KR20090017978A - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

화소 어레이부와; 전원 공급선; 및 보조 전극을 포함하고, 화소 각각은 보조 용량을 구비하고, 각 화소에 대해 상기 보조 용량의 한쪽의 전극은 구동 트랜지스터의 소스 전극에 접속되고, 다른쪽의 전극은 보조 전극에 접속되는 표시 장치가 개시된다.

Description

표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE AND ELECTROINC EQUIPMENT}
우선권 정보
본 발명은 2007년 8월 15일자로 일본특허청에 특허출원된 일본특허원 제2007-211623호를 우선권으로 주장한다.
기술분야
본 발명은, 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히 전기광학 소자를 포함하는 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 이루어지는 평면형(플랫 패널형)의 표시 장치 및 해당 표시 장치를 갖는 전자 기기에 관한 것이다.
근래, 화상 표시를 행하는 표시 장치의 분야에서는, 전기광학 소자를 포함하는 화소(화소 회로)가 행렬 형상으로 배치되어 이루어지는 평면형의 표시 장치가 급속하게 보급되고 있다. 평면형의 표시 장치로서는, 디바이스에 흐르는 전류치에 따라 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기광학 소자, 예를 들면 유기 박막에 전계를 걸면 발광하는 현상을 이용한 유기 EL(Electro Luminescence) 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치가 개발되고, 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 자발광 소자이기 때문에, 액정 셀을 포함하는 화소마다 해당 액정 셀에서 광원(백라이트)으로부터의 광강도를 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 동화상 표시에서 잔상이 발생하지 않는다.
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 간단한 것이지만, 전기광학 소자의 발광 기간이 주사선(즉, 화소 수)의 증가에 의해 감소하기 때문에, 대형이면서 고정밀 표시 장치의 실현이 어려운 등의 문제가 있다.
그 때문에, 근래, 전기광학 소자에 흐르는 전류를, 해당 전기광학 소자와 같은 화소 회로 내에 마련한 능동 소자, 예를 들면 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터(일반적으로는, TFT(Thin Film Transistor ; 박막 트랜지스터))에 의해 제어하는 액티브 매트릭스 방식의 표시 장치의 개발이 왕성하게 행하여지고 있다. 액티브 매트릭스 방식의 표시 장치는, 전기광학 소자가 1프레임의 기간에 걸쳐서 발광을 지속하기 때문에, 대형이면서 고정밀 표시 장치의 실현이 용이하다.
그런데, 일반적으로, 유기 EL 소자의 I-V 특성(전류-전압 특성)은, 시간이 경과하면 열화(이른바, 경시 열화)하는 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 접속되게 되기 때문에, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시 열화하면, 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, 해당 구동 트랜지스터와 유기 EL 소자의 동작점으로 정해진다. 그리고, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 열화하면, 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, 해당 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 경시 열화에 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 달라지게 된다(개개의 트랜지스터 특성에 편차가 있다).
구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 화소마다 다르면, 화 소마다 구동 트랜지스터에 흐르는 전류치에 편차가 생기기 때문에, 구동 트랜지스터의 게이트에 화소 사이에서 같은 전압을 인가하여도, 유기 EL 소자의 발광 휘도가 화소 사이에서 달라지게 되고, 그 결과, 화면의 일양성(균일성)이 손상된다.
그래서, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시 열화하거나, 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 경시 변화하거나 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 제공하는 구성을 채택하고 있다(예를 들면, 일본 특개2006-133542호 공보(이하, 특허문헌1로 칭함) 참조).
특허문헌1에 기재된 종래 기술에서는, 화소의 각각에, 유기 EL 소자의 특성 변동에 대한 보상 기능 및 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)의 변동에 대한 보정 기능을 갖게 함으로써, 유기 EL 소자의 I-V 특성이 경시 열화하거나, 구동 트랜지스터의 임계치 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 경시 변화하거나 하였다고 하여도, 그들의 영향을 받는 일 없이, 유기 EL 소자의 발광 휘도를 일정하게 유지할 수가 있지만, 그 반면, 화소를 구성하는 소자 수가 많고, 화소 사이즈의 미세화, 나아가서는 표시 장치의 고정밀화의 방해가 된다.
