KR20050059096A - 전류원 회로, 그 전류원 회로를 사용한 표시장치 및 그의구동방법 - Google Patents

전류원 회로, 그 전류원 회로를 사용한 표시장치 및 그의구동방법 Download PDF

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Abstract

발광소자를 가진 표시장치에서는, 신호 전류(비디오 신호)의 전류값이 하이(high) 값으로 설정되지 않는 한 정확한 설정 동작이 많은 시간을 요한다. 대조적으로, 발광소자가 발광하게 하는 구동 전류값은 매우 작다. 따라서, 정확한 설정 동작을 행하는 것이 어렵다. 그러나, 본 발명에 따르면, 전류원 회로가 다수의 트랜지스터를 포함한다. 그 다수의 트랜지스터는 전류원 회로에 대하여 설정 동작이 행해질 때는 병렬로 접속되고, 발광소자를 발광시킬 때에는 직렬로 접속된다. 또한, 발광소자가 일정한 휘도로 발광할 수 있고, 전류원 회로를 설정할 전류값이 발광소자가 발광할 때의 구동 전류값보다 높기 때문에, 설정 동작의 속도가 증가된다.

Description

전류원 회로, 그 전류원 회로를 사용한 표시장치 및 그의 구동방법{Current source circuit, display device using the same and driving method thereof}
본 발명은, 화소마다 발광소자 및 트랜지스터가 마련되고, 전류원 회로가 각 트랜지스터에 의해 화소의 발광을 제어하는 액티브 매트릭스형 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 발광소자로서 EL(전계발광) 소자를 사용하는 액티브 매트릭스형 EL 표시장치에 관한 것이다.
근년, 발광소자 및 그 발광소자의 발광을 제어하는 트랜지스터를 가진 액티브 매트릭스형 EL 표시장치가 주목받고 있다. 이와 같은 표시장치는 응답성이 우수하고, 저전압으로 동작하며, 시야각이 넓은 등의 이점을 가지기 때문에, 차세대의 플랫 패널 디스플레이로서 주목받고 있다.
발광소자를 구비한 발광장치를 사용하여 다계조의 화상을 표시할 때의 구동방법은 크게 아날로그 계조방식과 디지털 계조방식으로 분류된다. 양 방식의 차이점은 발광소자의 발광과 비발광 각각의 상태에서 발광소자를 제어하는 방법에 있다. 전자의 아날로그 계조방식은 발광소자로 흐르는 전류의 양을 제어하여 아날로그 형태로 계조를 얻는 방식이다. 후자의 디지털 계조방식은 온(ON) 상태(휘도가 거의 100%인 상태)와 오프(OFF) 상태(휘도가 거의 0%인 상태)의 두가지 상태만으로 발광소자를 구동하는 방식이다.
또한, 구동방법은 발광소자를 구비한 화소에 입력되는 비디오 신호(영상 신호)의 종류에 따라 크게 전류 입력 방식과 전압 입력 방식으로 분류된다. 전류 입력 방식은 신호 전류로 행하는 방법이고, 전압 입력 방식은 전압으로 제어하는 방법이다.
다음에, 표시장치에서 전류 입력 방식을 적용한 화소의 회로 구성의 일례와 그의 구동방법에 대하여 도 18을 참조하여 간단히 설명한다. 도 18에 도시한 화소는 신호선(1801), 제1∼제3 주사선(1802∼1804), 전원선(1805), 트랜지스터(1806∼1809), 용량 소자(1810), 발광 소자(1811)를 가지고, 전류원 회로(1812)가 신호선에 마련되어 있다.
트랜지스터(1806)의 게이트 전극이 제1 주사선(1802)에 접속되고, 트랜지스터(1806)의 제1 전극이 신호선(1801)에 접속되고, 제2 전극은 트랜지스터(1807)의 제1 전극, 트랜지스터(1808)의 제1 전극, 및 트랜지스터(1809)의 제1 전극에 접속되어 있다. 트랜지스터(1807)의 게이트 전극은 제2 주사선(1803)에 접속되고, 트랜지스터(1807)의 제2 전극은 트랜지스터(1808)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 트랜지스터(1808)의 제2 전극은 전원선(1805)에 접속되어 있다. 트랜지스터(1809)의 게이트 전극은 제3 주사선(1804)에 접속되고, 트랜지스터(1809)의 제2 전극은 발광소자(1811)의 한쪽 전극에 접속되어 있다. 용량 소자(1810)는 트랜지스터(1808)의 게이트 전극과 제2 전극 사이에 접속되어, 트랜지스터(1808)의 게이트-소스 간 전압을 유지한다. 전원선(1805) 및 발광소자(1811)의 음극에는 각각 소정의 전위가 입력되어, 전위차를 유지한다.
다음에, 비디오 신호의 기입에서 발광까지의 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 제1 주사선(1802) 및 제2 주사선(1803)에 펄스 신호가 입력되어, 트랜지스터(1806, 1807)를 온(ON)으로 한다. 이 때, 신호선(1801)에서 흐르는 신호 전류(비디오 신호)를 Idata로 하고, 이 Idata는 전류원 회로(1812)로부터 공급된다.
용량 소자(1810)에서는, 그의 2개의 전극 사이의 전위차, 즉, 트랜지스터(1808)의 게이트-소스 간 전압(VGS)이 원하는 전압, 즉, 전류(Idata)가 트랜지스터(1808)로 흐르게 하기에 충분히 높은 전압에 도달할 때까지 전하가 계속 축적된다. 전하의 축적이 종료되면, 트랜지스터(1808)에는 신호 전류(Idata)가 계속 흐른다. 이상으로 신호 설정 동작이 완료된다. 마지막으로, 제1 주사선(1802) 및 제2 주사선(1803)의 선택이 종료되고, 트랜지스터(1806, 1807)가 오프(OFF)로 된다.
다음에, 발광 동작에 대하여 설명한다. 제3 주사선(1804)에 펄스 신호가 입력되어 트랜지스터(1809)가 온으로 된다. 이전의 동작에서 용량 소자(1810)에 축적된 VGS에 의해 트랜지스터(1808)가 오프로 된 때, 전원선(1805)으로부터 전류가 흘러, 발광소자(1811)가 발광한다. 따라서, 트랜지스터(1808)의 특성에 편차가 있더라도, 동작이 영향을 받지 않는다.
전류 입력 방식을 채택한 다른 화소 회로 구성이 미국 특허 제6,229,506호 및 일본 공개특허공고 2001-147659호 공보에 보고되어 있다.
이와 같은 전류 입력 방식의 화소 회로의 구성에서는, 화소에 기입되는 신호 전류(비디오 신호)의 전류값과 발광소자를 발광시킬 때의 구동 전류값이 거의 같을 필요가 있다. 그러나, 신호 전류(비디오 신호)의 전류값이 하이(high) 값으로 설정되지 않는 한, 정확한 설정 동작은 많은 시간을 요하는데, 그 이유는 표시장치의 화소부에 마련된 신호선 등에서 기생용량(예를 들어, 배선 교차부에서의 용량)이나 배선 저항이 발생하게 되기 때문이다. 대조적으로, 발광소자가 발광하게 하는 구동 전류값은 매우 작다. 따라서, 정확한 설정 동작을 행하는 것이 어렵다. 또한, 트랜지스터(1808)의 전기적 특성에 변동이 발생하고, 이것은 발광소자로 흐르는 전류의 변동과 표시 불균일을 야기한다.
또한, 아날로그 계조방식으로 표시를 하는 경우, 각 화소에서 표시를 행할 때마다, 계조에 따른 크기의 신호 전류를 각 화소에 기입할 필요가 있고, 따라서, 신호 전류에 따른 전하를 각 화소의 용량부(보유 용량)에 다시 보유하도록 할 필요가 있다. 따라서, 화소에 공급되는 신호 전류가 작은 경우, 즉, 휘도가 작은 경우에는 정확한 설정 동작을 행하는 것이 어렵다. 또한, 신호 전류의 기입이 행해지는 화소 이외의, 동일 소스 신호선에 접속된 다수의 화소로부터 일어나는 누설 전류 등의 노이즈의 영향이 크고, 정확한 화소를 발광시킬 수 없게 할 우려가 높다.
따라서, 비디오 신호의 전류값과 구동 전류값이 동일하게 된다는 것은 명확한 제약이 되었다.
대조적으로, 전압 입력 방식에 의해 트랜지스터를 스위치로서 디지털적으로 제어하는(디지털 계조방식) 경우, 발광 상태에 있는 발광소자에는 일정한 전압이 인가된다. 그러나, 발광소자에 인가되는 전압과 흐르는 전류 사이의 관계는 주위의 온도나 발광소자의 열화(劣化) 등의 영향에 의해 변화한다. 따라서, 발광소자의 양 전극에 일정한 전압을 인가하고 있는 경우라도, 실제로 흐르는 전류가 변화되었다. 그 결과, 화면의 탐(burning-in) 등이 발생하였다.
그래서, 본 발명의 목적은 화소의 트랜지스터의 편차의 영향을 감소시킬 수 있는 표시장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 발광소자가 열화 등에 의한 전류 특성의 변화에 영향을 받지 않고 일정한 휘도로 발광할 수 있는 표시장치를 제공하는데 있다.
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명에 따른 화소를 나타내는 도면.
도 2(A) 및 도 2(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 3(A) 및 도 3(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 4(A) 및 도 4(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 5(A) 및 도 5(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 6(A) 및 도 6(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 7(A) 및 도 7(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 8(A) ∼ 도 8(C)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 9는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 10은 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 11(A) 및 도 11(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 12는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 13은 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 14는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 15는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 16(A) 및 도 16(B)는 본 발명에 따른 화소의 타이밍 차트.
도 17은 본 발명에 따른 화소의 상면도.
도 18은 종래기술에 따른 화소의 회로도.
도 19(A)∼도 19(H)는 본 발명에 따른 화소를 사용한 전자 기기를 나타내는 도면.
도 20(A) 및 도 20(B)는 본 발명애 따른 화소를 사용한 모듈을 나타내는 도면.
도 21은 본 발명에 따른 화소를 사용한 모듈의 전원 회로도.
도 22(A)∼도 22(C)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 23(A)∼도 23(C)는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 24는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 25는 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 26은 본 발명에 따른 화소의 회로도.
도 27은 본 발명에 따른 화소의 회로도.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 표시장치에서의 각 화소가 전류원 회로, 비디오 제어용 스위치, 및 발광소자를 가지고 있다. 비디오 제어용 스위치의 ON/OFF는 비디오 신호에 의해 제어된다. 그것에 의해, 전류원 회로로부터 흐르는 전류가 발광소자로 흐르는지 아닌지가 제어된다. 그 결과, 계조가 표현되어 화상을 표시할 수 있다. 또한, 발광소자와 전류원 회로와 비디오 제어용 스위치는 전원 기준선과 전원선 사이에 직렬로 접속될 필요가 있고, 그들 접속 위치는 적절히 설정될 수 있다. 그리고, 전류원 회로가 일정한 양의 전류를 출력할 수 있도록 발광소자에 접속되는 트랜지스터에 Idata가 공급된다. 이것을 설정 동작이라고 부른다. 그리고, 전류원 회로는 다수의 트랜지스터를 포함한다. 전류원 회로에의 설정 동작을 행할 때에는 다수의 트랜지스터를 병렬 접속 상태로 하고, 발광소자를 발광시킬 때에는 다수의 트랜지스터를 직렬 접속 상태로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
발광소자는 흐르는 전류의 양에 기초하여 휘도를 변화시키는 전기광학 소자익, 구체적으로는 제1 전극과 제2 전극 사이에 발광층을 포함하는 소자이다.
이와 같이, 접속 상태를 스위칭함으로써, 전류원 회로에 공급되는 전류값이 증가될 수 있고, 그 결과, 설정 동작이 보다 정확하게 단시간에 행해질 수 있다.
본 발명의 구성을 도 1(A) 및 도 1(B)를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1(A)에 나타낸 화소는 신호선(101), 제1 주사선(102), 전원선(103), 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제1 스위치(111)에 접속된 메모리(113), 제2 스위치(112)에 접속된 전류원 회로(114), 제2 스위치(112)에 접속된 발광소자(115), 및 전원 기준선(116)을 가지고 있다. 제1 스위치(111) 및 제2 스위치(112)는 트랜지스터와 같은, 스위칭 기능을 가지는 단수 또는 다수의 반도체 소자일 수 있다. 또한, 스위칭 기능을 가지는 트랜지스터는 n형 또는 p형의 어느 쪽을 사용하여도 상관없다.
