KR20070041378A - 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 Download PDF

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가쯔히데 우찌노
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

이동도 보정에서, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간이 계조에 따라 서로 다르면, 일정한 이동도 보정 시간에서 전체 계조의 이동도 보정을 행할 수 없다. 구동 TFT의 이동도 보정을 행할 때에, 원하는 신호 전압(Vsig)에서의 이동도 보정을 행하기에 앞서, 중간 계조 레벨로 이동도 보정을 행함으로써, 계조마다 서로 다른, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간을 변경하고, 일정한 이동도 보정 기간에서, 전체 계조에 대하여 이동도 보정을 행할 수 있게 한다.
이동도 보정, 계조, 구동 트랜지스터, 전기 광학 소자, 화소 어레이

Description

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법{DISPLAY AND METHOD FOR DRIVING DISPLAY}
도 1은 본 발명의 참고예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치 및 해당 표시 장치에 이용되는 화소 회로의 구성을 도시하는 회로도.
도 2는 참고예에 따른 화소 회로의 회로 동작을 설명하기 위한 타이밍차트.
도 3은 참고예에 따른 화소 회로의 제1 동작 설명도(그 1).
도 4는 참고예에 따른 화소 회로의 제2 동작 설명도(그 2).
도 5는 참고예에 따른 화소 회로의 제3 동작 설명도(그 3).
도 6은 참고예에 따른 화소 회로의 제4 동작 설명도(그 4).
도 7은 참고예에 따른 화소 회로의 제5 동작 설명도(그 5).
도 8은 참고예에 따른 화소 회로의 제6 동작 설명도(그 6).
도 9는 참고예에 따른 화소 회로의 동작 설명에 제공하는 특성도.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 구동 타이밍을 도시하는 타이밍차트.
도 11은 구동 TFT의 이동도와 소스 전압과의 관계를 도시하는 도면.
도 12는 백 계조에서의 중간 계조 보정 있음의 경우(A)와 없음의 경우(B)의 구동 TFT의 게이트 전압, 소스 전압의 변화를 도시하는 도면.
도 13은 흑 계조에서의 중간 계조 보정 있음의 경우(A)와 없음의 경우(B)의 구동 TFT의 게이트 전압, 소스 전압의 변화를 도시하는 도면.
도 14는 3회 기입 방식을 채택하는 표시 장치의 주요부의 구성예를 도시하는 회로도.
도 15는 3회 기입 방식을 채택하는 표시 장치의 동작 설명을 위한 타이밍차트.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 구동 타이밍을 도시하는 타이밍차트.
도 17은 제2 실시 형태의 응용예에 따른 표시 장치의 요부의 구성을 도시하는 회로도.
도 18은 응용예에 따른 표시 장치의 동작 설명을 위한 타이밍차트.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 구동 타이밍을 도시하는 타이밍차트.
도 20은 제3 실시 형태의 응용예에 따른 구동 타이밍을 도시하는 타이밍차트.
도 21은 종래예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치 및 해당 표시 장치에 이용되는 화소 회로의 구성을 도시하는 회로도.
도 22는 종래예에 따른 화소 회로의 회로 동작을 설명하기 위한 타이밍차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 화소 회로
12 : 화소 어레이부
13 : 주사선
14 : 구동선
15 : 제1 오토 제로선
16 : 제2 오토 제로선
17 : 데이터선
18 : 기입 주사 회로
19 : 구동 주사 회로
20 : 제1 오토 제로 회로
21 : 제2 오토 제로 회로
22 : 데이터선 구동 회로
24 : 셀렉터
25 : 프리차지 스위치
31 : 유기 EL 소자
32 : 구동 TFT
33 : 샘플링 TFT
34∼36 : 스위칭 TFT
37 : 캐패시터
[특허 문헌 1] 일본 특개 2004-361640호 공보
본 발명은, 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 전기 광학 소자를 포함하는 화소 회로가 행렬 형상(매트릭스 형상)으로 배치되어 이루어지는 표시 장치 및 해당 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
근년, 전기 광학 소자로서, 전류값에 따라 발광 휘도가 변화되는 소위 전류 구동형의 발광 소자, 예를 들면 유기 EL(electro luminescence) 소자를 포함하는 화소 회로가 행렬 형상으로 다수 배치되어 이루어지는 유기 EL 표시 소자가 개발되어, 상품화가 진행되고 있다. 유기 EL 표시 장치는, 유기 EL 소자가 자발광 소자이기 때문에, 액정 셀을 포함하는 화소 회로에 의해 광원(백 라이트)으로부터의 광 강도를 제어하는 액정 표시 장치에 비하여, 화상의 시인성이 높고, 백 라이트가 불필요하며, 응답 속도가 빠른 등의 특장을 갖고 있다.
유기 EL 표시 장치에서는, 액정 표시 장치와 마찬가지로, 그 구동 방식으로서 단순(패시브) 매트릭스 방식과 액티브 매트릭스 방식을 채택할 수 있다. 단, 단순 매트릭스 방식의 표시 장치는, 구조가 간단하지만, 대형이고 또한 고정밀한 표시 장치의 실현이 어려운 등의 문제가 있다. 그 때문에, 근년, 발광 소자에 흐르는 전류를, 해당 발광 소자와 동일한 화소 회로 내에 형성한 능동 소자, 예를 들면 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터(일반적으로는, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT))에 의해 제어하는 액티브 매트릭스 방식의 표시 장치의 개발이 활발하게 행해지고 있다.
능동 소자로서 박막 트랜지스터(이하, 「TFT」라고 기술함)를 이용한 화소 회로에서, 해당 TFT로서 N채널형의 트랜지스터를 이용할 수 있으면, TFT의 작성 시에, 종래의 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 프로세스를 이용하는 것이 가능하게 된다. 그리고, a-Si 프로세스를 이용함으로써, TFT 기판의 저코스트화를 도모할 수 있다.
그런데, 일반적으로, 유기 EL 소자의 전류-전압(I-V) 특성은, 시간이 경과하면 열화(경시 열화)된다. N채널형의 TFT를 이용한 화소 회로에서는, 유기 EL 소자를 전류 구동하는 TFT(이하, 「구동 TFT」라고 기술함)의 소스가 유기 EL 소자에 접속되게 되기 때문에, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시 변화되면, 구동 TFT의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 변화되고, 그 결과 유기 EL 소자의 발광 휘도도 변화된다.
이 점에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 구동 TFT의 소스 전압은, 해당 구동 TFT와 유기 EL 소자의 동작점에서 결정된다. 유기 EL 소자의 I-V 특성이 열화되면, 구동 TFT와 유기 EL 소자의 동작점이 변동되게 되기 때문에, 구동 TFT에 동일한 게이트 전압을 인가하였다고 하더라도, 구동 TFT의 소스 전압이 변화된다. 이에 의해, 구동 TFT의 소스·게이트간 전압(Vgs)이 변화되어, 해당 구동 TFT에 흐르는 전류값이 변화되기 때문에, 유기 EL 소자에 흐르는 전류값도 변화되며, 그 결과 유기 EL 소자의 발광 휘도가 변화된다.
또한, N채널형의 TFT를 이용한 화소 회로에서는, 유기 EL 소자의 I-V 특성의 경시 열화 외에, 구동 TFT의 임계값 전압(Vth)이 시간의 경과에 따라 변화되거나, 해당 임계값 전압(Vth)이 화소마다 서로 다르다. 구동 TFT의 임계값 전압(Vth)이 서로 다르면, 구동 TFT에 흐르는 전류값에 변동이 발생하기 때문에, 구동 TFT에 동일한 게이트 전압을 인가하여도, 유기 EL 소자의 발광 휘도가 변화된다.
종래에는, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시 열화되거나, 구동 TFT의 임계값 전압(Vth)이 경시 변화되거나 하여도, 이들의 영향을 받지 않고, 유기 EL 소자의 발광 휘도를 일정하게 유지하도록 하기 위해서, 유기 EL 소자의 특정 변동에 대한 보상 기능 및 구동 TFT의 Vth 변동에 대한 보상 기능을 화소 회로의 각각에 갖게 하는 구성을 채택하고 있었다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1에 관한 종래 기술에 대하여 이하에 설명한다.
도 21은, 종래예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치 및 해당 표시 장치에 이용되는 화소 회로의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 종래예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 전류 구동형의 발광 소자, 예를 들면 유기 EL 소자를 포함하는 화소 회로(101)가 행렬 형상으로 다수 배치되어 이루어지는 화소 어레이부(102)를 갖고 있다. 여기서는, 도면의 간략화를 위해서, 임의의 1개의 화소 회로(101)에 대하여 그 구체적인 회로 구성을 도시하고 있다.
이 화소 어레이(102)에서, 화소 회로(101)의 각각에 대하여 각 행마다 주사선(103), 제1, 제2 구동선(104, 105) 및 오토 제로선(106)이 각각 배선되고, 또한 각 열마다 데이터선(107)이 배선되어 있다. 이 화소 어레이(102)의 주위에는, 주사선(103)을 구동하는 기입 주사 회로(108)와, 제1, 제2 구동선(104, 105)을 구동하는 제1, 제2 구동 주사 회로(109, 110)와, 오토 제로선(106)을 구동하는 오토 제 로 회로(111)와, 휘도 정보에 따른 데이터 신호를 데이터선(107)에 공급하는 데이터선 구동 회로(112)가 배치되어 있다.
화소 회로(101)는, 유기 EL 소자(201)와, 구동 트랜지스터(202), 캐패시터(축적 용량)(203, 204), 샘플링 트랜지스터(205) 및 스위칭 트랜지스터(206∼209)를 구성 소자로서 갖고 있다. 구동 트랜지스터(202), 샘플링 트랜지스터(205) 및 스위칭 트랜지스터(204∼209)로서는, 예를 들면 N채널형의 전계 효과 TFT(박막 트랜지스터)가 이용되고 있다. 이하, 구동 트랜지스터(202), 샘플링 트랜지스터(205) 및 스위칭 트랜지스터(206∼209)를, 구동 TFT(202), 샘플링 TFT(205) 및 스위칭 TFT(206∼209)라고 기술하는 것으로 한다.
