KR20050093775A - 반도체장치, 발광 표시장치 및 그들의 구동방법 - Google Patents

반도체장치, 발광 표시장치 및 그들의 구동방법 Download PDF

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

시프트 레지스터 회로의 각 단의 출력단에 래치회로를 설치하고, 출력을 내고 싶은 단에 펄스가 시프트된 단계에서 래치 펄스를 입력하고, 다음에 래치 펄스가 입력될 때까지 이 상태를 유지하고, 다음에 출력을 내고 싶은 단에 펄스가 시프트된 단계에서, 래치 펄스를 입력하면, 출력단을 바꿀 수 있다. 이렇게 함으로써 클록 주파수를 바꾸지 않고 래치 펄스를 변화시키는 것만으로 선택되는 기간이나 선택되는 단을 임의로 선택할 수 있다.

Description

반도체장치, 발광 표시장치 및 그들의 구동방법{SEMICONDUCTOR DEVICE, LIGHT-EMITTING DISPLAY APPARATUS, AND METHOD FOR DRIVING THEM}
본 발명은, 평면 디스플레이로서 사용되는, 박막 트랜지스터(TFT)를 사용한 액티브 매트릭스형의 반도체장치, 발광 표시장치 및 그들의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 기판 위에 박막 트랜지스터(이하, 「TFT」라고 표기한다.)를 형성하는 기술이 대폭 진보하여, 액티브 매트릭스형 표시장치에의 응용 개발이 진행되고 있다. 특히, 폴리실리콘 막을 사용한 TFT는, 종래의 비결정질 실리콘 막을 사용한 TFT보다도 전계 효과 이동도(모빌리티라고도 한다.)가 높으므로, 고속동작이 가능하다. 그 때문에, 종래, 기판 외의 구동회로에서 행하고 있었던 화소의 제어를, 화소와 동일한 기판 위에 형성된 구동회로로 행하는 것이 가능해지고 있다.
이러한 액티브 매트릭스형 표시장치는, 동일 기판 위에 여러가지 회로나 소자를 만들어 넣음으로써 제조 비용의 감소, 표시장치의 소형화, 수율의 상승, 스루풋의 감소 등, 여러가지 이점을 얻을 수 있다.
그리고 또한, 자발광형 소자로서 전계 발광 소자(EL 소자)을 가진, 액티브 매트릭스형의 EL 표시장치의 연구가 활발화되고 있다.
일반적으로, EL 소자에 흘리는 전류값과 EL 소자의 휘도는 비례 관계에 있다. 그 때문에, 전압값으로 휘도를 제어하는 LCD와는 다른 화소 구성, 특히 전류값으로 휘도를 제어하는 화소 구성이 제안되고 있다(특허문헌 1 참조).
또한 동시에, 전류값으로 휘도를 제어하려면, 화소 뿐만 아니라 구동회로에도 연구가 필요해서, 여러가지 구동회로의 구성이 제안되고 있다(특허문헌 2 참조).
구동회로의 예로서, 도9a에 열거된 것 같이, DFF로 구성되는 시프트 레지스터부, NAND 회로, 인버터로 구성되는 버퍼 회로로 이루어져 있다. 도9b에 이 구동회로의 타이밍 차트의 일반 예를 나타낸다. 이 회로 구성에서는, 펄스는 CLK 동기신호에 따라, 시프트해 간다.
(특허문헌 1)
국제공개 제 01/06484호 팜플렛
(특허문헌 2)
국제공개 제 02/39420호 팜플렛
발명의 개시
(발명이 이루고자 하는 기술적 과제)
종래, 전류값으로 휘도를 제어하기 위해서 각 화소에 전류원 회로를 설치한 구성에서는, 화소의 외부로부터의 펄스를 전류원 회로에 출력함으로써, 항상 일정한 전류를 출력할 수 있게 전류값을 설정하는 타이밍을 결정하고 있었다. 이 설정의 시작과 종료의 타이밍은, 구동회로의 출력 펄스폭에 의해 결정된다. 이때, 설정에 요하는 시간은, 일반적으로 구동회로의 클록 주기보다도 길다.
그런데, 종래의 방법에서는, 클록 주파수를 바꾸지 않고 출력 펄스폭을 임의로 변경하는 것이나, 수개단 걸러서 임의로 출력단을 선택하는 것이 불가능하였다.
이것을 해결하기 위한 방법으로서, 디코더를 사용하는 방법이 생각된다. 디코더를 사용한 경우에는, 임의의 출력단을 선택할 수 있고, 출력 펄스폭도 외부신호에 의해 자유롭게 바꿀 수 있다.
그러나, 디코더를 사용하는 경우에는, 출력하고 싶은 단수가 증가함에 따라, 외부로부터 입력하는 신호수가 증가해 필요한 입력 단자수가 증가함과 동시에, 외부회로에 부담이 증가한다. 또한 디코더를 구성하는 회로 자체도, 단수가 증가함에 따라서 복잡해져, 큰 회로로 되어 버린다.
