은 제 2 실시예의 단일 라인 드라이버(410a)를 나타내는 회로도이다. 이 단일 라인 드라이버(410a)는 데이터선(Xm)의 전원 전위(Vdd) 측에 접속되어 있다. 따라서, 데이터 신호 생성회로(420a)의 구동 트랜지스터(42)와 부가 전류회로(430a)의 구동 트랜지스터(44)가 모두 p채널형 FET로 구성되어 있는 점에서 도 6에 나타낸 제 1 실시예와 상이하다. 다른 구성은 제 1 실시예와 동일하다.
도 14는 제 2 실시예에서의 유기 EL 소자의 발광 계조(G)와, 데이터선(Xm)의 전류값(Im)과, 데이터선의 전하량(Qd)과의 관계를 나타내고 있다. 제 2 실시예에서는, 제 1 실시예와는 반대로, 단일 라인 드라이버(410a)가 데이터선(Xm)의 전원 전위(Vdd) 측에 설치되어 있기 때문에, 계조(G)와 데이터선(Xm)의 전하량(Qd)(즉, 전압(Vd))과의 관계가 제 1 실시예와는 역전되고 있다. 즉, 계조(G)가 높을수록(즉, 휘도가 높을수록) 데이터선의 전하량(Qd)(즉, 전압(Vd))은 상승하는 경향이 있다. 전하량(Qd)은 가장 낮은 계조(Gmin)에서는 접지 전압에 가까운 전압에 상당하는 전하량으로 되고, 가장 높은 계조(Gmax)에서는 전원 전위(Vdd)에 가까운 전압에 상당하는 전하량으로 된다.
도 15는 제 2 실시예에서의 프로그래밍 기간(Tpr)에서의 데이터선(Xm)의 전하량(Qd) 변화를 나타내는 설명도이다. 이 변화는 도 8에 나타낸 제 1 실시예에서의 변화와 본질적으로는 동일하다. 다만, 도 15의 (c)에 있어서 프로그래밍 개시 전의 전하량(Qd0)이 비교적 작은 것은, 제 1 실시예와는 반대로, 직전 행(즉, (n-1)번째 행)의 프로그래밍에서의 프로그래밍 전류값(Im)이 비교적 작은 것을 의미한다.
이 제 2 실시예의 표시장치도 제 1 실시예와 동일한 효과를 갖는다. 즉, 프로그래밍 기간(Tpr)의 초기에 부가 전류(Ip)를 프로그래밍 전류(Im)에 가산함으로써, 화소회로(210a)에 대하여 단시간에 정확한 프로그래밍을 행하는 것이 가능하다. 또는, 프로그래밍 시간을 단축하여, 유기 EL 소자(220)의 구동 제어의 고속화를 도모하는 것이 가능하다.
C. 제 3 실시예(제 3 부가 전류):
도 16은 제 3 실시예의 단일 라인 드라이버(410b)를 나타내는 회로도이다. 이 단일 라인 드라이버(410b) 내의 데이터 신호 생성회로(420)는 도 6에 나타낸 제 1 실시예와 동일하나, 부가 전류회로(430b)의 구성이 제 1 실시예와 상이하다. 즉, 이 부가 전류회로(430b)는 스위칭 트랜지스터(43)와 구동 트랜지스터(44)의 직렬 접속을 2세트 갖고 있으며, 이들은 서로 병렬로 접속되어 있다. 2개의 구동 트랜지스터(44)의 이득 계수 βc의 비는, 예를 들어, 1:2로 설정된다. 또한, 부가 전류 제어 신호(Dp)도 2비트의 신호로서 공급된다. 이 부가 전류회로(430b)를 사용한 경우에는, 부가 전류값(Ip)을 부가 전류 제어 신호(Dp)가 취할 수 있는 4개의 값 0∼3에 따른 4개 레벨 중의 어느 하나로 임의로 설정하는 것이 가능하다.
도 17은 제 3 실시예의 부가 전류회로(430b)를 이용한 경우의 프로그래밍 기간(Tpr)의 동작을 나타내는 설명도이다. 여기서는, 부가 전류값(Ip)이 보다 높은 제 1 레벨(Ip2)로부터 보다 낮은 제 2 레벨(IP1)로 변화하고 있다. 그 결과, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 비하여, 보다 빠르게 데이터선을 충전 또는 방전할 수 있을 가능성이 있다. 이 예로부터도 이해할 수 있듯이, 부가 전류를 이용할 경우에, 부가 전류값을 2단계 이상으로 변화시켜, 데이터선(Xm)의 출력 전류(Iout)를 3단계 이상으로 변화시키도록 할 수도 있다.
또한, 도 16의 부가 전류회로(430b)를 사용한 경우에도, 제 1 실시예와 동일하게, 부가 전류값(Ip)의 레벨을 직전 행에 대한 프로그래밍 전류값과 금회의 행에 대한 프로그래밍 전류값에 따라 결정하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 프로그래밍 전류값에 따른 적절한 부가 전류값을 선택적으로 이용하는 것이 가능하다.
또한, 이러한 다가(多價)의 부가 전류값(Ip)을 이용한 부가 전류회로(430b)는 제 2 실시예에도 적용 가능하다.
D. 부가 전류를 이용한 변형예:
부가 전류의 이용에 관해서는 다음과 같은 다양한 변형이 가능하다.
