KR20080084703A - 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기 Download PDF

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테츠오 미나미
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Abstract

본 발명에 의한 표시 장치는 전기 광학 소자와, 영상 신호를 샘플링하여 기록하는 기록 트랜지스터와, 상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량과, 상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기 광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와, 상기 화소 어레이부의 각 화소를 행 단위로 선택 주사하여 상기 기록 트랜지스터에 의한 기록 구동을 행하는 제 1 주사 수단과,
상기 화소 어레이부의 화소 행마다 배선되고, 상기 구동 트랜지스터에 전류를 공급하는 전원 공급선에 대해 제 1 전위와 상기 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 상기 제 1 주사 수단에 의한 선택 주사에 동기하여 선택적으로 공급하는 제 2 주사 수단과, 상기 기록 트랜지스터에 의한 상기 영상 신호의 기록 동작에 앞서서 상기 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 상기 보존 용량에 보존한 후, 적어도 상기 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 상기 전원 공급선을 플로팅 상태로 하는 제어 수단을 구비한다.
Figure P1020080023681
표시 장치

Description

표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기{DISPLAY APPARATUS, DISPLAY-APPARATUS DRIVING METHOD AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히 전기 광학 소자를 포함하는 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 이루어지는 플랫 패널형의 표시 장치, 상기 표시 장치의 구동 방법 및 상기 표시 장치를 갖는 전자 기기에 관한 것이다.
근래, 화상 표시를 행하는 표시 장치의 분야에서는 발광 소자를 포함하는 화소( 또는 화소 회로)가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 평면형의 표시 장치가 급속하게 보급되고 있다. 평면형의 표시 장치로서는 화소의 발광 소자로서, 디바이스에 흐르는 전류치에 따라 발광 휘도가 변화하는 이른바 전류 구동형의 전기 광학 소자, 예를 들면 유기 박막에 전계를 걸으면 발광하는 현상을 이용한 유기 EL(Electro Luminescence) 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치가 개발되어, 상품화가 진행되고 있다.
유기 EL 표시 장치는 다음과 같은 장점을 갖고 있다. 즉, 유기 EL 소자가 10V 이하의 인가 전압으로 구동할 수 있기 때문에 저소비 전력이고, 또한 자(自)발 광 소자이기 때문에, 액정 셀을 포함하는 화소마다 상기 액정 셀에서 광원(백라이트)으로부터의 광 강도를 제어함에 의해 화상을 표시하는 액정 표시 장치에 비하여, 화상의 시인성이 높고, 게다가 액정 표시 장치에는 필수적인 백라이트 등의 조명 부재를 필요로 하지 않기 때문에 경량화 및 박형화가 용이하다. 또한, 유기 EL 소자의 응답 속도가 수μsec 정도로 매우 고속이기 때문에 동화상을 표시할 때의 잔상이 발생하지 않는다.
유기 EL 표시 장치에서는 액정 표시 장치와 마찬가지로 그 구동 방식으로서 패시브 매트릭스 방식과 액티브 매트릭스 방식을 채택할 수 있다. 단, 단순 매트릭스 방식의 표시 장치는 구조가 간단한 것이지만, 대형이고 또한 고정밀 표시 장치의 실현이 어려운 등의 문제가 있다.
그 때문에, 근래, 전기 광학 소자에 흐르는 전류를, 상기 전기 광학 소자와 같은 화소 회로 내에 마련한 능동 소자, 예를 들면 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터(일반적으로 TFT(Thin Film Transistor ; 박막 트랜지스터))에 의해 제어하는 액티브 매트릭스 방식의 표시 장치의 개발이 왕성하게 행하여지고 있다. 액티브 매트릭스 방식의 표시 장치는 전기 광학 소자가 1프레임의 기간에 걸쳐서 발광을 지속하기 때문에, 대형이고 또한 고정밀 표시 장치의 실현이 용이하다.
그런데, 일반적으로, 유기 EL 소자의 I-V 특성(전류-전압 특성)은 시간이 경과하면 열화, 이른바, 경시열화되는 것이 알려져 있다. 유기 EL 소자를 전류 구동하는 트랜지스터(이하, 「구동 트랜지스터」라고 기술한다)로서 N채널형의 TFT를 이용한 화소 회로에서는 구동 트랜지스터의 소스측에 유기 EL 소자가 접속되는 것 으로 되기 때문에, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시열화되면, 구동 트랜지스터의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 변화하고, 그 결과, 유기 EL 소자의 발광 휘도도 변화한다.
이에 관해 보다 구체적으로 설명한다. 구동 트랜지스터의 소스 전위는 상기 구동 트랜지스터와 유기 EL 소자의 동작점으로 정해진다. 그리고, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 열화되면, 구동 트랜지스터와 유기 EL 소자의 동작점이 변동하여 버리기 때문에, 구동 트랜지스터의 게이트에 같은 전압을 인가하였다고 하여도 구동 트랜지스터의 소스 전위가 변화한다. 이로써, 구동 트랜지스터의 소스-게이트 사이 전압(Vgs)이 변화하기 때문에, 상기 구동 트랜지스터에 흐르는 전류치가 변화한다. 그 결과, 유기 EL 소자에 흐르는 전류치도 변화하기 때문에, 유기 EL 소자의 발광 휘도가 변화하게 된다.
또한, 폴리실리콘 TFT를 이용한 화소 회로에서는 유기 EL 소자의 I-V 특성의 경시열화에 더하여, 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나, 구동 트랜지스터의 채널을 구성하는 반도체 박막의 이동도(이하, 「구동 트랜지스터의 이동도」라고 기술한다)(μ)가 경시적으로 변화하거나, 제조 프로세스의 편차에 의해 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 화소마다 다르거나 한다(개개의 트랜지스터 특성에 편차가 있다).
구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 화소마다 다르면, 화소마다 구동 트랜지스터에 흐르는 전류치에 편차가 생기기 때문에, 구동 트랜지스터의 게이트에 같은 전압을 인가하여도, 유기 EL 소자의 발광 휘도에 화소 사이에 서 편차가 생기고, 그 결과, 화면의 일양성(uniformity)이 손상된다.
그래서, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시열화되거나, 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 경시열화되거나 하여도, 그들의 영향을 받는 일 없이, 유기 EL 소자의 발광 휘도를 일정하게 유지하도록 하기 위해, 유기 EL 소자의 특성 변동에 대한 보상 기능, 나아가서는 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)의 변동에 대한 보정(이하, 「임계치 보정」이라고 기술한다)이나, 구동 트랜지스터의 이동도(μ)의 변동에 대한 보정(이하, 「이동도 보정」이라고 기술한다)의 각 보정 기능을 화소 회로의 각각에 주는 구성을 채택하고 있다(예를 들면, 일본국 특개2006-133542호 공보).
상기 특허 문헌에 기재된 종래 기술에서는 화소 회로의 각각에, 유기 EL 소자의 특성 변동에 대한 보상 기능 및 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)의 변동에 대한 보정 기능을 줌으로써, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시열화되거나, 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 경시열화되거나 하였다고 하여도, 그들의 영향을 받는 일 없이, 유기 EL 소자의 발광 휘도를 일정하게 유지할 수 있지만, 그 반면, 화소 회로를 구성하는 소자 수가 많고, 화소 사이즈의 미세화, 나아가서는 표시 장치의 고정밀화의 장애가 된다.
이에 대해, 화소 회로를 구성하는 소자 수나 배선수의 삭감을 도모하기 위해, 예를 들면, 화소 회로의 구동 트랜지스터에 공급하는 전원 전위를 전환 가능한 구성으로 하고, 상기 전원 전위의 전환에 의해 유기 EL 소자의 발광 기간/비발광 기간을 제어하는 기능을 구동 트랜지스터에 줌으로써, 발광 기간/비발광 기간을 제어하는 트랜지스터를 생략하는 수법을 채택하는 것이 고려된다.
이러한 수법을 채택함에 의해, 필요한 최소한의 소자 수, 구체적으로는 영상 신호의 신호 전압을 샘플링하여 화소 내에 기록하는 기록 트랜지스터와, 이 기록 트랜지스터에 의해 기록된 신호 전압을 보존하는 보존 용량과, 이 보존 용량에 보존된 신호 전압에 의거하여 유기 EL 소자를 구동하는 구동 트랜지스터에 의하여 화소 회로를 구성할 수 있다.
이와 같이, 유기 EL 소자의 발광 기간/비발광 기간을 제어하는 트랜지스터로 서 구동 트랜지스터를 겸용하고, 화소 회로를 구성하는 소자 수의 삭감을 도모하는 구성을 채택하는 경우, 구동 트랜지스터에 공급하는 전원 전위를 고전위와 저전위로 전환하는 것으로 되는 것이지만, 구동 트랜지스터의 게이트-소스 사이에 접속된 보존 용량에, 임계치 보정을 위해 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)을 보존한 후, 구동 트랜지스터에 공급하는 전원 전위가 고전위의 상태인 채이면, 구동 트랜지스터에 리크 전류가 흐름에 의해 소망하는 임계치 보정을 행할 수 없다. 그 상세에 관해서는 후술한다
그래서, 본 발명은 전기 광학 소자의 발광 기간/비발광 기간을 제어하는 트랜지스터로서 구동 트랜지스터를 겸용하고, 상기 구동 트랜지스터에 공급하는 전원 전위를 고전위와 저전위로 전환함에 의해 발광 기간/비발광 기간의 제어를 행하는 구성을 채택하는 경우에, 소망하는 임계치 보정을 확실하게 행할 수 있도록 한 표시 장치, 상기 표시 장치의 구동 방법 및 상기 표시 장치를 이용한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전기 광학 소자와, 영상 신호를 샘플링하여 기록하는 기록 트랜지스터와, 상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량과, 상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기 광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와, 상기 화소 어레이부의 각 화소를 행 단위로 선택 주사하여 상기 기록 트랜지스터에 의한 기록 구동을 행하는 제 1 주사 수단과, 상기 화소 어레이부의 화소 행마다 배선되고, 상기 구동 트랜지스터에 전류를 공급하는 전원 공급선에 대해 제 1 전위와 상기 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 상기 제 1 주사 수단에 의한 선택 주사에 동기하여 선택적으로 공급하는 제 2 주사 수단을 구비한 표시 장치에 있어서, 상기 기록 트랜지스터에 의한 상기 영상 신호의 기록 동작에 앞서서 상기 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 상기 보존 용량에 보존한 후, 적어도 상기 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 상기 전원 공급선을 플로팅 상태로 하는 구성을 채택하고 있다.