여기에서, 본 발명에서는, 출력 펄스폭을 임의로 변경할 수 있고, 수개단 걸러서 임의로 행을 선택할 수 있으며, 회로구성이 간단해서 외부회로에의 부담이 작은 구동회로를 제공하는 것을 과제로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
펄스를 순차적으로 시프트시켜 가는 시프트 레지스터 회로의 각 단의 출력단에 래치회로를 설치하고, 출력을 내고 싶은 단에 펄스가 시프트한 단계에서, 래치 펄스를 입력하고, 다음에 래치 펄스가 입력될 때까지 유지하고, 다음에 출력하고 싶은 단으로 시프트한 단계에서, 또한, 래치 펄스를 입력하고, 출력단을 바꾼다. 이렇게, 구동회로 내에 래치회로를 설치하고, 임의의 타이밍에서 래치 펄스를 출력하는 회로(이하, 「래치 펄스 생성 회로」라고 한다.)를 설치함으로써, 출력 펄스폭을 임의로 변경할 수 있고, 수개단 걸러서 임의로 행을 선택하는 것이 가능한 구동회로를 제공할 수 있다.
본 발명은, 레지스터 회로를 가지는 시프트 레지스터 회로와, 래치회로를 가지는 래치회로 어레이와, 래치회로를 동작시키는 래치 펄스를 생성하는 래치 펄스 생성 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 드라이버 회로에 있어서, 상기 시프트 레지스터 회로에 스타트 펄스가 입력되고, 상기 스타트 펄스가 클록 신호에 따라, 상기 레지스터 회로를 순차적으로 시프트하고, 상기 래치회로에는, 대응하는 상기 레지스터 회로로부터의 펄스의 출력이 입력되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 및 발광 표시장치를 제공한다.
본 발명은, 레지스터 회로를 가지는 시프트 레지스터 회로와, 래치회로를 가지는 래치회로 어레이와, 래치회로를 동작시키기 위한 래치 펄스를 생성하는 회로를 가지는 반도체장치 및 발광 표시장치에 있어서, 상기 시프트 레지스터 회로에 스타트 펄스를 입력하고, 상기 레지스터 회로에, 클록 신호에 의거하여 상기 스타트 펄스를 순차적으로 시프트시켜, 상기 레지스터 회로로부터 출력된 펄스 및 상기 래치 펄스를 생성하는 회로로부터 출력된 래치 펄스를 상기 래치회로에 입력하고, 상기 래치회로는, 상기 래치 펄스의 입력에 근거하여 전류원 회로에 상기 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 및 발광 표시장치의 구동방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 래치 펄스 생성 회로는, 상기 시프트 레지스터 회로나 상기 래치회로 어레이와 다른 기판 상에 있어서 좋고, 동일한 기판 상에 있어도 좋다.
또한, 상기한 발명에 있어서, 래치 펄스 생성 회로는, 상기 스타트 펄스 및 상기 클록 신호로부터 래치 펄스를 생성해도 좋다.
또한, 상기한 발명에 있어서, 래치 펄스 생성 회로는, 상기 스타트 펄스에 동기해서 시프트하는 제１ 레지스터 회로로 이루어진 제１ 시프트 레지스터 회로와, 상기 클록 신호에 동기해서 시프트하는 제２ 레지스터 회로로 이루어진 제２ 시프트 레지스터 회로를 가지고 있는 것을 특징으로 하여도 좋다.
또한, 상기한 발명에 있어서, 복수의 상기 래치회로의 출력 단자의 각각이, 1개 혹은 복수의 전류원 회로의 제어 단자에 접속되는 것을 특징으로 하여도 좋다.
또한, 상기한 발명에 있어서, 상기 전류원 회로가, 화소에 입력하는 전류값을 제어하는 구동회로 내에 있는 것을 특징으로 하여도 좋다.
또한, 상기한 발명에 있어서, 상기 전류원 회로가, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 내에 있는 것을 특징으로 하여도 좋다.
(발명의 효과)
본 발명의 반도체장치를 사용하면, 클록 주파수를 바꾸지 않고, 용이하게 드라이버의 출력의 펄스폭을 변화시킬 수 있고, 전류원 회로의 유지용량에 전류값을 기억시키는데에 충분한 시간을 취할 수 있어, 고품질 표시가 가능한 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1의 반도체장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1의 타이밍 차트를 도시한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1의 타이밍 챠트를 도시한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 2의 반도체장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2의 반도체장치의 회로 구성, 및 타이밍 차트를 도시한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 3의 반도체장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 4의 반도체장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 4의 반도체장치에 사용할 수 있는 화소부의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 9는, 종래기술의 구성, 및 타이밍 차트를 도시한 도면이다.
도 10은, 본 발명의 실시예 1을 도시한 도면이다.
도 11은, 본 발명의 실시예 1을 도시한 도면이다.
도 12는, 본 발명의 실시예 1의 구동회로의 평면도를 도시한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 실시예 1의 구동회로의 평면도의 등가회로를 도시한 도면이다.
도 14는, 본 발명이 적용가능한 전자기기의 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를, 도면을 참조해서 설명한다.
(실시의 형태 1)
도1은 본 발명의 실시의 형태 1을 도시한 도면이다. 레지스터 회로(101)로 구성되는 시프트 레지스터 회로(102), 래치회로(103)로 구성되는 래치회로 어레이(104), 래치 펄스 생성 회로(105)로 구성되는 래치 펄스 생성 회로(105)는, 시프트 레지스터 회로(102)나 래치회로 어레이(104)와 동일 기판 위에 만들어져도 좋고, 다른 기판 위에 만들어져도 좋다.