D1:
부가 전류회로는 단일 라인 드라이버(410) 중에 설치할 필요는 없고, 데이터선(Xm)에 접속되어 있으면 다른 위치에 설치하는 것도 가능하다. 또한, 각 데이터선(Xm)마다 1개의 부가 전류회로를 설치하는 대신에, 복수의 데이터선에 대하여 1개의 부가 전류회로를 설치할 수도 있다.
D2:
또한, 부가 전류회로를 설치하지 않으며, 데이터 신호 생성회로(420)에 의해 프로그래밍 전류값(Im)보다도 큰 전류값을 프로그래밍 기간의 초기에 발생시키고, 소정 시간의 경과 후에 프로그래밍 전류값(Im)으로 전환하도록 할 수도 있다.
이상의 각종 실시예 또는 변형예로부터도 이해할 수 있듯이, 부가 전류를 이용할 때에는, 일반적으로 프로그래밍의 초기에 프로그래밍 전류값(Im)보다도 큰 전류를 데이터선에 흐르게 하도록 하는 것이 좋다. 이렇게 함으로써, 그 데이터선의 충전 또는 방전을 촉진할 수 있어, 정확한 프로그래밍 또는 고속 구동 가능해진다.
E. 제 4 실시예(프리차지):
도 18은 본 발명의 제 4 실시예로서의 표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 표시장치는, 도 3에 나타낸 제 1 실시예의 표시장치의 각 데이터선(Xm(m=1∼M))에 프리차지 회로(600)를 각각 설치한 것이며, 다른 구성은 도 3에 나타낸 것과 동일하다. 다만, 데이터선의 정전 용량(Cd)은 도시의 편의상 생략되어 있다. 또한, 단일 라인 드라이버(410)로서는, 부가 전류회로(430)(도 6)를 갖지 않는 것을 이용하는 것도 가능하다.
각 데이터선(Xm)에는, 표시 매트릭스부(200)와 데이터선 드라이버(400) 사이의 위치에 프리차지 회로(600)가 각각 접속되어 있다. 프리차지 회로(600)는, 정전압원인 프리차지 전원(Vp)과 스위칭 트랜지스터(610)의 직렬 접속으로 구성되어 있다. 이 예에서는, 스위칭 트랜지스터(610)는 n채널형 FET이고, 그 소스가 데이터선(Xn)에 접속되어 있다. 각 스위칭 트랜지스터(610)의 게이트에는, 콘트롤러(100)(도 2)로부터 프리차지 제어 신호(Pre)가 공통으로 입력되어 있다. 프리차지 전원(Vp)의 전위는, 예를 들어, 화소회로(210)의 구동 전원 전위(Vdd)(도 4)로 설정된다. 다만, 프리차지 전압(Vp)을 임의로 조정할 수 있는 것과 같은 전원회로를 채용할 수도 있다.
프리차지 회로(600)는, 프로그래밍의 완료 전에 각 데이터선(Xm)의 충전 또는 방전을 행하여 프로그래밍에 요하는 시간을 단축하기 위한 회로이다. 환언하면, 프리차지 회로(600)는 데이터선(Xm)의 충전 또는 방전을 가속하기 위한 충방전 가속부로서 기능한다. 또한, 프리차지 회로(600)는, 데이터 신호의 변화에 따른 전류 변화를 가속하는 가속수단 또는 데이터선(Xm)의 전하량을 소정 값으로 리세트하기 위한 리세트 수단으로서 기능한다고 생각하는 것도 가능하다.
도 19는 제 4 실시예에서의 프로그래밍 기간(Tpr)의 동작을 나타내는 설명도이다. 이 예에서는, 기간 t13∼t15에서의 프로그래밍의 실행 전에, 기간 t11∼t12에서 프리차지 제어 신호(Pre)가 H 레벨로 되고, 프리차지 회로(600)에 의한 충전 또는 방전(프리차지)이 실행된다. 이 프리차지에 의해, 데이터선(Xm)의 전하량(Qd)은 프리차지 전압(Vp)(도 18)에 따른 소정 값에 도달한다. 환언하면, 데이터선(Xm)이 프리차지 전압(Vp)과 대략 동일한 전압까지 도달한다. 그 후, 기간 t13∼t15에서 프로그래밍이 실행되면, 프로그래밍 기간(Tpr) 내의 시점 t14에 있어서, 데이터선(Xn)의 전하량(Qd)이 원하는 프로그래밍 전류값(Im)에 대응하는 전하량(Qdm)에 도달한다.