제1 스위치(111)의 ON/OFF는 제1 주사선(102)에 의해 제어된다. 제1 스위치(111)가 온(ON)으로 될 때 신호선(101)으로부터 비디오 신호가 메모리(113)에 입력되고, 그 비디오 신호를 메모리(113)가 보유한다. 그리고, 그 비디오 신호에 기초하여 제2 스위치(112)가 제어된다. 그리고, 제2 스위치(112)가 온으로 될 때, 전류원 회로(114)로부터 신호 전류가 발광소자(115)에 공급된다.
도 1(B)는 전류원 회로(114)의 구성을 나타낸다. 전류원 회로(114)는 제1 스위치(120), 제2 스위치(121), 및 구동용 소자(122)를 가지고 있다. 제1 스위치(120)와 제2 스위치(122)는 트랜지스터와 같은. 스위칭 기능을 가지는 단수 또는 다수의 반도체 소자일 수 있다. 구동용 소자(122)는 트랜지스터와 같은, 다수의 반도체 소자일 수 있다. 제1 스위치(120) 및 제2 스위치(122)의 ON/OFF는 제2 주사선(123)에 의해 제어된다.
제2 주사선(123)으로부터의 신호에 의한 제1 스위치(120) 및 제2 스위치(121)의 ON/OFF 제어는 구동용 소자(122)의 다수의 트랜지스터를 병렬 접속 상태와 직렬 접속 상태를 전환하는 수단이 된다. 또한, 제1 스위치(120) 및 제2 스위치(121)를 구성하는 트랜지스터는 n형 또는 p형의 어느 쪽을 사용하여도 상관없다.
그리고, 신호 전류의 설정 동작을 행할 때에는 구동용 소자(122)의 트랜지스터를 병렬 접속 상태로 하고, 발광소자를 발광시킬 때에는 구동용 소자(122)의 트랜지스터를 직렬 접속 상태로 한다.
본 발명에 의하면, 발광소자는 열화(劣化) 등에 의한 전류 특성의 변화에 상관없이 일정한 휘도로 발광할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 전류원 회로를 설정하기 위한 전류값은 발광소자를 발광시킬 때의 구동전류보다도 크게 할 수 있기 때문에, 설정 동작 속도를 향상시킬 수 있다.
전류원 회로는 일정한 양의 전류를 출력하기 때문에, 트랜지스터의 편차의 영향을 저감할 수 있다. 비디오 신호는 전류원 회로를 설정하기 위한 전류와는 다른 신호이기 때문에, 각각을 독립하여 제어할 수 있다. 즉, 전류원 회로는 일정한 양의 전류를 공급하는 것뿐이고, 비디오 신호에 의해 전류값이 변화하는 것은 아니다. 따라서, 설정 동작을 임의 시기에 임의 주기로 행할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 정확한 계조를 표현할 수 있고 표시 얼룩이 저감되는 표시장치가 제공될 수 있다.
이하에, 본 발명의 실시형태를 도면에 참조하여 설명한다. 또한, 실시형태를 설명하기 위한 모든 도면에서, 동일 부분 또는 동일 기능을 가지는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그의 반복 설명은 생략한다.
또한, 아래의 실시형태에 있어서, 트랜지스터는 게이트, 소스, 드레인의 3단자를 가지고 있지만, 트랜지스터의 구조 상, 소스 전극 및 드레인 전극은 명확하게 구별될 수 없다. 따라서, 소자 간의 접속에 관하여 설명할 때에는 소스 전극 및 드레인 전극 중 한쪽을 제1 전극, 다른 쪽을 제2 전극이라고 표기한다.
[실시형태 1]
본 실시형태에서는 전류원 회로의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 22(A)∼도 22(C)는 전류원 회로의 구동용 소자가 2개의 트랜지스터를 구비하는 경우의 회로 구성을 나타낸다.
도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로는 제1 트랜지스터(21), 제2 트랜지스터(22), 용량소자(23), 발광소자(24), 전류원선(25) 및 전원선(26)을 가지고 있다. 또한, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 큰 게이트 용량을 가지고, 각 트랜지스터로부터의 누설 전류가 허용 범위 내인 경우 용량소자를 구비할 필요가 없다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 전류원 트랜지스터이고, 극성이 p채널형인 경우로 설명한다.
도 22(A)는 설정 동작을 행할 때의 전류원 회로 및 전류 흐름 경로를 나타낸다. 도 22(B) 및 도 22(C)는 각각 발광을 행할 때의 전류원 회로 및 전류 흐름 경로를 나타낸다. 도 22(B)와 도 22(C)는 접속이 다르기 때문에, 전류가 흐르는 방향이 다르다. 그러나, 본질적으로는 양자는 동일하다.
본 발명에 따르면 도 22(A)에 나타내는 바와 같이, 설정 동작 시에 제1 트랜지스터(21) 및 제2 트랜지스터(22)이 병렬로 접속되고, 도 22(B) 및 도 22(C)에 나타내는 바와 같이, 발광 시에는 제1 트랜지스터(21) 및 제2 트랜지스터(22)이 직렬로 접속된다.
설정 동작과 발광 사이에서 접속 상태가 전환되기 때문에, 몇몇 위치에는 스위치가 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 설정 동작과 발광 시에, 각각 도 22(A), 도 22(B) 및 도 22(C)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르는 한, 각 스위치는 어디에 마련하여도 좋다.
본 실시형태에서, 구동용 트랜지스터가 제공될 수 있는 경우, 설정 동작 시와 발광 시에 다음의 조건을 만족시키도록 구동용 트랜지스터가 제공될 수 있다. 먼저, 설정 동작 시에 있어서, 비디오 신호에 의해 제어되는 트랜지스터(구동용 트랜지스터)의 온·오프에 상관없이, 도 22(A)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르는 것을 필요로 한다. 또한, 발광 시(비디오 신호가 입력될 때)에는, 도 22(B) 또는 도 22(C)에 나타내는 바와 같이 전류가 흘러야 하고, 비디오 신호가 입력되지 않을 때는 도 22(B) 또는 도 22(C)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르지 않아야 한다(전류 경로가 끊어져야 한다).
본 실시형태에서 소거(消去)용 트랜지스터가 제공될 수 있는 경우, 발광소자를 비점등 상태로 하기 위해, 전류 경로가 끊어지도록 배열될 수 있다. 전류 경로는 소거용 트랜지스터에 의해 끊어질 수 있다. 또는, 구동용 트랜지스터를 오프시키도록 소거용 트랜지스터가 제공될 수도 있다.
도 2(A)는 스위치들을 구비한 구체적인 전류원 회로를 나타낸다. 도 2(A)의 전류원 회로는 전류원선(201), 전원선(202), 주사선(203), 제1 트랜지스터(211), 제2 트랜지스터(212), 용량소자(213), 제1∼제4 스위치(214∼217)를 가지고 있고, 제1∼제4 스위치(214∼217)는 주사선(203)에 의해 제어되고 있다. 또한, 도 2(A)에 도시된 바와 같이 각 스위치에 대해 주사선(203)이 제공되어 있지만, 스위치를 구성하는 트랜지스터의 극성을 생각하여, 각각의 주사선을 공유하여 배선 수를 저감할 수 있다.
다음에, 도 2(A)의 전류원 회로의 접속 관계를 설명한다. 여기서, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
제1 트랜지스터(211)의 게이트 전극과 제2 트랜지스터(212)의 게이트 전극이 서로 접속되고, 전류원으로서 기능하는 전류원 트랜지스터를 구성하고 있다. 제1 스위치(214)는 전류원선(201) 및 전원선(202)에 접속되어 있어, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)의 게이트 전극과 전원선(202)과의 사이에 마련된 용량소자(213)에의 전류 공급이 제어될 수 있다. 제1 트랜지스터(211)의 제1 전극은 전원선(202)에 접속되고, 제2 전극은 제3 스위치(216)를 통하여 전류원선(201)에 접속되어 있다. 제2 트랜지스터(212)의 제1 전극은 제2 스위치(215)를 통하여 전원선(202)에 접속되고, 제2 전극은 제1 트랜지스터(211)의 제2 전극에 접속되어 있다. 제2 트랜지스터(212)의 제1 전극과 발광소자 사이에는 제4 스위치(217)가 접속되어 있다.
도 2(B)는 도 2(A)에 나타낸 것과 다른 전류원 회로를 나타낸다. 도 2(B)의 전류원 회로는 제1 트랜지스터(211)의 제1 전극과 제2 트랜지스터(212)의 제1 전극이 서로 접속되어 있는 점에서 도 2(A)의 전류원 회로와 다르다. 따라서, 도 2(B)의 전류원 회로에는 또한, 제5∼제7 스위치(218∼220)가 마련되어 있다.
즉, 도 2(B)의 전류원 회로는 전류원선(201), 전원선(202), 주사선(203), 제1 트랜지스터(211), 제2 트랜지스터(212), 용량소자(213), 제1∼제4 스위치(214∼217)에 추가하여, 제5∼제7 스위치(218∼220)를 가지고 있고, 제1∼제7 스위치는 주사선(203)에 의해 제어되고 있다. 또한, 도 2(B)에 되시된 바와 같이 스위치마다 주사선(203)이 제공되어 있지만, 스위치를 구성하는 트랜지스터의 극성을 생각하여, 각각의 주사선을 공유하여 배선 수를 저감할 수 있다.
다음에, 도 2(B)의 전류원 회로의 접속 관계에 대하여 도 2(A)와 다른 부분을 설명한다. 여기서는, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)의 극성은 p 채널형인 경우로 설명한다.
제5 스위치(218)는 제1 트랜지스터(211)의 제2 전극과 전원선(202)과의 사이에 접속되어 있고, 제6 스위치(219)는 제1 트랜지스터(211)의 제1 전극과 전원선(202)과의 사이에 접속되어 있고, 제7 스위치(220)는 제1 트랜지스터(211)의 제2 전극과 제2 트랜지스터(212)의 제2 전극과의 사이에 접속되어 있다. 그리고, 도 2(A)의 전류원 회로와는 달리, 제4 스위치(217)는 제2 트랜지스터(212)의 제2 전극과 발광소자와의 사이에 제공되어 있다.
도 2(A) 및 도 2(B)에 나타낸 전류원 회로에 의한 동작에 대하여 도 3(A) ∼ 도 4(B)를 참조하여 설명한다.
도 3(A) 및 도 3(B)는 도 2(A)의 전류원 회로에서의 설정 동작(도 3(A))과 발광(도 3(B)) 시의 각 트랜지스터 및 스위치의 상태를 나타낸다. 또한, 점선 화살표와 실선 화살표는 전류 경로를 나타내고 있다.
먼저, 전류 설정 시의 동작에 대하여 도 3(A)를 참조하여 설명한다. 또한, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
제1 스위치(214), 제2 스위치(215), 제3 스위치(216)가 주사선(203)에 의해 온이 되고, 제4 스위치(217)는 오프가 된다. 그러면, 점선으로 나타내는 바와 같이, 전원선(202) →용량소자(213) →전류원선(201)의 순으로 전류가 흐르기 시작하고, 용량소자(213)에 전하가 축적되어 유지된다. 그리고, 용량소자(213)는 축적된 전하에 기초하여 전압을 공급할 수 있다. 그리고, 축적된 전하에 기초한 전압이 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)의 스레시홀드 값(Vth)을 초과하면, 각 스위치에 의해 병렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)로 실선의 화살표와 같이 전류가 흐른다. 이 때, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)는 어느 일정한 신호 전류(Idata)를 공급하도록 설정된다.
그 후, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이 발광한다(발광 상태가 된다). 먼저, 주사선(203)에 의해, 제1 스위치(214), 제2 스위치(215), 제3 스위치(216)가 오프로 되고, 제4 스위치(217)는 온이 된다. 그러면, 직렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)로 실선의 화살표와 같이 전류가 흐르고, 발광소자에 신호 전류(Idata)가 공급된다.
도 4(A) 및 도 4(B)는 도 2(B)의 전류원 회로에서의 설정 동작(도 4(A)) 및 발광(도 4(B)) 시의 각 트랜지스터 및 스위치의 상태를 나타낸다. 여기서, 점선 및 실선의 화살표는 전류 경로를 나타내고 있다.
먼저, 전류 설정 시의 동작에 대하여 도 4(A)를 참조하여 설명한다. 여기서, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
도 2(B)는 제1 트랜지스터(211)의 제1 전극과 제2 트랜지스터(212)의 제1 전극이 서로 접속되고, 제5∼제7 스위치(218∼220)가 마련되어 있는 점애서 도 2(A)와 다르다. 따라서, 도 4(A)의 설정 시에는, 도 3(A)의 설정 동작에 더하여, 주사선(203)에 의해 제5 스위치(218)가 오프로 되고, 제6 스위치(219) 및 제7 스위치(220)는 온이 되어 있다.