도2 및 도3에, 본 실시예의 타이밍 차트의 예를 나타낸다. 시프트 레지스터 회로에, 스타트 펄스신호 SP과 클록 신호 CK을 입력했을 때에, 시프트 레지스터 회로는 클록 신호에 동기해서 펄스를 시프트해 간다. 시프트 레지스터 회로의 출력 타이밍에 맞추어, 래치 펄스 신호 LP을 입력하면, 래치 펄스신호 LP가 H 레벨일 때의 시프트 레지스터 회로의 출력 레벨이 래치되고, 다음에 래치 펄스 LP가 H 레벨이 될 때까지, 그 상태가 유지된다.
예를 들면 도2의 타이밍에서 래치 펄스 신호 LP를 입력하면, 최초의 래치의 타이밍에서는, Al은 H 레벨, 다른 모든 단은 L 레벨이 래치되고, 다음 래치의 타이밍까지 상태가 유지되어 출력된다. 2회째의 래치의 타이밍에서는 A5은 H 레벨, 다른 모든 단은 L 레벨이 래치되고, 마찬가지로 다음 래치의 타이밍까지 상태가 유지된다. 도2에서는, 1, 5, 9, 13단째가, 순차적으로 펄스를 출력해 가, 펄스의 폭은 시프트 레지스터의 출력폭의 4배가 되고 있다.
도3은, 래치 펄스 신호의 타이밍이 도2와 다를 때의 동작을 보이고 있다. 이때에는, 2, 6, 10단째가, 순차적으로 펄스를 출력하고 있고, 펄스폭은 도2와 같이 시프트 레지스터의 출력폭의 4배가 되고 있다.
이렇게, 래치 펄스 LP의 타이밍을 고안함으로써 출력하는 단을 임의로 고를 수 있고, 또한, 펄스의 폭도 임의로 변화시킬 수 있다.
(실시의 형태 2)
도4는 본 발명의 실시의 형태 2를 도시한 도면이다. 레지스터 회로(40)로 구성되는 시프트 레지스터 회로(402), 래치회로(403)로 구성되는 래치회로 어레이(404), 래치 펄스 생성 회로(405)로 구성되는 래치 펄스 생성 회로(405)는, 시프트 레지스터 회로(402)나 래치회로 어레이(405)와 동일 기판 위에 만들어져도 좋고, 다른 기판 위에 만들어져도 좋다. 도4에서는, 래치 펄스생성 회로에 스타트 펄스신호 SP과 클록 신호 CLK가 입력되고, 래치 펄스 생성 회로가 래치 펄스 LP을 출력하고 있다.
시프트 레지스터 회로 및 래치 어레이회로의 동작은, 실시의 형태 1일 때와 같기 때문에 생략한다.
도5a는 실시의 형태 2일 때의 래치 펄스 생성 회로의 일례이다. 제1 레지스터 회로(501), 제 1 스위치(502), OR 회로(503), 제２ 스위치(504), 제２ 레지스터 회로(505), NAND 회로(506), 인버터(507)로 구성된다.
기에서, 제 1 레지스터 회로는 스타트 펄스 신호 SP을 동기신호로 하여 펄스를 시프트하고, 제２ 레지스터 회로는 클록 신호 CLK을 동기신호로 하여 펄스를 시프트한다. 또한, 제 1 스위치는, 제어신호가 L 레벨일 때 ON되고, H 레벨일 때 OFF된다. 반대로, 제２ 스위치는, 제어신호가 H 레벨일 때 ON되고, L 레벨일 때 OFF된다.
또한, 래치 펄스신호가 출력되는 간격은, 제２ 레지스터 회로의 단수에 따라 결정된다. 여기에서, 제 1 레지스터 회로를 m단, 제 2 레지스터 회로를 n단이라고 하면, m=2(n-1)의 관계가 된다.
도5은, 그 일례로서, m=6, n=4의 경우를 도시한 도면이다. 제1 레지스터 회로는 스타트 펄스신호 SP을 노드 a에 받아들이고 나서, 스타트 펄스신호 SP을 동기신호로 하여 n개의 상태를 반복한다. 여기에서, 전기 상태가 n번째가 된 다음의 타이밍에서 제 1 스위치(502)가 모두 ON되고, 스타트 펄스신호 SP을 받아들여, 전기 상태는 1번째로 리셋트된다. 또한, 스타트 펄스 신호 SP가 H 레벨이 될 때마다, 제 1 레지스터 회로의 상태가 제 2 레지스터에 전달된다. 제2 레지스터 회로는, 클록 신호 CLK을 동기신호로 하여 n개의 상태를 반복하고, 어떤 상태, 여기에서는 노드 e와 f가 H 레벨인 상태로 래치 펄스 신호를 출력한다.
도5a의 래치 펄스 생성 회로의 동작의 타이밍 차트를 도5b에 나타낸다. 도5a의 구성일 때는, 클록 신호 CLK의 2분의 1주기를 1카운트라고 하면, 4카운트마다 래치 펄스 신호가 출력된다. 또한, 래치 펄스신호가 출력되는 타이밍이, 스타트 펄스 신호 SP가 입력될 때마다 1카운트 만큼씩 시프트하고, 스타트 펄스 신호 SP이 4회 입력될 때마다 초기 상태로 돌아간다.