유기 EL 소자(201)는, 캐소드 전극이 접지 전위(GND)에 접속되어 있다. 구동 TFT(202)는, 유기 EL 소자(201)를 발광 구동하는 트랜지스터이며, 소스가 유기 EL 소자(201)의 애노드 전극에 접속되어 소스 팔로워 회로를 형성하고 있다. 캐패시터(203)는 축적 용량으로서, 일단이 구동 TFT(202)의 게이트에, 타단이 구동 TFT(202)의 소스와 유기 EL 소자(201)의 애노드 전극과의 접속 노드(N101)에 각각 접속되어 있다.
샘플링 TFT(205)는, 일단이 데이터선(107)에, 타단이 구동 TFT(202)의 게이트에, 게이트가 주사선(103)에 각각 접속되어 있다. 캐패시터(204)는, 일단이 노드(N104)에, 타단이 구동 TFT(202)의 게이트와 캐패시터(203)의 일단과의 접속 노드(N102)에 각각 접속되어 있다. 스위칭 TFT(206)는, 드레인이 접속 노드(N101)에, 소스가 마이너스측 전원 전위(Vss)에 각각 접속되어 있다.
스위칭 TFT(207)는, 드레인이 플러스측 전원 전위(Vcc)에, 소스가 구동 TFT(202)의 드레인에, 게이트가 제2 구동선(105)에 각각 접속되어 있다. 스위칭 TFT(208)는, 일단이 구동 TFT(202)의 드레인과 스위칭 TFT(207)의 소스와의 접속 노드(N103)에, 타단이 접속 노드(N102)에, 게이트가 오토 제로선(106)에 각각 접속되어 있다. 스위칭 TFT(209)는, 일단이 소정 전위(Vofs)에, 타단이 노드(N104)에, 게이트가 오토 제로선(106)에 각각 접속되어 있다.
계속해서, 상기 구성의 화소 회로(101)를 매트릭스 형상으로 2차원 배치하여 이루어지는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 회로 동작에 대하여, 도 22의 타이밍차트를 이용하여 설명한다.
도 22에는, 임의의 행의 화소 회로(101)를 구동할 때에, 기입 주사 회로(108)로부터 주사선(103)을 통해 화소 회로(101)에 주어지는 기입 신호(WS), 제1, 제2 구동 주사 회로(109, 110)로부터 제1, 제2 구동선(104, 105)을 통해 화소 회로(101)에 주어지는 제1, 제2 구동 신호(DS1, DS2) 및 오토 제로 회로(111)로부터 오토 제로선(106)을 통해 화소 회로(101)에 주어지는 오토 제로 신호(AZ)의 타이밍 관계를 나타내고 있다.
통상의 발광 상태에서는, 기입 주사 회로(108)로부터 출력되는 기입 신호(WS), 제1 구동 주사 회로(109)로부터 출력되는 구동 신호(DS1) 및 오토 제로 회로(111)로부터 출력되는 오토 제로 신호(AZ)가 "L" 레벨에 있고, 제2 구동 주사 회로(110)로부터 출력되는 구동 신호(DS2)가 "H" 레벨에 있기 때문에, 샘플링 TFT(205) 및 스위칭 TFT(206, 208, 209)는 오프한 상태에 있고, 스위칭 TFT(207)가 온한 상태에 있다.
이 때, 구동 TFT(202)는, 포화 영역에서 동작하도록 설계되어 있기 때문에 정전류원으로서 구동한다. 그 결과, 유기 EL 소자(201)에 구동 TFT(202)로부터, 하기의 수학식 1에서 주어지는 일정 전류(Ids)가 공급된다.
Figure 112006073958473-PAT00001
여기서, Vth는 구동 TFT(202)의 임계값 전압, μ는 캐리어의 이동도, W는 채널 폭, L은 채널 길이, Cox는 단위 면적당 게이트 용량, Vgs는 게이트·소스간 전압이다.
다음으로, 스위칭 TFT(207)가 온한 상태에서 제1 구동 주사 회로(109)로부터 출력되는 구동 신호(DS1) 및 오토 제로 회로(111)로부터 출력되는 오토 제로 신호(AZ)가 모두 "H" 레벨로 되어, 스위칭 TFT(206, 208, 209)가 온 상태로 된다. 이에 의해, 유기 EL 소자(201)의 애노드 전극에는 전원 전위(Vss)가 인가되고, 구동 TFT(202)의 게이트에는 전원 전위(Vcc)가 인가된다.
이 때, 전원 전위(Vss)가 유기 EL 소자(201)의 캐소드 전압(Vcat)(본 예에서는, 접지 전위(GND))과 유기 EL 소자(201)의 임계값 전압(Vthel)과의 합(Vcat＋Vthel)보다도 작은 것이면, 유기 EL 소자(201)는 비발광 상태로 되어, 비발광 기간에 들어간다. 이하, Vss≤Vcat＋Vthel로 하고, Vss는 GND 레벨인 것으로 한다. 이 때, 스위칭 TFT(206, 208)가 온함으로써, 게이트·소스간 전압(Vgs)에 따른 일정 전류(Ids)는, Vcc→스위칭 TFT(207)→구동 TFT(202)→노드(N101)→스위칭 TFT(202)→Vss의 경로를 통해 흐른다.
다음으로, 제2 구동 주사 회로(110)로부터 출력되는 구동 신호(DS2)가 "L" 레벨로 됨으로서, 스위칭 TFT(207)가 오프 상태로 되어, 구동 TFT(202)의 임계값 전압(Vth)을 캔슬(보정)하는 임계값 캔슬 기간에 들어간다. 이 때, 구동 TFT(202)는, 게이트와 드레인이 스위칭 TFT(208)를 통해 접속되어 있기 때문에 포화 영역에서 동작한다. 또한, 구동 TFT(202)의 게이트에는, 캐패시터(203, 204)가 병렬로 접속되어 있기 때문에, 구동 TFT(202)의 게이트·소스간의 전압(Vgs)은, 시간의 경과와 함께 서서히 감소해 간다.
그리고, 일정 기간이 경과한 후, 구동 TFT(202)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은 해당 구동 TFT(202)의 임계값 전압(Vth)으로 된다. 이 때, 캐패시터(204)에는 (Vofs－Vth)의 전압이, 캐패시터(203)에는 Vth의 전압이 각각 충전된다. 그 후, 샘플링 TFT(205) 및 스위칭 TFT(207)가 오프하고, 스위칭 TFT(206)가 온한 상태에서, 오토 제로 회로(111)로부터 출력되는 오토 제로 신호(AZ)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하면, 스위칭 TFT(208, 209)가 오프 상태로 되어, 임계값 캔슬 기간의 종료로 된다. 이 때, 캐패시터(204)에는 (Vofs－Vth)의 전압이, 캐패시터(203)에는 Vth의 전압이 각각 유지된다.
다음으로, 샘플링 TFT(205) 및 스위칭 TFT(208, 209)가 오프하고, 스위칭 TFT(206)가 온, 스위칭 TFT(207)가 오프한 상태에서, 기입 주사 회로(108)로부터 출력되는 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로 되면, 이 기입 기간에서는, 샘플링 TFT(205)가 온 상태로 되어, 데이터선(107)을 통해 인가되는 입력 신호 전압(Vin)의 기입 기간으로 된다. 샘플링 TFT(205)가 온함으로써, 해당 TFT(205)의 일단, 캐패시터(204)의 일단 및 TFT(209)의 소스의 접속 노드(N104)에 입력 신호 전압(Vin)을 취득하고, 해당 접속 노드(N104)의 전압 변화량 ΔV를, 캐패시터(204)를 통해 구동 TFT(202)의 게이트에 커플링시킨다.
이 때, 구동 TFT(202)의 게이트 전압(Vg)은 임계값 전압(Vth)이라고 하는 값이며, 커플링량 ΔV는 캐패시터(203)의 용량값(C1), 캐패시터(204)의 용량값(C2) 및 구동 TFT(202)의 기생 용량값(C3)에 의해 하기의 수학식 2와 같이 결정된다.
Figure 112006073958473-PAT00002
따라서, 캐패시터(203, 204)의 용량값(C1, C2)을 구동 TFT(202)의 기생 용량값(C3)에 비하여 충분히 크게 설정하면, 구동 TFT(202)의 게이트로의 커플링량 ΔV는, 구동 TFT(202)의 임계값 전압(Vth)의 영향을 받지 않고, 캐패시터(203, 204)의 용량값(C1, C2)에 의해서만 결정된다.
기입 주사 회로(108)로부터 출력되는 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 샘플링 TFT(205)가 오프함으로써, 입력 신호 전압(Vin)의 기입 기간이 종료된다. 이 기입 기간의 종료 후, 샘플링 TFT(205) 및 스위칭 TFT(208, 209)가 오프한 상태에서 제1 구동 주사 회로(109)로부터 출력되는 구동 신호(DS1)가 "L" 레벨로 됨으로써, 스위칭 TFT(206)가 오프 상태로 되고, 그 후, 제2 구동 주사 회로(110)로부터 출력되는 구동 신호(DS2)가 "H" 레벨로 됨으로써, 스위칭 TFT(207)가 온 상태로 된다.
스위칭 TFT(207)가 온함으로써, 구동 TFT(202)의 드레인 전위가 전원 전위(Vcc)까지 상승한다. 구동 TFT(202)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정하기 때문에, 구동 TFT(202)는 일정 전류(Ids)를 유기 EL 소자(201)에 공급한다. 이 때, 접속 노드(N101)의 전위는, 유기 EL 소자(201)에 일정 전류(Ids)가 흐르는 전압(Vx)까지 상승하며, 그 결과, 유기 EL 소자(201)는 발광한다.