또한, 화소에 영상 신호를 기록할 때의 기록 게인은, 기록한 영상 신호를 보존하는 보존 용량의 용량치나 유기 EL 소자의 용량 성분의 용량치 등에 의해 정해지는(그 상세에 관해서는 후술한다) 것인데, 표시 장치의 고정밀화에 수반하여 화소 사이즈의 미세화가 진행되면, 유기 EL 소자를 형성하는 전극의 사이즈가 작아지고, 그에 수반하여 유기 EL 소자의 용량 성분의 용량치가 작아지기 때문에, 영상 신호의 기록 게인이 저하된다. 기록 게인이 저하되면, 영상 신호에 대응하는 신호 전위를 보존 용량에 보존할 수 없기 때문에, 영상 신호의 신호 레벨에 대응하는 발광 휘도가 얻어지지 않게 된다.
그래서, 본 발명은, 보다 적은 구성 소자로 화소를 구성함과 함께, 영상 신호의 기록 게인을 충분히 확보할 수 있도록 한 표시 장치 및 해당 표시 장치를 이용한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 화소 어레이부와, 전원 공급선과 보조 전극을 포함하는 것으로 규정된다. 화소 어레이부는 행렬 형상으로 정렬된 화소를 포함한다. 각 화소는 전기광학 소자와, 영상 신호를 기록하는 기록 트랜지스터, 및 상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량을 포함한다. 또한, 각 화소는 상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 더 포함한다.
전원 공급부는, 상기 화소 어레이부의 화소행마다, 인접하는 화소행에 속하는 상기 주사선과 근접하여 배선되고, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극에 대해 제 1 전위와 해당 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 선택적으로 인가한다. 보조 전극은, 상기 화소 어레이부의 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되고, 고정 전위를 제공 받는다. 상기 화소는 보조 용량을 구비한다. 각 화소에 대해 상기 보조 용량의 전극 중 한쪽의 전극은 상기 구동 트랜지스터의 소스 전극에 접속되고 다른쪽의 전극은 상기 보조 전극에 접속된다.
상기 구성의 표시 장치 및 해당 표시 장치를 갖는 전자 기기에서, 전원 공급선을 통과하여 구동 트랜지스터의 드레인 전극에 제 1 전위와 제 2 전위를 선택적으로 공급함으로써, 전원 공급선으로부터 전류의 공급을 받는 구동 트랜지스터는, 제 1 전위의 공급시에 전기광학 소자를 발광 구동하고, 제 2 전위의 공급시에 전기광학 소자를 비발광으로 한다. 이로써, 구동 트랜지스터는, 전기광학 소자를 전류 구동하는 기능에 더하여, 발광/비발광을 제어하는 기능을 갖는다. 따라서 발광/비발광을 제어하기 위한 전용의 트랜지스터가 불필요해진다.
또한, 보존 용량에 더하여, 구동 트랜지스터의 소스 전극에 일단이 접속된 보조 용량을 구비함으로써, 영상 신호의 기록 게인이 전기광학 소자의 용량 성분, 보존 용량 및 보조 용량의 각 용량치로 정해지기 때문에, 보조 용량의 용량치분만큼 영상 신호의 기록 게인을 올릴 수가 있다. 여기서, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되고, 고정 전위가 주어진 보조 전극에 대해, 보조 용량의 다른쪽의 전극을 화소마다 접속함으로써, 보조 용량을 형성하는데 즈음하여, TFT 레이어에서 캐소드 배선을 마련하는 일 없이, 보조 용량의 다른쪽의 전극에 고정 전위를 주고, 해당 고정 전위에 대해 보조 용량을 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 구동 트랜지스터에 전기광학 소자를 전류 구동하는 기능에 더하여, 발광/비발광을 제어하는 기능을 갖게 함으로써, 기록 트랜지스터와 구동 트랜지스터의 2개의 트랜지스터보다 적은 구성 소자로 화소를 구성할 수 있다. 또한, 보존 용량에 더하여 보조 용량을 갖음으로써, 영상 신호의 기록 게인을 충분히 확보할 수 있다.
그리고, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되고, 고정 전위가 주어진 보조 전극에 대해, 보조 용량의 다른쪽의 전극을 화소마다 접속함으로써, TFT 레이어에서 캐소드 배선을 마련하지 않아도, 다른쪽의 전극에 고정 전위를 줄 수가 있다. 이로써, 배선 저항을 억제하면서 고정 전위에 대해 보조 용량을 형성할 수 있기 때문에, 배선 저항에 기인하여 발생한 가로 누화(crosstalk)를 억제할 수 있고, 따라서 표시 화상의 화질 향상을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[본 발명의 전제가 되는 표시 장치］
도 1은, 본 발명의 전제가 되는 액티브 매트릭스형 표시 장치의 구성의 개략을 도시하는 시스템 구성도이다.