도5b에서는, 래치 펄스신호가 4카운트마다 출력되는 구성을 나타냈지만, 레지스터 회로의 단수 m, n을 변화시킴으로써 래치 펄스 신호가 출력되는 간격을 변화시킬 수 있다. 이상에서 나타낸 래치 펄스 생성 회로를 사용함으로써 래치 펄스 신호를 외부로부터 입력할 필요가 없어진다.
본 실시의 형태의 래치 펄스 생성회로는, 스타트 펄스가 입력된 회수를 카운트하고, 래치 펄스를 출력하는 타이밍을 결정하는 제１ 레지스터 회로와, 일정 주기마다 래치 펄스를 출력하는 제２ 레지스터 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다. 도5a는 그것의 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 회로 구성은 이것에 한정되는 것이 아니다.
(실시의 형태 3)
도6a는 본 발명의 실시의 형태 3을 도시한 도면이다. 레지스터 회로(601)로 구성되는 시프트 레지스터 회로(602), 래치회로(603)로 구성되는 래치회로 어레이(604), 전류원 회로(606)로 구성되는 전류원 회로군(607), 래치 펄스 생성 회로(605)로 구성된다. 래치 펄스 생성 회로(605)는, 시프트 레지스터 회로(602)나 래치회로 어레이(604)와 동일 기판 위에 만들어져도 좋고, 다른 기판 위에 만들어져도 좋다.
시프트 레지스터 회로나 래치회로 어레이의 동작에 대해서는, 실시의 형태 1과 같기 때문에 생략한다.
도6b는 실시의 형태 3의 전류원 회로의 일례이다. 이 전류원 회로는, 전류 구동용 트랜지스터(611), 용량소자(612), 제 1 스위치용 트랜지스터(613), 제２ 스위치용 트랜지스터(614), 제３ 스위치용 트랜지스터(615), 인버터(616), 참조 전류원(617), 전류선(618), 전원공급선(619), 제어신호 입력 단자(도면 중에서는 IN으로 표기), 전류 출력 단자(도면 중에서는 OUT로 표기)로 구성된다.
상기 제１ 스위치용 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 제어신호 입력 단자가 접속되고, 상기 제１ 스위치용 트랜지스터의 소스 단자에 상기 전류선이 접속되며, 상기 제１ 스위치용 트랜지스터의 드레인 단자에 상기 전류 구동용 트랜지스터의 드레인 단자가 접속되고, 상기 제２ 스위치용 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 제어신호 입력 단자가 접속되며, 상기 제２ 스위치용 트랜지스터의 소스 단자에 상기 전류 구동용 트랜지스터의 게이트 단자가 접속되고, 상기 제２ 스위치용 트랜지스터의 드레인 단자에, 상기 전류 구동용 트랜지스터의 드레인 단자가 접속되고, 상기 전류 구동용 트랜지스터의 소스 단자에 전원공급선이 접속되고, 상기 전류 구동용 트랜지스터의 게이트 단자와 상기 전원공급선 사이에 상기 용량소자가 접속되고, 상기 인버터의 입력 단자에 제어신호 입력 단자가 접속되고, 상기 인버터의 출력 단자에 제３ 스위치용 트랜지스터의 게이트 단자가 접속되고, 상기 제３ 스위치용 트랜지스터의 드레인 단자에, 상기 제１ 스위치용 트랜지스터의 드레인 단자가 접속되고, 상기 제３ 스위치용 트랜지스터의 소스 단자에 상기 전류 출력 단자가 접속되고, 상기 전류선의 앞에는 상기 참조 전류원이 접속되어 있다.
다음에, 이 도6b에 나타내는 전류원 회로의 동작에 관하여 설명한다.
제어신호 입력 단자에 H 레벨의 신호가 입력되면, 제 1 스위치용 트랜지스터 및, 제２ 스위치용 트랜지스터는 ON되고, 제３ 스위치용 트랜지스터는, 게이트 단자에 입력되는 신호가 인버터에서 반전되어, L 레벨이 입력되기 때문에 OFF된다.
이때, 전류 구동용 트랜지스터의 드레인 단자와 게이트 단자가 도통하고 있기 때문에, 전류 구동용 트랜지스터는 포화 영역에서 동작하고, 전류선의 앞에는 참조 전류원이 접속되고 있어, 전원공급선으로부터 전류선의 방향으로 일정한 전류가 흐르도록 전류 구동용 트랜지스터의 게이트 전압이 변화하고, 이때의 전류 구동용 트랜지스터의 소스·게이트 사이의 전위차가 용량소자에 유지된다.
다음에, 제어신호입력 단자에 L 레벨의 신호가 입력되었을 때, 제 1 스위치용 트랜지스터, 및 제２ 스위치용 트랜지스터는 OFF되고, 제３ 스위치용 트랜지스터는 ON된다. 이때, 용량소자에 전류 구동용 트랜지스터의 소스·게이트간의 전위차가 유지되어 있기 때문에, 전류 구동용 트랜지스터가 포화 영역에서 동작한 경우, 참조 전류와 같은 크기의 전류가 전류 출력 단자로부터 출력된다.