도 19의 (d)의 1점파선은 프리차지 또는 부가 전류를 이용하지 않을 경우의 전하량 변화를 나타내고 있다. 이 경우에는, 프로그래밍 기간(Tpr)의 종기에 있어서도, 데이터선의 전하량이 원하는 프로그래밍 전류값(Im)에 대응하는 전하량(Qdm)에 도달하지 않았다. 따라서, 화소회로(210)에 정확한 프로그래밍 전류(Im)를 공급하여 정확한 계조로 프로그래밍할 수 없을 가능성이 있다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 프리차지를 행하여 데이터선의 충전 또는 방전을 가속함으로써, 화소회로(210)에 대하여 정확한 발광 계조를 설정하는 것이 가능하다. 또한, 프로그래밍 시간을 단축하여, 유기 EL 소자(220)의 구동 제어의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 데이터선 드라이버(400)가 데이터선(Xm)의 접지 전위 측에 설치되어 있을 때에는, 상술한 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 프로그래밍 전류값(Im)이 작을수록 데이터선의 전하량(Qd)이 많고, 그 전압(Vd)도 크다. 이 경우에는, 프리차지 전압(Vp)은 비교적 작은 프로그래밍 전류값(Im)(즉, 비교적 낮은 발광 계조)에 상당하는 비교적 높은 전압값으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 데이터선 드라이버(400)가 데이터선(Xm)의 전원 전위 측에 설치되어 있을 때에는, 상술한 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 프로그래밍 전류값(Im)이 작을수록 데이터선의 전하량(Qd)도 적고, 그 전압(Vd)도 작다. 이 경우에는, 프리차지 전압(Vp)은 비교적 작은 프로그래밍 전류값(Im)(즉, 비교적 낮은 발광 계조)에 상당하는 비교적 낮은 전압값으로 설정하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 프리차지 전압(Vp)은 발광 계조의 중앙값 이하의 낮은 계조 범위에 상당하는 전압값으로 데이터선을 프리차지할 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다. 특히, 제로가 아닌 가장 낮은 발광 계조의 근방 계조에 상당하는 전압값으로 데이터선을 프리차지할 수 있도록 프리차지 전압(Vp)을 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, 「제로가 아닌 가장 낮은 발광 계조의 근방 계조」는, 예를 들어, 전체 계조 범위가 0∼255인 경우에는, 계조값이 1 내지 10 정도의 범위인 계조를 의미한다. 이렇게 하면, 프로그래밍 전류값(Im)이 작을 경우에도, 충분히 고속으로 프로그래밍을 행하는 것이 가능하다.
프리차지를 행하는지의 여부의 판단은, 상술한 부가 전류를 사용한 각종 실시예 또는 변형예에서 설명한 경우와 동일하게, 직전 행에 대한 프로그래밍 전류값과 금회의 행에 대한 프로그래밍 전류값에 따라 결정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 프로그래밍 개시 시에서의 m번째 데이터선(Xm)의 전하량(Qd0)(도 19)이 원하는 프로그래밍 전류(Im)에 대응하는 전하량(Qdm)에 충분히 가까울 경우에는, 그 데이터선(Xm)에 관한 프리차지를 행하지 않을 수도 있다. 또는, 금회의 프로그래밍 전류값(Im)이 소정의 문턱치보다도 작을 경우에만 프리차지를 이용하고, 금회의 프로그래밍 전류값(Im)이 문턱치보다도 클 경우에는 프리차지를 이용하지 않는 것으로 판단할 수도 있다. 그 이유는, 프로그래밍 전류값(Im)이 클 경우에는, 데이터선(Xm)의 충전 또는 방전이 충분히 빠르게 실행되기 때문에, 프리차지를 행하지 않아도 충분히 고속으로 원하는 프로그래밍 전류값(Im)을 달성할 수 있기 때문이다.
또한, 각 데이터선마다 프리차지를 행하는지의 여부를 판단할 경우에는, 선택적으로 프리차지를 행할 수 있다. 다만, 항상 모든 데이터선에 대하여 프리차지를 행하도록 하면, 표시장치 전체의 제어가 단순해진다는 이점이 있다.
또한, 컬러 표시장치는 RGB의 3색분 화소회로를 구비하고 있다. 이 경우에는, 각색마다 프리차지 전압(Vp)을 독립적으로 설정할 수 있도록 장치를 구성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, R용 데이터선과 B용 데이터선과 G용 데이터선에 관하여 각각 적합한 프리차지 전압(Vp)을 설정할 수 있도록 3개의 프리차지용 전원회로를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 동일한 데이터선에 3색분의 화소회로가 접속되어 있을 경우에는, 프리차지용 전원회로로서 출력 전압을 변경할 수 있는 가변 전원회로를 채용하는 것이 바람직하다. 각색마다 프리차지 전압(Vp)을 개별적으로 설정할 수 있도록 하면, 프리차지 조작을 보다 효율적으로 행할 수 있다.
F. 프리차지 타이밍에 관한 변형예:
도 20은 프리차지 기간의 변형예를 나타내는 설명도이다. 이 예에서는, 프리차지 신호(Pre)가 온으로 되는 기간(Tpc)(「프리차지 기간(Tpc)」이라고 함)이 제 1 게이트 신호(V1)가 온으로 되는 기간의 초기 부분과 겹치는 시기까지 연장되어 있다. 이 경우에는, 프리차지 기간(Tpc)의 후반에 있어서, 유지 커패시터(230)(도 4)를 충전 또는 방전하기 위한 2개의 스위칭 트랜지스터(211, 212)가 온 상태로 되기 때문에, 이 유지 커패시터(230)를 데이터선(Xm)과 동시에 프리차지하는 것이 가능하다. 따라서, 데이터선(Xm)의 정전 용량(Cd)과 비교하여 유지 커패시터(230)의 정전 용량을 무시할 수 없을 경우에는, 그 후의 프로그래밍에 요하는 시간을 단축하는 효과가 있다.
다만, 도 19와 같이, 실제 프로그래밍을 개시하기 전에 프리차지를 행하도록 하면, 프리차지가 유지 커패시터(230)의 축적 전하량에 주는 영향을 보다 작게 억제할 수 있을 가능성이 있다.