상기 구성의 표시 장치 및 상기 표시 장치를 갖는 전자 기기에서, 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 보존 용량에 보존한 후, 적어도 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 전원 공급선이 플로팅 상태로 됨으로써, 상기 전원 공급선으로부터 구동 트랜지스터에 대해 전류가 공급되지 않기 때문에, 구동 트랜지스터에 리크 전류가 흐르지 않는다. 리크 전류가 흐르지 않으면, 구동 트랜지스터의 소스 전위가 변동하는 일이 없기 때문에 , 구동 트랜지스터의 게이트-소스 사이 전압은 보존 용량에 보존된 임계치 전압에 상당하는 전압으로 유지된다. 이로써, 이후의 영상 신호의 기록 동작시에서, 소망하는 임계치 보정을 확실하게 실행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 구동 트랜지스터에 리크 전류가 흐르지 않도록 함으로써, 영상 신호의 기록시에 소망하는 임계치 보정을 확실하게 실행하고, 구동 트랜지스터의 임계치 전압의 편차나 경시변화의 영향을 받지 않는 일정한 구동 전류를 전기 광학 소자에 흐를 수 있기 때문에, 고화질의 표시 화상을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 관한 액티브 매트릭스형 표시 장치의 구성의 개략을 도시하는 시스템 구성도이다. 여기서는 한 예로서, 디바이스에 흐르는 전류치에 따라 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기 광학 소자, 예를 들면 유기 EL 소자를 화소의 발광 소자로서 이용한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치(10)는 화소(PXLC)(20)가 행렬 형상(마트릭스 형상)으로 2차원 배치되어 이루어지는 화소 어레이부(30)와, 상기 화소 어레이부(30)의 주변에 배치되고, 각 화소(20)를 구동하는 구동부, 예를 들면 기록 주사 회로(40), 전원 공급 주사 회로(50) 및 수평 구동 회로(60)를 갖는 구성으로 되어 있다.
화소 어레이부(30)에는 m행n열의 화소 배열에 대해, 화소 행마다 주사선(31-1 내지 31-m)과 전원 공급선(32-1 내지 32-m)이 배선되고, 화소 열마다 신호선(33-1 내지 33-n)이 배선되어 있다.
화소 어레이부(30)는 통상, 유리 기판 등의 투명 절연 기판상에 형성되고, 평면형(플랫형)의 패널 구조로 되어 있다. 화소 어레이부(30)의 각 화소(20)는 어모퍼스 실리콘 TFT(Thin Film Transistor ; 박막 트랜지스터)또는 저온 폴리실리콘 TFT를 이용하여 형성할 수 있다. 저온 폴리실리콘 TFT를 이용하는 경우에는 주사 회로(40), 전원 공급 주사 회로(50) 및 수평 구동 회로(60)에 대해서도, 화소 어레이부(30)를 형성하는 표시 패널(기판)(70)상에 실장할 수 있다.
기록 주사 회로(40)는 클록 펄스(ck)에 동기하여 스타트 펄스(sp)를 차례로 시프트(전송)하는 시프트 레지스터 등에 의해 구성되고, 화소 어레이부(30)의 각 화소(20)에의 영상 신호의 기록에 즈음하여, 주사선(31-1 내지 31-m)에 순차적으로 주사 신호(WS1 내지 WSm)를 공급하여 화소(20)를 행 단위로 순번대로 주사, 소위 선순차 주사를 한다.
전원 공급 주사 회로(50)는 클록 펄스(ck)에 동기하여 스타트 펄스(sp)를 차례로 시프트하는 시프트 레지스터 등에 의해 구성되고, 기록 주사 회로(40)에 의한 선순차 주사에 동기하여, 제 1 전위(Vccp)와 상기 제 1 전위(Vccp)보다도 낮은 제 2 전위(Vini)로 전환되는 전원 공급선 전위(DS1 내지 DSm)를 전원 공급선(32-1 내지 32-m)에 공급한다.
수평 구동 회로(60)는 신호 공급원(도시 생략)으로부터 공급되는 휘도 정보에 따른 영상 신호의 신호 전압(Vsig)과 오프셋 전압(Vofs)의 어느 한쪽을 적절히 선택하고, 신호선(33-1 내지 33-n)을 통하여 화소 어레이부(30)의 각 화소(20)에 대해 예를 들면 행 단위로 일제히 기록한다. 즉, 수평 구동 회로(60)는 입력 신호 전압(Vsig)을 행(라인) 단위로 일제히 기록하는 선순차 기록의 구동 형태를 채택하고 있다.
여기서, 오프셋 전압(Vofs)은 영상 신호의 신호 전압(이하, 「입력 신호 전압」, 또는 단지 「신호 전압」이라고 기술하는 경우도 있다)(Vsig)의 기준이 되는 전압, 예를 들면, 흑(black) 레벨에 상당)이다. 또한, 여기서, 제 2 전위(Vini)는 오프셋 전압(Vofs)보다도 충분히 낮은 전위이다.
(화소 회로)
도 2는 화소(화소 회로)(20)의 구체적인 구성예를 도시하는 회로도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 화소(20)는 디바이스에 흐르는 전류치에 따라 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기 광학 소자, 예를 들면 유기 EL 소자(21)를 발광 소자로서 가지며, 상기 유기 EL 소자(21)에 더하여, 구동 트랜지스터(22), 기록 트랜지스터(23), 보존 용량(24) 및 보조 용량(25)을 갖는 구성으로 되어 있다.
여기서, 구동 트랜지스터(22) 및 기록 트랜지스터(23)로서 N채널형의 TFT가 이용되고 있다. 단, 여기서의 구동 트랜지스터(22) 및 기록 트랜지스터(23)의 도전형의 조합은 한 예에 지나지 않고, 이들의 조합으로 한정되는 것이 아니다.
유기 EL 소자(21)는 모든 화소(20)에 대해 공통으로 배선된 공통 전원 공급선(34)에 캐소드 전극이 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(22)는 소스 전극이 유기 EL 소자(21)의 애노드 전극에 접속되고, 드레인 전극이 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)에 접속되어 있다.
기록 트랜지스터(23)는 게이트 전극이 주사선(31)(31-1 내지 31-m)에 접속되고, 한쪽의 전극(소스 전극/드레인 전극)이 신호선(33)(33-1 내지 33-n)에 접속되고, 다른쪽의 전극(드레인 전극/소스 전극)이 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 보존 용량(24)은 일단이 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 접속되고, 타단이 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극(유기 EL 소자(21)의 애노드 전 극)에 접속되어 있다.
보조 용량(25)은 일단이 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극에 접속되고, 타단이 유기 EL 소자(21)의 캐소드 전극(공통 전원 공급선(34))에 접속되어 있다. 이 보조 용량(25)은 유기 EL 소자(21)에 대해 병렬로 접속됨으로써, 상기 유기 EL 소자(21)의 용량 부족을 보충하는 작용을 한다. 따라서 보조 용량(25)은 필수의 구성 요소가 아니라, 유기 EL 소자(21)의 용량이 충분한 경우는 보조 용량(25)을 생략하는 것이 가능하다.
이러한 구성의 화소(20)에서, 기록 트랜지스터(23)는 기록 주사 회로(40)로부터 주사선(31)을 통하여 게이트 전극에 인가되는 주사 신호(WS)에 응답하여 도통 상태로 됨으로써, 신호선(33)을 통하여 수평 구동 회로(60)로부터 공급되는 휘도 정보에 따른 영상 신호의 입력 신호 전압(Vsig) 또는 오프셋 전압(Vofs)을 샘플링하여 화소(20) 내에 기록한다. 이 기록된 입력 신호 전압(Vsig) 또는 오프셋 전압(Vofs)은 보존 용량(24)에 보존된다.
구동 트랜지스터(22)는 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)의 전위(DS)가 제 1 전위(Vccp)에 있는 때에, 전원 공급선(32)으로부터 전류의 공급을 받고, 보존 용량(24)에 보존된 입력 신호 전압(Vsig)의 전압치에 따른 전류치의 구동 전류를 유기 EL 소자(21)에 공급함으로써 상기 유기 EL 소자(21)를 전류 구동한다.
(화소 구조)
도 3에, 화소(20)의 단면 구조의 한 예를 도시한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 화소(20)는 구동 트랜지스터(22), 기록 트랜지스터(23) 등의 화소 회로가 형 성된 유리 기판(201)상에 절연막(202) 및 윈드 절연막(203)이 형성되고, 상기 윈드 절연막(203)의 오목부(203A)에 유기 EL 소자(21)가 마련된 구성으로 되어 있다.