전술한 일련의 동작을 행하는 화소 회로(101)에서도, 유기 EL 소자(201)는 발광 시간이 길어지면 그 I-V 특성이 변화되게 된다. 그 때문에, 접속 노드(N101)의 전위도 변화된다.
그러나, 구동 TFT(202)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정값으로 유지되어 있기 때문에, 유기 EL 소자(201)에 흐르는 전류값은 변화되지 않는다. 따라서, 유기 EL 소자(201)의 I-V 특성이 열화되어도, 일정 전류(Ids)가 항상 계속해서 흐르기 때문에, 유기 EL 소자(201)의 발광 휘도가 변화되지는 않는다. 또한, 임계값 캔슬 기간에서의 스위칭 TFT(208)의 작용에 의해, 구동 TFT(202)의 임계값 전압(Vth)을 캔슬하고, 해당 임계값 전압(Vth)의 변동의 영향을 받지 않는 일정 전류(Ids)를 유기 EL 소자(201)에 흘릴 수 있기 때문에, 고화질의 화상을 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 화소 회로(101)의 각각에, 유기 EL 소자(201)의 I-V 특성의 변동에 대한 보상 기능 및 구동 TFT(202)의 임계값 전압(Vth)의 변동에 대한 보상 기능을 갖게 함으로서, 유기 EL 소자(201)의 I-V 특성 이 경시 열화되거나, 구동 TFT(202)의 임계값 전압(Vth)이 경시 변화되었다고 해도, 이들의 영향을 받지 않고, 유기 EL 소자(201)의 발광 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.
그러나, N채널형의 TFT를 이용한 화소 회로에서는, 유기 EL 소자의 I-V 특성의 경시 열화 및 구동 TFT의 임계값 전압(Vth)의 경시 변화(화소마다의 변동) 외에, 구동 TFT의 캐리어의 이동도(μ)도 화소마다 서로 다르다. 전술한 수학식 1로부터 명백해지는 바와 같이, 구동 TFT의 이동도(μ)가 화소마다 서로 다르면, 구동 TFT에 흐르는 전류(Ids)에 화소마다의 변동이 발생하기 때문에, 유기 EL 소자의 발광 휘도가 화소마다 변화되고, 그 결과 줄무늬나 얼룩이 있는 불균일한 화질로 되게 된다.
따라서, 본 발명은, 유기 EL 소자 등의 전기 광학 소자의 특성 변동에 대한 보상 기능과, 해당 전기 광학 소자를 구동하는 구동 TFT의 Vth 변동(화소마다의 변동)에 대한 보상 기능 외에, 구동 TFT의 이동도의 변동에 대한 보정 기능을 보다 적은 구성 소자 수로 실현하고, 줄무늬나 얼룩이 없는 균일한 화질을 얻는 것이 가능한 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 일단이 제1 전원 전위에 접속된 전기 광학 소자와, 상기 전기 광학 소자의 타단에 소스가 접속된 N채널형의 박막 트랜지스터로 이루어지는 구동 트랜지스터와, 데이터선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트와의 사이에 접속되고, 상기 데이터선으로부터 휘도 정보에 따른 입력 신 호를 취득하는 샘플링 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 드레인과 제2 전원 전위와의 사이에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 제3 전원 전위와의 사이에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 소스와 제4 전원 전위와의 사이에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 소스와의 사이에 접속된 캐패시터를 갖는 화소 회로가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 표시 장치로서, 우선 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 중간 계조 레벨을 기입하여 해당 구동 트랜지스터의 이동도의 변동을 보정하는 제1 이동도 보정 동작을 실행하고, 다음으로 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 입력 신호를 기입하여 해당 구동 트랜지스터의 이동도의 변동을 보정하는 제2 이동도 보정 동작을 실행하는 구성을 채택하고 있다.
5개의 트랜지스터와 1개의 캐패시터로 이루어지는 화소 회로가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 표시 장치에 있어서, 우선 제1 이동도 보정 동작을 실행하고, 다음으로 제2 이동도 보정 동작을 실행하는, 즉 입력 신호 레벨에서의 이동도 보정을 행하기에 앞서, 중간 계조 레벨에서의 이동도 보정을 행함으로써, 계조마다 서로 다른, 해당 구동 트랜지스터의 게이트·소스간 전압이, 해당 구동 트랜지스터의 캐리어의 이동도가 완전히 보정되는 전압에 도달하는 시간(완전히 이동도 보정이 걸리는 시간)을 변경할 수 있다. 구체적으로는, 백 계조에서는 상기 시간을 길게 하는 방향으로 변경할 수 있고, 흑 계조에서는 상기 시간을 짧게 하는 방향으로 변경할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
우선, 본원 출원인에 의해 일본 특원 2004-164681호 명세서에서 제안된 선원에 따른 화소 회로, 즉 유기 EL 소자의 특성 변동에 대한 보상 기능과, 구동 TFT의 Vth 변동(화소마다의 변동)에 대한 보상 기능을, 보다 적은 구성 소자 수로 실현한 화소 회로에 대하여 참고예로서 설명한다.
[참고예]
도 1은, 본 참고예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치 및 해당 표시 장치에 이용되는 화소 회로의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 참고예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 전류값에 따라 발광 휘도가 변화되는 전기 광학 소자, 예를 들면 유기 EL 소자(31)를 포함하는 화소 회로(11)가 행렬 형상(매트릭스 형상)으로 2차원 배치되어 이루어지는 화소 어레이부(12)를 갖고 있다. 여기서는, 도면의 간략화를 위해서, 임의의 1개의 화소 회로(11)에 대하여 그 구체적인 회로 구성을 도시하고 있다.
이 화소 어레이부(12)에서, 화소 회로(11)의 각각에 대하여 각 행마다 주사선(13), 구동선(14) 및 제1, 제2 오토 제로선(15, 16)이 각각 배선되고, 또한 각 열마다 데이터선(17)이 배선되어 있다. 이 화소 어레이부(12)의 주위에는, 주사선(13)을 구동하는 기입 주사 회로(18)와, 구동선(14)을 구동하는 구동 주사 회로(19)와, 제1, 제2 오토 제로선(15, 16)을 구동하는 제1, 제2 오토 제로 회로(20, 21)와, 휘도 정보에 따른 데이터 신호를 데이터선(17)에 공급하는 데이터선 구동 회로(22)가 배치되어 있다.
본 예에서는, 기입 주사 회로(18) 및 구동 주사 회로(19)가 화소 어레이부(12)를 사이에 두고 한쪽측(예를 들면, 도면의 우측)에 배치되고, 그 반대측에 제1, 제2 오토 제로 회로(20, 21)가 배치된 구성으로 되어 있다. 단, 이들 배치 관계는 일례에 불과하며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 기입 주사 회로(18), 구동 주사 회로(19) 및 제1, 제2 오토 제로 회로(20, 21)는, 스타트 펄스 신호(sp)에 응답하여 동작을 개시하고, 클록 펄스(ck)에 동기하여 기입 신호(WS), 구동 신호(DS) 및 제1, 제2 오토 제로 신호(AZ1, AZ2)를 적절히 출력한다.
(화소 회로)
화소 회로(11)는, 유기 EL 소자(31) 외에, 구동 트랜지스터(32), 샘플링 트랜지스터(33), 스위칭 트랜지스터(34∼36) 및 캐패시터(축적 용량)(37)를 회로의 구성 소자로서 갖는 구성으로 되어 있다. 즉, 본 참고예에 따른 화소 회로(11)는, 5개의 트랜지스터(32∼36)와 1개의 캐패시터(37)로 이루어져, 도 21의 종래예에 따른 화소 회로(101)에 비하여, 트랜지스터 수 및 캐패시터 수가 1개씩 적은 회로 구성으로 되어 있다.
이 화소 회로(11)에서, 구동 트랜지스터(32), 샘플링 트랜지스터(33) 및 스위칭 트랜지스터(34∼36)로서, N채널형의 TFT(박막 트랜지스터)가 이용되고 있다. 이하, 구동 트랜지스터(32), 샘플링 트랜지스터(33) 및 스위칭 트랜지스터(34∼36)를, 구동 TFT(32), 샘플링 TFT(33) 및 스위칭 TFT(34∼36)라고 기술하는 것으로 한다.
유기 EL 소자(31)는, 캐소드 전극이 제1 전원 전위(본 예에서는, 접지 전위(GND))에 접속되어 있다. 구동 TFT(32)는, 유기 EL 소자(31)를 전류 구동하는 구동 트랜지스터이며, 소스가 유기 EL 소자(31)의 애노드 전극에 접속되어 소스 팔로워 회로를 형성하고 있다. 샘플링 TFT(33)는, 소스가 데이터선(17)에, 드레인이 구동 TFT(32)의 게이트에, 게이트가 주사선(13)에 각각 접속되어 있다.
스위칭 TFT(34)는, 드레인이 제2 전원 전위(Vcc)(본 예에서는, 플러스의 전원 전위)에, 소스가 구동 TFT(32)의 드레인에, 게이트가 구동선(14)에 각각 접속되어 있다. 스위칭 TFT(35)는, 드레인이 제3 전원 전위(Vofs)에, 소스가 샘플링 TFT(33)의 드레인(구동 TFT(32)의 게이트)에, 게이트가 제1 오토 제로선(15)에 각각 접속되어 있다.
스위칭 TFT(36)는, 드레인이 구동 TFT(32)의 소스와 유기 EL 소자(31)의 애노드 전극과의 접속 노드(N11)에, 소스가 제4 전원 전위(Vss)(본 예에서는, Vss=GND)에, 게이트가 제2 오토 제로선(16)에 각각 접속되어 있다. 또한, 제4 전원 전위(Vss)로서, 마이너스의 전원 전위를 이용하는 것도 가능하다. 캐패시터(37)는, 일단이 구동 TFT(32)의 게이트와 샘플링 TFT(33)의 드레인과의 접속 노드(N12)에, 타단이 구동 TFT(32)의 소스와 유기 EL 소자(31)의 애노드 전극과의 접속 노드(N11)에 각각 접속되어 있다.