또한, 도 20에 있어서, 프리차지 기간(Tpc)이 종료할 때까지 프로그래밍 전류(Im)는 0으로 유지되고 있다. 그 이유는, 프리차지 기간(Tpc)에 프로그래밍 전류(Im)를 흐르게 하면, 이 전류의 일부가 프리차지 회로(600)에도 흐르기 때문에, 불필요한 전력을 소비하게 되기 때문이다. 다만, 이것에 의한 전력 소비량의 증가가 무시할 수 있을 정도일 경우에는, 프리차지 기간(Tpc) 내에 프로그래밍 전류(Im)를 흐르게 하도록 할 수도 있다.
도 21은 프리차지 기간의 다른 변형예를 나타내는 설명도이다. 이 예에서는, 프리차지 기간(Tpc)이 제 1 게이트 신호(V1)가 온으로 된 후에 개시되고 있다. 이 경우에도 유지 커패시터(230)를 데이터선(Xm)과 동시에 프리차지하는 것이 가능하다. 이 예에 있어서도, 프리차지 기간(Tpc)이 종료할 때까지 프로그래밍 전류(Im)를 0으로 유지하는 것이 바람직하다.
이상의 설명으로부터 이해할 수 있듯이, 프리차지 기간은 화소회로의 프로그래밍이 실행되는 기간 전에 설정될 수도 있고(도 19의 예), 또는 화소회로의 프로그래밍이 실행되는 기간의 초기 일부를 포함하는 기간에 설정될 수도 있다(도 20 및 도 21의 경우). 여기서, 「프로그래밍이 실행되는 기간」은 게이트 신호(V1)가 온 상태에 있고, 데이터선(Xm)과 유지 커패시터(230)를 접속하는 스위칭 트랜지스터(예를 들어, 도 4의 211 및 212)가 온 상태에 있는 기간을 의미한다. 환언하면, 프리차지는 프로그래밍 기간이 완료되기 전의 특정 프리차지 기간에 실행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 유지 커패시터(230)에 대한 전하 축적(전압의 기억)이 완료되기 전에 프리차지가 실행되기 때문에, 프리차지가 원인으로 되어 유지 커패시터(230)의 축적 전하량이 원하는 값으로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
G. 프리차지 회로의 배치에 관한 변형예:
도 22 내지 도 25는 프리차지 회로(600)의 배치의 다양한 변형예를 나타내고 있다. 도 22의 예에서는, 표시 매트릭스부(200b) 내에 복수의 프리차지 회로(600)가 설치되어 있다. 이 구성은, 도 3에 나타낸 제 1 실시예의 표시 매트릭스부(200)에 프리차지 회로(600)를 추가한 구성이다. 도 23의 예에서는, 데이터선 드라이버(400c) 내에 복수의 프리차지 회로(600)가 설치되어 있다. 도 24의 예도 표시 매트릭스부(200d) 내에 복수의 프리차지 회로(600)가 설치된 것이다. 다만, 도 24의 구성은, 도 10에 나타낸 제 2 실시예의 표시 매트릭스부(200a)에 프리차지 회로(600)를 추가한 구성이다. 도 25의 예에서는, 데이터선 드라이버(400e) 내에 복수의 프리차지 회로(600)가 설치되어 있다. 도 22 내지 도 25의 회로 동작은 상술한 제 4 실시예의 동작과 대략 동일하다.
도 22 또는 도 24의 예와 같이, 프리차지 회로(600)가 표시 매트릭스부(200) 내에 설치되어 있을 경우에는, 프리차지 회로(600)도 화소회로와 동일한 TFT로 구성된다. 한편, 도 23 또는 도 25의 예와 같이, 프리차지 회로(600)가 표시 매트릭스부(200) 외에 설치될 경우에는, 예를 들어, 프리차지 회로(600)를 표시 매트릭스부(200)를 포함하는 표시 패널 내에 TFT로 제조하는 것도 가능하고, 또는 표시 매트릭스부(200)와는 별개의 IC 내에 프리차지 회로(600)를 형성하는 것도 가능하다.
도 26은 프리차지 회로(600)를 구비한 다른 표시장치의 예를 나타내고 있다. 이 표시장치에서는, 도 23의 구성에서의 복수의 단일 라인 드라이버(410)와 복수의 프리차지 회로(600) 대신에, 1개의 단일 라인 드라이버(410)와 1개의 프리차지 회로(600)와 시프트 레지스터(700)가 설치되어 있다. 또한, 표시 매트릭스부(200f)의 각 데이터선에는 스위칭 트랜지스터(250)가 설치되어 있다. 스위칭 트랜지스터(250)의 한쪽 단자는 각 데이터선(Xm)에 접속되어 있고, 다른쪽 단자는 단일 라인 드라이버(410)의 출력 신호선(411)에 공통으로 접속되어 있다. 이 출력 신호선(411)은 프리차지 회로(600)에도 접속되어 있다. 시프트 레지스터(700)는 각 데이터선(Xm)의 스위칭 트랜지스터(250)에 온/오프 제어 신호를 공급하고 있으며, 이것에 의해, 데이터선(Xm)을 1개씩 차례로 선택한다.