유기 EL 소자(21)는 상기 윈드 절연막(203)의 오목부(203A)의 저부에 형성된 금속 등으로 이루어지는 애노드 전극(204)과, 상기 애노드 전극(204)상에 형성된 유기층(전자 수송층, 발광층, 홀 수송층/홀 주입층)(205)과, 상기 유기층(205)상에 전 화소 공통으로 형성된 투명 도전막 등으로 이루어지는 캐소드 전극(206)으로 구성되어 있다.
이 유기 EL 소자(21)에서, 유기층(208)은 애노드 전극(204)상에 홀 수송층/홀 주입층(2051), 발광층(2052), 전자 수송층(2053) 및 전자 주입층(도시 생략)이 순차적으로 퇴적됨에 의해 형성된다. 그리고, 도 2의 구동 트랜지스터(22)에 의한 전류 구동하에, 구동 트랜지스터(22)로부터 애노드 전극(204)을 통하여 유기층(205)에 전류가 흐름으로써, 상기 유기층(205) 내의 발광층(2052)에서 전자와 정공이 재결합할 때에 발광하도록 되어 있다.
화소 회로가 형성된 유리 기판(201)상에, 절연막(202) 및 윈드 절연막(203)을 통하여 유기 EL 소자(21)가 화소 단위로 형성된 후는 패시베이션막(207)을 통하여 밀봉 기판(208)이 접착제(209)에 의해 접합되고, 상기 밀봉 기판(208)에 의해 유기 EL 소자(21)가 밀봉됨에 의해, 표시 패널(70)이 형성된다.
(임계치 보정 기능)
여기서, 전원 공급 주사 회로(50)는 기록 트랜지스터(23)가 도통한 후에, 수평 구동 회로(60)가 신호선(33)(33-1 내지 33-n)에 오프셋 전압(Vofs)을 공급하고 있는 동안에, 전원 공급선(32)의 전위(DS)를 제 1 전위(Vccp)와 제 2 전위(Vini) 사이에서 전환한다. 이 전원 공급선(32)의 전위(DS)의 전환에 따라, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압이 보존 용량(24)에 보존된다.
보존 용량(24)에 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존하는 것은 다음 이유에 의한다. 구동 트랜지스터(22)의 제조 프로세스의 편차나 경시변화에 의해, 각 화소마다 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ) 등의 트랜지스터 특성의 변동이 있다. 이 트랜지스터 특성의 변동에 따라, 구동 트랜지스터(22)에 동일한 게이트 전위를 주어도, 화소마다 드레인·소스 사이 전류(구동 전류)(Ids)가 변동하고, 발광 휘도의 편차로 되어 나타난다. 이 임계치 전압(Vth)의 화소마다의 편차의 영향을 캔슬(보정)하기 위해, 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존하는 것이다.
구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)의 보정은 다음과 같이 하여 행하여진다. 즉, 보존 용량(24)에 미리 임계치 전압(Vth)을 보존하여 둠으로써, 입력 신호 전압(Vsig)에 의한 구동 트랜지스터(22)의 구동에 즈음하여, 상기 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 보존 용량(24)에 보존된 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압과 상쇄된다. 환언하면, 임계치 전압(Vth)의 보정이 행하여진다.
이것이 임계치 보정 기능이다. 이 임계치 보정 기능에 의해, 화소마다 임계치 전압(Vth)에 편차나 경시변화가 있었다고 하더라도, 그들의 영향을 받는 일 없이, 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도를 일정하게 유지할 수 있게 된다. 임계치 보정의 원리에 관해서는 후에 상세히 설명한다.
(이동도 보정 기능)
도 2에 도시한 화소(20)는 상술한 임계치 보정 기능에 더하여, 이동도 보정 기능을 구비하고 있다. 즉, 수평 구동 회로(60)가 영상 신호의 신호 전압(Vsig)을 신호선(33)(33-1 내지 33-n)에 공급하고 있는 기간에, 또한, 기록 주사 회로(40)로부터 출력되는 주사 신호(WS)(WS1 내지 WSm)에 응답하여 기록 트랜지스터(23)가 도통하는 기간, 즉 이동도 보정 기간에서, 보존 용량(24)에 입력 신호 전압(Vsig)을 보존할 때에, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 이동도(μ)에 대한 의존성을 지우는 이동도 보정이 행하여진다. 이 이동도 보정의 구체적인 원리 및 동작에 관해서는 후술한다.
(부트 스트랩 기능)
도 2에 도시한 화소(20)는 또한 부트 스트랩 기능도 구비하고 있다. 즉, 기록 주사 회로(40)는 보존 용량(24)에 입력 신호 전압(Vsig)이 보존된 단계에서 주사선(31)(31-1 내지 31-m)에 대한 주사 신호(WS)(WS1 내지 WSm)의 공급을 해제하고, 기록 트랜지스터(23)를 비도통 상태로 하여 구동 트랜지스터(22)의 게이트를 신호선(33)(33-1 내지 33-n)으로부터 전기적으로 분리하여 플로팅 상태로 한다.
구동 트랜지스터(22)의 게이트가 플로팅 상태가 되면, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이에 보존 용량(24)이 접속되어 있음에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 변동하면, 상기 소스 전위(Vs)의 변동에 연동하여(추종하여) 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)도 변동하기 때문에, 이상적으로는 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 일정하게 보존된다.
이와 같이, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)를 소스 전위(Vs)에 추종시켜서, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)을 일정하게 유지하는 동작이 부트 스트랩 동작이다. 이 부트 스트랩 동작에 의해, 유기 EL 소자(21)의 I-V 특성이 경시변화되어도, 상기 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.
즉, 유기 EL 소자(21)의 I-V 특성이 경시변화되고, 이에 수반하여 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 변화하였다고 하여도, 부트 스트랩 동작에 의해 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전위(Vgs)가 일정하게 유지되기 때문에, 유기 EL 소자(21)에 흐르는 전류는 변하지 않고, 따라서 상기 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도도 일정하게 유지된다. 그 결과, 유기 EL 소자(21)의 I-V 특성이 경시변화되어도, 그것에 수반하는 휘도 열화가 없는 화상 표시를 실현할 수 있다.
(본 실시예의 특징)
상술한 임계치 보정 기능, 이동도 보정 기능 및 부트 스트랩 기능중, 적어도 임계치 보정 기능을 갖는 유기 EL 표시 장치(10)에 있어서, 본 실시예에서는 임계치 보정 동작을 이상적으로 행할 수 있도록 하기 위해, 기록 트랜지스터(23)에 의한 영상 신호의 신호 전압(Vsig)의 기록 동작에 앞서서 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 적어도 신호 전압(Vsig)의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)을 플로팅 상태로 하는 것을 특징으로 하고 있다. 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하기 위한 구체적인 실시예에 관해서는 후술한다.
(회로 동작)
다음에, 본 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치(10)의 회로 동작에 관해, 도 4의 타이밍 차트를 기초로, 도 5a 내지 도 6e의 동작 설명도를 이용하여 설명한다. 또한, 도 5a 내지 도 6e의 동작 설명도에서는 도면의 간략화를 위해, 기록 트랜지스터(23)를 스위치의 심볼로 도시하고 있다. 또한, 유기 EL 소자(21)는 기생 용량을 갖고 있고, 상기 기생 용량과 보조 용량(25)을 합성 용량(Csub)으로서 도시하고 있다.
도 4의 타이밍 차트에서는 시간축을 공통으로 하여, 주사선(31)(31-1 내지 31-m)의 전위(주사 신호)(WS)의 변화, 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)의 전위(DS)의 변화, 신호선(33)(33-1 내지 33-n)의 전위의 변화(Vofs/Vsig), 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg) 및 소스 전위(Vs)의 변화를 나타내고 있다.
<비발광 기간>
도 4의 타이밍 차트에서, 시각(t1) 이전은 도 5a에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)이 플로팅 상태에 있고, 구동 트랜지스터(22)에는 전원 공급선(32)으로부터 전류가 공급되지 않기 때문에, 유기 EL 소자(21)가 비발광 상태에 있다.
<임계치 보정 준비 기간>
그리고, 시각(t1)이 되면, 선순차 주사가 새로운 필드에 들어가고, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 플로팅 상태로부터 신호선(33)의 오프셋 전압(Vofs)보다도 충분히 낮은 전위(Vini)로 전환된다.
여기서, 유기 EL 소자(21)의 임계치 전압을 Vel, 공통 전원 공급선(34)의 전위를 Vcath라고 할 때, 저전위(Vini)를 Vini<Vel+Vcath로 하면, 구동 트랜지스 터(22)의 소스 전위(Vs)가 저전위(Vini)와 거의 동등하게 되기 때문에, 유기 EL 소자(21)는 역바이어스 상태가 된다.
다음에, 시각(t2)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로부터 고전위측으로 천이함으로써, 도 5c에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 된다. 이때, 수평 구동 회로(60)로부터 신호선(33)에 대해 오프셋 전압(Vofs)이 공급되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)가 오프셋 전압(Vofs)이 된다. 또한, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)는 오프셋 전압(Vofs)보다도 충분히 낮은 전위(Vini)에 있다.
이때, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)은 Vofs-Vini로 된다. 이 Vofs-Vini가 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)보다도 크지 않다면, 앞에서 기술한 임계치 보정 동작을 할 수 없기 때문에, Vofs-Vcath>Vth의 전위(電位) 관계로 설정할 필요가 있다. 이와 같이, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)를 오프셋 전압(Vofs)에, 소스 전위(Vs)를 저전위(Vini)에 각각 고정하여(확정시켜서) 초기화하는 동작이 임계치 보정 준비의 동작이다.