전술한 접속 관계로 각 구성 소자가 접속되어 이루어지는 화소 회로(11)에서, 각 구성 소자는 다음과 같은 작용을 한다. 즉, 샘플링 TFT(33)는, 온(도통) 상태로 됨으로써, 데이터선(17)을 통해 공급되는 입력 신호 전압(Vsig)을 샘플링한 다. 이 샘플링된 신호 전압(Vsig)은, 캐패시터(37)에 유지된다. 스위칭 TFT(35)는, 온 상태로 됨으로써, 전원 전위(Vcc)로부터 구동 TFT(32)에 전류를 공급한다.
구동 TFT(32)는, 캐패시터(37)에 유지된 신호 전압(Vsig)에 따라 유기 EL 소자(31)를 전류 구동한다. 스위칭 TFT(35, 36)는, 적절히 온 상태로 됨으로써, 유기 EL 소자(31)의 전류 구동에 앞서 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)을 검지하고, 미리 그 영향을 캔슬하기 위해 해당 검지한 임계값 전압(Vth)을 캐패시터(37)에 유지한다.
이 화소 회로(11)에서는, 정상적인 동작을 보증하기 위한 조건으로서, 제4 전원 전위(Vss)는, 제3 전원 전위(Vofs)로부터 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)을 뺀 전위보다도 낮게 설정되어 있다. 즉, Vss＜Vofs－Vth의 레벨 관계로 되어 있다. 또한, 유기 EL 소자(31)의 캐소드 전압(Vcat)(본 예에서는, 접지 전위(GND))에 유기 EL 소자(31)의 임계값 전압(Vthel)을 더한 레벨은, 전원 전위(Vofs)로부터 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)을 뺀 레벨보다도 높게 설정되어 있다. 즉, Vcat＋Vthel＞Vofs－Vth의 레벨 관계로 되어 있다.
계속해서, 상기 구성의 화소 회로(11)를 행렬 형상으로 2차원 배치하여 이루어지는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 회로 동작에 대하여, 도 2의 타이밍차트 및 도 3∼도 8의 동작 설명도를 이용하여 설명한다.
도 2에는, 임의의 행의 화소 회로(11)를 구동할 때에, 기입 주사 회로(18)로부터 주사선(13)을 통해 화소 회로(11)에 주어지는 기입 신호(WS), 구동 주사 회로(19)로부터 구동선(14)을 통해 회소 회로(11)에 주어지는 구동 신호(DS) 및 제1, 제2 오토 제로 회로(20, 21)로부터 제1, 제2 오토 제로선(15, 16)을 통해 화소 회로(11)에 주어지는 제1, 제2 오토 제로 신호(AZ1, AZ2)의 타이밍 관계, 및 구동 TFT(32)의 게이트 전압 및 소스 전압의 변화를 각각 나타내고 있다.
여기서, 기입 신호(WS), 구동 신호(DS) 및 제1, 제2 오토 제로 신호(AZ1, AZ2)는, "H" 레벨의 상태가 액티브 상태, "L" 레벨의 상태가 비액티브 상태로 한다. 또한, 도 3∼도 8의 동작 설명도에서는, 도면의 간략화를 위해, 샘플링 TFT(33) 및 스위칭 TFT(34∼36)에 대해서는 스위치의 심볼을 이용하여 도시하는 것으로 한다.
(발광 기간)
통상의 발광 상태에서는, 기입 주사 회로(18)로부터 출력되는 기입 신호(WS) 및 제1, 제2 오토 제로 회로(20, 21)로부터 출력되는 제1, 제2 오토 제로 신호(AZ1, AZ2)가 "L" 레벨에 있고, 구동 주사 회로(19)로부터 출력되는 구동 신호(DS)가 "H" 레벨에 있기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 샘플링 TFT(33) 및 스위칭 TFT(35, 36)는 오프한 상태에 있고, 스위칭 TFT(34)가 온한 상태에 있다. 이 때, 구동 TFT(32)는, 포화 영역에서 동작하도록 설계되어 있기 때문에 정전류원으로서 동작한다. 그 결과, 스위칭 TFT(34)를 통해 구동 TFT(32)로부터, 유기 EL 소자(31)에 대하여 전술한 수학식 1에서 주어지는 일정 전류(Ids)가 공급된다.
(비발광 기간)
스위칭 TFT(34)가 온한 상태에서, 시각(t1)에서 제1, 제2 오토 제로 회로(20, 21)로부터 출력되는 제1, 제2 오토 제로 신호(AZ1, AZ2)가 모두 "H" 레벨로 됨으로써, 도 4에 도시한 바와 같이, 스위칭 TFT(35, 36)가 온 상태로 된다. 스위칭 TFT(35, 36)는, 어느 것이 먼저 온하여도 된다. 이에 의해, 구동 TFT(32)의 게이트에는 스위칭 TFT(35)를 통해 소정의 전위(Vofs)가 인가되고, 유기 EL 소자(31)의 애노드 전극에는 스위칭 TFT(36)를 통해 전원 전위(Vss)가 인가된다.
이 때, 전술한 바와 같이, Vss＜Vcat＋Vthel의 관계에 있기 때문에, 유기 EL 소자(31)는 역바이어스 상태로 된다. 따라서, 유기 EL 소자(31)에는 전류가 흐르지 않고, 비발광 상태로 된다. 또한, 구동 TFT(32)는, 그 게이트·소스간 전압(Vgs)이 Vofs－Vss라고 하는 값을 취한다. 이에 의해, 해당 값, 즉 Vofs－Vss에 따른 전류(Ids')가, 도 4에 점선으로 나타내는 경로, 즉 Vcc→스위칭 TFT(33)→구동 TFT(32)→노드(N11)→스위칭 TFT(34)→Vss의 경로를 통해 흐른다.
(임계값 캔슬 기간)
시각(t2)에서 제2 오토 제로 회로(21)로부터 출력되는 오토 제로 신호(AZ2)가 "L" 레벨로 됨으로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 스위칭 TFT(35)가 오프 상태로 되어, 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)을 캔슬(보정)하는 임계값 캔슬 기간으로 들어간다.
스위칭 TFT(35)가 오프 상태로 됨으로써, 구동 TFT(32)를 흐르는 전류(Ids)의 전류로가 차단된다. 여기서, 유기 EL 소자(31)는, 도 6에 등가 회로로 나타내는 바와 같이, 다이오드(31A)와 캐패시터(31B)로 표시된다. 그리고, 유기 EL 소자(31)에 인가되는 전압(Vel)이, 전술한 바와 같이, Vel＜Vcat＋Vthel(유기 EL 소자(31)의 리크 전류가 구동 TFT(32)를 흐르는 전류보다 상당히 작음)의 관계에 있 는 한, 구동 TFT(32)를 흐르는 전류는 캐패시터(37)와 캐패시터(31B)를 충전한다.
이 때, 노드(N11)의 전위, 즉 구동 TFT(32)의 소스 전압(Vel)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 시간이 경과함에 따라 서서히 상승한다. 일정 시간이 경과하고, 노드(N12)와의 사이의 전위차, 즉 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 정확히 임계값 전압(Vth)으로 되자마자, 구동 TFT(32)는 온 상태로부터 오프 상태로 된다. 그리고, N11－N12간의 전위차(Vth)는, 임계값 캔슬(보정)용의 전위로서 캐패시터(37)에 유지된다. 이 때, Vel=Vofs－Vth＜Vcat＋Vthel로 되어 있다.
그 후, 스위칭 TFT(34, 35)가 온하고, 스위칭 TFT(36)가 오프한 상태에서, 구동 주사 회로(19)로부터 출력되는 구동 신호(DS)가 시각(t3)에서, 제1 오토 제로 회로(20)로부터 출력되는 오토 제로 신호(AZ1)가 시각(t4)에서 순서대로 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이함으로써, 스위칭 TFT(34, 35)가 순서대로 오프 상태로 되어, 임계값 캔슬 기간의 종료로 된다. 이 때, 스위칭 TFT(34)가 스위칭 TFT(35)보다 먼저 오프함으로써, 구동 TFT(32)의 게이트 전압의 변동을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(기입 기간)
다음으로, 스위칭 TFT(34, 35, 36)가 오프한 상태로부터, 시각(t5)에서 기입 주사 회로(18)로부터 출력되는 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 도 7에 도시한 바와 같이, 샘플링 TFT(33)가 온 상태로 되어, 입력 신호 전압(Vsig)의 기입 기간에 들어간다. 이 기입 기간에서는, 입력 신호 전압(Vsig)이 샘플링 TFT(33)에 의해 샘플링되어, 캐패시터(37)에 기입된다.
이 때, 신호 전압(Vsig)은, 캐패시터(37)에 유지되어 있는 임계값 전압(Vth)에 더해지는 형태로 유지된다. 그 결과, 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)의 변동이 항상 캔슬된 형태로 된다. 즉, 캐패시터(37)에 미리 임계값 전압(Vth)을 유지해 둠으로써, 해당 임계값 전압(Vth)의 변동의 캔슬(보정), 즉 임계값 캔슬이 행해지게 된다.
여기서, 캐패시터(37)의 용량값을 C1, 유기 EL 소자(31)의 캐패시터(31B)의 용량값을 Cel, 구동 TFT(32)의 기생 용량값을 C2로 하면, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은, 하기의 수학식 3과 같이 결정된다.
Figure 112006073958473-PAT00003
일반적으로, 유기 EL 소자(31)의 캐패시터(31B)의 용량값(Cel)은, 캐패시터(37)의 용량값(C1) 및 구동 TFT(32)의 기생 용량값(C2)에 비하여 크다. 따라서, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은 거의 Vsig＋Vth로 된다.
그리고, 시각(t6)에서 기입 주사 회로(18)로부터 출력되는 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 샘플링 TFT(33)가 오프함으로써, 입력 신호 전압(Vsig)의 기입 기간이 종료된다.