이 표시장치에서는 화소회로(210)가 점 순차로 갱신된다. 즉, 게이트 드라이버(300)에서 선택된 1개의 게이트선(Yn)과 시프트 레지스터(700)에서 선택된 1개의 데이터선(Xm)과의 교점에 존재하는 1개의 화소회로(210)만이 1회의 프로그래밍으로 갱신된다. 예를 들면, n번째 게이트선(Yn)에서 선택된 M개의 화소회로(210)에 대해서 1개씩 차례로 프로그래밍이 실행되고, 그 종료 후, 다음의 (n+1)번째 게이트선 위의 M개의 화소회로(210)가 1개씩 프로그래밍된다. 이것에 대하여, 상술한 각종 실시예 또는 변형예에 있어서는, 1행분의 화소회로군이 동시에(즉, 선 순차로) 프로그래밍되어 있던 점에서 도 26에 나타낸 표시장치와 동작이 상이하다.
도 26의 표시장치와 같이, 점 순차로 화소회로(210)의 프로그래밍을 행할 경우에도, 상술한 제 4 실시예와 동일하게, 각 화소회로의 프로그래밍 완료 전에 데이터선의 프리차지를 행함으로써, 화소회로(210)에 정확한 프로그래밍을 행하는 것이 가능하고, 또는 프로그래밍 시간을 단축하여 유기 EL 소자(220)의 구동 제어의 고속화를 도모할 수 있다.
도 26의 장치에 있어서도, 프리차지 회로(600)는 복수 데이터선(Xm(m=1∼M))의 충전 또는 방전을 가속하는 것이 가능한 점에서 상술한 실시예 또는 변형예와 공통된다. 다만, 도 26의 프리차지 회로(600)는 복수의 데이터선을 동시에 충전 또는 방전하는 것이 아니라, 1개씩 충전 또는 방전할 수 있을 뿐이다. 이 설명으로부터도 이해할 수 있듯이, 본 명세서에서 일정 회로가 「복수 데이터선의 충전 또는 방전을 가속할 수 있다」는 문언은, 그 회로가 복수의 데이터선에 관한 충전 또는 방전을 동시에 가속할 수 있는 경우에 한정되지 않고, 1개씩 차례로 충전 또는 방전을 가속할 수 있는 경우도 포함하고 있다.
또한, 도 26에서는, 점 순차의 프로그래밍을 행하는 표시장치에 있어서, 데이터선에 프리차지를 행하는 경우의 예를 설명했으나, 이러한 장치에 있어서 데이터선의 충전 또는 방전의 가속을 행하는 수단으로서는, 상술한 부가 전류회로도 동일하게 이용 가능하다. 예를 들면, 도 26의 단일 라인 드라이버(410)는 도 6에 나타낸 회로 구성을 갖고 있기 때문에, 그 부가 전류회로(430)를 사용하여 부가 전류(Ip)를 발생시킬 수 있다. 다만, 프리차지와 부가 전류의 양쪽을 동시에 이용할 수 있도록 회로를 구성할 필요는 없으며, 어느 한쪽만을 이용할 수 있는 것과 같은 회로 구성을 채용할 수도 있다.
H. 전자기기에 대한 적용예:
유기 EL 소자를 이용한 표시장치는 이동형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화, 디지털 스틸 카메라 등의 다양한 전자장치에 적용할 수 있다.
도 27은 이동형 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 퍼스널 컴퓨터(1000)는, 키보드(1020)를 구비한 본체부(1040)와 유기 EL 소자를 사용한 표시 유니트(1060)를 구비하고 있다.
도 28은 휴대전화의 사시도이다. 이 휴대전화(2000)는 복수의 조작 버튼(2020)과, 수화구(2040)와, 송화구(2060)와, 유기 EL 소자를 사용한 표시 패널(2080)을 구비하고 있다.
도 29는 디지털 스틸 카메라(3000)의 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 외부 기기와의 접속에 대해서도 간단하게 나타내고 있다. 통상의 카메라는 피사체의 광상(光像)에 의해 필름을 감광하는 것에 대하여, 디지털 스틸 카메라(3000)는 피사체의 광상을 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자의 광전 변환에 의해 촬상 신호를 생성하는 것이다. 여기서, 디지털 스틸 카메라(3000)의 케이스(3020) 뒷면에는 유기 EL 소자를 사용한 표시 패널(3040)이 설치되어 있고, CCD에 의한 촬상 신호에 의거하여 표시가 실행된다. 따라서, 표시 패널(3040)은 피사체를 표시하는 파인더로서 기능한다. 또한, 케이스(3020)의 관찰 측(도면에서는 뒷면 측)에는 광학 렌즈 또는 CCD 등을 포함한 수광(受光) 유니트(3060)가 설치되어 있다.
여기서, 촬영자가 표시 패널(3040)에 표시된 피사체 상을 확인하여 셔터 버튼(3080)을 누르면, 그 시점에서의 CCD 촬상 신호가 회로기판(3100)의 메모리에 전송 및 저장된다. 또한, 이 디지털 스틸 카메라(3000)에 있어서는, 케이스(3020)의 측면에 비디오 신호 출력 단자(3120)와 데이터 통신용 입출력 단자(3140)가 설치되어 있다. 그리고, 도면에 도시되는 바와 같이, 전자의 비디오 신호 출력 단자(3120)에는 텔레비전 모니터(4300)가, 또한, 후자의 데이터 통신용 입출력 단자(3140)에는 퍼스널 컴퓨터(4400)가 각각 필요에 따라 접속된다. 또한, 소정 조작에 의해, 회로기판(3100)의 메모리에 저장된 촬상 신호가 텔레비전 모니터(4300) 또는 퍼스널 컴퓨터(4400)에 출력된다.