도6a의 전류원 회로에, 도6b의 전류원 회로를 사용하면, 제어신호 입력 단자에 래치회로로부터의 출력이 접속되고, 출력하는 단을 수개단 걸러서 임의로 선택할 수 있는 동시에, 제어신호의 펄스의 폭도 임의로 바꿀 수 있기 때문에, 용량소자에 필요한 전하를 축적하는데에 필요한 시간에 따라, 펄스폭을 조정하면 좋다.
도6b는 전류원 회로의 하나의 예를 나타낸 것이며, 전류원 회로는 이 구성에만에 한정되지 않는다. 예를 들면 커런트 미러형의 전류원 회로를 이용하여도 좋다.
(실시의 형태 4)
도7은, 본 발명의 실시의 형태 4을 도시한 도면이다. 레지스터 회로(701)로 구성되는 시프트 레지스터 회로(702), 래치회로(703)로 구성되는 래치회로 어레이(704), 전류원 회로(709)를 가지는 화소회로(706)로 구성되는 화소부(707), 래치 펄스 생성 회로(705), 참조 전류원(708), 전류선(710), 전류원 제어신호선(711)로 구성된다. 래치 펄스 생성 회로(705)는, 시프트 레지스터 회로(702)나 래치회로 어레이(704)와 동일 기판 위에 만들어져도 좋고, 다른 기판 위에 만들어져도 좋다. 또한, 래치회로의 출력 단자에 접속되는 전류원 제어신호선은, 각각, 복수의 화소회로 내의 전류원 회로에 접속되어 있다. 또한, 복수의 참조 전류원에 접속된 전류선이, 래치회로의 출력의 배선과 교차하도록 배치되고, 각각, 복수의 화소회로 내의 전류원 회로에 접속되어 있다.
시프트 레지스터 회로, 및 래치회로 어레이의 부분의 동작에 대해서는, 실시의 형태 1과 같기 때문에 생략한다.
도8a는, 본 실시의 형태일 때에 사용할 수 있는 화소회로의 일례이다. 각 화소는 전류원 회로(801), 전원공급선(802), 발광소자 구동용 트랜지스터(803), 비디오 신호 유지용 용량소자(804), 발광소자(805), 소스 신호선(806), 스위칭용 트랜지스터(807), 게이트 신호선(808)으로 구성된다.
스위칭용 트랜지스터(807)의 게이트 단자에 게이트 신호선(808)이 접속되고, 스위칭용 트랜지스터(808)의 소스·드레인 단자의 한쪽의 단자에 소스 신호선이 접속되고, 다른쪽의 단자에 발광소자 구동용 트랜지스터(803)의 게이트 단자가 접속되고, 발광소자 구동용 트랜지스터(803)의 게이트 단자와 전원공급선(802) 사이에 비디오 신호 유지용 용량소자(804)가 접속되고, 발광소자 구동용 트랜지스터의 소스·드레인 단자의 한쪽의 단자에 발광소자가 접속되고, 다른쪽의 단자와 전원공급선 사이에 전류원 회로가 접속되어 있다.
도8a에 나타내는 화소회로의 동작에 대해서 설명한다. 게이트 신호선(808)에 H 레벨의 신호를 입력하면, 스위칭용 트랜지스터(807)의 게이트 단자에 H 레벨의 신호가 입력되어, 스위칭용 트랜지스터(807)가 ON된다. 이때, 소스 신호선으로부터 비디오 신호가 입력되고, 그 때의 전위가 비디오 신호 유지용 용량소자에 유지된다. 다음에 게이트 신호선(808)에 L레벨의 신호가 입력되어, 스위칭용 트랜지스터(808)가 OFF된다. 이때, 비디오 신호 유지용 용량소자에 유지되어 있는 전위에 의해, 발광소자 구동용 트랜지스터(803)의 ON, OFF가 결정되고, 발광소자에의 전류원 회로로부터의 전류의 공급을 제어하여, 발광, 비발광이 선택된다.
단, 도8a에 나타내는 화소 구성은, 전류원 회로를 화소 내에 가지는 화소의 일례를 나타낸 것이며, 이 구성에 한정되지 않는다. 본 실시의 형태의 화소 구성은, 화소 내에 전류원 회로를 가지는 것이면, 어떤 구성이어도 좋다.
또한, 도8b에, 도8a의 화소 구성일 때의, 전류원 회로의 일례를 나타낸다. 이 전류원 회로는, 전류 구동용 트랜지스터(811), 제 1 스위치용 트랜지스터(812), 제２ 스위치용 트랜지스터(813), 전류원용 용량소자(814), 전류원 제어신호선(815), 전류선(816), 제３ 스위치용 트랜지스터(817), 단자 A, 단자 B로 구성된다.
제 1 스위치용 트랜지스터(812), 제２ 스위치용 트랜지스터(813), 제３ 스위치용 트랜지스터(817)의 각각의 게이트 단자에 전류원 제어신호선(815)이 접속되고, 제 1 스위치용 트랜지스터(812)의 소스·드레인 단자 중, 한쪽의 단자에 전류선(816)이 접속되고, 다른쪽의 단자에 제３ 스위치용 트랜지스터(817)의 소스·드레인 단자 중 한쪽의 단자가 접속되고, 다른쪽의 단자에 단자 A가 접속되고, 제２ 스위치용 트랜지스터(813)의 소스·드레인 단자 중 한쪽의 단자에, 전류선(816)이 접속되고, 다른쪽의 단자에, 전류 구동용 트랜지스터(811)의 게이트 단자가 접속되고, 전류 구동용 트랜지스터의 소스·드레인 단자 중, 한쪽의 단자에 단자 B가 접속되고, 다른쪽의 단자에, 제 1 스위치용 트랜지스터(812)의 소스·드레인 단자의 한쪽과 제３ 스위치용 트랜지스터의 소스·드레인 단자의 한쪽의 접속 부분이 접속되고, 전류 구동용 트랜지스터(811)의 게이트 단자와 단자 B 사이에 전류원용 용량소자가 접속된다.