여기서는, 한 예로서, 디바이스에 흐르는 전류치에 응하여 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기광학 소자, 예를 들면 유기 EL 소자(유기 전계 발광 소자)를 화소(화소 회로)의 발광 소자로서 이용하는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 경우를 예로 들어 설명하는 것으로 한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(10)는, 화소(PXLC)(20)가 행렬 형상(매트릭스형상)으로 2차원 배치되어 이루어지는 화소 어레이부(30)와, 해당 화소 어레이부(30)의 주변에 배치되고, 각 화소(20)를 구동하는 구동부를 갖는 구성으로 되어 있다. 화소(20)를 구동하는 구동부로서는, 예를 들면, 기록 주사 회로(40), 전원 공급 주사 회로(50) 및 수평 구동 회로(60)가 마련되어 있다.
화소 어레이부(30)에는, m행n열의 화소 배열에 대해, 화소행마다 주사선(31-1 내지 31-m)과 전원 공급선(32-1 내지 32-m)이 배선되고, 화소열마다 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, 기록 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 순차로 기록 펄스(주사 신호)(WS1 내지 WSm)를 공급함에 의해 화소 어레이부(30)의 각 화소(20)를 행 단위로 순번대로 주사(선순차(線順次) 주사)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 다른 전위, 즉 제 1 전위(Vccp)와 해당 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 선택적으로 공급함에 의해, 화소(20)의 발광/비발광의 제어를 행한다.
수평 구동 회로(60)는, 신호 공급원(도시 생략)으로부터 공급되는 휘도 정보에 응한 영상 신호의 신호 전압(이하, 단지 "신호 전압"이라고 기술하는 경우도 있 다)(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 기록한다. 즉, 수평 구동 회로(60)는, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)을 행(라인) 단위로 기록하는 선순차 기록의 구동 형태를 채택하고 있다.
여기서, 오프셋 전압(Vofs)은, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)의 기준이 되는 기준 전압(예를 들면, 흑 레벨에 상당하는 전압)이다. 또한, 제 2 전위(Vini)는, 오프셋 전압(Vofs)보다도 낮은 전위, 예를 들면, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압을 Vth라고 할 때 Vofs-Vth보다도 낮은 전위, 바람직하게는 Vofs-Vth보다도 충분히 낮은 전위로 설정된다.
(화소 회로)
도 2는, 화소(화소 회로)(20)의 구체적인 구성예를 도시하는 회로도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 화소(20)는, 디바이스에 흐르는 전류치에 응하여 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기광학 소자, 예를 들면 유기 EL 소자(21)를 발광 소자로서 가지며, 해당 유기 EL 소자(21)에 더하여, 구동 트랜지스터(22), 기록 트랜지스터(23) 및 보존 용량(24)을 갖는 화소 구성, 즉 2개의 트랜지스터(Tr)와 하나의 용량 소자(C)로 이루어지는 2Tr/1C의 화소 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 화소(20)에서는, 구동 트랜지스터(22) 및 기록 트랜지스터(23)로서 N채널형의 TFT를 이용하고 있다. 단, 여기서의 구동 트랜지스터(22) 및 기록 트랜지스터(23)의 도전형의 조합은 한 예에 지나지 않고, 이들의 조합으로 한 정되는 것은 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 중 하나)에 접속되어 있다.
기록 트랜지스터(23)는, 게이트 전극이 주사선(31)(31-1 내지 31-m 중 하나)에 접속되고, 한쪽의 전극(소스 전극/드레인 전극)이 신호선(33)(33-1 내지 33-n 중 하나)에 접속되고, 다른쪽의 전극(드레인 전극/소스 전극)이 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
보존 용량(24)은, 한쪽의 전극이 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 접속되고, 다른쪽의 전극이 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극(유기 EL 소자(21)의 애노드 전극)에 접속되어 있다.
2Tr/1C의 화소 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 상태가 됨에 의해, 신호선(33)을 통하여 수평 구동 회로(60)로부터 공급되는 휘도 정보에 응한 영상 신호의 신호 전압(Vsig) 또는 오프셋 전압(Vofs)을 샘플링하여 화소(20) 내에 기록한다.