또한, 전자기기로서는, 도 27의 퍼스널 컴퓨터, 도 28의 휴대전화, 도 29의 디지털 스틸 카메라 이외에도 액정 텔레비전, 뷰파인더(viewfinder)형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 리코더, 자동차 운행(car navigation) 장치, 휴대용 소형 무선 호출기(pager), 전자수첩, 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 이들 각종 전자기기의 표시부로서, 유기 EL 소자를 사용한 상술한 표시장치를 적용할 수 있다.
I. 기타 변형예:
I1:
상술한 각종 실시예 또는 변형예에서는, 모든 트랜지스터가 FET로 구성되어 있는 것으로 하고 있었으나, 일부 또는 전부의 트랜지스터를 바이폴러(bipolar) 트랜지스터나 다른 종류의 스위칭 소자로 치환하는 것도 가능하다. FET의 게이트 전극과 바이폴러 트랜지스터의 베이스 전극은 본 발명에서의 「제어 전극」에 상당한다. 이들 각종 트랜지스터로서는, 박막트랜지스터(TFT)와 함께 실리콘 베이스의 트랜지스터도 채용 가능하다.
I2:
상술한 각종 실시예 또는 변형예에서는, 표시 매트릭스부(200)가 1세트의 화소회로 매트릭스를 갖는 것으로 하고 있었으나, 표시 매트릭스부(200)가 복수 세트의 화소회로 매트릭스를 갖는 것으로 할 수도 있다. 예를 들면, 대형 패널을 구성할 때에, 표시 매트릭스부(200)를 인접하는 복수 영역으로 구분하고, 각 영역마다 1세트의 화소회로 매트릭스를 각각 설치하도록 할 수도 있다. 또한, 1개의 표시 매트릭스부(200) 내에 RGB의 3색에 상당하는 3세트의 화소회로 매트릭스를 설치하도록 할 수도 있다. 복수의 화소회로 매트릭스(단위회로 매트릭스)가 존재할 경우에는, 각 매트릭스마다 상술한 실시예 또는 변형예를 적용하는 것이 가능하다.
I3:
상술한 각종 실시예 또는 변형예에서 사용한 화소회로에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이 프로그래밍 기간(Tpr)과 발광 기간(Tel)이 구분되어 있었으나, 프로그래밍 기간(Tpr)이 발광 기간(Tel)의 일부에 겹치는 것과 같은 화소회로를 사용하는 것도 가능하다. 이러한 화소회로에 대해서는, 발광 기간(Tel)의 초기에 프로그래밍이 실행되어 발광 계조가 설정되고, 그 후, 설정된 계조로 발광이 계속된다. 이러한 화소회로를 이용한 장치에 관해서도, 부가 전류 또는 프리차지에 의한 데이터선의 가속을 행함으로써, 화소회로에 정확한 발광 계조를 설정하는 것이 가능하고, 또는 프로그래밍 시간을 단축하여 유기 EL 소자의 구동 제어의 고속화를 도모할 수 있다.
I4:
상술한 각종 실시예 또는 변형예에서는, 전류 프로그래밍형 화소회로를 갖는 표시장치에 관한 예를 설명했으나, 본 발명은 전압 프로그래밍형 화소회로를 갖는 표시장치에도 적용 가능하다. 전압 프로그래밍형 화소회로에 대해서는, 데이터선의 전압값에 따라 프로그래밍(발광 계조의 설정)이 실행된다. 전압 프로그래밍형 화소회로를 갖는 표시장치에 있어서도, 부가 전류 또는 프리차지를 이용한 데이터선의 충전 또는 방전의 가속을 행할 수 있다.
다만, 전류 프로그래밍형 화소회로를 사용한 표시장치에서는, 발광 계조가 낮을 때에 프로그래밍 전류값이 상당히 작아지기 때문에, 프로그래밍에 많은 시간을 요할 가능성이 있다. 따라서, 전류 프로그래밍형 화소회로를 사용한 표시장치에 본 발명을 적용했을 때에는, 데이터선의 충전 또는 방전 가속에 의한 효과가 보다 현저하다.
I5:
상술한 각종 실시예 또는 변형예에 있어서는, 유기 EL 소자(220)의 발광 계조를 조정할 수 있는 것으로 하고 있었으나, 본 발명은, 예를 들어, 정전류를 발생하여 흑백 표시(2치 표시)를 행하는 표시장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 패시브 매트릭스 구동법을 이용하여 유기 EL 소자를 구동할 경우에도 적용 가능하다. 다만, 다계조의 조정이 가능한 표시장치 또는 액티브 매트릭스 구동법을 이용하는 표시장치에 대해서는, 구동의 고속화에 대한 요구가 보다 강하기 때문에, 본 발명의 효과도 보다 현저하다. 또한, 본 발명은 화소회로를 매트릭스 형상으로 배열한 표시장치에 한정되지 않고, 다른 배열을 채용한 경우에도 적용하는 것이 가능하다.
I6:
상술한 실시예 또는 변형예에서는, 유기 EL 소자를 사용한 표시장치의 예를 설명했으나, 본 발명은 유기 EL 소자 이외의 발광 소자를 사용한 표시장치 또는 전자장치에도 적용 가능하다. 예를 들면, 구동 전류에 따라 발광 계조를 조정할 수 있는 다른 종류의 발광 소자(LED나 FED(Field Emission Display) 등)를 갖는 장치에도 적용할 수 있다.