단자 B에는 전원공급선이 접속되고, 단자 A에는, 발광소자 구동용 트랜지스터를 거쳐서, 발광소자가 접속된다. 또한, 이 전류원 회로의 동작은, 접속 관계 및 구성이 약간 다르지만, 실시의 형태 3에서 설명한 것과 같기 때문에 생략한다.
도8b는 본 실시의 형태에서 사용할 수 있는 전류원 회로의 일례를 나타낸 것으로, 전류원 회로의 구성은 어떠한 것이어도 좋다. 예를 들면 접속 관계 등이 달라도 좋고, 커런트 미러형의 전류원 회로를 이용하여도 좋다.
또한, 래치회로로부터의 출력 신호의 전압을 변화시키는 레벨 시프터 회로나 구동능력을 증대시키는 버퍼 회로 등을, 래치회로와 화소 회로 사이에 삽입해도 좋다.
(실시예)
이하에서, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
[실시예 1]
도10에 본구명의 실시예 1을 나타낸다. 본 실시예에 있어서, 실시의 형태에서 나타낸 반도체장치를 사용한 표시장치의 구성에 관하여 설명한다. 복수의 화소(1000)가 m행 n열의 매트릭스 모양으로 배치된 표시부(1505)를 가지고, 표시부(1005)의 주변에는, 소소 신호선 구동회로(1003), 기록용 게이트 신호선 구동회로(1004), 전류원 제어용 게이트 신호선 구동회로(1007), 전류출력 구동회로를 가지고 있다. Sl∼Sn으로 표기된 소스 신호선(1001) 및 Il∼In으로 표기된 전류선(1008)은 화소(1000)와 열에 대응해서 접속되고 있고, Gl∼Gm으로 표기된 기록용 게이트 신호선 및 Cl∼Cm으로 표기된 전류원 제어용 게이트 신호선(1006)은 모두 화소(1000)와 행에 대응해서 접속되어 있다. 실제로는 그 이외에 전원공급선 등이 화소에 접속되어 있지만 여기에서는 생략한다.
여기에서, 전류출력 구동회로에는, 본 발명의 실시의 형태 3에서 설명한 회로 구성을 사용하여, 화소에 일정전류를 공급하고, 전류원 제어용 게이트 신호선 구동회로에는, 본 발명의 실시의 형태 4에서 설명한 회로구성을 사용하면 좋다. 또한, 소스 신호선 구동회로, 및 기록용 게이트 신호선 구동회로의 구성은, 공지된 것을 사용하면 좋다.
도11에, 상기한 구성으로 모듈화한 경우의 예를 나타낸다. TFT 기판(1108) 위에, 화소회로가 나란하게 놓인 표시부, 소스 신호선 구동회로(1101), 기록용 게이트 신호선 구동회로(1103), 전류 제어용 게이트 신호선 구동회로(1105), 전류출력 구동회로가 제작되고, 그 후에 발광소자 및, 대향전극을 막형성하고, 대향기판(1104)을 사용해 봉지한다. 그후, FPC를 붙이고, FPC를 거쳐서 외부로부터 신호 및 전원을 공급하여, 구동회로를 동작시켜, 화상을 표시한다.
도12에, 실시예 1의 전류원 제어용 게이트 신호선 구동회로의 일부분의 평면도를 나타내고, 도13a에 이 평면도의 등가회로를 나타낸다. 도13a의 1단분이 평면도에 해당한다. 또한, 도13b에는, 래치회로의 구성을 나타낸다.
[실시예 2]
본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치를 사용한 전자기기로서, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이), 네비게이션 시스템, 음향재생장치(카 오디오, 오디오 콤포넌트 등), 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 게임 기기, 휴대 정보단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화, 휴대형 게임기 또는 전자서적 등), 기록 매체를 구비한 화상재생장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 등의 기록 매체를 재생하고, 그 화상을 표시할 수 있는 디스플레이를 구비한 장치 등을 들 수 있다. 특히, 경사 방향에서 화면을 보는 기회가 많은 휴대 정보단말은, 시야각의 넓이가 중요시되기 때문에, 자발광형의 표시장치를 사용하는 것이 바람직하다.
전자기기의 구체적인 예를 도14에 나타낸다. 또한, 본 실시예에서 나타낸 전자장치는 극히 일부의 예이며, 이것들의 용도에 한정되는 것이 아니다.
도14a는 디스플레이이며, 케이스(2001), 지지대(2002), 표시부(2003), 스피커부(2004), 비디오 입력 단자(2005) 등을 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2003)에 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해, 도14a에 나타내는 디스플레이가 완성되어진다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 자발광형이기 때문에 백라이트가 필요없어, 액정 모니터보다도 얇은 표시부로 할 수 있다. 또한, 디스플레이는, PC용, TV 방송 수신용, 광고 표시용 등의 모든 정보표시용 표시장치가 포함된다.