<임계치 보정 기간>
다음에, 시각(t3)에서, 도 5d에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 저전위(Vini)로부터 고전위(Vccp)로 전환되면, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승을 시작한다. 이윽고, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 상기 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 되고, 상기 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압이 보존 용량(24)에 기록된다.
여기서는 편의상, 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 기록하는 기간을 임계치 보정 기간이라고 부르고 있다. 또한, 이 임계치 보정 기간에서, 전류가 오로지 보존 용량(24)측에 흐르고, 유기 EL 소자(21)측에는 흐르지 않도록 하기 위해, 유기 EL 소자(21)가 컷오프 상태가 되도록 공통 전원 공급선(34)의 전위(Vcath)를 설정하여 두는 것으로 한다.
그리고, 시각(t4)에서, 도 5e에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)이 플로팅 상태로 됨으로써, 임계치 보정 기간이 종료된다.
다음에, 시각(t5)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로 천이함으로써, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태가 된다. 이때, 구동 트랜지스터(22)의 게이트가 플로팅 상태가 되지만, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)과 동등하기 때문에, 상기 구동 트랜지스터(22)는 컷오프 상태에 있다. 따라서 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 흐르지 않는다.
그 후, 시각(t6)에서, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 신호선(33)의 전위가 오프셋 전압(Vofs)으로부터 영상 신호의 신호 전압(Vsig)으로 전환된다.
<기록 기간>
다음에, 시각(t7)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 고전위측으로 천이함으로써, 도 6c에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 되고, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)을 샘플링하여 화소(20) 내에 기록한다. 이 기록 트랜지스터(23)에 의한 신호 전압(Vsig)의 기록에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전 위(Vg)가 신호 전압(Vsig)이 된다.
<이동도 보정 기간>
다음에, 시각(t8)에서, 도 6d에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 플로팅 상태로부터 고전위(Vccp)로 전환됨으로써, 전원 공급선(32)으로부터 구동 트랜지스터(22)에 신호 전압(Vsig)에 따라 전류가 공급된다.
이 신호 전압(Vsig)에 따른 구동 트랜지스터(22)의 구동에 즈음하여, 상기 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 보존 용량(24)에 보존된 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압과 상쇄됨에 의해 임계치 보정이 행하여진다. 임계치 보정의 원리에 관해서는 후술한다.
이때, 유기 EL 소자(21)가 처음에 컷오프 상태(하이 임피던스 상태)에 있기 때문에, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)에 따라 전원 공급선(32)으로부터 구동 트랜지스터(22)에 흐르는 전류(드레인-소스 사이 전류(Ids))는 유기 EL 소자(21)에 병렬로 접속된 합성 용량(Csub)에 흘러 들어가고, 따라서 상기 합성 용량(Csub)의 충전이 시작된다.
이 합성 용량(Csub)의 충전에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 시간의 경과와 함께 상승하여 간다. 이때 이미, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)의 편차는 보정되어 있고, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 상기 구동 트랜지스터(22)의 이동도(μ)에 의존한 것으로 된다.
이윽고, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 Vofs-Vth+△V의 전위까지 상승하면, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)은 Vsig-Vofs+Vth-△ V가 된다. 즉, 소스 전위(Vs)의 상승분(△V)은 보존 용량(24)에 보존된 전압(Vsig-Vofs+Vth)으로부터 공제되도록, 환언하면, 보존 용량(24)의 충전 전하를 방전하도록 작용하고, 부귀환이 걸린 것으로 된다. 따라서 소스 전위(Vs)의 상승분(△V)은 부귀환의 귀환량이 된다.
이와 같이, 구동 트랜지스터(22)에 흐르는 드레인-소스 사이 전류(Ids)를 상기 구동 트랜지스터(22)의 게이트 입력에, 즉 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 부귀환함에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 이동도(μ)에 대한 의존성을 지우는 즉 이동도(μ)의 화소마다의 편차를 보정하는 이동도 보정이 행하여진다.
보다 구체적으로는 영상 신호의 신호 전압(Vsig)이 높을수록 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 커지기 때문에, 부귀환의 귀환량(보정량)(△V)의 절대치도 커진다. 따라서 발광 휘도 레벨에 따른 이동도 보정이 행하여진다. 또한, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)을 일정하게 한 경우, 구동 트랜지스터(22)의 이동도(μ)가 클수록 부귀환의 귀환량(△V)의 절대치도 커지기 때문에, 화소마다의 이동도(μ)의 편차를 제거할 수 있다. 이동도 보정의 원리에 관해서는 후술한다.
<발광 기간>
다음에, 시각(t9)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로 천이함으로써, 도 6e에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태가 된다. 이로써, 구동 트랜지스터(22)의 게이트는 신호선(33)으로부터 분리된다. 이와 동시에, 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 유기 EL 소자(21)에 흐르기 시작함에 의해, 유기 EL 소 자(21)의 애노드 전위는 드레인-소스 사이 전류(Ids)에 따라 상승한다.
유기 EL 소자(21)의 애노드 전위의 상승은 즉 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)의 상승과 다름없다. 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승하면, 보존 용량(24)의 부트 스트랩 동작에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)도 연동하여 상승한다. 이때, 게이트 전위(Vg)의 상승량은 소스 전위(Vs)의 상승량과 동등하게 된다. 따라서, 발광 기간중, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)은 Vsig-Vofs+Vth-△V로 일정하게 유지된다.
그리고, 시각(t10)에서 신호선(33)의 전위가 영상 신호의 신호 전압(Vsig)으로부터 오프셋 전압(Vofs)으로 전환되고, 그 후, 시각(t11)에서 전원 공급선(32)이 플로팅 상태로 됨으로써, 전원 공급선(32)으로부터 구동 트랜지스터(22)에의 전류 공급이 정지하고, 발광 기간이 종료된다.
(임계치 보정의 원리)
여기서, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 보정의 원리에 관해 설명한다. 구동 트랜지스터(22)는 포화 영역에서 동작하도록 설계되어 있기 때문에 정전류원으로서 동작한다. 이로써, 유기 EL 소자(21)에는 구동 트랜지스터(22)로부터, 다음 식(1)로 주어지는 일정한 드레인-소스 사이 전류(구동 전류)(Ids)가 공급된다.
Ids=(1/2)·μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2 …… (1)
여기서, W는 구동 트랜지스터(22)의 채널 폭, L은 채널 길이, Cox는 단위면적당의 게이트 용량이다.
도 7에, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids) 대(對) 게이트-소스 사이 전압(Vgs)의 특성을 도시한다. 이 특성도에 도시하는 바와 같이, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)의 편차에 대한 보정을 행하지 않으면, 임계치 전압(Vth)이 Vth1일 때, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 대응하는 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 Ids1이 됨에 대해, 임계치 전압(Vth)이 Vth2(Vth2>Vth1)일 때, 같은 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 대응하는 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 Ids2(Ids2<Ids)가 된다. 즉, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 변동하면, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 일정하여도 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 변동한다.
이에 대해, 상기 구성의 화소(화소 회로)(20)에서는 앞에서 기술한 바와 같이, 발광시의 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 Vsig-Vofs+Vth-△V이기 때문에 , 이것을 식(1)에 대입하면, 드레인-소스 사이 전류(Ids)는
Ids=(1/2)·μ(W/L)Cox(Vsig-Vofs-△V2) …… (2)
로 표시된다.
즉, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)의 항이 캔슬되어 있고, 구동 트랜지스터(22)로부터 유기 EL 소자(21)에 공급되는 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 의존하지 않는다. 그 결과, 구동 트랜지스터(22)의 제조 프로세스의 편차나 경시변화에 의해, 각 화소마다 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 변동하여도, 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 변동하 지 않기 때문에, 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도도 변동하지 않는다.
(이동도 보정의 원리)
다음에, 구동 트랜지스터(22)의 이동도 보정의 원리에 관해 설명한다. 도 8에, 구동 트랜지스터(22)의 이동도(μ)가 상대적으로 큰 화소(A)와, 구동 트랜지스터(22)의 이동도(μ)가 상대적으로 작은 화소(B)를 비교한 상태에서 특성 커브를 도시한다. 구동 트랜지스터(22)를 폴리실리콘 박막 트랜지스터 등으로 구성한 경우, 화소(A)나 화소(B)와 같이, 화소 사이에서 이동도(μ)가 흐트짐은 피할 수 없다.
화소(A)와 화소(B)에서 이동도(μ)에 편차가 있는 상태에서, 예를 들면 양 화소(A, B)에 동 레벨의 입력 신호 전압(Vsig)을 기록한 경우에, 전혀 이동도(μ)의 보정을 행하지 않으면, 이동도(μ)가 큰 화소(A)에 흐르는 드레인-소스 사이 전류(Ids1')와 이동도(μ)가 작은 화소(B)에 흐르는 드레인-소스 사이 전류(Ids2') 사이에는 큰 차이가 생겨 버린다. 이와 같이, 이동도(μ)의 편차에 기인하여 드레인-소스 사이 전류(Ids)에 화소 사이에서 큰 차가 생기면, 화면의 유니포미티가 손상되게 된다.