(발광 기간)
이 기입 기간의 종료 후, 샘플링 TFT(33) 및 스위칭 TFT(35, 36)가 오프한 상태에서, 시각 t7에서 구동 주사 회로(19)로부터 출력되는 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 스위칭 TFT(34)가 온 상태로 되어, 발광 기간으로 들어간다.
스위칭 TFT(34)가 온함으로써, 구동 TFT(32)의 드레인 전압이 전원 전위(Vcc)까지 상승한다. 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정하기 때문에, 구동 TFT(32)는 일정 전류(Ids")를 유기 EL 소자(31)에 공급한다. 이 때, 유기 EL 소자(31)의 애노드 전압(Vel)은, 유기 EL 소자(31)에 일정 전류(Ids")가 흐르는 전압(Vx)까지 상승한다. 그 결과, 유기 EL 소자(31)는 발광 동작을 개시한다.
유기 EL 소자(31)에 전류가 흐르면, 해당 유기 EL 소자(31)에서 전압 강하가 발생하기 때문에, 노드(N11)의 전위가 상승한다. 이것에 연동하여 노드(N12)의 전위도 상승하기 때문에, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은 노드(N11)의 전위 상승에 관계없이, 항상 Vsig＋Vth로 유지된다. 그 결과, 유기 EL 소자(31)는, 입력 신호 전압(Vsig)에 따른 휘도로 발광을 계속하게 된다.
전술한 참고예에 따른 화소 회로(11)에서도, 유기 EL 소자(31)의 발광 시간이 길어지면, 해당 유기 EL 소자(31)의 I-V 특성이 변화되게 된다. 그 때문에, 유기 EL 소자(31)의 애노드 전극과 구동 TFT(32)의 소스와의 접속 노드(N11)의 전위도 변화된다. 그러나, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정값으로 유지되어 있기 때문에, 유기 EL 소자(31)에 흐르는 전류는 변화되지 않는다. 따라서, 유기 EL 소자(31)의 I-V 특성이 열화되어도, 일정 전류(Ids)가 항상 계속해서 흐르기 때문에, 유기 EL 소자(31)의 발광 휘도가 변화되지는 않는다(유기 EL 소 자(31)의 특성 변동에 대한 보상 기능).
또한, 입력 신호 전압(Vsig)이 기입되기 전에 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)을 미리 캐패시터(37)에 유지해 둠으로써, 임계값 캔슬 기간에서의 스위칭 TFT(34∼36) 및 캐패시터(37)의 작용에 의해, 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)을 캔슬하여, 해당 임계값 전압(Vth)의 변동의 영향을 받지 않는 일정 전류(Ids)를 항상 유기 EL 소자(31)에 흐르게 할 수 있기 때문에, 고화질의 화상을 얻을 수 있다(구동 TFT(32)의 Vth 변동에 대한 보상 기능).
그런데, 전술한 바와 같이, N채널 TFT를 이용한 화소 회로(11)에서는, 유기 EL 소자(31)의 I-V 특성의 경시 열화 및 구동 TFT(32)의 임계값 전압(Vth)의 경시 변화(화소마다의 변동) 외에, 구동 TFT(32)의 캐리어의 이동도(μ)도 화소마다 서로 다르다. 구동 TFT의 이동도(μ)가 화소마다 서로 다르면, 구동 TFT에 흐르는 전류(Ids)에 화소마다의 변동이 발생하기 때문에, 유기 EL 소자의 발광 휘도가 화소마다 변화되어, 줄무늬나 얼룩의 발생의 한 원인으로 된다.
따라서, 본 발명은, 유기 EL 소자(31)의 특성 변동에 대한 보상 기능과, 구동 TFT(32)의 Vth 변동에 대한 보상 기능을, 보다 적은 구성 소자 수(5개의 트랜지스터(32∼36)와 1개의 캐패시터(37))로 실현한 화소 회로(11)를 행렬 형상으로 2차원 배치하여 이루어지는 액티브 매트릭스형 유기 EL 소자 장치에서, 구동 TFT(32)의 이동도(μ)의 변동 보정(이하, 「이동도 보정」이라고 기술함)을 행함으로써, 줄무늬나 얼룩이 없는 균일한 화질을 얻도록 하고 있다.
이하에, 그 구체적인 3개의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 모든 실시 형태에서도, 화소 회로(11) 및 해당 화소 회로(11)를 행렬 형상으로 2차원 배치하여 이루어지는 액티브 매트릭스형 유기 EL 소자 장치의 구성은, 전술한 참고예의 경우와 기본적으로 동일한 것으로 한다.
[제1 실시 형태]
도 10은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 구동 타이밍을 나타내는 타이밍차트이다. 제1 실시 형태에 따른 구동 타이밍에서는, 전술한 참고예에 따른 구동 타이밍에 대하여, 유기 EL 소자(31)의 비발광 기간에서, 기입 주사 회로(18)로부터 출력되는 기입 신호(WS)가 "H" 레벨에 있는 액티브 기간과, 구동 주사 회로(19)로부터 출력되는 구동 신호(DS)가 "H" 레벨에 있는 액티브 기간을 오버랩시키고, 그 오버랩 기간을 이동도 보정 기간으로 하고 있는 점에서 상이하며, 그 이외는 기본적으로 동일하다.
도 10의 타이밍차트에서, 시각(t5) 이전의 동작은 참고예의 경우와 동일하기 때문에, 시각(t5) 이후의 특히 이동도 보정 기간, 즉 시각(t6∼t7)의 기간의 동작에 대하여 이하에 설명한다.
(이동도 보정 기간)
시각(t5)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로 되어, 기입 기간에 들어간 후에, 시각(t6)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 이동도 보정 기간에 들어간다. 이 때, 구동 TFT(32)의 소스 전압이 유기 EL 소자(31)의 임계값 전압(Vthel)과 캐소드 전압(Vcat)의 합을 초과하지 않으면, 즉 유기 EL 소자(31)의 리크 전류가 구동 TFT(32)를 흐르는 전류보다 상당히 작으면, 구동 TFT(32)를 흐르는 전류는 캐패시터(37)와 캐패시터(31B)를 충전한다.
이 때, 전술한 바와 같이, 임계값 캔슬(임계값 보정) 동작이 이미 완료하였기 때문에, 구동 TFT(32)에 흐르는 전류는, 해당 구동 TFT(32)의 캐리어의 이동도(μ)를 반영한 것으로 된다. 구체적으로는, 도 11에 도시한 바와 같이, 구동 TFT(32)의 이동도(μ)가 크면 전류량이 커지기 때문에, 소스 전압의 상승이 빨라진다. 반대로, 구동 TFT(32)의 이동도(μ)가 작으면 전류량이 작아기기 때문에, 소스 전압의 상승이 느려진다. 이에 의해, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은, 이동도(μ)를 반영하여 작아지고, 일정 시간 경과 후에 완전히 이동도(μ)를 보정하는 전압값(Vgs')으로 된다(이동도 보정 기능).
또한, 도 11에서, 구동 TFT(32)의 초기 소스 전압(Vs0)은, 하기의 수학식 4와 같이 결정된다.
Figure 112006073958473-PAT00004
(발광 기간)
그 후, 시각(t7)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 샘플링 TFT(33)가 오프함으로써, 입력 신호 전압(Vsig)의 기입 기간 및 이동도 보정 기간이 종료되고, 동시에, 스위칭 TFT(34)가 온 상태 그대로이기 때문에 발광 기간에 들어간다. 이 때, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정하기 때문에, 구동 TFT(32)는 일정 전류(Ids")를 유기 EL 소자(31)에 공급한다. 그 결 과, 유기 EL 소자(31)는 발광 동작을 개시한다.
여기서, 이동도 보정 동작에 대하여 생각한다. 이동도 보정 기간의 개시시에서의 구동 TFT(32)의 전류값은, 흑 계조보다 백 계조쪽이 커진다. 그 때문에, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이, 이동도(μ)가 완전히 보정되는 게이트·소스간 전압(Vgs')에 도달하는 시간(이하, 「완전히 이동도 보정이 걸리는 시간」이라고 기술함)(t)은, 하기의 수학식 5와 같이 결정되고, 흑 계조보다 백 계조쪽이 빨라진다.
Figure 112006073958473-PAT00005
여기에, V는 각 계조에서의 이동도 보정 초기의 전압(Vgs－Vth), C는 이동도 보정 시간에서 구동 TFT(32)의 소스로부터 보이는 전체 용량(여기서는, C1＋C2＋Cel), n은 이동도 보정 기간에서의 동적 특성 계수, μ는 구동 TFT(32)의 캐리어의 이동도(μ1: 이동도 소, μ2: 이동도 대)이다.
이와 같이, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간(t)이 계조에 따라 서로 다르면, 일정한 이동도 보정 시간(t6∼t7)에서 전체 계조의 이동도 보정을 행할 수 없게 된다. 그 결과, 이동도 보정을 행할 수 없는 계조에서는, 이동도에 기인하는 줄무늬나 얼룩이 시인되게 된다고 하는 우려가 있다.
따라서, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치에서는, 샘플링 TFT(33) 및 스위칭 TFT(35)가 모두 온(도통) 상태에 있는 이동도 보정 기간에서 우선, 데이터선 구동 회로(22)로부터 데이터선(17)을 통해 회소 회로(11)에 중간 계조 레벨(예 를 들면, 그레이 레벨)을 기입하여, 이 중간 계조에서 이동도 보정을 미리 행하고, 그 후에 데이터선 구동 회로(22)로부터 데이터선(17)을 통해 화소 회로(11)에 원하는 신호 전압(Vsig)을 기입하여 재차 이동도 보정을 행한다고 하는 식으로 이동도 보정을 2단계로 행하도록 한다.
여기서, 2단계로의 이동도 보정 동작은, 샘플링 TFT(33)를 온/오프 구동하는 기입 주사 회로(18)와, 스위칭 TFT(35)를 온/오프 구동하는 구동 주사 회로(19)의 제어 하에 실행된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치에서는, 기입 주사 회로(18) 및 구동 주사 회로(19)가 특허 청구 범위에서의 구동 수단에 상당하게 된다.