도14b는 디지탈 스틸 카메라이며, 본체(2101), 표시부(2102), 수상부(2103), 조작 키(2104), 외부접속 포트(2105), 셔터(2106) 등을 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2102)에 사용할 수 있다. 또, 본 발명에 의해, 도14b에 나타내는 디지탈 스틸 카메라가 완성되어진다.
도14c는 노트북형 퍼스널컴퓨터이며, 본체(2201), 케이스(2202), 표시부(2203), 키보드(2204), 외부접속 포트(2205), 포인팅 마우스(2206) 등을 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2203)에 사용할 수 있다. 또 본 발명에 의해, 도14c에 나타내는 노트북형 퍼스널컴퓨터가 완성되어진다.
도14d는 모바일 컴퓨터이며, 본체(2301), 표시부(2302), 스위치(2303), 조작키(2304), 적외선 포트(2305) 등을 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2302)에 사용할 수 있다. 또 본 발명에 의해, 도14d에 나타내는 모바일 컴퓨터가 완성되어진다.
도 14e는 기록 매체를 구비한 휴대형의 화상재생장치(구체적으로는 DVD 재생장치)이며, 본체(2401), 케이스(2402), 표시부 A(2403), 표시부 B(2404), 기록 매체(DVD 등) 판독부(2405), 조작 키(2406), 스피커부(2407) 등을 포함한다. 표시부 A(2403)은 주로 화상정보를 표시하고, 표시부 B(2404)는 주로 문자정보를 표시하지만, 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 이들 표시부 A, B(2403, 2404)에 사용할 수 있다. 또, 기록 매체를 구비한 화상재생장치에는 가정용 게임기기 등도 포함된다. 또 본 발명에 의해, 도14e에 나타내는 DVD 재생장치가 완성되어진다.
도14f는 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이)이며, 본체(2501), 표시부(2502), 암부(2503)를 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2502)에 사용할 수 있다. 또 본 발명에 의해, 도14f에 나타내는 고글형 디스플레이가 완성되어진다.
도14g는 비디오 카메라이며, 본체(2601), 표시부(2602), 케이스(2603), 외부접속 포트(2604), 리모트 컨트롤 수신부(2605), 수상부(2606), 배터리(2607), 음성입력부(2608), 조작 키(2609) 등을 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2602)에 사용할 수 있다. 또 본 발명에 의해, 도14g에 나타내는 비디오 카메라가 완성되어진다.
여기에서 도14h는 휴대전화이며, 본체(2701), 케이스(2702), 표시부(2703), 음성입력부(2704), 음성출력부(2705), 조작 키(2706), 외부접속 포트(2707), 안테나(2708) 등을 포함한다. 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 표시부(2703)에 사용할 수 있다. 또, 표시부(2703)는 흑색의 배경에 백색의 문자를 표시함으로써 휴대전화의 소비 전류를 억제할 수 있다. 또 본 발명에 의해, 도14h에 나타내는 휴대전화가 완성되어진다.
또한, 장래적으로 발광 재료의 발광 휘도가 높아지면, 출력된 화상정보를 포함하는 빛을 렌즈 등으로 확대 투영해서 프론트형 또는 리어형의 프로젝터에 사용하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 전자기기는 인터넷이나 CATV(케이블 텔레비전) 등의 전자 통신회선을 통해서 송신된 정보를 표시하는 일이 많아지고, 특히 동화상 정보를 표시하는 기회가 늘어나고 있다. 발광 재료의 응답 속도는 매우 높기 때문에, 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 동화상 표시에 바람직하다.
또한, 본 발명의 반도체장치를 사용한 표시장치는 발광하고 있는 부분이 전력을 소비하기 때문에, 발광 부분이 극히 적어지도록 정보를 표시하는 것이 바람직하다. 따라서, 휴대 정보단말, 특히 휴대전화나 음향재생장치와 같은 문자정보를 주로 하는 표시부에 표시장치를 사용할 경우에는, 비발광 부분을 배경으로 하고 문자정보를 발광 부분에서 형성하도록 구동하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명의 적용 범위는 매우 넓어, 모든 분야의 전자기기에 사용하는 것이 가능하다. 또한, 실시예 2의 전자기기는, 실시예 1에 나타낸 구성을 사용할 수 있다.