여기서, 앞에서 기술한 식(1)의 트랜지스터 특성식으로부터 분명한 바와 같이, 이동도(μ)가 크면 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 커진다. 따라서 부귀환에서의 귀환량(△V)은 이동도(μ)가 커질수록 커진다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 이동도(μ)가 큰 화소(A)의 귀환량(△V1)은 이동도가 작은 화소(B)의 귀환량(△V2)에 비하여 크다. 그래서, 이동도 보정 동작에 의해 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소 스 사이 전류(Ids)를 입력 신호 전압(Vsig)측에 부귀환시킴으로써, 이동도(μ)가 클수록 부귀환이 크게 걸리게 되기 때문에, 이동도(μ)의 편차를 억제할 수 있다.
구체적으로는 이동도(μ)가 큰 화소(A)에서 귀환량(△V1)의 보정을 걸으면, 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 Ids1'로부터 Ids1까지 크게 하강한다. 한편, 이동도(μ)가 작은 화소(B)의 귀환량(△V2)은 작기 때문에, 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 Ids2'로부터 Ids2까지의 하강이 되고, 그만큼 크게 하강하지 않는다. 결과적으로, 화소(A)의 드레인-소스 사이 전류(Ids1)와 화소(B)의 드레인-소스 사이 전류(Ids2)는 거의 동등하게 되기 때문에, 이동도(μ)의 편차가 보정된다.
이상을 정리하면, 이동도(μ)가 다른 화소(A)와 화소(B)가 있는 경우, 이동도(μ)가 큰 화소(A)의 귀환량(△V1)은 이동도(μ)가 작은 화소(B)의 귀환량(△V2)에 비하여 작아진다. 즉, 이동도(μ)가 큰 화소일수록 귀환량(△V)이 크고, 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 감소량이 커진다. 따라서 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)를 입력 신호 전압(Vsig)측에 부귀환시킴으로써, 이동도(μ)가 다른 화소의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 전류치가 균일화되고, 그 결과, 이동도(μ)의 편차를 보정할 수 있다.
여기서, 도 2에 도시한 화소(화소 회로)(20)에서, 임계치 보정, 이동도 보정의 유무에 의한 영상 신호의 신호 전위(샘플링 전위)(Vsig)와 구동 트랜지스터(22)의 드레인·소스 사이 전류(Ids)의 관계에 관해 도 9를 이용하여 설명한다.
도 9에서, 도 9a는 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행하지 않는 경우, 도 9b는 이동도 보정을 행하지 않고, 임계치 보정만을 행한 경우, 도 9c는 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행한 경우를 각각 도시하고 있다. 도 9a에 도시하는 바와 같이, 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행하지 않는 경우에는 임계치 전압(Vth) 및 이동도(μ)의 화소(A, B)마다의 편차에 기인하여 드레인·소스 사이 전류(Ids)에 화소(A, B) 사이에서 큰 차가 생기게 된다.
이에 대해, 임계치 보정만을 행한 경우는 도 9b에 도시하는 바와 같이, 상기 임계치 보정에 의해 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 편차를 어느 정도 저감할 수 있는 것이지만, 이동도(μ)의 화소(A, B)마다의 편차에 기인하는 화소(A, B) 사이에서의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 차는 남는다. 그래서, 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행함으로써, 도 9c에 도시하는 바와 같이, 임계치 전압(Vth) 및 이동도(μ)의 화소(A, B)마다의 편차에 기인하는 화소(A, B) 사이에서의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 차를 거의 없앨 수 있기 때문에, 어느 계조에서도 유기 EL 소자(21)의 휘도 편차는 발생하지 않고, 양호한 화질의 표시 화상을 얻을 수 있다.
(본 실시예의 작용 효과)
상술한 바와 같이, 적어도 임계치 보정 기능을 갖는 유기 EL 표시 장치(10)에 있어서, 기록 트랜지스터(23)에 의한 영상 신호의 신호 전압(Vsig)의 기록 동작에 앞서고, 임계치 보정 기간(t3 내지 t4)에서 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 적어도 신호 전압(Vsig)의 기록 동작이 시작될 때까지의 t4 내지 t7의 기간(본 예에서는 시각(t4 내지 t8)의 기간)에서 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 함으로써, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 적어도 t4 내지 t7의 기간에서 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 함으로써, 전원 공급선(32)으로부터 구동 트랜지스터(22)에 대해 전류가 공급되지 않기 때문에, 구동 트랜지스터(22)에 리크 전류가 흐르지 않는다. 리크 전류가 흐르지 않으면, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 변동하는 일이 없기 때문에 , 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)은 보존 용량(24)에 보존된 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압으로 유지된다.
이로써, 이후의 기록 트랜지스터(23)에 의한 영상 신호의 신호 전압(Vsig)의 기록 동작시에, 소망하는 임계치 보정 동작, 즉 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)을 보존 용량(24)의 보존 전압과 상쇄하는 이상적인 보정 동작을 확실하게 실행할 수 있기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)의 편차나 경시변화의 영향을 받지 않고, 고화질의 표시 화상을 얻는다는 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다.
그와 관련하여, 유기 EL 소자(21)의 발광 기간/비발광 기간을 제어하는 트랜지스터로서 구동 트랜지스터(22)를 겸용하는 구성을 채택하는 경우, 전원 공급선(32)의 전위(DS)를 고전위(Vccp)와 저전위(Vini)로 전환하는 것으로 되기 때문에, 일반적으로는 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 고전위(Vccp) 또는 저전위(Vini)에 고정되게 된다.
그리고, 전원 공급선(32)을 시각(t4 내지 t8)의 기간에서 플로팅 상태로 하지 않고, 임계치 보정 기간(t3 내지 t4)에서의 동작에 의해 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 전원 공급선(32) 의 전위(DS)를 고전위(Vccp)에 고정한 상태로 한 채로, 시각(t7)에서 신호 전압(Vsig)의 기록 동작으로 들어가도록 한 경우, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 고전위(Vccp)에 고정된 상태에 있으면, 구동 트랜지스터(22)에 리크 전류가 흐르기 때문에, 상기 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 리크 전류의 전류치에 따라 상승한다. 이때, 기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태에 있고, 구동 트랜지스터(22)의 게이트가 플로팅 상태에 있기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)의 상승에 추종하여 게이트 전위(Vg)도 상승한다.
그러나, 기록 트랜지스터(23)의 게이트와 구동 트랜지스터(22)의 게이트 사이에 기생 용량이 존재하기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승할 때, 상기 기생 용량의 영향에 의해 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)의 상승분이 소스 전위(Vs)의 상승분보다도 작아지기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압보다도 작아진다.
이와 같이, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs), 즉 보존 용량(24)의 보존 전압이 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압보다도 작으면, 시각(t7)에서 영상 신호의 신호 전압(Vsig)을 기록할 때에, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)을 보존 용량(24)의 보존 전압과 상쇄할 수 없게 되기 때문에, 임계치 보정의 동작이 정상적으로 행하여지지 않게 된다.
구동 트랜지스터(22)에 흐르는 리크 전류에 의해 소스 전위(Vs)가 상승할 때 에, 기록 트랜지스터(23)의 게이트와 구동 트랜지스터(22)의 게이트 사이에 존재하는 기생 용량의 영향에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)의 상승분이 소스 전위(Vs)의 상승분보다도 작아지는 것에 관해서는 앞에서 기술한 부트 스트랩 동작일 때에도 말할 수 있다.
단, 앞에서 기술한 부트 스트랩 동작에서는 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)가 소스 전위(Vs)에 추종하여 상승함으로써, 이상적인 동작으로서, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 일정하게 유지된다고 하고 있다.
부트 스트랩 동작이 이상적이 아니었다고 하여도, 즉 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)의 상승분이 소스 전위(Vs)의 상승분보다도 작아지고, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 작아졌다고 하여도, 그 만큼 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도가 약간 낮아질뿐이기 때문에 , 임계치 보정을 이상적으로 행할 수 없게 되는 것에 비하면, 표시 화상에 대한 영향은 거의 없는 것과 같다고 할 수 있다.
또한, 여기서는 시각(t4 내지 t8)의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 한다고 하였지만, 적어도 신호 전압(Vsig)의 기록 동작이 시작될 때까지의 t4 내지 t7의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 함으로써, 소기의 목적을 달성할 수 있다.
단, 시각(t4 내지 t8)의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하도록 한 경우는 도 4의 타이밍 차트로부터 분명한 바와 같이, 시각(t4 내지 t8)의 기간이 신호 전압(Vsig)의 기록 기간이 되고, 시각(t8 내지 t9)의 기간이 이동도 보정 기 간이 된다. 즉, 기록 기간과 이동도 보정 기간을 나누어서, 기록 기간이 끝난 후에 이동도 보정 기간에 들어가도록 할 수 있다.
이와 같이, 기록 기간의 후에 이동도 보정 기간을 설정함에 의해, 신호 전압(Vsig)의 기록이 충분히 행하여진 상태에서 이동도 보정을 이행할 수 있기 때문에, 이동도 보정을 안정하게 행할 수 있고, 결과적으로, 화소 사이에의 이동도 보정의 편차를 없애고, 화질의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 화소 회로(20)의 전기 광학 소자로서, 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이 적용예로 한정되는 것이 아니고, 디바이스에 흐르는 전류치에 따라 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기 광학 소자(발광 소자)를 이용한 표시 장치 전반에 대해 적용 가능하다.
[다른 실시예]
계속해서, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 적어도 신호 전압(Vsig)의 기록 동작이 시작될 때까지의 t4 내지 t7의 기간(상기한 예에서는 시각(t4 내지 t8)의 기간)에서 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하는 제어 수단의 구체적인 실시예에 관해 설명한다.