I7:
또한, 본 발명은 발광 소자 이외의 다른 전류 구동형 소자에도 적용 가능하다. 이러한 전류 구동형 소자로서는 자기 RAM(MRAM)이 존재한다. 도 30은 자기 RAM을 이용한 메모리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이 메모리 장치는 메모리 셀 매트릭스부(820)와, 워드선 드라이버(830)와, 비트선 드라이버(840)를 갖고 있다. 메모리 셀 매트릭스부(820)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 자기 메모리 셀(810)을 갖고 있다. 자기 메모리 셀(810)의 매트릭스에는, 그 열방향을 따라 연장되는 복수의 비트선(X1, X2, …)과 행방향을 따라 연장되는 복수의 워드선(Y1, Y2, …)이 각각 접속되어 있다. 이 도 30과 제 1 실시예의 도 3을 비교하면 이해할 수 있듯이, 메모리 셀 매트릭스부(820)가 표시 매트릭스부(200)에 대응하고 있다. 또한, 자기 메모리 셀(810)이 화소회로(210)에, 워드선 드라이버(830)가 게이트 드라이버(300)에, 비트선 드라이버(840)가 데이터선 드라이버(400)에 각각 대응하고 있다.
도 31은 자기 메모리 셀(810)의 구성을 나타내는 설명도이다. 이 자기 메모리 셀(810)은, 강자성 금속층으로 이루어진 2개의 전극(811, 812) 사이에 절연체로 이루어진 장벽층(813)이 개재된 구성을 갖고 있다. 자기 RAM은, 2개의 전극(811, 812) 사이에 장벽층(813)을 통하여 터널 전류를 흐르게 했을 때에, 그 터널 전류의 크기가 상하 강자성 금속의 자화(M1, M2) 방향에 의존하는 현상을 이용하여, 데이터의 기억을 행하도록 한 것이다. 구체적으로는, 2개의 전극(811, 812) 사이의 전압(V)(또는 저항)을 측정함으로써, 기억되어 있는 데이터가 「0」인지 「1」인지가 판정된다.
한쪽 전극(812)은 그 자화(M2) 방향이 고정된 기준층으로서 이용되고, 다른쪽 전극(811)은 데이터 기록층으로서 이용된다. 정보의 기록은, 예를 들어, 비트선(Xm)(기록 전극)에 데이터 전류(Idata)를 흐르게 하고, 이에 따라 발생하는 자계에 의해 전극(811)의 자화(M1) 방향을 바꿈으로써 실행된다. 기록 정보의 판독은, 비트선(Xm)(기록 전극)에 역방향의 전류를 흐르게 하고, 이 때의 터널 저항 또는 전압을 전기적으로 판독함으로써 실행된다.
또한, 도 30 및 도 31에서 설명한 메모리 장치는 이러한 자기 RAM을 이용한 장치의 일례이며, 자기 RAM의 구성이나 정보의 기록 또는 판독 방법에 대해서는 다양한 것이 제안되어 있다.
본 발명은 이 자기 RAM과 같이 발광 소자가 아닌 전류 구동 소자를 이용한 전자장치에도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은 일반적으로 전류 구동 소자를 이용한 전자장치에 적용 가능하다.
이상의 설명에 따르면, 본 발명은 단위회로에 접속된 데이터선의 구동 시간을 단축할 수 있는 기술을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유기 EL 소자를 사용한 표시장치의 일반적인 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로서의 표시장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 표시 매트릭스부(200)와 데이터선 드라이버(400)의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 제 1 실시예의 화소회로(210)의 내부 구성을 나타내는 회로도.
도 5는 제 1 실시예의 화소회로(210)의 통상의 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 6은 제 1 실시예의 단일 라인 드라이버(410)의 내부 구성을 나타내는 회로도.
도 7은 부가 전류회로(430)를 이용한 경우의 프로그래밍 기간(Tpr)에서의 전류값 변화를 나타내는 설명도.
도 8은 프로그래밍 기간(Tpr)에서의 데이터선(Xm)의 전하량(Qd) 변화를 나타내는 설명도.
도 9는 유기 EL 소자의 발광 계조(G)와, 프로그래밍 전류(Im)와, 데이터선의 전하량(Qd)과의 관계를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예로서의 표시장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 11은 제 2 실시예의 화소회로(210a)의 내부 구성을 나타내는 회로도.
도 12는 제 2 실시예의 화소회로(210a)의 통상의 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 13은 제 2 실시예의 단일 라인 드라이버(410a)를 나타내는 회로도.
도 14는 제 2 실시예에서의 유기 EL 소자의 발광 계조(G)와, 프로그래밍 전류(Im)와, 데이터선의 전하량(Qd)과의 관계를 나타내는 그래프.
도 15는 제 2 실시예에서의 프로그래밍 기간(Tpr)에서의 데이터선(Xm)의 전하량(Qd) 변화를 나타내는 설명도.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예의 단일 라인 드라이버(410b)를 나타내는 회로도.
도 17은 제 3 실시예의 부가 전류회로(430a)를 이용한 경우의 프로그래밍 기간(Tpr)의 동작을 나타내는 설명도.
도 18은 본 발명의 제 4 실시예로서의 표시장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 19는 제 4 실시예에서의 프로그래밍 기간(Tpr)의 동작을 나타내는 설명도.