Claims (32)

  1. 레지스터 회로를 가지는 시프트 레지스터 회로와, 래치회로를 가지는 래치회로 어레이와, 래치회로를 동작시키기 위한 래치 펄스를 생성하는 회로를 가지고,
    상기 시프트 레지스터 회로에 스타트 펄스가 입력되고,
    상기 레지스터 회로에, 클록 신호에 의거하여 상기 스타트 펄스가 순차적으로 시프트되며,
    상기 래치회로에, 상기 레지스터 회로로부터 출력된 펄스 및 상기 래치 펄스를 생성하는 회로로부터 출력된 래치 펄스가 입력되고,
    상기 래치회로는, 상기 래치 펄스의 입력에 의거하여 전류원 회로에 상기 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 시프트 레지스터 회로나 상기 래치회로 어레이와 동일 기판 위에 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스 및 상기 클록 신호로부터 래치 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스에 동기해서 시프트하는 제１레지스터 회로로 이루어진 제１ 시프트 레지스터 회로와, 상기 클록 신호가 동기해서 시프트하는 제２ 레지스터 회로로 이루어진 제２ 시프트 레지스터 회로를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 래치회로의 출력 단자는, 상기 전류원 회로의 제어 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 화소에 입력하는 전류값을 제어하는 구동회로 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반도체장치를 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향재생장치, 노트북형 퍼스널컴퓨터, 게임기기, 휴대 정보단말, 및 기록 매체를 구비한 화상재생장치 중 어느 한 개의 전자기기에 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  9. 레지스터 회로를 가지는 시프트 레지스터 회로와, 래치회로를 가지는 래치회로 어레이와, 래치회로를 동작시키기 위한 래치 펄스를 생성하는 회로를 가지는 반도체장치에 있어서,
    상기 시프트 레지스터 회로에 스타트 펄스를 입력하고,
    상기 레지스터 회로에, 클록 신호에 의거하여 상기 스타트 펄스를 순차적으로 시프트시키며,
    상기 레지스터 회로로부터 출력된 펄스 및 상기 래치 펄스를 생성하는 회로로부터 출력된 래치 펄스를 상기 래치회로에 입력하고,
    상기 래치회로는, 상기 래치 펄스의 입력에 의거하여 전류원 회로에 상기 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 시프트 레지스터 회로나 상기 래치회로 어레이와 동일기판 위에 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스 및 상기 클록 신호로부터 래치 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스에 동기해서 시프트하는 제１ 레지스터 회로로 이루어진 제１ 시프트 레지스터 회로와, 상기 클록 신호가 동기해서 시프트하는 제２ 레지스터 회로로 이루어진 제２ 시프트 레지스터 회로를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 래치회로의 출력 단자는, 상기 전류원 회로의 제어 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 화소에 입력하는 전류값을 제어하는 구동회로 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  16. 청구범위 제9항에 있어서,
    상기 반도체장치를 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향재생장치, 노트북형 퍼스널컴퓨터, 게임기기, 휴대 정보단말, 및 기록 매체를 구비한 화상재생장치 중 어느 한 개의 전자기기에 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 구동방법.
  17. 레지스터 회로를 가지는 시프트 레지스터 회로와, 래치회로를 가지는 래치회로 어레이와, 래치회로를 동작시키기 위한 래치 펄스를 생성하는 회로를 가지고,
    상기 시프트 레지스터 회로에 스타트 펄스가 입력되고,
    상기 레지스터 회로에, 클록 신호에 의거하여 상기 스타트 펄스가 순차적으로 시프트되며,
    상기 래치회로에, 상기 레지스터 회로로부터 출력된 펄스 및 상기 래치 펄스를 생성하는 회로로부터 출력된 래치 펄스가 입력되고,
    상기 래치회로는, 상기 래치 펄스의 입력에 의거하여 전류원 회로에 상기 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 시프트 레지스터 회로나 상기 래치회로 어레이와 동일 기판 위에 있는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스 및 상기 클록 신호로부터 래치 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스에 동기해서 시프트하는 제１ 레지스터 회로로 이루어진 제１ 시프트 레지스터 회로와, 상기 클록 신호가 동기해서 시프트하는 제２ 레지스터 회로로 이루어진 제２ 시프트 레지스터 회로를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 래치회로의 출력 단자는, 상기 전류원 회로의 제어 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 화소에 입력하는 전류값을 제어하는 구동회로 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 발광 표시장치를 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향재생장치, 노트북형 퍼스널컴퓨터, 게임기기, 휴대 정보단말, 및 기록 매체를 구비한 화상재생장치 중 어느 한 개의 전자기기에 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  25. 레지스터 회로를 가지는 시프트 레지스터 회로와, 래치회로를 가지는 래치회로 어레이와, 래치회로를 동작시키기 위한 래치 펄스를 생성하는 회로를 가지는 발광 표시장치에 있어서,
    상기 시프트 레지스터 회로에 스타트 펄스를 입력하고,
    상기 레지스터 회로에, 클록 신호에 의거하여 상기 스타트 펄스를 순차적으로 시프트시키며,
    상기 레지스터 회로로부터 출력된 펄스 및 상기 래치 펄스를 생성하는 회로로부터 출력된 래치 펄스를 상기 래치회로에 입력하고,
    상기 래치회로는, 상기 래치 펄스의 입력에 의거하여 전류원 회로에 상기 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 시프트 레지스터 회로나 상기 래치회로 어레이와 동일 기판 위에 있는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스 및 상기 클록 신호로부터 래치 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 래치 펄스를 생성하는 회로는, 상기 스타트 펄스에 동기해서 시프트하는 제１ 레지스터 회로로 이루어진 제１ 시프트 레지스터 회로와, 상기 클록 신호가 동기해서 시프트하는 제２ 레지스터 회로로 이루어진 제２ 시프트 레지스터 회로를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  29. 청구범위 제25항에 있어서,
    상기 래치회로의 출력 단자는, 상기 전류원 회로의 제어 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 화소에 입력하는 전류값을 제어하는 구동회로 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 전류원 회로는, 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 반도체장치를 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향재생장치, 노트북형 퍼스널컴퓨터, 게임기기, 휴대 정보단말, 및 기록 매체를 구비한 화상재생장치 중 어느 한 개의 전자기기에 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
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