그리고, 도 3(A)의 상태와 마찬가지로, 점선으로 나타내는 바와 같이 전원선(202) →용량소자(213) →전류원선(201)의 순으로 전류가 흐르기 시작하고, 용량소자(213)에 전하가 축적되어 유지된다. 용량소자(213)는 축적된 전하에 기초하여 전압을 공급할 수 있다. 축적된 전하에 기초하여 전압이 각 트랜지스터의 스레시홀드 값(Vth)을 초과하면, 병렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)에 실선의 화살표와 같이 전류가 흐른다. 이 때, 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)는 어느 일정한 신호 전류(Idata)를 공급하도록 설정된다.
그 후, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이 발광한다(발광 상태가 된다). 이 때, 도 3(B)의 발광 시의 동작에 더하여, 주사선(203)에 의해 제5 스위치(218)가 온으로 되고, 제6 스위치(219) 및 제7 스위치(220)는 오프가 된다. 그러면, 직렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)에 실선의 화살표와 같이 전류가 흐르고, 발광소자에 공급된다.
또한, 본 실시형태의 전류원 회로에서, 트랜지스터 및 스위치의 접속 관계는 도 2(A) 및 도 2(B)의 것에 한정되는 것은 아니고, 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 바와 같은 전류 경로가 되도록 적절히 설정될 수 있다.
이상과 같이, 설정 동작 중에 트랜지스터들을 병렬 접속 상태로 하고, 발광 중에는 직렬 접속 상태로 하기 위해 유닛(구체적으로는 주사선에 의해 제어되는 스위치)이 사용될 수 있어, 발광소자에 공급되는 전류(IE)가 매우 작은 값이라도, 설정 동작을 정확하게 단시간에 행할 수 있다.
제1 트랜지스터(211) 및 제2 트랜지스터(212)가 채널 형성 영역에서 동일한 채널 길이(L) 및 채널 폭(W)을 가지는 경우 그리고 제1 트랜지스터(211)와 제2 트랜지스터(212)가 병렬 접속 상태에 있는 경우, 채널 폭(W)과 채널 길이(L)가 2배로 된다. 따라서, 발광소자에 흐르는 전류(IE)와, 설정 동작 시에 흐르는 전류(Idata)는 IE = Idata ×(1/2) ×(1/2) = (1/4) ×Idata의 관계를 가진다.
또한, 도 23(A)∼도 23(C)는 전류원 회로의 구동용 소자가 3개의 트랜지스터를 구비하는 경우의 회로 구성을 나타낸다.
도 23(A)∼도 23(C)에 나타내는 전류원 회로는 제1 트랜지스터(31), 제2 트랜지스터(32) 및 제3 트랜지스터(33), 용량소자(34), 발광소자(36), 전류원선(35), 전원선(37)을 가지고 있다. 또한, 제1 트랜지스터(31), 제2 트랜지스터(32) 및 제3 트랜지스터(33) 각각의 극성은 p채널형이다.
그리고, 도 23(A)는 설정 동작을 행할 때의 전류원 회로 및 전류 경로를 나타내고, 도 23(B) 및 도 23(C)는 발광을 행할 때의 전류원 회로 및 전류 경로를 나타낸다. 도 23(B) 및 도 23(C)는 전류 흐흠 방향이 다르고, 접속이 상이하다. 그러나, 본질적으로 양자는 동일하다.
본 발명에 따르면, 도 23(A)∼도 23(C)에 나타내는 바와 같이, 설정 동작 시에 제1 트랜지스터(31), 제2 트랜지스터(32) 및 제3 트랜지스터(33)와의 접속이 병렬 접속 상태가 되고, 발광 시에는 제1 트랜지스터(31), 제2 트랜지스터(32) 및 제3 트랜지스터(33)와의 접속이 직렬 접속 상태가 된다. 따라서, 설정 동작 및 발광 시에 도 23(A)∼도 23(C)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르는 한, 각 스위치는 어디에 마련되어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서, 구동용 트랜지스터가 제공되는 경우, 설정 동작과 발광 시에 다음의 조건을 만족시키도록 구동용 트랜지스터가 제공될 수 있다, 먼저, 설정 동작 시에, 비디오 신호에 의해 제어되는 트랜지스터(구동용 트랜지스터)의 온·오프에 상관없이, 도 23(A)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르는 것을 필요로 한다. 또한, 발광 시(비디오 신호가 입력될 때)에는, 도 23(B) 또는 도 23(C)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르고, 비디오 신호가 입력되지 않을 때는 도 23(B) 또는 도 23(C)에 나타내는 바와 같이 전류가 흐르지 않아야 한다(전류 경로가 끊어져야 한다).
또한, 본 실시형태에서, 소거용의 트랜지스터가 제공되는 경우, 발광소자를 비점등 상태로 하기 위해 전류 경로가 끊기도록 배치될 수 있다. 전류 경로는 소거용 트랜지스터에 의해 끊길 수도 있다. 또른, 구동용 트랜지스터를 오프시키도록 소겨용의 트랜지스터가 제공될 수도 있다.
도 5(A)는 구체적인 전류원 회로를 나타낸다. 도 5(A)의 전류원 회로는 전류원선(501), 전원선(502), 주사선(503), 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512), 제3 트랜지스터(513), 용량소자(214), 제1∼제8 스위치(521∼528)를 가지고 있고, 제1∼제8 스위치(521∼528)는 주사선(503)에 의해 제어되고 있다. 또한, 도 5(A)에 나타내느 바와 같이 스위치마다 주사선(503)이 제공되지만, 스위치를 구성하는 트랜지스터의 극성을 생각하여 하나의 주사선을 공유할 수도 있다.
다음에, 도 5(A)의 전류원 회로의 접속 관계를 설명한다. 여기서, 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
제1 트랜지스터(511)의 게이트 전극과 제2 트랜지스터(512)의 게이트 전극과 제3 트랜지스터(513)의 게이트 전극이 서로 접속되어 있고, 전류원 트랜지스터를 구성하고 있다. 제1 스위치(521)는 전류원선(501) 및 전원선(502)에 접속되어, 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)의 게이트 전극과 전원선(502)과의 사이에 마련된 용량소자(514)에의 전류 공급이 제어될 수 있다. 제1 트랜지스터(511)의 제1 전극은 제7 스위치(527)를 통하여 전원선(502)에 접속되고, 제2 전극은 제6 스위치(526)를 통하여 전류원선(501)에 접속되어 있다. 또한, 제1 트랜지스터(511)의 제2 전극은 제8 스위치(528)를 통하여 전원선(502)에 접속되어 있다. 제2 트랜지스터(512)의 제1 전극은 제4 스위치(524)를 통하여 전원선(502)에 접속되고, 제2 전극은 제3 트랜지스터(513)의 제2 전극에 접속되고, 또한, 제3 스위치(523)를 통하여 전류원선(501)에 접속되어 있다. 그리고, 제1 트랜지스터(511)의 제1 전극과, 제2 트랜지스터(512)의 제1 전극이 서로 접속되어 있다. 제3 트랜지스터(513)의 제1 전극은 제2 스위치(522)를 통하여 전원선(502)에 접속되고, 또한, 제5 스위치(525)를 통하여 발광소자에 접속되어 있다.
도 5(B)는 도 5(A)의 것과는 다른 전류원 회로를 나타낸다. 도 5(B)의 전류원 회로는 제2 트랜지스터(512)의 제1 전극과 제3 트랜지스터(513)의 제1 전극이 서로 접속되어 있는 점에서 도 5(A)의 전류원 회로와 다르다. 따라서, 스위치의 수 및 스위치에 따르는 배선의 수가 감소되고, 구성이 단순화될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5(B)의 전류원 회로는 전류원선(501), 전원선(502), 주사선(503), 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512), 제3 트랜지스터(513), 용량소자(514), 제1∼제6 스위치(521∼526)를 가지고 있고, 제1∼제6 스위치(521∼526)는 주사선(503)에 의해 제어되고 있다.
다음에, 도 5(B)의 전류원 회로의 접속 관계에 대하여 도 5(A)와 다른 부분을 설명한다. 여기서, 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
제1 트랜지스터(511)의 제1 전극은 스위치를 통하지 않고 전원선(502)에 접속되어 있다. 또한, 제1 트랜지스터(511)의 제2 전극은 제2 트랜지스터(512)의 제2 전극에 접속되고, 또한, 제6 스위치(526)를 통하여 제3 트랜지스터(513)의 제2 전극에 접속되고, 또한 제3 스위치(523)를 통하여 전류원선(501)에 접속되어 있다.
다음에, 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타내는 전류원 회로의 동작에 대하여 설명한다.
도 6(A) 및 도 6(B)는 도 5(A)의 전류원 회로에서의 설정 동작(도 6(A)) 및 발광(도 6(B)) 시의 각 트랜지스터와 스위치의 상태를 나타낸다. 또한, 점선 및 실선의 화살표는 전류 경로를 나타내고 있다.
먼저, 전류 설정 시의 동작에 대하여 도 6(A)를 참조하여 설명한다. 또한, 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
주사선(503)에 의해 제1 스위치(521), 제2 스위치(522), 제3 스위치(523), 제4 스위치(524), 제6 스위치(526), 제7 스위치(527)가 온으로 되고, 제5 스위치(525) 및 제8 스위치(528)는 오프가 된다. 그러면, 점선으로 나타내는 바와 같이, 전원선(502) →용량소자(514) →전류원선(501)의 순으로 전류가 흐르기 시작하고, 용량소자(514)에 전하가 축적되어 유지된다. 그리고, 용량소자(514)는 축적된 전하에 기초하여 전압을 공급할 수 있다. 그리고, 축적된 전하에 기초한 전압이 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)의 스레시홀드 값(Vth)을 초과하면, 각 스위치에 의해 병렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)에 실선의 화살표와 같이 전류가 흐른다. 이 때, 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)는 어느 일정한 신호 전류(Idata)를 공급하도록 설정된다.
그 후, 도 6(B)에 나타낸 바와 같이 발광한다(발광 상태가 된다). 먼저, 주사선(503)에 의해 제1 스위치(521), 제2 스위치(522), 제3 스위치(523), 제4 스위치(524), 제6 스위치(526), 제7 스위치(527)가 오프되고, 제5 스위치(525) 및 제8 스위치(528)는 온으로 된다. 그러면, 직렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)에 실선의 화살표와 같이 전류가 흐르고, 발광소자에 신호 전류(Idata)가 공급된다.
다음에, 도 7(A) 및 도 7(B)는 도 5(B)의 전류원 회로에서의 설정 동작(도 7(A)) 및 발광(도 7(B)) 시의 각 트랜지스터 및 스위치의 상태를 나타낸다. 또한, 점선 및 실선의 화살표는 전류 경로를 나타내고 있다.
먼저, 전류 설정 시의 동작에 대하여 도 7(A)를 참조하여 설명한다. 여기서, 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)의 극성은 p채널형인 경우로 설명한다.
주사선(503)에 의해 제1 스위치(521), 제2 스위치(522), 제3 스위치(523), 제4 스위치(524), 제6 스위치(526)가 온으로 되고, 제5 스위치(525)는 오프가 된다. 그러면, 도 6(A)과 마찬가지로, 점선으로 나타내는 바와 같이 전류가 흐르고, 용량소자(514)에 전하가 축적되어 유지된다. 그리고, 용량소자(514)는 축적된 전하에 기초하여 전압을 공급할 수 있다. 그리고, 축적된 전하에 기초한 전압이 각 트랜지스터의 스레시홀드 값(Vth)을 초과하면, 병렬 접속 상태에 있는 제1∼제3 트랜지스터(511∼513)에 실선의 화살표와 같이 전류가 흐른다. 이 때, 제1∼제3 트랜지스터(511∼513)는 어느 일정한 신호 전류(Idata)를 공급하도록 설정되어 있다.
그 후, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 발광한다(발광 상태가 된다). 이 때, 주사선(503)에 의해 제1 스위치(521), 제2 스위치(522), 제3 스위치(523), 제4 스위치(524), 제6 스위치(526)가 오프되고, 제5 스위치(525)는 온으로 된다. 그러면, 직렬 접속 상태에 있는 제1∼제3 트랜지스터(511∼513)에 실선의 화살표와 같이 전류가 흐르고, 발광소자에 신호 전류가 공급된다.
또한, 본 실시형태의 전류원 회로에서, 각 트랜지스터 및 스위치의 접속 관계는 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타낸 것에 한정되는 것은 아니고, 도 23(A) 및 도 23(B)에 나타내는 바와 같은 전류 경로가 되도록 적절히 설정될 수도 있다.
이상과 같이, 각 트랜지스터를 설정 동작 시에 병렬 접속 상태로 하고, 발광 시에는 직렬 접속 상태로 하기 위해 유닛(구체적으로는 주사선에 의해 제어되는 각 스위치)이 사용될 수 있다. 그리하여, 발광소자에 공급되는 전류(IE)가 매우 작은 값이라도, 설정 동작을 정확하게 단시간에 행할 수 있다.