도 20은 프리차지 기간의 변형예를 나타내는 설명도.
도 21은 프리차지 기간의 변형예를 나타내는 설명도.
도 22는 프리차지 회로의 배치의 변형예를 나타내는 블록도.
도 23은 프리차지 회로의 배치의 변형예를 나타내는 블록도.
도 24는 프리차지 회로의 배치의 변형예를 나타내는 블록도.
도 25는 프리차지 회로의 배치의 변형예를 나타내는 블록도.
도 26은 프리차지 회로의 배치의 변형예를 나타내는 블록도.
도 27은 본 발명에 따른 표시장치를 적용한 전자기기의 일례로서의 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도.
도 28은 본 발명에 따른 표시장치를 적용한 전자기기의 일례로서의 휴대전화의 구성을 나타내는 사시도.
도 29는 본 발명에 따른 표시장치를 적용한 전자기기의 일례로서의 디지털 스틸 카메라의 뒷면측 구성을 나타내는 사시도.
도 30은 본 발명의 다른 실시예로서의 자기 RAM 디바이스의 구성을 나타내는 블록도.
도 31은 자기 RAM의 개략 구성을 나타내는 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41 : 스위칭 트랜지스터
42 : 구동 트랜지스터
43 : 스위칭 트랜지스터
44 : 구동 트랜지스터
100 : 콘트롤러
110 : 화소회로
114 : 유기 EL 소자
120 : 표시 매트릭스부
130 : 게이트 드라이버
140 : 데이터선 드라이버
200 : 표시 매트릭스부(화소 영역)
210 : 화소회로
210a : 화소회로
211∼213 : 스위칭 트랜지스터
214 : 구동 트랜지스터
220 : 유기 EL 소자
230 : 유지 커패시터
241∼243 : 스위칭 트랜지스터
244 : 구동 트랜지스터
250 : 스위칭 트랜지스터
300 : 게이트 드라이버
400 : 데이터선 드라이버
410 : 단일 라인 드라이버
411 : 출력 신호선
420 : 데이터 신호 생성회로
421 : 직렬 접속
430 : 부가 전류회로
600 : 프리차지 회로
610 : 스위칭 트랜지스터
700 : 시프트 레지스터
810 : 자기 메모리 셀
811, 812 : 전극
813 : 장벽층
820 : 메모리 셀 매트릭스부
830 : 워드선 드라이버
840 : 비트선 드라이버
1000 : 퍼스널 컴퓨터
1020 : 키보드
1040 : 본체부
1060 : 표시 유니트
2000 : 휴대전화
2020 : 조작 버튼
2040 : 수화구
2060 : 송화구
2080 : 표시 패널
3000 : 디지털 스틸 카메라
3020 : 케이스
3040 : 표시 패널
3060 : 수광 유니트
3080 : 셔터 버튼
3100 : 회로기판
3120 : 비디오 신호 출력 단자
3140 : 입출력 단자
4300 : 텔레비전 모니터
4400 : 퍼스널 컴퓨터

Claims (13)

  1. 입력 신호에 대응하여 전류를 생성하는 전류 생성회로와, 전기광학 소자를 구비한 단위회로와, 상기 전류를 상기 단위회로에 공급하는 데이터선을 포함하는 전기광학장치의 구동 방법으로서,
    상기 입력 신호의 변화에 따라 상기 전류의 전류값을 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로 변화시키는 조작을 전류값의 시간 변화율이 상이한 복수의 기간을 거쳐 행하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로 변화시키는 조작은 상기 데이터선을 소정 전압으로 설정하는 프리차지 회로에 의해 설정되는 제 3 전류값을 경유하여 실행되는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류값으로부터 제 2 전류값으로 변화시키는 조작은 상기 데이터선에 흐르는 전류의 일부의 전류 경로로 되는 부가 전류회로에 의해 설정되는 제 3 전류값을 경유하여 실행되는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 전류값은 상기 제 2 전류값과 상기 부가 전류회로를 흐르는 전류값에 의거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 전류값은 상기 제 1 전류값과 상기 부가 전류회로를 흐르는 전류값에 의거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전류값은 상기 제 1 전류값보다도 작은 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 전류값은 상기 제 1 전류값과 상기 제 2 전류값 사이의 전류값인 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 전류값으로부터 상기 제 3 전류값으로의 전류값의 시간 변화율 절대값은 상기 제 3 전류값으로부터 상기 제 2 전류값으로의 전류값의 시간 변화율 절대값보다도 큰 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전류값과 상기 제 3 전류값의 차의 절대값은 상기 제 3 전류값과 상기 제 2 전류값의 차의 절대값보다도 큰 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류값 및 상기 제 2 전류값은 상기 입력 신호에 대응한 전류값인 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류값과 상기 제 2 전류값의 차에 의거하여, 상기 제 1 전류값을 제 2 전류값으로 변화시키는 조작을 상기 전류값의 시간 변화율이 상이한 복수의 기간을 거쳐 행할 필요가 있는지의 여부를 판정하고, 해당 판정에서 필요가 있다고 판정되었을 때에, 상기 복수의 기간을 거쳐 상기 제 1 전류값을 상기 제 2 전류값으로 변화시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기광학장치의 구동 방법.
  12. 제 1 항에 기재된 전기광학장치의 구동 방법에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  13. 제 12 항에 기재된 전기광학장치를 표시부로서 이용한 것을 특징으로 하는 전자기기.
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