(실시예 1)
도 10은 실시예 1에 관한 제어 수단의 구성예를 도시하는 회로도이다. 여기서는 전원 공급 주사 회로(50)가 있는 화소 행의 최종단 버퍼(50A)와 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)을 도시하고 있다.
최종단 버퍼(50A)는 고전위(Vccp)의 전원 라인에 소스 전극이 접속된 P채널 MOS 트랜지스터(P11)와, 저전위(Vini)의 전원 라인에 소스 전극이 접속되고, P채널 MOS 트랜지스터(P11)와 드레인 전극 및 게이트 전극이 각각 공통으로 접속된 N채널 MOS 트랜지스터(N11)로 이루어지는 CMOS 인버터 구성으로 되어 있다.
최종단 버퍼(50A)에는 그 전단(前段)으로부터 주사 펄스(DSIN)가 입력된다. 이 최종단 버퍼(50A)에서, MOS 트랜지스터(P11, N11)의 드레인 공통 접속 노드(n11)는 상기 최종단 버퍼(50A)의 출력단이 됨과 함께, 전원 공급 주사 회로(50)가 있는 화소 행의 출력단이 된다.
그리고, 시각(t4 내지 t8)의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하는 제어 수단은 드레인 공통 접속 노드(n11)와 전원 공급선(32) 사이에 접속된 스위치 소자(80)에 의해 구성되어 있다. 스위치 소자(80)는 MOS 스위치나 CMOS 트랜스퍼 스위치 등의 전자 스위치에 의해 실현 가능하고, 제어 펄스(DSF)에 응답하여 온(폐)/오프(개) 동작을 행한다.
다음에, 실시예 1의 회로 동작에 관해 도 11의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 11의 타이밍 차트에서는 주사선(31)의 전위(WS), 최종단 버퍼(50A)에 입력되는 주사 펄스(DSIN), 최종단 버퍼(50A)로부터 출력되는 전원 전위(DSOUT), 제어 펄스(DSF) 및 전원 공급선(32)의 전위(DS)의 타이밍 관계를 도시하고 있다.
도 11의 타이밍 차트에 도시하는 바와 같이, 주사 펄스(DSIN)는 시각(t3)까지 고전위(이하, 「"H"레벨」이라고 기술한다), 시각(t3)부터 시각(t12)의 기간에 걸쳐서 저전위(이하, 「"L"레벨」이라고 기술한다), 시각(t12) 이후 "H"레벨이 된 다.
한편, 제어 펄스(DSF)는 시각(t1)부터 시각(t4)까지의 기간 및 시각(t8)부터 시각(t11)까지의 기간에 "H"레벨, 시각(t1)까지, 시각(t4)부터 시각(t8)까지의 기간 및 시각(t11) 이후의 기간에 "L"레벨이 된다.
주사 펄스(DSIN)가 최종단 버퍼(50A)에 입력됨으로써, 상기 최종단 버퍼(50A)로부터는 시각(t3)까지 저전위(Vini), 시각(t3)부터 시각(t12)의 기간에 걸쳐서 전위(Vccp), 시각(t12) 이후 저전위(Vini)의 전원 전위(DSOUT)가 출력된다.
이에 대해, 스위치 소자(80)는 제어 펄스(DSF)에 응답하여, 시각(t1)까지의 기간, 시각(t4)부터 시각(t8)까지의 기간 및 시각(t11) 이후의 기간에 오프 상태가 되어 최종단 버퍼(50A)의 출력단(드레인 공통 접속 노드(n11))과 전원 공급선(32) 사이의 전기적 접속을 차단한다.
이 스위치 소자(80)의 작용에 의해, 전원 공급선(32)은 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 신호 전압(Vsig)의 기록 기간이 종료될 때까지의 t4 내지 t8의 기간에서 플로팅 상태가 된다. 그 결과, 신호 전압(Vsig)의 기록시에, 이상적인 임계치 보정 동작을 실현할 수 있다.
또한, 스위치 소자(80)를 온/오프 제어하는 제어 펄스(DSF)에 관해서는 전원 공급 주사 회로(50)를 구성하는 시프트 레지스터의 후단에 일반적으로 마련되는 로직 회로에서, 시프트 레지스터로부터 출력되는 시프트 펄스를 기준으로 하여 논리 연산에 의해 생성할 수 있다.
(실시예 2)
도 12는 실시예 2에 관한 제어 수단의 구성예를 도시하는 회로도이고, 도면중, 도 10과 동등 부분에는 동일 부호를 붙여서 나타내고 있다. 여기서는 전원 공급 주사 회로(50)가 있는 화소 행의 최종단 버퍼(50B)와 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)을 도시하고 있다.
최종단 버퍼(50B)는 고전위(Vccp)의 전원 라인에 소스 전극이 접속된 P채널 MOS 트랜지스터(P11)와, 저전위(Vini)의 전원 라인에 소스 전극이 접속되고, P채널 MOS 트랜지스터(P11)와 게이트 전극이 공통으로 접속된 N채널 MOS 트랜지스터(N11)와, P채널 MOS 트랜지스터(P11)의 드레인 전극에 소스 전극이 접속된 P채널 MOS 트랜지스터(P12)와, P채널 MOS 트랜지스터(P12)와 드레인 전극이 공통으로 접속되고, N채널 MOS 트랜지스터(N11)의 드레인 전극에 소스 전극이 접속된 N채널 MOS 트랜지스터(N12)로 이루어지는 클록드 인버터 구성으로 되어 있다.
최종단 버퍼(50B)에는 그 전단으로부터 주사 펄스(DSIN)가 입력된다. 또한, MOS 트랜지스터(N12, P12)의 각 게이트에는 서로 역상(逆相)의 제어 펄스(DSF, xDSF)가 인가된다.
최종단 버퍼(50B)에서, MOS 트랜지스터(P12, N12)의 드레인 공통 접속 노드(n12)는 상기 최종단 버퍼(50B)의 출력단이 됨과 함께, 전원 공급 주사 회로(50)가 있는 화소 행의 출력단이 된다. 드레인 공통 접속 노드(n12)에는 전원 공급선(32)이 접속되어 있다. 그리고, MOS 트랜지스터(N12, P12)는 시각(t4 내지 t8)의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하는 제어 수단으로서 기능한다.
다음에, 실시예 2의 회로 동작에 관해 도 13의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 11의 타이밍 차트에서는 주사선(31)의 전위(WS), 최종단 버퍼(50A)에 입력되는 주사 펄스(DSIN), 제어 펄스(DSF, xDSF) 및 전원 공급선(32)의 전위(DS)의 타이밍 관계를 도시하고 있다.
도 13의 타이밍 차트에 도시하는 바와 같이, 주사 펄스(DSIN)는 시각(t3)까지 "H"레벨, 시각(t3)부터 시각(t12)의 기간에 걸쳐서 "L"레벨, 시각(t12) 이후에 "H"레벨이 된다.
한편, 제어 펄스(DSF)는 시각(t1)부터 시각(t4)까지의 기간 및 시각(t8)부터 시각(t11)까지의 기간에 "H"레벨, 그 이외의 기간에 "L"레벨이 된다. 제어 펄스(DSF)는 시각(t1)부터 시각(t4)까지의 기간 및 시각(t8)부터 시각(t11)까지의 기간에 "L"레벨, 그 이외의 기간에 "H"레벨이 된다.
주사 펄스(DSIN)가 시각(t3)까지 "H"레벨임으로써, N채널 MOS 트랜지스터(N11)가 도통 상태가 되고, 저전위(Vini)를 출력한다. 그러나, 시각(t1)까지는 제어 펄스(DSF)가 "L"레벨에 있음으로써, N채널 MOS 트랜지스터(N12)가 비도통 상태가 되어 N채널 MOS 트랜지스터(N11)와 전원 공급선(32) 사이의 전기적 접속을 차단한다.
이때, P채널 MOS 트랜지스터(P11)도 비도통 상태에 있다. 따라서 시각(t1)까지는 전원 공급선(32)은 플로팅 상태가 된다. 그리고, 시각(t1)에서 제어 펄스(DSF)가 "H"레벨이 됨으로써, N채널 MOS 트랜지스터(N12)가 도통 상태로 되기 때문에, 상기 MOS 트랜지스터(N12)를 통하여 N채널 MOS 트랜지스터(N11)로부터 전원 공급선(32)에 저전위(Vini)가 공급된다.
시각(t3)부터 시각(t12)까지의 기간에서는 주사 펄스(DSIN)가 "L"레벨이 됨으로써, P채널 MOS 트랜지스터(P11)가 도통 상태가 되고, 고전위(Vccp)를 출력한다. 그러나, 시각(t4)부터 시각(t8)까지의 기간에서는 제어 펄스(xDSF)가 "H"레벨에 있음으로써, P채널 MOS 트랜지스터(P12)가 비도통 상태가 되어 P채널 MOS 트랜지스터(P11)와 전원 공급선(32) 사이의 전기적 접속을 차단한다.
이때, N채널 MOS 트랜지스터(N11)도 비도통 상태에 있다. 따라서 시각(t4)부터 시각(t8)까지의 기간에서는 전원 공급선(32)은 플로팅 상태가 된다. 그 이외 기간에서는 P채널 MOS 트랜지스터(P12)가 도통 상태가 되기 때문에, 상기 MOS 트랜지스터(P12)를 통하여 P채널 MOS 트랜지스터(P11)로부터 전원 공급선(32)에 고전위(Vccp)가 공급된다.