제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512), 제3 트랜지스터(513)가 채널 형성 영역에서 동일한 채널 길이(L) 및 채널 폭(W)을 가지는 경우 그리고 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512), 제3 트랜지스터(513)가 병렬 접속 상태인 경우, 채널 폭(W) 및 채널 길이(L)가 3배로 된다. 따라서, 발광소자에 흐르는 전류(IE)와 설정 동작 시에 흐르는 전류(Idata)는 IE = Idata ×(1/3) ×(1/3) = (1/9) ×Idata의 관계를 가진다.
또한, 본 실시형태에서는, 전류원 회로의 구동용 소자에 사용하는 트랜지스터 수를 2개인 경우와 3개인 경우를 나타냈지만, 그 이상의 트랜지스터를 본 실시형태를 참조하여 적절히 마련할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
이상과 같이, 각 트랜지스터가 전류 설정 동작 시에는 병렬 접속 상태가 되도록 사용하고, 발광 시에는 직렬 접속 상태가 되도록 사용하는 것을 특징으로 한다. 즉, 각 트랜지스터를 전류 설정 동작 시에는 병렬 접속 상태가 되도록 하고, 발광 시에는 직렬 접속 상태가 되도록 하는 유닛이 제공되어 있다.
또한, 신호 전류를 설정하고 나서 발광소자에 공급하기 때문에, 구동용 트랜지스터는 스위칭 소자로서만 사용될 수 있어, 트랜지스터의 전기적 특성의 편차에 기인한 휘도의 편차를 저감할 수 있다.
그리고, 각 트랜지스터의 전기적 특성이 동일하다고 하면 그리고 전류원 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터가 2개일 때는, 설정 시의 전류값은 발광소자에 공급되는 전류값의 4배(22배)가 된다. 일반적으로, 전류원 회로에서의 트랜지스터의 수가 n개인 경우, 설정 시의 전류값(IW)과 발광소자에 공급되는 전류값(IE)은 관계식 (IW) = n2 ×IE를 만족한다.
상기 관계식이 만족하기 위해서는, 트랜지스터들이 동일한 전기적 특성을 가질 필요가 있다. 그러나, 트랜지스터의 전기적 특성이 약간의 편차를 동반하고 있는 경우라도, 현실적으로 상기 관계식이 대략 만족될 수 있다.
따라서, 구동용 소자로서 다수의 트랜지스터를 가지는 전류원 회로에서, 다수의 트랜지스터의 접속이 전류를 기입하는 경우와 발광소자를 발광시키는 경우에,따라 병렬 접속과 직렬 접속 사이에서 전환될 수 있다. 그리하여, 설정 시의 전류값(IW)과 발광 시에 발광소자에 공급되는 전류값(IE)을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, IE가 매우 작더라도, 설정 동작을 정확하게 행할 수 있고, 또한, 설정 시간을 단시간으로 할 수 있다. 또한, 발광소자의 휘도 편차를 저감할 수 있다.
[실시형태 2]
본 실시형태에서는, 발광 시에 도 22(B)에 나타내는 바와 같이 전류를 공급하는 전류원 회로를 구비한 구체적인 화소 구성의 예를 도 8(A)∼도 8(C) 및 도 24를 참조하여 설명한다.
도 8(A)는 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비하는 화소의 일례를 나타낸다. 이 화소는 신호선(801), 제1 주사선(802), 제2 주사선(803), 제3 주사선(804), 전류원선(805), 전원선(806), 선택용의 제1 트랜지스터(811), 소거용의 제2 트랜지스터(812), 구동용의 제3 트랜지스터(813), 발광용의 제4 트랜지스터(814), 전류원 트랜지스터를 구성하는 전류원용의 제5 트랜지스터(815) 및 제6 트랜지스터(816), 유지용의 제7 트랜지스터(817), 전류 입력용의 제8 트랜지스터(818), 전환용의 제9 트랜지스터(819), 제1 보유용량(820), 제2 보유용량(821), 및 발광소자(822)를 가지고 있다.
본 실시형태에서, 소거용 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 발광소자를 비점등으로 하고자 할 때에는 발광소자에 전류가 흐르지 않도록 한다면 어디에 마련하여도 좋다. 예를 들어, 소거용의 제2 트랜지스터(812)를 용량소자(820)의 전하를 방전하는 위치에 마련하거나, 전류 흐흠 경로에서 발광소자(822)에 공급되는 전류를 차단하도록 하는 위치에 마련하여도 좋다. 그리고, 본 실시형태에서, 전류가 흐르지 않도록 제어하는 방법은 소거용의 트랜지스터로 제어하거나 또는 구동용의 트랜지스터로 제어하도록 소거용의 트랜지스터를 마련할 수도 있다.
1 프레임을 임의의 수로 분할하는 시간 계조 방식으로 다계조 표시를 행하는 경우, 소거용의 제2 트랜지스터(812)는 발광소자의 발광을 임의의 타이밍으로 멈추게 하는 소거 기간을 제공하도록 자유롭게 마련될 수 있다. 따라서, 발광소자가 발광하고 있는 기간(점등 기간)이 어드레스 기간보다도 긴 경우에는, 소거용의 트랜지스터는 마련할 필요가 없다. 따라서, 소거용의 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 도 8(A)∼도 8(C) 및 도 24에 나타내는 화소에서는 생략될 수도 있다. 또한, 어드레스 기간, 소거 기간, 점등 기간에 대해서는 실시형태 6에서 설명한다.
또한, 설정 시에 제2 트랜지스터(812) 및/또는 제3 트랜지스터(813)가 오프로 되도록 제어되는 경우에는, 제4 트랜지스터(814)는 마련하지 않아도 좋다.
다음에 각 구성요소의 접속 관계에 대하여 설명한다.
제1 트랜지스터(811)의 제1 전극은 신호선(801)에 접속되고, 제1 트랜지스터(811)의 게이트 전극은 제1 주사선(802)에 접속되고, 제1 트랜지스터(811)의 제2 전극은 제3 트랜지스터(813)의 게이트 전극에 접속되고, 또한 제1 보유용량(820)을 통하여 전원선(806)에 접속되어 있다. 제1 보유용량(820)은 제1 트랜지스터(811)의 게이트-소스 간 전압을 유지하는 역할을 담당하고 있다. 제2 트랜지스터(812)의 게이트 전극은 제2 주사선(803)에 접속되고, 그의 제1 전극은 제3 트랜지스터(813)의 제2 전극에 접속되고, 제3 트랜지스터(813)의 제2 전극은 제4 트랜지스터(814)의 제1 전극에 접속되어 있다. 제3 트랜지스터(813)의 제1 전극은 발광소자(822)에 접속되어 있다. 제4 트랜지스터(814)의 게이트 전극은 제3 주사선(804)에 접속되고, 그의 제2 전극은 제6 트랜지스터의 제2 전극 및 제9 트랜지스터의 제1 전극에 접속되어 있다. 제5 트랜지스터(815)의 게이트 전극 및 제6 트랜지스터(816)의 게이트 전극은 서로 접속되어 전류원 트랜지스터를 구성하고, 또한, 제7 트랜지스터(817)의 제1 전극에도 접속되어 있다. 제2 보유용량(812)은 전원선(806)과, 제5 트랜지스터(815)의 게이트 전극 및 제6 트랜지스터(816)의 게이트 전극과의 사이에 접속되어 있다. 제5 트랜지스터(815)의 제1 전극은 전원선(806)에 접속되고, 제6 트랜지스터의 제1 전극은 제9 트랜지스터(819)를 통하여 전원선(806)에 접속되어 있다. 제5 트랜지스터(815)의 제2 전극과, 제6 트랜지스터(816)의 제2 전극과, 제7 트랜지스터(817)의 제2 전극은 서로 접속되어 있고, 또한, 제8 트랜지스터(818)를 통하여 전류원선(805)에 접속되어 있다. 제4 트랜지스터(814)의 게이트 전극과, 제7 트랜지스터(817)의 게이트 전극과, 제8 트랜지스터(818)의 게이트 전극과, 제9 트랜지스터(819)의 게이트 전극은 각각 제3 주사선(804)에 접속되어 있다.
또한, 소거용의 제2 트랜지스터(812)의 위치는 도 8(A)에 나타내는 위치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 8(B)에 나타내는 바와 같이, 소거용의 제2 트랜지스터(812)가 용량소자(820)의 전하를 방전하는 위치에 제공될 수 있다. 또는, 도 8(C)에 나타내는 바와 같이, 발광소자(822)에 공급되는 전류를 차단하도록 전류 흐흠 경로에 소거용의 제2 트랜지스터(812)가 제공될 수도 있다.
또한, 도 8(A) 및 도 8(B)에서, 신호 전류의 설정을 소거 기간에 행할 때, 즉, 신호 전류의 설정을 제2 트랜지스터(812) 및/또는 제3 트랜지스터(813)가 오프하고 있는 기간에 행할 때에는, 제4 트랜지스터(814)를 생략(제거)할 수 있다.
또한, 도 24에 나타내는 바와 같이, 구동용의 제3 트랜지스터(813)는 제5 트랜지스터(815)의 제1 전극과 제8 트랜지스터(818)의 제1 전극과의 사이에 제공될 수 있고, 새로운 트랜지스터(823)가 제3 트랜지스터(813)와 전원선(806) 사이에 ㅈ제공될 수 있다.
다음에, 상기 화소에서의 전류 설정 및 발광 시의 동작에 대하여 설명한다.
실제의 화소부가 마련되는 표시 화면에는, 도 8(A)∼도 8(C)에 나타내는 바와 같은 화소가 다수 마련되어 있고, 순차적으로 제1 주사선(802)이 선택된다. 그리고, 선택된 제1 주사선(802)에 접속되어 있는 제1 트랜지스터(811)가 온으로 되고, 신호선(801)으로부터 비디오 신호가 입력된다. 입력된 비디오 신호에 기초하여, 제1 보유용량(820)에 전하가 축적된다. 축적된 전하의 양이 제3 트랜지스터(813)의 Vgs를 초과할 때, 제3 트랜지스터(813)가 온으로 되고, 발광소자(822)에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태가 된다. 이 동작에 의해, 화상이 표시될 수 있다.
그리고, 발광소자에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태에 맞추어, 제3 주사선(804)에 의해 제어되는 제4 트랜지스터(814) 등이 온으로 된다. 그러면, 전류원 회로에 의해 설정된 신호 전류가 발광소자(822)에 공급된다. 즉, 도 2(A) 및 도 3(B)에서 설명한 직렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(211)와 제2 트랜지스터(212)가 도 8(A)∼도 8(C)의 제5 트랜지스터(815)와 제6 트랜지스터(816)에 대응하고, 직렬 접속 상태의 제5 트랜지스터(815)와 제6 트랜지스터(816)을 통하여 발광소자(822)에 신호 전류가 공급된다.
즉, 도 2(A)에 나타내는 제1 스위치(214), 제2 스위치(215), 제3 스위치(216)가 각각 도 8(A)∼도 8(C)의 제7 트랜지스터(817), 도9 트랜지스터(819), 제8 트랜지스터(818)에 대응하고 있다.
또한, 전류원 회로에서 신호 전류를 설정하는 동작은 도 3(A)에서 설명한 것과 동일하므로, 여기에서의 설명을 생략한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 전류원 회로의 구동용 소자를 다수의 트랜지스터로 구성하고, 전류를 기입하는 설정 동작 중에는 트랜지스터들을 병렬 접속 상태로 하고, 발광소자를 발광시키는 발광 중에는 트랜지스터들을 직렬 접속 상태로 하도록 하는 유닛(본 실시형태에서는 트랜지스터)이 사용될 수 있다. 그래서, 설정 동작 시의 전류값(IW)과 발광 시에 발광소자에 공급되는 전류값(IE)을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 전류 IE가 매우 작더라도, 설정 동작을 정확하게 행할 수 있고, 또한 설정 시간을 단시간으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 발광소자의 휘도 편차를 저감할 수 있게 된다.
[실시형태 3]
본 실시형태에서는, 도 22(C)에 나타내는 바와 같이 발광 시에 전류가 흐르는 전류원 회로를 구비한 화소의 구체적인 예를 도 9, 도 10, 도 11(A), 도 11(B), 도 12, 도 13, 도 25∼도 27을 참조하여 설명한다. 또한, 도 22(B)와 도 22(C)는 전류 흐흠 방향과 접속이 다르다는 점에서 상이하지만, 본질적으로 양자는 동일하다.
도 9에 나타내는 화소는 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비한 화소의 일례이고, 제5 트랜지스터(815)의 제2 전극이 제6 트랜지스터(816)의 제2 전극에 접속되어 있다. 그리고, 도 9의 화소에서는 제10∼제12 트랜지스터(910∼912)가 제공되어 있고 제3 주사선(804)에 의해 제어되고 있다.