이와 같이, 원하는 신호 전압(Vsig)에서의 이동도 보정을 행하기에 앞서, 중간 계조에서 이동도 보정을 행함으로써, 계조마다 서로 다른, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간(t)을 변경할 수 있다. 예를 들면, 백 계조에서는 시간(t)을 길게 하는 방향으로 변경할 수 있고, 흑 계조에서는 시간(t)을 짧게 하는 방향으로 변경할 수 있다. 이에 의해, 이동도 보정 기간이 일정하더라도, 해당 이동도 보정 기간 내에서 전체 계조에 대하여 이동도(μ)의 보정을 행할 수 있도록 되기 때문에, 이동도의 화소마다의 변동에 기인하는 줄무늬나 얼룩이 없는 균일한 화질을 얻을 수 있다.
이하에, 백 계조의 이동도 보정의 경우와 흑 계조의 이동도 보정의 경우를 예로 들어 구체적으로 설명한다.
우선, 백 계조에서는, 이동도 보정 기간의 개시 시에서의 구동 TFT(32)의 전 류값이 계조 레벨 범위 내에서 가장 크고, 이동도 보정 초기의 전압(V)도 가장 크기 때문에, 상기한 수학식 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 이동도 보정에 걸리는 시간이 가장 짧다. 이 백 계조에서 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간을 t1로 한다. 이동도 보정 기간에서, 처음부터 백 계조 레벨에서 이동도 보정을 행하면, 구동 TFT(32)의 소스 전압은, 도 12의 (A)에 나타내는 커브로 상승하고, 시각(t1) 경과 후에 이동도(μ)가 완전히 보정되는 게이트·소스간 전압(Vgs')에 도달한다.
이에 대하여, 백 계조 레벨에서의 이동도 보정에 앞서, 중간 계조에서 이동도 보정을 행한 후, 백 계조 레벨에서 재차 이동도 보정을 행함으로써, 구동 TFT(32)의 소스 전압은, 처음부터 백 계조 레벨에서 이동도 보정을 행한 경우(점선)에 대하여, 도 12의 (B)에 실선으로 나타내는 바와 같이 변화되는, 즉 중간 계조에서의 보정 기간에서는 점선으로 나타내는 커브보다 완만한 커브로 상승하고, 백 계조 레벨에서의 보정 기간에 들어가면 점선으로 나타내는 본래의 커브로 상승하게 된다.
이에 의해, 처음부터 백 계조 레벨에서 이동도 보정을 행한 경우보다 긴 시간을 들이지 않으면, 구동 TFT(32)의 게이트 전압이 완전히 이동도(μ)를 보정하는 게이트·소스간 전압(Vgs')에 도달하지 않게 된다. 환언하면, 백 계조 레벨에서의 이동도 보정에 앞서, 중간 계조에서 이동도 보정을 행함으로써, 계조 레벨 범위 내에서 가장 짧았던, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간(t1)을 그것보다 긴 시간(t1')으로 변경할 수 있게 된다.
다음으로, 흑 계조에 대하여 생각한다. 백 계조의 경우와는 반대로, 흑 계 조에서는 이동도 보정 기간의 개시 시에서의 구동 TFT(32)의 전류값이 계조 레벨 범위 내에서 가장 작고, 이동도 보정 기간의 전압(V)도 가장 작기 때문에, 상기의 수학식 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 이동도 보정에 걸리는 시간이 가장 길다. 이 흑 계조에서 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간을 t2로 한다. 이동도 보정 기간에서, 처음부터 흑 계조 레벨에서 이동도 보정을 행하면, 구동 TFT(32)의 소스 전압은, 도 13의 (A)에 나타내는 커브로 상승하고, 시각(t2) 경과 후에 이동도(μ)가 완전히 보정되는 게이트·소스간 전압(Vgs')에 도달한다.
이에 대하여, 흑 계조 레벨에서의 이동도 보정에 앞서, 중간 계조에서 이동도 보정을 행한 후, 흑 계조 레벨에서 다시 이동도 보정을 행함으로써, 구동 TFT(32)의 소스 전압은, 처음부터 흑 계조 레벨에서 이동도 보정을 행한 경우(점선)에 대하여, 도 13의 (B)에 실선으로 나타내는 바와 같이 변화되는, 즉 중간 계조에서의 보정 기간에서는 점선으로 나타내는 커브보다 급준한 커브로 상승하고, 흑 계조에서의 보정 기간에 들어가면 점선으로 나타내는 종래의 커브로 상승하게 된다.
이에 의해, 처음부터 흑 계조 레벨에서 이동도 보정을 행하였을 때 경우도 짧은 시간에서, 구동 TFT(32)의 게이트 전압이 완전히 이동도(μ)를 보정하는 게이트·소스간 전압(Vgs')에 도달할 수 있게 된다. 환언하면, 흑 계조 레벨에서의 이동도 보정에 앞서, 중간 계조에서 이동도 보정을 행함으로서, 계조 레벨 범위 내에서 가장 길었던, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간(t2)을 그것보다 짧은 시간(t2')으로 변경할 수 있게 된다.
여기서는, 계조 레벨 범위 내에서의 최대 계조 레벨인 백 계조와 최소 계조 레벨인 흑 계조를 예로 들어 설명하였으나, 다른 계조에 대해서도, 백 계조, 흑 계조의 경우와 마찬가지라고 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기 EL 소자(31)의 특성 변동에 대한 보상 기능과, 구동 TFT(32)의 Vth 변동에 대한 보상 기능을 보다 적은 구성 소자 수, 구체적으로는 5개의 트랜지스터(32∼36)와 1개의 캐패시터(37)로 실현한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치에서, 구동 TFT(32)의 이동도 보정을 행할 때에, 원하는 신호 전압(Vsig)에서의 이동도 보정을 행하기에 앞서, 중간 계조에서 이동도 보정을 행함으로써, 계조마다 서로 다른, 완전히 이동도 보정이 걸리는 시간(t)을 변경할 수 있다.
구체적으로는, 본래 이동도(μ)의 보정 동작이 완료될 때까지, 예를 들면, 백 계조에서는 시간(t1), 흑 계조에서는 시간(t2)이 각각 걸렸던 것을, 한번 중간 계조에서 보정을 가함으로써 백 계조에서는 시간(t1)보다 긴 시간(t1')으로, 흑 계조에서는 시간(t2)보다 짧은 시간(t2')으로 변경할 수 있다. 이에 의해, 일정한 이동도 보정 기간에서, 전체 계조에 대하여 이동도(μ)의 화소마다의 변동에 대하여 보정을 가할 수 있기 때문에, 이동도(μ)의 화소마다의 변동에 기인하는 줄무늬나 얼룩이 없는 화질을 얻을 수 있다.
또한, 중간 계조에서 이동도 보정을 행하는 시간, 즉 도 12의 (B), 도 13의 (B)에서의 시간(T)의 설정에 의해, 시간(t1)으로부터 시간(t1')으로, 시간(t2)으로부터 시간(t2')으로 변경할 수 있는 시간 폭을 조정할 수 있기 때문에, 해당 시간 폭을 조정함으로써 보다 양호한 이동도 보정을 행할 수 있고, 그 결과, 줄무늬나 얼룩이 없는 보다 균일한 화질을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 데이터선(17)에 대하여 데이터선 구동 회로(22)로부터 중간 계조 레벨을 공급하도록 하였으나, 데이터선(17)에 프리차지 스위치를 접속하고, 해당 프리차지 스위치를 통해 선택적으로 중간 계조 레벨을 데이터선(17)에 공급하는 구성을 채택하는 것도 가능하다.
그런데, 일반적으로, 화소 회로(11)의 각 트랜지스터가 저온 폴리실리콘 프로세스를 이용한 TFT로 이루어지는 표시 장치에서는, 3회 기입 방식 등, 1행(1라인)의 각 화소에 대하여 1수평 기간에 복수회에 걸쳐 신호 전압(Vsig)을 기입하는 복수회 기입 방식이 이용되고 있다.
예를 들면, 수평 방향에서 인접하는 3개의 화소 회로를 R(적), G(녹), B(청)에 대응시켜, 해당 3개의 화소 회로를 1표시 단위로 한 컬러 표시 장치에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 R, G, B를 단위로 하여 1입력, 3출력의 셀렉터(24)를 배치한다. 그리고, 데이터선 구동 회로(22)로부터 R, G, B의 시계열의 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)을 셀렉터(24)에 입력하는 한편, R, G, B에 대응한 셀렉터 신호(TR, TG, TB)에 의해 셀렉터(24)를 순서대로 선택 구동함으로써, 1수평 기간 내에 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)을 데이터선(17R, 17G, 17B)에 대하여 순서대로 샘플링한다.
이와 같이, 1수평 기간에 복수회에 걸쳐 신호 전압(Vsig)을 기입하는 복수회 기입 방식을 채택하는 표시 장치에서는, 도 15의 타이밍차트로부터 명백해지는 바 와 같이, 1수평 기간의 종료 부분에 확보할 수 있는 이동도 보정 기간으로서 긴 기간을 확보할 수 없기 때문에, 해당 이동도 보정 기간 중에 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)을 변화시킬 수 없으므로, 1수평 기간 내에 복수회의 기입을 행하는 것이 곤란해진다. 그리고, 기입 횟수가 증가하면 증가할수록, 이동도 보정 기간의 확보가 어려워진다.
[제2 실시 형태]
따라서, 제2 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치에서는, 이동도 보정을 2단계로 행할 때에, 도 16의 타이밍차트에 도시하는 바와 같이, 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)의 기입을 행하는 수평 기간(수평 기입 기간)의 전반, 구체적으로는 해당 기간의 최초에 중간 계조에서의 이동도 보정을 행하고, 해당 수평 기입 기간의 후반, 구체적으로는 해당 기간의 최후에 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)에서의 이동도 보정을 행하도록 한다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치에서도, 기입 주사 회로(18) 및 구동 주사 회로(19)가 특허 청구 범위에서의 구동 수단에 상당하게 된다.