기록된 신호 전압(Vsig) 또는 오프셋 전압(Vofs)은, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 인가됨과 함께 보존 용량(24)에 보존된다. 구동 트랜지스터(22)는, 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m 중 하나)의 전위(DS)가 제 1 전위(Vccp)에 있는 때에, 전원 공급선(32)으로부터 전류의 공급을 받아서, 보존 용량(24)에 보존된 신호 전압(Vsig)의 전압치에 응한 전류치의 구동 전류를 유기 EL 소자(21)에 공급하고, 해당 유기 EL 소자(21)를 전류 구동함에 의해 발광시킨다.
(유기 EL 표시 장치의 회로 동작)
다음에, 상기 구성의 유기 EL 표시 장치(10)의 회로 동작에 관해, 도 3의 타이밍 파형도를 기초로, 도 4 내지 도 6의 동작 설명도를 이용하여 설명하다. 또한, 도 4 내지 도 6의 동작 설명도에서는, 도면의 간략화를 위해, 기록 트랜지스터(23)를 스위치의 심볼로 도시하고 있다. 또한, 유기 EL 소자(21)는 용량 성분을 갖고 있기 때문에, 해당 EL 용량(25)에 대해서도 도시하고 있다.
도 3의 타이밍 파형도에서는, 주사선(31)(31-1 내지 31-m 중 하나)의 전위(기록 펄스)(WS)의 변화, 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m 중 하나)의 전위(DS)(Vccp/Vini)의 변화, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg) 및 소스 전위(Vs)의 변화를 도시하고 있다.
<발광 기간>
도 3의 타이밍 차트에서, 시각(t1) 이전은 유기 EL 소자(21)가 발광 상태에 있다(발광 기간). 이 발광 기간에서는, 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 제 1 전위(Vccp)에 있고, 또한, 기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태에 있다.
이 때, 구동 트랜지스터(22)는 포화 영역에서 동작하도록 설정되어 있기 때문에, 도 4의 A에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)으로부터 구동 트랜지스터(22)를 통하여 해당 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 응한 구동 전류(드레인-소스 사이 전류)(Ids)가 유기 EL 소자(21)에 공급된다. 따라서, 유기 EL 소자(21)가 구동 전류(Ids)의 전류치에 응한 휘도로 발광한다.
<임계치 보정 준비 기간>
그리고, 시각(t1)이 되면, 선순차 주사가 새로운 필드에 들어가고, 도 4의 B에 도시하는 바와 같이, 전원 공급선(32)의 전위(DS)가 제 1 전위(이하, "고전위"라고 기술한다)(Vccp)로부터, Vofs-Vth(Vofs: 신호선(33)의 오프셋 전압)보다도 충분히 낮은 제 2 전위(이하, "저전위"라고 기술한다)(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+Vcath라고 하면, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 저전위(Vini)와 거의 동등하게 되기 때문에, 유기 EL 소자(21)는 역바이어스 상태가 되어 소광한다.
다음에, 시각(t2)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로부터 고전위측으로 천이함으로써, 도 4의 C에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 된다. 이 때, 수평 구동 회로(60)로부터 신호선(33)에 대해 오프셋 전압(Vofs)이 공급되고 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.
이 때, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)은 Vofs-Vini가 된다. 여기서, Vofs-Vini가 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)보다도 크지 않으면, 후술하는 임계치 보정 동작을 행할 수가 없기 때문에, Vofs-Vini>Vth의 전 위 관계로 설정할 필요가 있다. 이와 같이, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)를 오프셋 전압(Vofs)으로, 소스 전위(Vs)를 저전위(Vini)로 각각 고정하여 초기화하는 동작이 임계치 보정 준비의 동작이다.
<1회째의 임계치 보정 기간>
다음에, 시각(t3)에서, 도 4의 D에 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 시작하고, 1회째의 임계치 보정 기간으로 들어간다. 이 1회째의 임계치 보정 기간에서, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승함에 의해 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 소정의 전위(Vx1)가 되고, 이 전위(Vx1)가 보존 용량(24)에 보존된다.
계속해서, 이 수평 기간(1H)의 후반에 들어간 시각(t4)에서, 도 5의 A에 도시하는 바와 같이, 수평 구동 회로(60)로부터 신호선(33)에 대해 영상 신호의 신호 전압(Vsig)이 공급됨에 의해, 신호선(33)의 전위가 오프셋 전압(Vofs)으로부터 신호 전압(Vsig)으로 천이한다. 이 기간에서는, 다른 행의 화소에 대한 신호 전압(Vsig)의 기록이 행하여진다.