제10 트랜지스터(910)는 전류원 트랜지스터를 구성하고 있는 제5 트랜지스터(815)의 제1 전극과 전원선(806)과의 사이에 접속되어 있고, 제11 트랜지스터(911)는 제5 트랜지스터(815)의 제2 전극과 전원선(806)과의 사이에 접속되어 있고, 제12 트랜지스터(912)는 제5 트랜지스터의 제1 전극과 제7 트랜지스터(817)의 제2 전극에 접속되어 있다.
도 9의 화소는 도 2(B)에 나타내는 전류원 회로를 구체적으로 한 것이다. 그리고, 도 2(B)의 제5 스위치(218), 제6 스위치(219), 제7 스위치(220)는 각각 도 9에 나타내는 제10 트랜지스터(910), 제11 트랜지스터(911), 제12 트랜지스터(912)에 대응한다.
본 실시형태에서, 소거용 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 발광소자를 비점등으로 하고자 할 때에는 발광소자에 전류가 흐르지 않도록 한다면 어디에 마련되어도 좋다. 예를 들어, 소거용의 제2 트랜지스터(812)를 용량소자(820)의 전하를 방전하는 위치에 마련하거나, 또는 전류가 흐르는 경로에서, 발광소자(822)에 공급되는 전류를 차단하는 위치에 마련하여도 좋다. 그리고, 본 실시형태에서, 전류가 흐르지 않도록 제어하는 방법은 소거용의 트랜지스터로 제어하여도 좋고, 구동용 트랜지스터로 제어하도록 소거용의 트랜지스터를 마련하여도 좋다.
또한, 1 프레임을 임의의 수로 분할하는 시간 계조방식으로 다계조 표시를 하는 경우에는, 소거용의 제2 트랜지스터(812)는 발광소자의 발광을 임의의 타이밍으로 멈추게 하는 소거 기간을 제공하도록 자유롭게 제공될 수 있다. 따라서, 발광소자가 발광하고 있는 기간(점등 기간)이 어드레스 기간보다도 긴 경우에는, 소거용의 트랜지스터는 마련할 필요가 없다. 그러므로 소거용의 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 도 8(A)∼도 8(C) 및 도 24에 나타내는 화소에서는 생략될 수도 있다. 또한, 어드레스 기간, 소거 기간, 점등 기간은 실시형태 6에서 설명한다.
또한, 설정 시에 제2 트랜지스터(812) 및/또는 제3 트랜지스터(813)가 오프로 되도록 제어하는 경우에는, 제4 트랜지스터(814)는 없어도 좋다.
그 다음, 선택된 제1 주사선(802)에 접속되어 있는 제1 트랜지스터(811)가 온으로 되고, 신호선(801)으로부터 비디오 신호가 입력된다. 입력된 비디오 신호에 기초하여 제1 보유용량(820)에 전하가 축적된다. 축적된 전하의 양이 제3 트랜지스터(813)의 Vgs를 초과할 때는, 제3 트랜지스터(813)가 온으로 되고, 발광소자(822)에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태가 된다.
그리고, 발광소자에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태에 맞추어, 제3 주사선(804)에 의해 제어되는 제4 트랜지스터(814)가 온으로 된다. 그러면, 전류원 회로에 의해 설정된 신호 전류가 발광소자(822)에 공급된다. 즉, 도 4(B)에서 설명한 직렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(211)와 제2 트랜지스터(212)가 도 9의 제5 트랜지스터(815)와 제6 트랜지스터(816)에 대응하고, 직렬 접속 상태의 제5 트랜지스터(815)와 제6 트랜지스터(816)를 통하여 발광소자(822)에 신호 전류가 공급된다.
또한, 전류원 회로에서 신호 전류를 설정하는 동작은 도 4(A)에서 설명한 것과 동일하므로, 여기에서 설명을 생략한다.
다음에, 도 10에 나타내는 화소는 제7 트랜지스터(817)의 제1 전극이 제8 트랜지스터(818)의 전극에 직접 접속되어 있는 점에서 도 9의 화소와 다르다.
그리고, 도 10에 나타내는 제10 트랜지스터(910), 제11 트랜지스터(911), 제12 트랜지스터는 각각 도 2(B)의 제5 스위치(218), 제6 스위치(219), 제7 스위치(220)에 대응하고, 설정 동작이나 발광 시의 동작은 도 4(A) 및 도 4(B)의 것과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
즉, 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비한 화소에 도 10에 나타내는 화소를 적용하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 도 11(A)에 나타내는 화소는 제7 트랜지스터(817)의 제1 전극에 전류원선(805)에 직접 접속되어 있는 점에서 도 10의 화소와 다르다.
또한, 도 11(B)에 나타내는 바와 같이, 구동용의 제3 트랜지스터(813)가 제5 트랜지스터의 제2 전극과 제6 트랜지스터의 제2 전극과의 사이에 제공될 수 있고, 소거용의 제2 트랜지스터(812)가 발광소자에 공급하는 전류를 막는 위치에 제공될 수 있다.
그리고, 도 11(A) 및 도 11(B)에 나타내는 제10 트랜지스터(910), 제11 트랜지스터(911), 제12 트랜지스터는 각각 도 2(B)의 제5 스위치(218), 제6 스위치(219), 제7 스위치(220)에 대응하고, 설정 동작과 발광 시의 동작은 도 4(A) 및 도 4(B)의 것과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
즉, 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비한 회로에 도 11에 나타내는 화소를 적용하여도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 도 12에 나타내는 화소는 소거용의 제2 트랜지스터(812)가 전원선(806)과 제10 트랜지스터(910)의 제1 전극과의 사이에 직접 접속되어 있는 점에서 도 11(A) 및 도 11(B)의 화소와 다르다.
이와 같이, 소거용의 제2 트랜지스터(812)는 발광소자(822)에 공급되는 전류를 차단하는 위치에 적절히 배치될 수 있다. 또한, 소거용의 제2 트랜지스터(812)는 제1 보유용량(820)의 전하를 방전시키는 위치에 배치될 수 있다.
그리고, 도 12에 나타내는 제10 트랜지스터(910), 제11 트랜지스터(911), 제12 트랜지스터는 각각 도 2(B)의 제5 스위치(218), 제6 스위치(219), 제7 스위치(220)에 대응하고, 설정 동작과 발광 시의 동작은 도 4(A) 및 도 4(B)의 것과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
즉, 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비한 화소에 도 12에 나타내는 화소를 적용하여도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 도 13에 나타내는 화소는 제12 트랜지스터(912)의 제1 전극이 전류원선(805)에 직접 접속되어 있는 점에서 도 12의 화소와 다르다.
그리고, 도 13에 나타내는 제10 트랜지스터(910), 제11 트랜지스터(911), 제12 트랜지스터는 각각 도 2(B)의 제5 스위치(218), 제6 스위치(219), 제7 스위치(220)에 대응하고, 설정 동작과 발광 시의 동작은 도 4(A) 및 도 4(B)의 것과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
즉, 도 22(A)∼도 22(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비한 화소에 도 13에 나타내는 화소를 적용하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 25에 나타내는 바와 같이, 소거용의 제2 트랜지스터(812)는 제5 트랜지스터(815)와 전원선(806) 사이에 제공되고, 제7 트랜지스터(817)는 제2 보유용량(821)의 한쪽과 전원선(806) 사이에 제공되어 용량소자의 전하를 보유하도록 하고, 제5 트랜지스터(815)의 제2 전극이 제6 트랜지스터(816)의 제2 전극에 접속되어도 좋다. 이 때, 제10 트랜지스터(910)와 제11 트랜지스터(911)는 생략될 수 있다.
또한, 도 26에 나타내는 바와 같이, 구동용의 제3 트랜지스터는 전원선(806)과 제10 트랜지스터(910) 사이에 제공될 수 있다. 이 때, 제4 트랜지스터, 제11 트랜지스터(911) 및 제12 트랜지스터(912)는 생략될 수 있다.
또한, 도 27에 나타내는 바와 같이, 구동용의 제3 트랜지스터에 접속된 소거용의 제2 트랜지스터(812)가 전원선(806)과 제5 트랜지스터(815) 사이에 제공되고, 제7 트랜지스터(817)가 용량소자(821)의 한쪽과 전원선(805) 사이에 제공되어 용량소자의 전하를 유지하도록 하고, 제5 트랜지스터(815)의 제2 전극이 제6 트랜지스터의 제2 전극에 접속된다. 이 때, 제10 트랜지스터(910) 및 제11 트랜지스터(911)는 생략될 수 있다.
즉, 도 22에 나타내는 전류원 회로를 구비한 화소에 도 25∼도 27에 나타내는 화소를 적용하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[실시형태 4]
본 실시형태에서는, 발광 시에 도 23(B)에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 전류원 회로를 구비한 구체적인 화소 구성을 도 14를 참조하여 설명한다.
도 14는 도 23(A)∼도 23(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비하는 화소의 일례를 나타내고, 이 화소는 신호선(601), 제1 주사선(602), 제2 주사선(603), 제3 주사선(604), 전류원선(605), 전원선(606), 선택용의 제1 트랜지스터(611), 소거용의 제2 트랜지스터(612), 구동용의 제3 트랜지스터(613), 발광용의 제4 트랜지스터(614), 전류원 트랜지스터를 구성하는 전류원용의 제5∼제7 트랜지스터(615∼617), 보유용의 제8 트랜지스터(618), 전류 입력용의 제9 트랜지스터(619), 제1∼제3 전환용의 제10∼제12 트랜지스터(620∼622), 제5 트랜지스터(615)에 접속되는 제13 트랜지스터(623), 제1 보유용량(630), 제2 보유용량(631), 발광소자(632)를 가지고 있다.
본 실시형태에서, 소거용의 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 발광소자를 비점등으로 하고자 할 때 발광소자로 전류가 흐르지 않도록 한다면 어디에 마련하여도 좋다. 예를 들어, 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 제1 보유용량(630)의 전하를 방전하는 위치에 마련하는 대신, 전류가 흐르는 경로에서 발광소자(822)에 공급되는 전류를 차단하는 위치에 마련될 수 있다. 그리고, 본 실시형태에서, 전류가 흐르지 않도록 제어하는 방법은 소거용의 트랜지스터에 의해 제어하여도 좋고, 구동용의 트랜지스터로 제어하도록 소거용의 트랜지스터를 마련하여도 좋다.
또한, 1 프레임을 임의의 수로 분할하는 시간 계조방식으로 다계조 표시를 하는 경우에는, 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 발광소자의 발광을 임의의 타이밍으로 멈추게 하는 소거 기간을 제공하도록 자유롭게 제공될 수 있다. 따라서, 발광소자가 발광하고 있는 기간(점등 기간)이 어드레스 기간보다도 긴 경우에는, 소거용의 트랜지스터는 마련할 필요가 없다. 따라서, 소거용의 제2 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 어떤 경우에는 생략될 수도 있다. 또한, 어드레스 기간, 소거 기간, 점등 기간은 실시형태 6에서 설명한다.
또한, 설정 시에, 제2 트랜지스터(612) 및/또는 제3 트랜지스터(613)를 오프 상태가 되도록 제어하는 경우에는 제4 트랜지스터(614)는 마련하지 않아도 좋다.
다음에, 각 구성요소의 접속 관계에 대하여 설명한다.
제1 트랜지스터(611)의 제1 전극은 신호선(601)에 접속되고, 제1 트랜지스터(611)의 게이트 전극은 제1 주사선(802)에 접속되고, 제1 트랜지스터(611)의 제2 전극은 제3 트랜지스터(613)의 게이트 전극에 접속되고, 또한, 제1 보유용량(630)을 통하여 전원선(606)에 접속되어 있다. 이 제1 보유용량(630)은 제1 트랜지스터(611)의 게이트-소스 간 전압을 유지하는 역할을 담당하고 있다. 제2 트랜지스터(612)의 게이트 전극은 제2 주사선(603)에 접속되고, 그의 제2 전극은 전원선(606)에 접속되어 있다. 제3 트랜지스터(613)의 제1 전극은 발광소자(632)에 접속되어 있다. 제4 트랜지스터(614)의 게이트 전극은 제3 주사선(604)에 접속되고, 그의 제2 전극은 제3 트랜지스터(613)의 제1 전극에 접속되어 있다. 제5 트랜지스터(615)의 게이트 전극과 제6 트랜지스터(616)의 게이트 전극과 제7 트랜지스터(617)의 게이트 전극이 서로 접속되고, 전류원 트랜지스터를 구성하며, 또한, 제8 트랜지스터(618)의 제2 전극에도 접속되어 있다. 제2 보유용량(631)은 전원선(606)과, 제6 트랜지스터(616)의 게이트 전극 및 제7 트랜지스터(617)의 게이트 전극과의 사이에 접속되어 있다. 제5 트랜지스터(615)의 제1 전극은 제13 트랜지스터(623)의 제1 전극에 접속되고, 그의 제2 전극은 제10 트랜지스터(620)를 통하여 전원선(606)에 접속되어 있다. 제6 트랜지스터(616)의 제1 전극은 제9 트랜지스터(619)를 통하여 전원선(605)에 접속되고, 그의 제2 전극은 제11 트랜지스터(621)를 통하여 전원선(606)에 접속되어 있다. 제7 트랜지스터의 제1 전극은 제6 트랜지스터의 제1 전극에 접속되고, 그의 제2 전극은 제4 트랜지스터(614)의 제2 전극에 접속되고, 또한, 제12 트랜지스터를 통하여 전원선(606)에 접속되어 있다. 제4 트랜지스터(614)의 게이트 전극과 제8∼제13 트랜지스터(618∼623)의 게이트 전극은 각각 제3 주사선(604)에 접속되어 있다.