이하에, 1수평 기간 내에서의 동작에 대하여, 도 16의 타이밍차트를 이용하여 설명한다.
우선, 시각(t11)(도 10의 시각(t5)에 상당)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 신호 전압(Vsig(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B))을 기입하는 기입 기간(1수평 기간)에 들어간다. 이 수평 기입 기간에서, 데이터선 구동 회로(22)로부터는 신호 전압(Vsig)에 앞서, 중간 계조 레벨, 예를 들면 그레이 레벨(Vgr)을 출력한다.
다음으로, 시각(t12)에서 셀렉터 신호(TR, TG, TB)가 "H" 레벨로 됨으로써, 셀렉터(24)는 그레이 레벨(Vgr)을 R, G, B의 각 데이터선(17R, 17G, 17B)에 대하여 공통으로 공급한다. 이에 의해, R, G, B의 각 화소 회로(11R, 11G, 11B)에는 그레이 레벨(Vgr)이 기입된다.
다음으로, 시각(t13)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 되고, 스위칭 TFT(34)가 온함으로써, 1회째의 이동도 보정, 즉 중간 계조에서의 이동도 보정의 동작이 행해진다. 그 후, 시각(t14)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이함으로써, 1회째의 이동도 보정 동작이 완료된다. 이 때, 구동 TFT(32)의 소스 전압이 유기 EL 소자(31)의 임계값 전압(Vthel)과 캐소드 전압(Vcat)의 합을 초과하지 않으면, 유기 EL 소자(31)에 전류가 흐르지 않기 때문에, 구동 TFT(32)의 소스 전압은 일정하게 유지되어 있다.
1회째의 이동도 보정 동작의 완료 후, 시각(t15)에서 셀렉터 신호(TG, TB)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이한다. 그 후, 시각(t6)에서 데이터선 구동 회로(22)로부터 그레이 레벨(Vgr) 대신에 신호 전압(Vsig), 즉 R, G, B의 각 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)이 시계열로 출력된다.
그리고, 셀렉터 신호(TR)가 "H" 레벨 글대로이기 때문에, 시각(t16)에서 신호 전압(Vsig_R)이 셀렉터(24)에 의해 선택되어 화소 회로(11R)에 기입되고, 시각(t17)에서 셀렉터 신호(TG)가 "H" 레벨로 됨으로써 신호 전압(Vsig_G)이 셀렉터(24)에 의해 선택되어 화소 회로(11G)에 기입되고, 시각(t18)에서 셀렉터 신호(TB)가 "H" 레벨로 됨으로써 신호 전압(Vsig_B)이 셀렉터(24)에 의해 선택되어 화소 회로(11B)에 기입된다.
신호 전압(Vsig_B)의 기입이 종료된 후, 시각(t19)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 되고, 스위칭 TFT(34)가 온함으로써, 2회째의 이동도 보정, 즉 신호 전압(Vsig)에서의 이동도 보정의 동작이 행해진다. 이 때, 구동 TFT(32)에 흐르는 전류는, 해당 구동 TFT(32)의 캐리어의 이동도(μ)를 반영한 것으로 된다. 이에 의해, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은, 이동도(μ)를 반영하여 작아지고, 일정 시간 경과 후에 완전히 이동도(μ)를 보정하는 전압값(Vgs')으로 된다.
그 후, 시각(t20)(도 10의 시각(t7)에 상당)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 샘플링 TFT(33)가 온함으로써, 신호 전압(Vsig)의 기입 기간이 종료되고, 동시에, 스위칭 TFT(34)가 온 상태 그대로이기 때문에 발광 기간에 들어간다. 이 때, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정하기 때문에, 구동 TFT(32)는 일정 전류(Ids")를 유기 EL 소자(31)에 공급한다. 그 결과, 유기 EL 소자(31)는 발광 동작을 개시한다.
전술한 바와 같이, 이동도 보정을 2단계로 행할 때에, 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)의 기입을 행하는 1수평 기간의 최초에 중간 계조에서의 이동도 보정을 행하고, 해당 수평 기입 기간의 최후에 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)에서의 이동도 보정을 행함으로써, 제1 실시 형태의 경우와 같이, 1수평 기간의 종료 부분에서 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)을 변화시킬 필요가 없기 때문에, 1수평 기간에 복수회에 걸쳐 신호 전압(Vsig)을 기입하는 복수회 기입 방식을 채택하는 표시 장치에서도, 일정한 이동도 보정 동작 시간에서 전체 계조에 대하여 이동 도(μ)의 화소마다의 변동에 대하여 보정을 가할 수 있다.
(제2 실시 형태의 응용예)
또한, 본 실시 형태에서는, 데이터선(17)에 대하여 데이터선 구동 회로(22)로부터 셀렉터(24)를 통해 중간 계조 레벨을 공급하도록 하였으나, 도 17에 도시한 바와 같이, 데이터선(17)의 예를 들면 데이터선 구동 회로(22)와 반대측의 단부에 프리차지 스위치(25)를 접속하고, 해당 프리차지 스위치(25)를 통해 선택적으로 중간 계조 레벨을 데이터선(17)에 공급하는 구성을 채택하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 18에 도시한 바와 같이, 수평 기입 기간의 전반에서 액티브로 되는 프리차지 신호(Tp)에 의해 프리차지 스위치(25)를 온/오프 제어하게 된다.
이와 같이, 프리차지 스위치(25)를 이용하여 중간 계조 레벨을 공급하는 구성을 채택함으로써, 셀렉터(24)에서는 중간 계조 레벨을 기입하기 위한 동작을 행할 필요가 없어지기 때문에, 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)의 기입 시간 마진을 증가시킬 수 있음과 함께, 셀렉터(24)에서의 소비 전력을 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 1수평 기간에 복수회에 걸쳐서 신호 전압(Vsig)을 기입하는 복수회 기입 방식을 채택하는 표시 장치에서도, 일정한 이동도 보정 동작 시간에서 전체 계조에 대하여 이동도 보정을 실현하기 위해서, 이동도 보정을 2단계로 행할 때에, 도 19에 도시한 바와 같은 구동 타이밍을 채택하고 있다.
즉, 소정의 전위(Vofs)를 공급하는 전원선(이하, 「Vofs선」이라고 기술함)의 전위(제3 전원 전위)를, 소정의 전위(Vofs)와, 중간 계조 레벨에 대응한 전위(Vgr)(이하, 「중간 계조 전위(Vgr)」라고 기술함)의 2치를 선택적으로 취할 수 있도록 하고, 스위칭 TFT(35)의 온 상태에서, 임계값 캔슬 동작 후에 Vofs선의 전위를 소정의 전위(Vofs)로부터 중간 계조 전위(Vgr)로 절환함으로써 1회째의 이동도 보정을 행하고, 수평 기입 기간의 최후에 2회째의 이동도 보정을 행하도록 한다.
여기서, Vofs선의 전위의 절환은, 해당 Vofs선에 전원 전압을 공급하는 전원 공급 회로(도시 생략)에서 행해지게 된다. 그리고, 2단계로의 이동도 보정 동작은, 샘플링 TFT(33)를 온/오프 구동하는 기입 주사 회로(18), 스위칭 TFT(34)를 온/오프 구동하는 구동 주사 회로(19), 스위칭 TFT(35)를 온/오프 구동하는 제1 오토 제로 회로(20)의 제어 하에 실행된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치에서는, 기입 주사 회로(18), 구동 주사 회로(19), 제1 오토 제로 회로(20) 및 상기 전원 공급 회로가 특허 청구의 범위에서의 구동 수단에 상당하게 된다.
이하에, 제3 실시 형태에 따른 이동도 보정 동작에 대하여, 도 19의 타이밍차트를 이용하여 설명한다. 또한, 임계값 캔슬 동작까지는 제1 실시 형태와 동일하여 중첩되기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도 19에서, 시각(t1∼t7)은, 도 10에서의 시각(t1∼t7)에 대응하고 있다.
시각(t21)에서 Vofs선의 전위가 소정의 전위(Vofs)로부터 중간 계조 전위(Vgr)로 절환됨으로써, 임계값 캔슬 동작이 종료되고, 1회째의 이동도 보정 동작 에 들어간다. 즉, Vofs선의 전위가 중간 계조 전위(Vgr)로 절환됨으로써, 해당 중간 계조 전위(Vgr)가 스위칭 TFT(35)를 통해 구동 TFT(32)의 게이트에 기입되어, 중간 계조에서의 이동도 보정이 행해진다.
다음으로, 시각(t3)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 1회째의 이동도 보정 동작이 완료된다. 이 때, 구동 TFT(32)의 소스 전압이 유기 EL 소자(31)의 임계값 전압(Vthel)과 캐소드 전압(Vcat)의 합을 초과하지 않으면, 유기 EL 소자(31)에 전류가 흐르지 않기 때문에, 구동 TFT(32)의 소스 전압은 일정하게 유지되어 있다. 그 후, 시각(t4)에서 오토 제로 신호(AZ1)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 시각(t22)에서 Vofs선의 전위가 중간 계조 전위(Vgr)로부터 소정의 전위(Vofs)로 절환된다.
다음으로, 시각(t5)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 샘플링 TFT(33)가 온 상태로 되어, 신호 전압(Vsig)의 수평 기입 기간에 들어간다. 이 수평 기입 기간에서는, 예를 들면 전술한 3회 기입 방식을 채택하는 경우에는, 1수평 기간에서 R, G, B의 각 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)이 순서대로 기입된다.