이와 같이, 클록드 인버터 구성의 최종단 버퍼(50B)에서, MOS 트랜지스터(N12, P12)의 작용에 의해, 전원 공급선(32)은 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 신호 전압(Vsig)의 기록 기간이 종료될 때까지의 t4 내지 t8의 기간에서 플로팅 상태가 된다. 그 결과, 신호 전압(Vsig)이 기록시에 있어서, 이상적인 임계치 보정 동작을 실현할 수 있다.
또한, MOS 트랜지스터(N12, P12)의 각 게이트에 클록 펄스로서 주어지는 제어 펄스(DSF, xDSF)에 관해서는 전원 공급 주사 회로(50)를 구성하는 시프트 레지스터의 후단에 일반적으로 마련되는 로직 회로에서, 시프트 레지스터로부터 출력되는 시프트 펄스를 기준으로 하여 논리 연산에 의해 생성할 수 있다.
(실시예 3)
도 14는 실시예 3에 관한 제어 수단의 구성예를 도시하는 회로도이다. 여기서는 전원 공급 주사 회로(50)가 있는 화소 행의 최종단 버퍼(50C)와 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)을 도시하고 있다.
최종단 버퍼(50C)는 고전위(Vccp)의 전원 라인에 소스 전극이 접속된 P채널 MOS 트랜지스터(P13)와, 저전위(Vini)의 전원 라인에 소스 전극이 접속되고, P채널 MOS 트랜지스터(P13)와 드레인 전극이 공통으로 접속된 N채널 MOS 트랜지스터(N13)로 이루어지고, 2상(相)의 주사 펄스(DSP, DSN)를 MOS 트랜지스터(P13, N13)의 각 게이트 입력으로 하는 2상 입력 인버터 구성으로 되어 있다.
이 최종단 버퍼(50C)에서, MOS 트랜지스터(P13, N13)의 드레인 공통 접속 노드(n13)는 상기 최종단 버퍼(50C)의 출력단이 됨과 함께, 전원 공급 주사 회로(50)가 있는 화소 행의 출력단이 된다. 드레인 공통 접속 노드(n13)에는 전원 공급선(32)이 접속되어 있다.
2상의 주사 펄스(DSP, DSN)는 도 15의 타이밍 차트에 도시하는 위상 관계로 되어 있다. 즉, 주사 펄스(DSP)는 시각(t3)까지, 시각(t4)부터 시각(t8)까지의 기간 및 시각(t11) 이후에 "H"레벨, 시각(t3)부터 시각(t4)까지의 기간 및 시각(t8)부터 시각(t11)까지의 기간에 "L"레벨이 된다. 주사 펄스(DSN)는 시각(t1)부터 시각(t3)까지의 기간에 "H"레벨, 그 이외의 기간에서는 "L"레벨이 된다.
다음에, 실시예 3의 회로 동작에 관해 도 15의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 11의 타이밍 차트에서는 주사선(31)의 전위(WS), 최종단 버퍼(50C)에 입 력되는 2상의 주사 펄스(DSP, DSN) 및 전원 공급선(32)의 전위(DS)의 타이밍 관계를 도시하고 있다.
시각(t1)까지는 주사 펄스(DSP)가 "H"레벨, 주사 펄스(DSN)가 "L"레벨임으로써, P채널 MOS 트랜지스터(P13) 및 N채널 MOS 트랜지스터(N13)가 모두 비도통 상태가 되기 때문에, 드레인 공통 접속 노드(n13), 여기에 접속된 전원 공급선(32)이 플로팅 상태가 된다.
시각(t1)부터 시각(t3)까지의 기간에서는 주사 펄스(DSN)가 "H"레벨이 됨에 의해 N채널 MOS 트랜지스터(N13)가 도통 상태가 되기 때문에, 저전위(Vini)가 드레인 공통 접속 노드(n13)를 통하여 전원 공급선(32)에 공급된다.
시각(t3)부터 시각(t4)까지의 기간에서는 주사 펄스(DSP, DSN)가 모두 "L"레벨에 있음으로써, N채널 MOS 트랜지스터(N13)가 비도통 상태가 되고, P채널 MOS 트랜지스터(P13)가 도통 상태가 되기 때문에, 고전위(Vccp)가 드레인 공통 접속 노드(n13)를 통하여 전원 공급선(32)에 공급된다.
시각(t4)부터 시각(t8)까지의 기간에서는 주사 펄스(DSP)가 "H"레벨, 주사 펄스(DSN)가 "L"레벨이 됨으로써, P채널 MOS 트랜지스터(P13) 및 N채널 MOS 트랜지스터(N13)가 모두 비도통 상태가 되기 때문에, 전원 공급선(32)이 플로팅 상태가 된다.
시각(t8)부터 시각(t11)까지의 기간에서는 주사 펄스(DSP, DSN)가 모두 "L"레벨에 있음으로써, N채널 MOS 트랜지스터(N13)가 비도통 상태가 되고, P채널 MOS 트랜지스터(P13)가 도통 상태가 되기 때문에, 고전위(Vccp)가 드레인 공통 접속 노 드(n13)를 통하여 전원 공급선(32)에 공급된다.
시각(t11) 이후에는 주사 펄스(DSP)가 "H"레벨, 주사 펄스(DSN)가 "L"레벨이 됨으로써, P채널 MOS 트랜지스터(P13) 및 N채널 MOS 트랜지스터(N13)가 모두 비도통 상태가 되기 때문에, 전원 공급선(32)이 플로팅 상태가 된다.
상술한 동작 설명으로부터 분명한 바와 같이, 최종단 버퍼(50C)를 구성하는 MOS 트랜지스터(N13, P13)는 시각(t4 내지 t8)의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하는 제어 수단으로서 기능한다.
그리고, 2상의 주사 펄스(DSP, DSN)는 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)의 전위(DS)를, 전원 공급 주사 회로(50)의 주사에 동기하여 고전위(Vccp)와 저전위(Vini)로 적절히 전환함과 함께, 시각(t4 내지 t8)의 기간에 전원 공급선(32)을 플로팅 상태로 하는 제어 펄스로서도 기능한다.
이와 같이, 2상 입력 인버터 구성의 최종단 버퍼(50C)에서, MOS 트랜지스터(N13, P13)의 작용에 의해, 전원 공급선(32)은 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 보존 용량(24)에 보존한 후, 신호 전압(Vsig)의 기록 기간이 종료될 때까지의 t4 내지 t8의 기간에서 플로팅 상태가 된다. 그 결과, 신호 전압(Vsig)의 기록시에 있어서, 이상적인 임계치 보정 동작을 실현할 수 있다.
또한, 2상의 주사 펄스(DSP, DSN)에 관해서는 전원 공급 주사 회로(50)를 구성한 시프트 레지스터의 후단에 일반적으로 마련되는 로직 회로에서, 시프트 레지스터로부터 출력되는 시프트 펄스를 기준으로 하여 논리 연산에 의해 생성할 수 있다.
[적용예]
이상 설명한 본 발명에 의한 표시 장치는 한 예로서, 도 16 내지 도 20에 도시하는 다양한 전자 기기, 예를 들면, 디지털 카메라, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 휴대 단말 장치, 비디오 카메라 등, 전자 기기에 입력된 영상 신호, 또는 전자 기기 내에서 생성한 영상 신호를, 화상 또는 영상으로서 표시한 모든 분야의 전자 기기의 표시 장치에 적용하는 것이 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함에 의해, 상기 표시 장치는 전기 광학 소자의 발광 기간/비발광 기간을 제어하는 트랜지스터로서 구동 트랜지스터를 겸용하고, 상기 구동 트랜지스터에 공급하는 전원 전위를 고전위와 저전위로 전환함에 의해 발광 기간/비발광 기간의 제어를 행하는 구성을 채택하는 경우에, 소망하는 임계치 보정을 확실하게 행할 수 있다, 환언하면, 이상적인 임계치 보정을 행할 수 있기 때문에, 양질의 화상 표시를 행할 수 있는 이점이 있다. 이하에, 본 발명이 적용되는 전자 기기의 한 예에 관해 설명한다.
또한, 본 발명에 의한 표시 장치는 밀봉된 구성의 모듈 형상의 것도 포함한다. 예를 들면, 화소 어레이부(30)에 투명한 유리 등의 대향부에 부착되어 형성된 표시 모듈이 해당한다. 이 투명한 대향부에는 컬러 필터, 보호막 등, 나아가서는 상기한 차광막이 마련되어도 좋다. 또한, 표시 모듈에는 외부로부터 화소 어레이부에의 신호 등을 입출력하기 위한 회로부나 FPC(플렉시블 프린트 서킷) 등이 마련되어 있어도 좋다.
도 16은 본 발명이 적용되는 텔레비전을 도시하는 사시도이다. 본 적용예에 관한 텔레비전은 프런트 패널(102)이나 필터 유리(103) 등으로 구성되는 영상 표시 화면부(101)를 포함하고, 그 영상 표시 화면부(101)로서 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함에 의해 작성된다.
도 17은 본 발명이 적용되는 디지털 카메라를 도시하는 사시도로서, 도 17a는 표면측에서 본 사시도, 도 17b는 이면측에서 본 사시도이다. 본 적용예에 관한 디지털 카메라는 플래시용의 발광부(111), 표시부(112), 메뉴 스위치(113), 셔터 버튼(114) 등을 포함하고, 그 표시부(112)로서 본 발명에 관한 표시 장치를 이용함으로써 제작된다.