또한, 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 용량소자(630)의 전하를 방전하는 위치나 발광소자(632)에 공급되는 전류를 차단하는 위치에 제공될 수 있고, 그 위치는 도 14에 나타내는 위치에 한정되지 않는다.
또한, 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 임의로 배치될 수 있고, 또한, 발광용의 제4 트랜지스터(614)와 겸용할 수 있으므로 생략될 수도 있다. 그러나, 이 경우, 제3 주사선(604)과는 다른 주사선을 마련하여, 겸용된 트랜지스터를 제어할 필요가 있다.
또한, 설정 시에 제3 트랜지스터(613)가 오프 상태가 되도록 제2 트랜지스터(612)를 제어하는 경우에는, 제4 트랜지스터(614)는 없어도 좋다.
다음에, 상기 화소에서의 전류 설정 동작과 발광 시의 동작에 대하여 설명한다.
실제 화소부를 가지는 표시 화면에는, 도 14에 나타내는 화소가 다수 마련되어 있고, 순차적으로 제1 주사선(602)이 선택된다. 그리고, 선택된 제1 주사선(602)에 접속되어 있는 제1 트랜지스터(611)가 온으로 되고, 신호선(601)으로부터 비디오 신호가 입력된다. 입력된 비디오 신호에 기초하여, 제1 보유용량(630)에 전하가 축적된다. 축적된 전하의 양이 제3 트랜지스터(613)의 Vgs를 초과할 때는, 제3 트랜지스터(613)가 온으로 되고, 발광소자(632)에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태가 된다.
그리고, 발광소자에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태에 맞추어, 제3 주사선(604)에 의해 제어되는 제4 트랜지스터(614)가 온으로 된다. 그러면, 전류원 회로에 의해 설정된 신호 전류가 발광소자(632)에 공급된다. 즉, 도 6(B)에서 설명한 바와 같이 직렬 접속 상태가 되어 있는 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)가 각각 도 14의 제5 트랜지스터(615), 제6 트랜지스터(616) 및 제7 트랜지스터(617)에 대응하고, 직렬 접속 상태의 제5∼제7 트랜지스터(615∼617)를 통하여 발광소자(632)에 신호 전류가 공급된다.
또한, 전류원 회로에서 신호 전류를 설정하는 동작은 도 6(A)에서 설명한 것과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다. 또한, 도 6(A)의 제1 스위치(521), 제2 스위치(522), 제3 스위치(523), 제4 스위치(524), 제6 스위치(526), 제7 스위치(527), 제8 스위치(528)는 각각 도 14의 제8 트랜지스터(618), 제12 트랜지스터(622), 제9 트랜지스터(619), 제11 트랜지스터(621), 제13 트랜지스터(623), 제11 트랜지스터(621), 제10 트랜지스터(620)에 대응한다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 전류원 회로의 구동용 소자를 다수의 트랜지스터로 구성되어 있으므로, 전류를 기입하는 설정 동작 시에는 트랜지스터들을 병렬 접속 상태가 되도록 하고, 발광소자를 발광시키는 발광 중에는 트랜지스터들을 직렬 접속 상태가 되도록 하는 유닛(본 실시형태에서는 각 트랜지스터)이 사용될 수 있다. 그래서, 설정 동작 시의 전류값(IW)과 발광소자에 공급되는 발광 시의 전류값(IE)을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 전류 IE가 매우 작더라도, 설정 동작을 확실하게 행할 수 있고, 또한, 설정 시간을 단시간으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해, 발광소자의 휘도 편차를 저감할 수 있다.
[실시형태 5]
본 실시형태에서는, 도 23(C)에 나타내는 바와 같이 발광 시에 전류가 흐르는 전류원 회로를 구비한 화소의 구체적인 구성을 도 15를 참조하여 설명한다. 또한, 도 23(B) 및 도 23(C)는 전류가 흐르는 방향과 접속이 다르다는 점에서 상이하다. 그러나, 본질적으로 양자는 동일하다.
도 15에 나타내는 화소는 도 23(A)∼도 23(C)에 나타내는 전류원 회로를 구비하는 화소의 일례이고, 제2 트랜지스터가 제1 보유용량(630)의 전하를 방전하도록 배치되고, 제6 트랜지스터의 제2 전극이 제7 트랜지스터의 제2 전극에 접속되어 있는 점에서 도 14의 화소와 다르다. 또한, 제13 트랜지스터(623)는 제9 트랜지스터(619)를 통하여 전류원선(605)에 접속되고, 제9 트랜지스터(619)와 제13 트랜지스터(623) 사이에는, 제7 트랜지스터(617)의 제1 전극, 제8 트랜지스터(618)의 제1 전극, 제4 트랜지스터(614)의 제2 전극이 접속되어 있다.
그리고, 도 15에 나타내는 제8 트랜지스터(618), 제 9 트랜지스터(619), 제11 트랜지스터(621), 제12 트랜지스터(622), 제13 트랜지스터(623)은 각각 도 5(B)의 제1 스위치(521), 제3 스위치(523), 제4 스위치(524), 제2 스위치(522), 제6 스위치(526)에 상당한다.
본 실시형태에서, 소거용의 트랜지스터는 임의로 제공될 수 있고, 발광소자를 비점등으로 하고자 할 때에 발광소자에 전류가 흐르지 않도록 한다면, 어디에 마련하여도 좋다. 예를 들어, 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 제1 보유용량(630)의 전하를 방전하는 위치나, 전류가 흐르는 경로에서, 발광소자(632)에 공급되는 전류를 차단하는 위치에 제공될 수 있다. 그리고, 본 실시형태에서, 전류가 흐르지 않도록 제어하는 방법은 소거용의 트랜지스터로 제어하여도 좋고, 구동용의 트랜지스터로 제어하도록 소거용의 트랜지스터를 마련하여도 좋다.
또한, 1 프레임을 임의의 수로 분할하는 시간 계조방식으로 다계조 표시를 하는 경우에는, 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 발광소자의 발광을 임의의 타이밍으로 멈추게 하는 소거 기간을 제공하도록 자유롭게 제공될 수 있다. 따라서, 발광소자가 발광하고 있는 기간(점등 기간)이 어드레스 기간보다도 긴 경우에는, 소거용의 트랜지스터는 마련할 필요가 없다. 따라서, 소거용의 트랜지스터는 임의로 마련하면 좋다. 따라서 소거용의 제2 트랜지스터(612)는 생략될 수 있는 경우도 있다. 또한, 어드레스 기간, 소거 기간, 점등 기간은 실시형태 6에서 설명한다.
또한, 설정 시에 제2 트랜지스터(612) 및/또는 제3 트랜지스터(613)를 오프가 되도록 제어하는 경우에는, 제4 트랜지스터(614)는 마련하지 않아도 좋다.
그리고, 선택된 제1 주사선(602)에 접속되어 있는 제1 트랜지스터(611)가 온으로 되고, 신호선(601)으로부터 비디오 신호가 입력된다. 입력된 비디오 신호에 기초하여 제1 보유용량(630)에 전하가 축적된다. 축적된 전하의 양이 제3 트랜지스터(613)의 Vgs를 초과할 때, 제3 트랜지스터(613)가 온으로 되고, 발광소자(632)에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태가 된다.
그리고, 발광소자(632)에 신호 전류를 공급할 수 있는 상태에 맞추어, 제3 주사선(604)에 의해 제어되는 제4 트랜지스터(614)가 온으로 된다. 그러면, 전류원 회로에 의해 설정된 신호 전류가 발광소자(632)에 공급된다. 즉, 도 7(B)에서 설명한 바와 같이 직렬 접속 상태에 있는 제1 트랜지스터(511), 제2 트랜지스터(512) 및 제3 트랜지스터(513)가 도 15의 제5 트랜지스터(615), 제6 트랜지스터(616) 및 제7 트랜지스터(617)에 데응하고, 직렬 접속 상태의 제5 트랜지스터(615), 제6 트랜지스터(616) 및 제7 트랜지스터(617)를 통하여 발광소자(632)에 신호 전류가 공급된다.
또한, 전류원 회로에서 신호 전류를 설정하는 동작은 도 7(A)에서 설명한 것과 동일하므로, 여기에는 설명을 생략한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 전류원 회로의 구동용 소자가 다수의 트랜지스터로 구성되므로, 전류를 기입하는 설정 동작 중에는 트랜지스터들을 병렬 접속 상태가 되도록 하고, 발광소자를 발광시키는 발광 시에는 직렬 접속 상태가 되도록 하는 유닛(본 실시형태에서는 각 트랜지스터)이 사용될 수 있다. 그래서, 설정 동작 시의 전류값(IW)과 발광소자에 공급되는 발광 시의 전류값(IE)을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 전류 IE가 매우 작더라도, 설정 동작을 확실하게 행할 수 있고, 또한, 설정 시간을 단시간으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 발광소자의 휘도 편차를 저감할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 전류원 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터의 극성은 p형으로 설명하였지만, 이것은 일례이고, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, n형을 이용하여도 상관없다.
[실시형태 6]
본 실시형태에서는, 다계조 표시에 시간 계조 방식을 사용한다. 도 16(A) 및 도 16(B)는 다계조 표시를 시간 계조 방식으로 행하는 경우의 타이밍 차트를 나타낸다.
도 16(A)는 프레임 기간(F1, F2)을 나타낸다. 프레임 기간(F1, F2)에서, 각 프레임 기간은 3개의 서브 프레임(sub-frame) 기간(SF1, SF2, SF3)으로 분할되어 있다. 각 서브 프레임 기간(SF1, SF2, SF3)은 기입 기간(어드레스 기간이라고도 함)(Ta1, Ta2, Ta3)과, 점등 기간(발광 기간 또는 표시 기간이라고도 함)(Ts1, Ts2, Ts3)을 가지고 있고, 각 기입 기간(Ta1, Ta2, Ta3) 중에, 주사선의 제1 행∼최종 행이 순차적으로 선택되고, 선택된 화소에 신호 전류를 기입한다. 각 점등 기간(Ts1, Ts2, Ts3) 중에는, 기입된 신호 전류에 기초하여 발광소자가 점등한다.
또한, 점등 기간이 짧은 서브 프레임 기간에서는 다음의 기입 기간이 중첩된다는 문제가 발생한다. 따라서, 점등 기간이 짧은 서브 프레임 기간(도 16에서는 SF3)에는 점등 기간을 강제적으로 종료시키는 소거 기간(Te)이 마련되어 있다. 이 소거 기간이 마련된 경우에는, 도 8(A)∼도 8(C), 도 9∼도 13, 도 24∼도 27에 나타내는 화소에서는 제2 트랜지스터(812), 도 14 및 도 15에 나타내는 제2 트랜지스터(612)가 소거용 트랜지스터에 해당한다.
그리고, 기입 기간 중에는, 도 3(B), 도 4(B), 도 6(B) 및 도 7(B)의 어느 하나에 도시한 발광 동작이 화소에서 행해진다.
또한, 신호 전류 설정 동작은 발광소자와 전류원 회로 사이의 접속을 제어하는 스위치가 오프되어 있을 때 행해진다(도 3(A), 도 4(A), 도 6(A) 및 도 7(A) 참조). 따라서, 신호 전류 설정 동작이 소거 기간(Te)에 행해져야 한다. 따라서, 설정 기간(Tc)은 소거 기간(Te)과 맞춘 기간에 마련되어 있다.
그리고, 설정 기간 중에는, 도 3(A), 도 4(A), 도 6(A) 및 도 7(A)의 어느 하나에서 도시한 동작이 행해진다.
그러나, 실제로는 상기 설정 기간에서는 모든 화소에 대한 설정 동작을 완료하는 것은 어렵다. 따라서, 어느 한 행의 주사선에 접속되는 화소의 설정 동작은 어느 정도의 시간을 필요로 한다.