그리고, 구동 TFT(32)의 게이트에 원하는 신호 전압(Vsig)이 기입된 후, 수평 기입 기간의 후반의 시각(t6)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 2회째의 이동도 보정 동작, 즉 원하는 신호 전압(Vsig)에서의 이동도 보정 동작이 행해진다. 이 때, 구동 TFT(32)에 흐르는 전류는, 해당 구동 TFT(32)의 캐리어의 이동도(μ)를 반영한 것으로 된다. 이에 의해, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은, 이동도(μ)를 반영하여 작아지고, 일정 시간 경과 후에 완전히 이동도 (μ)를 보정하는 전압값(Vgs')으로 된다.
그 후, 시각(t7)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이하고, 샘플링 TFT(33)가 오프함으로써, 신호 전압(Vsig)의 기입 기간이 종료되고, 동시에, 스위칭 TFT(34)가 온 상태 그대로이기 때문에 발광 기간에 들어간다. 이 때, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)이 일정하기 때문에, 구동 TFT(32)는 일정 전류(Ids")를 유기 EL 소자(31)에 공급한다. 그 결과, 유기 EL 소자(31)는 발광 동작을 개시한다.
전술한 바와 같이, 이동도 보정을 2단계로 행할 때에, Vofs선의 전위를, 소정의 전위(Vofs)와 중간 계조 전위(Vgr)로 절환 가능하게 하고, 임계값 캔슬 동작 후에 Vofs선의 전위를 중간 계조 전위(Vgr)로 절환함으로써 1회째의 이동도 보정을 행하고, 수평 기입 기간의 최후에 2회째의 이동도 보정을 행함으로써, 복수회 기입 방식을 채택하는 표시 장치에서도, 일정한 이동도 보정 동작 시간에서 전체 계조에 대하여 이동도(μ)의 화소마다의 변동에 대하여 보정을 가할 수 있다.
또한, 1수평 기간 내에 이동도 보정은 1회만 행하기 때문에, 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)의 기입 시간 마진을 증가시킬 수 있고, 또한 셀렉터(24)에서는 중간 계조 레벨을 기입하기 위한 동작을 행할 필요가 없어지기 때문에, 셀렉터(24)에서의 소비 전력을 억제할 수 있다.
(제3 실시 형태의 응용예)
또한, 본 실시 형태에서는, 임계값 캔슬 동작 후에 Vofs선의 전위를 중간 계조 전위(Vgr)로 절환함으로써 1회째의 이동도 보정을 행하도록 하였으나, 제2 실시 형태의 응용예(도 17 참조)와 마찬가지로, 데이터선(17)의 예를 들면 데이터선 구동 회로(22)와 반대측의 단부에 프리차지 스위치(25)를 접속하고, 해당 프리차지 스위치(25)를 통해 선택적으로 중간 계조 레벨을 데이터선(17)에 공급하는 구성을 채택하는 것도 가능하다.
이 응용예에 따른 이동도 보정 동작에 대하여, 도 20의 타이밍차트를 이용하여 설명한다. 또한, 임계값 캔슬 동작까지는 제1 실시 형태와 동일하여 중복되기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도 20에서, 시각(t1∼t7)은, 도 10에서의 시각(t1∼t7)에 대응하고 있다.
시각(t3)에서 임계값 캔슬 동작이 종료되고, 시각(t4)에서 오토 제로 신호(AZ1)가 "L" 레벨로 된 후, 시각(t31)에서 기입 신호(WS) 및 프리차지 신호(Tp)가 "H" 레벨로 된다. 이에 의해, 중간 계조 전위(중간 계조 레벨에 대응한 전위)(Vgr)가 프리차지 스위치(25)를 통해 데이터선(17R, 17G, 17B)에, 또한 샘플링 TFT(33)를 통해 구동 TFT(32)의 게이트에 기입된다.
다음으로, 시각(t32)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 되고, 스위칭 TFT(34)가 온함으로써, 1회째의 이동도 보정, 즉 중간 계조에서의 이동도 보정이 행해진다. 그리고, 시각(t33)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨로 천이함으로써, 1회째의 이동도 보정 동작이 완료된다.
1회째의 이동도 보정 동작이 완료된 후, 시각(t34)에서 기입 신호(WS) 및 프리차지 신호(Tp)가 "H" 레벨로부터 "L" 레벨에 천이한다. 그 후, 시각(t5)에서 기입 신호(WS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 샘플링 TFT(33)가 온 상태로 되어, 신호 전 압(Vsig)의 수평 기입 기간에 들어간다. 이 수평 기입 기간에서는, 예를 들면 전술한 3회 기입 방식을 채택하는 경우에는, 1수평 기간에서 R, G, B의 각 신호 전압(Vsig_R, Vsig_G, Vsig_B)이 순서대로 기입된다.
그리고, 구동 TFT(32)의 게이트에 원하는 신호 전압(Vsig)이 기입된 후, 수평 기입 기간의 후반의 시각(t6)에서 구동 신호(DS)가 "H" 레벨로 됨으로써, 2회째의 이동도 보정 동작, 즉 원하는 신호 전압(Vsig)에서의 이동도 보정 동작이 행해진다. 이 때, 구동 TFT(32)에 흐르는 전류는, 해당 구동 TFT(32)의 캐리어의 이동도(μ)를 반영한 것으로 된다. 이에 의해, 구동 TFT(32)의 게이트·소스간 전압(Vgs)은, 이동도(μ)를 반영하여 작아지고, 일정 시간 경과 후에 완전히 이동도(μ)를 보정하는 전압값(Vgs')으로 된다.
이와 같이, 이동도 보정을 2단계로 행할 때에, 데이터선(17)에 프리차지 스위치(25)를 접속하고, 임계값 캔슬 동작 후에 프리차지 스위치(25)를 통해 데이터선(17)에 중간 계조 레벨을 선택적으로 공급함으로써 1회째의 이동도 보정을 행하고, 수평 기입 기간의 최후에 2회째의 이동도 보정을 행함으로써, 제3 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, Vofs선을 갖지 않는 화소 회로를 갖는 표시 장치에서도, 2단계로의 이동도 보정을 행할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 화소 회로(11)의 전기 광학 소자로서, 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이 적용예에 한정되지 않고, 전류값에 따라 발광 휘도가 변화되는 전류 구동형의 발광 소자를 이용한 표시 장치 전반에 적용 가능하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 화소 회로(11)를 구성하는 구동 트랜지스터(32), 샘플링 트랜지스터(33) 및 스위칭 트랜지스터(34∼36)로서 N채널형의 TFT를 이용한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 샘플링 트랜지스터(33) 및 스위칭 트랜지스터(34∼36)에 대해서는, 반드시 N채널형의 TFT일 필요는 없다.
본 발명에 따르면, 미리 중간 계조 레벨에서의 이동도 보정을 행하고, 그 후에 입력 신호 레벨에서의 이동도 보정을 행하는, 2단계로의 이동도 보정을 행함으로써, 이동도 보정 기간이 일정하더라도, 해당 이동도 보정 기간 내에서 전체 계조에 대하여 이동도의 보정을 행할 수 있도록 되기 때문에, 이동도의 화소마다의 변동에 기인하는 줄무늬나 얼룩이 없는 균일한 화질을 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 일단이 제1 전원 전위에 접속된 전기 광학 소자,
    상기 전기 광학 소자의 타단에 소스가 접속된 N채널형의 박막 트랜지스터로 이루어지는 구동 트랜지스터,
    데이터선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트와의 사이에 접속되고, 상기 데이터선으로부터 휘도 정보에 따른 입력 신호를 취득하는 샘플링 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터의 드레인과 제2 전원 전위와의 사이에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 제3 전원 전위와의 사이에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터의 소스와 제4 전원 전위와의 사이에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터, 및
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 소스와의 사이에 접속된 캐패시터
    를 갖는 화소 회로가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 중간 계조 레벨을 기입하여 해당 구동 트랜지스터의 이동도의 변동을 보정하는 제1 이동도 보정 동작과, 해당 제1 이동도 보정 동작 후에 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 입력 신호를 기입하여 해당 구동 트랜지스터의 이동도의 변동을 보정하는 제2 이동도 보정 동작을 실행하는 구동 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 수단은, 상기 중간 계조 레벨을 기입하는 시간을 조정 가능한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    선택 행의 각 화소 회로에 대하여 1수평 기간에 복수회에 걸쳐 상기 입력 신호의 기입을 행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 수단은, 상기 샘플링 트랜지스터가 도통 상태로 되는 수평 기입 기간의 전반에서 상기 제1 이동도 보정 동작을 실행하고, 상기 수평 기입 기간의 후반에서 상기 제2 이동도 보정 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간 계조 레벨은, 상기 데이터선을 통해 기입되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터선에 접속된 프리차지 스위치를 갖고,
    상기 중간 계조 레벨은, 상기 프리차지 스위치에 의해 상기 데이터선에 공급되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제3 전원 전위는, 소정의 전위와 상기 중간 계조 레벨에 대응한 전위와의 2치를 선택적으로 취하고,
    상기 구동 수단은, 상기 제1 이동도 보정 동작에서는 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 제3 전원 전위를 상기 중간 계조 레벨에 대응한 전위로 절환함으로써 해당 전위를 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 기입하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 일단이 제1 전원 전위에 접속된 전기 광학 소자와,
    상기 전기 광학 소자의 타단에 소스가 접속된 N채널형의 박막 트랜지스터로 이루어지는 구동 트랜지스터와,
    데이터선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트와의 사이에 접속되고, 상기 데이터선으로부터 휘도 정보에 따른 입력 신호를 취득하는 샘플링 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 드레인과 제2 전원 전위와의 사이에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 제3 전원 전위와의 사이에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 소스와 제4 전원 전위와의 사이에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 소스와의 사이에 접속된 캐패시터
    를 갖는 화소 회로가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    우선 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 중간 계조 레벨을 기입하여 해당 구동 트랜지스터의 이동도의 변동을 보정하는 제1 이동도 보정 동작을 실행하고,
    다음으로 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 도통 상태에서 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 입력 신호를 기입하여 해당 구동 트랜지스터의 이동도의 변동을 보정하는 제2 이동도 보정 동작을 실행하는
    것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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