도 18은 본 발명이 적용되는 노트형 퍼스널 컴퓨터를 도시하는 사시도이다. 본 적용예에 관한 노트형 퍼스널 컴퓨터는 본체(121)에, 문자 등을 입력할 때 조작되는 키보드(122), 화상을 표시하는 표시부(123) 등을 포함하고, 그 표시부(123)로서 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함으로써 제작된다.
도 19는 본 발명이 적용되는 비디오 카메라를 도시하는 사시도이다. 본 적용예에 관한 비디오 카메라는 본체부(131), 전방을 향한 측면에 피사체 촬영용의 렌즈(132), 촬영시의 스타트/스톱 스위치(133), 표시부(134) 등을 포함하고, 그 표시부(134)로서 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함으로써 제작된다.
도 20은 본 발명이 적용되는 휴대 단말 장치, 예를 들면 휴대 전화기를 도시하는 사시도이고, 도 20a는 열린 상태에서의 정면도, 도 20b는 그 측면도, 도 20c는 닫은 상태에서의 정면도, 도 20d는 좌측면도, 도 20e는 우측면도, 도 20f는 상면도, 도 20g는 하면도이다. 본 적용예에 관한 휴대 전화기는 상측 몸체(141), 하 측 몸체(142), 연결부(여기서는 힌지부)(143), 디스플레이(144), 서브 디스플레이(145), 픽처 라이트(146), 카메라(147) 등을 포함하고, 그 디스플레이(144)나 서브 디스플레이(145)로서 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함으로써 제작된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 알맞는 실시 형태에 관해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에서, 각종의 변경예 또는 수정예를 상도할 수 있음은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치의 구성의 개략을 도시하는 시스템 구성도.
도 2는 화소(화소 회로)의 구체적인 구성예를 도시하는 회로도.
도 3은 화소의 단면 구조의 한 예를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치의 회로 동작의 설명에 제공하는 타이밍 차트.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 한 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치의 회로 동작의 설명도(그 1).
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 한 실시예에 관한 유기 EL 표시 장치의 회로 동작의 설명도.
도 7은 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)의 편차에 기인하는 과제의 설명에 제공하는 특성도.
도 8은 구동 트랜지스터의 이동도(μ)의 편차에 기인하는 과제의 설명에 제공하는 특성도.
도 9a 내지 도 9c는 임계치 보정, 이동도 보정의 유무에 의한 영상 신호의 신호 전압과 구동 트랜지스터의 드레인·소스 사이 전류와의 관계의 설명에 제공하는 특성도.
도 10은 실시예 1에 관한 제어 수단의 구성예를 도시하는 회로도.
도 11은 실시예 1에 관한 제어 수단의 동작 설명에 제공하는 타이밍 차트.
도 12는 실시예 2에 관한 제어 수단의 구성예를 도시하는 회로도.
도 13은 실시예 2에 관한 제어 수단의 동작 설명에 제공하는 타이밍 차트.
도 14는 실시예 3에 관한 제어 수단의 구성예를 도시하는 회로도.
도 15는 실시예 3에 관한 제어 수단의 동작 설명에 제공하는 타이밍 차트.
도 16은 본 발명이 적용되는 텔레비전을 도시하는 사시도.
도 17a 본 발명이 적용되는 디지털 카메라의 표면측에서 본 사시도이고, 도 17b는 본 발명이 적용되는 디지털 카메라의 이면측에서 본 사시도.
도 18은 본 발명이 적용되는 노트형 퍼스널 컴퓨터를 도시하는 사시도.
도 19는 본 발명이 적용되는 비디오 카메라를 도시하는 사시도.
도 20a는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 열린 상태에서의 정면도이고 도 20b는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 측면도이고, 도 20c는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 닫힌 상태에서의 정면도이고, 도 20d는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 좌측면도이고, 도 20d는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 우측면도이고, 도 20f는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 상면도이고, 도 20g는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 하면도.

Claims (8)

  1. 표시 장치에 있어서,
    전기 광학 소자와,
    영상 신호를 샘플링하여 기록하는 기록 트랜지스터와,
    상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량과,
    상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기 광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와,
    상기 화소 어레이부의 각 화소를 행 단위로 선택 주사하여 상기 기록 트랜지스터에 의한 기록 구동을 행하는 제 1 주사 수단과,
    상기 화소 어레이부의 화소 행마다 배선되고, 상기 구동 트랜지스터에 전류를 공급하는 전원 공급선에 대해 제 1 전위와 상기 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 상기 제 1 주사 수단에 의한 선택 주사에 동기하여 선택적으로 공급하는 제 2 주사 수단과,
    상기 기록 트랜지스터에 의한 상기 영상 신호의 기록 동작에 앞서서 상기 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 상기 보존 용량에 보존한 후, 적어도 상기 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 상기 전원 공급선을 플로팅 상태로 하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제 1 전위 및 상기 제 2 전위의 각 전원 라인과 상기 전원 공급선 사이의 전기적 접속을 차단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제 2 주사 수단의 출력단과 상기 전원 공급선 사이에 접속된 스위치 소자인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 주사 수단은,
    상기 제 1 전위의 전원 라인에 소스 전극이 접속된 제 1 P채널 트랜지스터와,
    상기 제 2 전위의 전원 라인에 소스 전극이 접속되고, 상기 제 1 P채널 트랜지스터와 게이트 전극이 공통으로 접속된 제 1 N채널 트랜지스터와,
    상기 제 1 P채널 트랜지스터의 드레인 전극에 소스 전극이 접속된 제 2 P채널 트랜지스터와,
    상기 제 2 P채널 트랜지스터와 드레인 전극이 공통으로 접속되고, 상기 제 1 N채널 트랜지스터의 드레인 전극에 소스 전극이 접속된 제 2 N채널 트랜지스터로 이루어지는 최종단 버퍼를 가지며,
    상기 제 2 P채널 트랜지스터 및 상기 제 2 N채널 트랜지스터가 상기 제어 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 주사 수단은,
    상기 제 1 전위의 전원 라인에 소스 전극이 접속된 P채널 트랜지스터와,
    상기 제 2 전위의 전원 라인에 소스 전극이 접속되고, 상기 P채널 트랜지스터와 드레인 전극이 공통으로 접속된 N채널 트랜지스터로 이루어지고,
    2상의 주사 펄스를 상기 P채널 트랜지스터 및 상기 N채널 트랜지스터의 각 게이트 입력으로 하는 최종단 버퍼를 가지며,
    상기 P채널 트랜지스터 및 상기 N채널 트랜지스터가 상기 제어 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 전기 광학 소자와,
    입력 신호 전압을 샘플링하여 기록하는 기록 트랜지스터와,
    상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 입력 신호 전압을 보존하는 보존 용량과,
    상기 보존 용량에 보존된 입력 신호 전압에 의거하여 상기 전기 광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와,
    상기 화소 어레이부의 각 화소를 행 단위로 선택 주사하여 상기 기록 트랜지스터에 의한 기록 구동을 행하는 제 1 주사 수단과,
    상기 화소 어레이부의 화소 행마다 배선되고, 상기 구동 트랜지스터에 전류를 공급하는 전원 공급선에 대해 제 1 전위와 상기 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 상기 제 1 주사 수단에 의한 선택 주사에 동기하여 선택적으로 공급하는 제 2 주사 수단을 구비한 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 기록 트랜지스터에 의한 상기 영상 신호의 기록 동작에 앞서서 상기 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 상기 보존 용량에 보존한 후, 적어도 상기 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 상기 전원 공급선을 플로팅 상태로 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  7. 전자 기기에 있어서,
    전기 광학 소자와,
    입력 신호 전압을 샘플링하여 기록하는 기록 트랜지스터와,
    상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 입력 신호 전압을 보존하는 보존 용량과,
    상기 보존 용량에 보존된 입력 신호 전압에 의거하여 상기 전기 광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와,
    상기 화소 어레이부의 각 화소를 행 단위로 선택 주사하여 상기 기록 트랜지 스터에 의한 기록 구동을 행하는 제 1 주사 수단과,
    상기 화소 어레이부의 화소 행마다 배선되고, 상기 구동 트랜지스터에 전류를 공급하는 전원 공급선에 대해 제 1 전위와 상기 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 상기 제 1 주사 수단에 의한 선택 주사에 동기하여 선택적으로 공급하는 제 2 주사 수단과,
    상기 기록 트랜지스터에 의한 상기 영상 신호의 기록 동작에 앞서서 상기 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 상기 보존 용량에 보존한 후, 적어도 상기 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 상기 전원 공급선을 플로팅 상태로 하는 제어 수단을 구비한 표시 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  8. 표시 장치에 있어서,
    전기 광학 소자와,
    영상 신호를 샘플링하여 기록하는 기록 트랜지스터와,
    상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량과,
    상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기 광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 화소 어레이부와,
    상기 화소 어레이부의 각 화소를 행 단위로 선택 주사하여 상기 기록 트랜지 스터에 의한 기록 구동을 행하는 제 1 주사부와,
    상기 화소 어레이부의 화소 행마다 배선되고, 상기 구동 트랜지스터에 전류를 공급하는 전원 공급선에 대해 제 1 전위와 상기 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 상기 제 1 주사부에 의한 선택 주사에 동기하여 선택적으로 공급하는 제 2 주사부와,
    상기 기록 트랜지스터에 의한 상기 영상 신호의 기록 동작에 앞서서 상기 구동 트랜지스터의 임계치 전압에 상당하는 전압을 상기 보존 용량에 보존한 후, 적어도 상기 영상 신호의 기록 동작이 시작될 때까지의 기간에서 상기 전원 공급선을 플로팅 상태로 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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