또한, 설정 기간에서 각 주사선을 선택하는 속도는 기입 기간 및/또는 소거 기간과 같은 것이 바람직하다. 따라서, 어느 한 행의 주사선에 접속된 화소의 설정 동작에 시간이 걸릴 때라도, 걸린 시간 만큼 먼저 주사선이 선택된다. 따라서, 임의의 간격을 두고 주사선에 접속된 화소에 대하여 설정 동작을 행하면 좋다.
예를 들어, 도 16(B)에 나타내는 바와 같이, 2개 걸러의 주사선에 접속된 화소에 대하여 설정 동작을 행하면 좋다. 또한, 도 16(B)에서는, 선택된 주사선을 하이(High)로 하고, 그 외의 주사선을 로(Low)로 하여 나타내고 있다.
그리고, 설정 기간(Tc)에서 제1 행의 주사선이 선택되고, 3행분(제1 행∼제3 행분에 상당)의 주사선을 선택하는 시간을 들여 설정 동작을 행한다. 다음에, 제4 행의 주사선이 선택되고, 마찬가지로 3행분의 주사선을 선택하는 시간을 들여 설정 동작을 행한다. 그 후, 순차적으로 제7 행의 주사선, 제10 행의 주사선, …의 순으로 설정 동작이 행해진다. 이상의 설정 동작을 하나의 설정 기간에 행한다.
그리고, 다음의 설정 기간에서는, 제2 행의 주사선을 먼저 선택하고, 3행분(제1 행∼제3 행분에 상당)의 주사선을 선택하는 시간을 들여 설정 동작을 행한다. 다음에, 제5 행의 주사선, 제8 행의 주사선, …의 순으로 설정 동작이 행해진다.
또한, 다음의 설정 기간에서는, 제3 행의 주사선을 먼저 선택하고, 3행분(제1 행∼제3 행분에 상당)의 주사선을 선택하는 시간을 들여 설정 동작을 행한다. 다음에, 제6 행의 주사선, 제9 행의 주사선, …의 순으로 설정 동작이 행해진다.
도 16(B)에 나타내는 바와 같이, 2개 걸러의 주사선을 선택하여 설정 동작을 행하는 경우에는, 3개의 설정 기간(Tc)에 의해 모든 화소의 설정 동작을 완료할 수 있다.
물론, 주사선의 간격은 임의로 설정할 수 있고, 설정 동작에 요구되는 시간을 증가시킴에 따라, 주사선의 간격을 증가시킬 수 있다. 또한, 서브 프레임 기간의 수도 적절히 설정하면 좋다.
또한, 보다 빠른 설정 동작을 행하기 위해서는, 전류원 회로의 전류원 트랜지스터를 구성하고 있는 트랜지스터의 수를 늘리면 좋다. 예를 들어, 실시형태 2∼5에서 설명한 바와 같이, 2개 또는 3개의 트랜지스터로 전류원 트랜지스터를 구성하면 좋다.
또한, 설정 동작을 한 번 행한 후, 재차 설정 동작을 행할 때까지의 간격은 임의로 설정하면 좋고, 제1 보유용량(821)에 축적된 전하가 누출 등에 의해 감소할 때 재차 설정 동작을 하면 좋다. 또한, 설정 동작을 반드시 제1 주사선에서부터 순차적으로 행할 필요는 없다.
또한, 1 프레임을 다수의 서브 프레임 기간으로 나누는 경우 그리고 어드레스 기간보다 점등 기간이 짧을 때, 소거 기간을 다수 마련할 필요가 있다. 그것에 따라, 설정 기간을 다수 마련할 수 있고, 설정 동작에 시간을 들일 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 구동방법에 따라 소거 기간을 유용하게 이용하여 설정 동작을 행할 수 있고, 또한, 설정 동작 시에는 각 트랜지스터가 병렬 접속 상태에 있으므로, 재빨리 신호 전류를 설정할 수 있다.
[실시형태 7]
본 실시형태에서는, 도 8(A)∼도 8(C)에 나타내는 화소의 각 트랜지스터를 박막트랜지스터(이하, TFT라 표기)를 이용하여 제조하였을 때의 상면도를 도 17에 나타낸다. 또한, 트랜지스터는 단결정, SOI, 유기 트랜지스터 등을 이용하여 제조하여도 상관없다. 또한, 도 17에서는, 제2 보유용량(821)을 생략하고, 소거용의 제2 트랜지스터(812)를 발광용의 제4 트랜지스터(814)로도 사용하는 경우를 나타낸다.
도 17을 보면, TFT를 형성하는 영역에 동일 층을 패터닝하여 다수의 활성층을 얻는다. 다음에, 동일 층을 패터닝하여, 제1 주사선(802), 제2 주사선(803), 제3 주사선(804)을 얻는다. 그 후, 동일 층을 패터닝하여, 신호선(801), 전류원선(805), 전원선(806)을 얻는다. 마지막으로, 발광소자의 제1 전극(여기에서는 양극으로 함)이 마련된다.
그리고, 선택용의 제1 트랜지스터(811)가 마련된다. 제1 트랜지스터(811)의 게이트 전극이 제1 주사선(802)의 일부가 된다. 제1 트랜지스터(811)는 하나의 활성층(반도체막)에 게이트 전극이 2개 마련된 더블 게이트 구조를 가진다. 그리하여, 하나의 활성층에 하나의 게이트 전극이 마련된 싱글 게이트 구조에 비하여 선택(스위칭)을 보다 더 확실하게 행할 수 있다. 또한, 제1 트랜지스터(811)는 하나의 활성층에 게이트 전극이 3개 이상 마련된 멀티 게이트 구조로 하는 것도 가능하다.
또한, 소거용 겸 발광용의 제2 트랜지스터(812(814))가 마련되어 있다. 이 제2 트랜지스터(812(814))의 게이트 전극이 제2 주사선(803)의 일부가 된다. 또한, 구동용의 제3 트랜지스터(813)가 마련되고, 이 구동용의 제3 트랜지스터(813)의 게ㅣ트 전극이 콘택트를 통하여 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속된다.
또한, 전류원 트랜지스터를 구성하는 제5 트랜지스터(815) 및 제6 트랜지스터(816)의 편차를 저감하기 위해, TFT의 채널 형성 영역의 채널 길이(L) 및 채널 폭(W)을 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 활성층의 결정화에 있어서 동일 방향으로 레이저를 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 채널 형성 영역의 L 및 W를 크게 함으로써, 게이트 용량이 크게 되어, 제2 용량소자(821)를 생략할 수 있다.
또한, 제7 트랜지스터(817), 제8 트랜지스터(818) 및 제9 트랜지스터(819)가 마련되어 있다. 제7 트랜지스터(817), 제8 트랜지스터(818) 및 제9 트랜지스터(819)의 게이트 전극들이 제3 주사선(804)에 접속되어 있다. 제7 트랜지스터(817)의 제1 전극과이 제5 트랜지스터 및 제6 트랜지스터의 게이트 전극에 접속되어 있다. 또한, 제1 용량소자(820)가 마련되어 있고, 이 제1 용량소자(820)는 활성층과, 주사선의 것과 동일한 층을 가진다.
이와 같은 각 TFT의 구성은 게이트 전극이 채널 형성 영역 위에 있는 탑 게이트형 구조나, 그 역인 보텀 게이트형 구조를 가질 수 있고, 불순물 영역(소스 영역 또는 드레인 영역)에는 오프셋 구조 및/또는 GOLD 구조가 사용될 수 있다.
[실시형태 8]
본 발명에 따라 형성된 발광소자를 구비한 화소부를 가지는 전자 기기로서, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 표시장치(헤드 장착형 표시장치), 내비게이션 시스템, 음향 재생 장치(자동차 오디오 시스템, 오디오 콤포넌트 등), 노트북형 컴퓨터, 게임기, 휴대 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기, 휴대형 게임기 또는 전자 책 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 등의 기록 매체를 재생하고 그의 화상을 표시할 수 있는 디스플레이를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 특히, 비스듬한 방향에서 화면을 볼 기회가 많은 휴대 정보 단말기는, 시야각의 넓이가 중요시되기 때문에, 발광소자를 가지는 표시장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 전자 기기의 구체예를 도 19(A)∼도 19(H)에 나타낸다.
도 19(A)는 케이스(2001), 지지대(2002), 표시부(2003), 스피커부(2004), 비디오 입력 단자(2005) 등을 포함하는 표시장치를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성된 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2003)에 사용할 수 있다. 또한, 이 표시장치에는 퍼스털 컴퓨터용, TV 방송 수신용, 광고 표시용 등의 모든 정보 표시용 발광 장치가 포함된다.
도 19(B)는 본체(2101), 표시부(2102), 수상부(2103), 조작 키(2104), 외부 접속 포트(2105), 셔터(2106) 등을 포함하는 디지털 스틸 카메라를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성된 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2102)에 사용할 수 있다.
도 19(C)는 본체(2201), 케이스(2202), 표시부(2203), 키보드(2204), 외부 접속 포트(2205), 포인팅 마우스(2206) 등을 포함하는 노트북형 컴퓨터를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성된 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2203)에 사용할 수 있다.
도 19(D)는 본체(2301), 표시부(2302), 스위치(2303), 조작 키(2304), 적외선 포트(2305) 등을 포함하는 모바일 컴퓨터를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성되는 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2302)에 사용할 수 있다.
도 19(E)는 기록 매체를 구비한 휴대형 화상 재생 장치(구체적으로는 DVD 재생 장치)를 나타내는 것으로, 이 장치는 본체(2401), 케이스(2402), 표시부 A(2403), 표시부 B(2404), 기록 매체(DVD 등) 기입부(2405), 조작키(2406), 스피커부(2407) 등을 포함한다. 표시부 A(2403)는 주로 화상 정보를 표시하고, 표시부 B(2404)는 주로 문자 정보를 표시하지만, 본 발명에 의해 형성되는 발광소자를 구비한 화소부는 표시부 A, B(2403, 2404)에 사용할 수 있다. 또한, 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치에는 가정용 게임기 등도 포함된다.
도 19(F)는 본체(2501), 표시부(2502), 암(arm)부(2503) 등을 포함하는 고글형 표시장치(헤드 장착형 표시장치)를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성되는 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2502)에 사용할 수 있다.
도 19(G)는 본체(2601), 표시부(2602), 케이스(2603), 외부 접속 포트(2604), 리모콘 수신부(2605), 수상부(2606), 배터리(2607), 음성 입력부(2608), 조작 키(2609) 등을 포함하는 비디오 카메라를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성되는 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2602)에 사용할 수 있다.
도 19(H)는 본체(2701), 케이스(2702), 표시부(2703), 음성 입력부(2704), 음성 출력부(2705), 조작키(2706), 외부 접속 포트(2707), 안테나(2708) 등을 포함하는 휴대 전화기를 나타낸다. 본 발명에 의해 형성되는 발광소자를 구비한 화소부는 표시부(2703)에 사용할 수 있다. 또한, 표시부(2703)는 흑색의 배경에 백색의 문자를 표시함으로써 휴대 전화기의 소비 전류를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 적용 범위는 극히 넓고, 모든 분야의 전자 기기에 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 전자 기기는 실시형태 1∼7에서 설명한 어느 하나의 구성의 화소 구조를 사용할 수 있다.
[실시형태 9]
실시형태 8에서 설명한 전자 기기에는, 발광소자가 봉지된 상태에 있는 패널상에 콘트롤러, 전원 회로 등을 포함하는 IC가 실장된 상태에 있는 모듈이 탑재되어 있다. 모듈과 패널은 모두 표시장치의 일 형태에 상당한다. 본 실시형태에서는, 모듈의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 20(A)는 콘트롤러(901) 및 전원 회로(902)가 패널(900)상에 실장된 모듈의 외관도를 나타낸다. 패널(900)에는 발광소자가 각 화소에 마련된 화소부(903)와, 그 화소부(903)가 가지는 화소를 선택하는 주사선 구동회로(904)와, 선택된 화소에 신호를 공급하는 신호선 구동회로(905)가 마련되어 있다.
또한, 프린트 기판(906)에는 콘트롤러(901), 전원 회로(902)가 마련되어 있고, 콘트롤러(901) 또는 전원 회로(902)에서 출력된 각종 신호 및 전원 전압은 FPC(907)를 통하여 패널(900)의 화소부(903), 주사선 구동회로(904), 신호선 구동회로(905)에 공급된다.
프린트 기판(906)에는 각종 신호 및 전원 전압이 다수의 입력 단자가 배치된 인터페이스(I/F)부(908)를 통하여 공급된다.
또한, 본 실시형태에서는 패널(900)에 프린트 기판(906)이 FPC를 사용하여 실장되어 있지만, 본 발명이 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니다. COG(Chip on Glass) 방식을 이용하여, 콘트롤러(901) 및 전원 회로(902)를 패널(900)에 직접 실장시키도록 하여도 좋다.
또한, 프린트 기판(906)에서, 인출 배선 사이에 형성된 용량이나 배선 자체가 가지는 저항 등에 의해, 전원 전압이나 신호에 노이즈가 발생하거나, 신호의 상승이 둔해지는 일이 있다. 따라서, 프린트 배선(906)에 커패시터, 버퍼 등의 각종 소자를 마련하여, 전원 전압이나 신호에 노이즈가 발생하거나, 신호의 상승이 둔해지는 것을 방지하여도 좋다.
도 20(B)는 프린트 기판(906)의 구성을 나타내는 블록도이다. 인터페이스(908)에 공급된 각종 신호와 전원 전압은 콘트롤러(901)와 전원 전압(902)에 공급된다.
콘트롤러(901)는 위상 록드 루프(PLL: Phase Locked Loop)(910)와, 제어 신호 생성부(911)와, 필요에 따라 A/D 컨버터(909) 및 SRAM(Static Random Access Memory)(912, 913)을 구비하고 있다. 또한, 필요에 따라 A/D 컨버터 및 SRAM을 구비하는 것은, 입력되는 신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지에 좌우되거나, 또는 패널의 화소 구성이 아날로그 신호 또는 디지털 신호 중 어느 하나에 의해 제어되는 경우이다. 그 외에, SRAM은 디지털 구동을 행하는 경우에 제공된다. SRAM 대신에, SDRAM이나, 고속으로 데이터의 기입 및 판독이 가능하다면 DRAM(Dynamic Random Access Memory)도 사용될 수 있다.
인터페이스(908)를 통하여 공급된 비디오 신호는 A/D 컨버터(909)에서 병렬/직렬 변환되고, 얻어진 신호는 R, G, B의 각 색에 대응하는 비디오 신호로서 기능하고, 제어신호 생성부(911)에 입력된다. 또한, 인터페이스(908)를 통하여 공급된 각종 신호에 기초하여 A/D 컨버터(909)에서 Hsync 신호, Vsync 신호, 클록 신호(CLK), 교류 전압(AC Cont)이 생성되고, 제어신호 생성부(911)에 입력된다.
위상 록드 루프(910)는 인터페이스(908)를 통하여 공급되는 각종 신호의 주파수의 위상과 제어신호 생성부(911)의 동작 주파수의 위상을 동기화시키는 기능을 가지고 있다. 제어신호 생성부(911)의 동작 주파수는 인터페이스(908)를 통하여 공급된 각종 신호의 주파수와 반드시 같지는 않지만, 서로 동기하도록 제어신호 생성부(911)의 동작 주파수를 위상 록드 루프(910)에서 조정한다.
제어신호 생성부(911)에 입력된 신호가 비디오 신호는 일단 SRAM(912, 913)에 기입되어 보유된다. 제어신호 생성부(911)에서는 SRAM(912)에 보유되어 있는 모든 비트의 비디오 신호 중 전체 화소에 대응하는 비디오 신호를 1 비트분씩 판독하여 패널(900)의 신호선 구동회로(905)에 공급한다.
또한, 제어신호 생성부(911)는 각 비트의 발광소자가 발광하는 기간에 관한 정보를 패널(900)의 주사선 구동회로(904)에 공급한다.
또한, 전원 회로(902)는 소정의 전원 전압을 패널(900)의 신호선 구동회로(905), 주사선 구동회로(904) 및 화소부(903)에 공급한다.
다음에, 전원 회로(902)의 상세한 구성에 대하여 도 21을 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 전원 회로(902)는 4개의 스위칭 레귤레이터 콘트롤러(960)를 이용한 스위칭 레귤레이터(954)와, 시리즈 레귤레이터(955)로 이루어진다.
일반적으로, 스위칭 레귤레이터는 시리즈 레귤레이터에 비하여 소형, 경량이고, 강압(降壓)뿐만 아니라 승압이나 정부(正負) 반전하는 것도 가능하다. 한편 시리즈 레귤레이터는 강압에만 사용되지만, 스위칭 레귤레이터에 비하여 출력 전압의 정밀도가 좋고, 리플(ripple)이나 노이즈를 거의 발생하지 않는다. 본 실시형태의 전원 회로(902)는 양자를 조합하여 이용한다.
도 21에 나타내는 스위칭 레귤레이터(954)는 스위칭 레귤레이터 콘트롤러(SWR)(960)와, 감쇠기(ATT: attenuator)(961)와, 트랜스포머(T)(962)와 인덕터(L)(963), 기준 전원(Verf)(964)과, 발진회로(OSC)(965), 다이오드(966)와, 바이폴라 트랜지스터(967)와, 배리스터(varistor)(968)와, 용량(969)을 가지고 있다.
스위칭 레귤레이터(954)에서 외부의 Li 이온 전지(3.6 V) 등의 전압이 변환됨으로써, 음극에 인가되는 전원 전압과, 스위칭 레귤레이터(954)에 공급되는 전원 전압이 생성된다.
또한, 시리즈 레귤레이터(955)는 밴드 갭(band-gap) 회로(BG)(970)와, 증폭기(971)와, 연산 증폭기(972)와, 전류원(973)과, 배리스터(974)와, 바이폴러 트랜지스터(975)를 가지고 있고, 시리즈 레귤레이터(955)에는 스위칭 레귤레이터(954)에서 생성된 전원 전압이 공급된다.
시리즈 레귤레이터(955)에서는, 스위칭 레귤레이터(954)에 의해 생성된 전원 전압을 이용하여, 밴드 갭 회로(970)에 의해 생성된 일정한 전압에 기초하여, 각 색의 발광소자의 양극에 전류를 공급하기 위한 배선(전류 공급선)에 인가되는 직류의 전원 전압을 생성한다.
또한, 전류원(973)은 비디오 신호 전류가 화소에 기입되는 구동방식인 경우에 사용된다. 이 경우, 전류원(973)에 의해 생성된 전류는 패널(900)의 신호선 구동회로(905)에 공급된다. 또한, 비디오 신호의 전압이 화소에 기입되는 구동방식의 경우에는, 전류원(973)은 반드시 마련할 필요는 없다.
또한, 스위칭 레귤레이터, OSC, 증폭기, 연산 증폭기는 본 발명의 제조방법을 사용하여 형성될 수 있다.
따라서, 구동용 소자로서 다수의 트랜지스터를 가지는 전류원 회로에서, 전류를 기입하는 경우와, 발광소자를 발광시키는 경우에 따라, 다수의 트랜지스터의 접속을 병렬 접속과 직렬 접속 사이에서 전환할 수 있다. 그리하여, 설정 시의 전류값(IW)과 발광 시이 발광소자에 공급되는 전류값(IE)을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, IE가 매우 작더라도, 설정 동작을 확실하게 행할 수 있고, 또한, 설정 시간을 단시간으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 신호 전류를 정확하게 설정할 수 있기 때문에, 발광소자의 휘도 편차를 저감할 수 있다.

Claims (15)

  1. 다수의 트랜지스터;
    상기 다수의 트랜지스터의 직렬 및 병렬 접속을 전환하는 수단;
    상기 다수의 트랜지스터를 통하여 입력되는 제1 전류를 전압으로 변환하는 수단;
    변환된 전압을 유지하는 수단;
    유지된 전압을 제2 전류로 변환하는 수단; 및
    변환된 제2 전류를 구동 대상에 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  2. 다수의 트랜지스터;
    상기 다수의 트랜지스터의 직렬 및 병렬 접속을 전환하는 수단;
    상기 다수의 트랜지스터를 통하여 입력되는 제1 전류를 전압으로 변환하는 수단;
    변환된 전압을 유지하는 수단;
    유지된 전압을 제2 전류로 변환하는 수단; 및
    변환된 제2 전류를 구동 대상에 공급하는 수단을 포함하고;
    상기 구동 대상에 전류를 공급할 때에는 상기 다수의 트랜지스터가 직렬로 접속되고, 상기 제1 전류를 전압으로 변환할 때에는 상기 다수의 트랜지스터가 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  3. 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 용량 소자;
    상기 용량 소자의 일 단부에 접속된 전원선;
    상기 용량 소자의 다른 단부에 접속된 전류원선; 및
    상기 용량 소자에 유지된 전하를 전류로서 구동 대상에 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 p채널형 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 단결정, SOI 또는 유기 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  6. 제1 트랜지스터, 제2 트래지스터 및 제3 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터 및 제3 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 용량 소자;
    상기 용량 소자의 일 단부에 접속된 전원선;
    상기 용량 소자의 다른 단부에 접속된 전류원선; 및
    상기 용량 소자에 유지되는 전하를 전류로서 구동 대상에 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터 및 제3 트랜지스터가 p채널형 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터 및 제3 트랜지스터가 단결정, SOI 또는 유기 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류원 회로.
  9. 발광소자와, 그 발광소자에 전류를 공급하는 전류원 회로를 포함하는 표시장치로서;
    상기 전류원 회로는,
    다수의 트랜지스터;
    상기 다수의 트랜지스터의 직렬 및 병렬 접속을 전환하는 수단;
    상기 다수의 트랜지스터를 통하여 입력되는 제1 전류를 전압으로 변환하는 수단;
    변환된 전압을 유지하는 수단;
    유지된 전압을 제2 전류로 변환하는 수단; 및
    변환된 제2 전류를 발광소자에 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 주사선;
    디지털 신호가 입력되는 신호선;
    상기 주사선 및 상기 신호선의 교차 위치에 마련된 발광소자; 및
    상기 발광소자에 전류를 공급하는 전류원 회로를 포함하는 표시장치로서;
    상기 전류원 회로는,
    다수의 트랜지스터;
    상기 다수의 트랜지스터의 직렬 및 병렬 접속을 전환하는 수단;
    상기 다수의 트랜지스터를 통하여 입력되는 제1 전류를 전압으로 변환하는 수단;
    변환된 전압을 유지하는 수단;
    유지된 전압을 제2 전류로 변환하는 수단; 및
    변환된 제2 전류를 발광소자에 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 그 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 용량 소자, 및 그 용량 소자에 접속된 전류원선 및 전원선을 가지는 전류원 회로의 구동방법으로서;
    상기 전원선으로부터 공급되는 전류가 병렬 접속된 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 통하여 상기 전원선에 공급되는 단계와,
    직렬 접속된 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 통하여 상기 전원선으로부터 구동 대상에 전류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 회로의 구동방법.
  12. 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 그 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 용량 소자, 및 그 용량 소자에 접속된 전류원선 및 전원선을 가지는 전류원 회로의 구동방법으로서;
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 설정 동작을 행할 때에는 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 병렬로 접속하는 단계와,
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터로부터 구동 대상에 전류를 공급할 때에는 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 직렬로 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 회로의 구동방법.
  13. 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 그 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 용량 소자, 및 그 용량 소자에 접속된 전류원선 및 전원선을 가지는 전류원 회로의 구동방법으로서;
    상기 용량 소자가 미리 정해진 양의 전압을 공급할 수 있도록 상기 용량 소자에 전류를 공급하고 전하를 유지하는 단계와,
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 미리 정해진 양의 전류를 공급할 수 있도록 상기 미리 정해진 양의 전압에 기초한 전류를 병렬 접속된 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 공급하는 단계, 및
    직렬 접속된 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 통하여 상기 미리 정해진 양의 전류를 구동 대상에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 회로의 구동방법.
  14. 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 그 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 용량 소자, 및 그 용량 소자에 접속된 전류원선 및 전원선을 가지는 전류원 회로와, 상기 제2 트랜지스터의 한쪽 전극에 접속된 발광소자를 포함하는 표시장치를 동작시키는 방법으로서;
    상기 용량 소자가 미리 정해진 양의 전압을 공급할 수 있도록 상기 용량 소자에 전류를 공급하고 전하를 유지하는 단계와,
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 미리 정해진 양의 전류를 공급할 수 있도록 상기 미리 정해진 양의 전압에 기초한 전류를 병렬 접속된 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 공급하는 단계, 및
    직렬 접속된 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 통하여 상기 미리 정해진 양의 전류를 상기 발광소자에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 동작방법.
  15. 다수의 주사선;
    디지털 신호가 입력되는 다수의 신호선;
    상기 주사선 및 상기 신호선의 각 교차 위치에 제공된 발광소자; 및
    상기 발광소자에 전류를 공급하는 전류원 회로를 포함하는 표시장치를 구동하는 방법으로서,
    상기 신호선에 입력되는 비디오 신호의 동기(同期) 타이밍에 대응하는 단위 프레임 기간을 m(m은 2 이상의 자연수)개의 서브 프레임 기간(SF1, SF2, ...., SFm)으로 분할하고, 상기 m개의 서브 프레임 기간(SF1, SF2, ...., SFm)의 적어도 하나에 소거 기간을 제공하는 단계와,
    상기 소거 기간에서 상기 전류원 회로에 설정 동작을 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
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