이 때, 자행(自行)의 화소에 대해 신호 전압(Vsig)의 기록이 행하여지지 않도록 하기 위해, 주사선(31)의 전위(WS)를 고전위측으로부터 저전위측으로 천이시키고, 기록 트랜지스터(23)를 비도통 상태로 한다. 이로써, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극은 신호선(33)으로부터 분리되어 플로팅 상태가 된다.
여기서, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극이 플로팅 상태에 있을 때는, 구 동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이에 보존 용량(24)이 접속되어 있음에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 변동하면, 해당 소스 전위(Vs)의 변동에 연동하여(추종하여) 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)도 변동한다. 이것이 보존 용량(24)에 의한 부트스트랩 동작이다.
시각(t4) 이후에도, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승을 계속하고, Va1만큼 상승한다(Vs=Vofs-Vx1+Va1). 이 때, 부트스트랩 동작에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)의 상승에 연동하여, 게이트 전위(Vg)도 Va1만큼 상승한다(Vg=Vofs+Va1).
<2회째의 임계치 보정 기간>
시각(t5)에서 다음의 수평 기간으로 들어가, 도 5의 B에 도시하는 바와 같이, 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로부터 고전위측으로 천이하고, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 되는 동시에, 수평 구동 회로(60)로부터 신호선(33)에 대해 신호 전압(Vsig)에 대신하여 오프셋 전압(Vofs)이 공급되고, 2회째의 임계치 보정 기간으로 들어간다.
이 2회째의 임계치 보정 기간에서는, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 됨으로써 오프셋 전압(Vofs)이 기록되기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)가 재차 오프셋 전압(Vofs)으로 초기화된다. 이 때의 게이트 전위(Vg)의 저하에 연동하여 소스 전위(Vs)도 저하된다. 그리고 재차, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승을 시작한다.
그리고, 이 2회째의 임계치 보정 기간에서, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전 위(Vs)가 상승함에 의해 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 소정의 전위(Vx2)가 되고, 이 전위(Vx2)가 보존 용량(24)에 보존된다.
계속해서, 이 수평 기간의 후반에 들어간 시각(t6)에서, 도 5의 C에 도시하는 바와 같이, 수평 구동 회로(60)로부터 신호선(33)에 대해 영상 신호의 신호 전압(Vsig)이 공급됨에 의해, 신호선(33)의 전위가 오프셋 전압(Vofs)으로부터 신호 전압(Vsig)으로 천이한다. 이 기간에서는, 다른 행(전회의 기록 행의 다음의 행)의 화소에 대한 신호 전압(Vsig)의 기록이 행하여진다.
이 때, 자행(自行)의 화소에 대해 신호 전압(Vsig)의 기록이 행하여지지 않도록 하기 위해, 주사선(31)의 전위(WS)를 고전위측으로부터 저전위측으로 천이시키고, 기록 트랜지스터(23)를 비도통 상태로 한다. 이로써, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극은 신호선(33)으로부터 분리되어 플로팅 상태가 된다.
시각(t6) 이후에도, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승을 계속하여, Va2만큼 상승한다(Vs=Vofs-Vx1+Va2). 이 때, 부트스트랩 동작에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)의 상승에 연동하여, 게이트 전위(Vg)도 Va2만큼 상승한다(Vg=Vofs+Va2).
<3회째의 임계치 보정 기간>
시각(t7)에서 다음의 수평 기간으로 들어가기, 도 5의 D에 도시하는 바와 같이, 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로부터 고전위측으로 천이하고, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 되는 동시에, 수평 구동 회로(60)로부터 신호선(33)에 대해 신호 전압(Vsig)에 대신하여 오프셋 전압(Vofs)이 공급되고, 3회째의 임계치 보정 기간으로 들어간다.
이 3회째의 임계치 보정 기간에서는, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 됨으로써 오프셋 전압(Vofs)이 기록되기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)가 재차 오프셋 전압(Vofs)으로 초기화된다. 이 때의 게이트 전위(Vg)의 저하에 연동하여 소스 전위(Vs)도 저하된다. 그리고 재차, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승을 시작한다.
구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 상승하고, 이윽고, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 해당 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)에 수속함에 의해, 해당 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압이 보존 용량(24)에 보존된다.
상술한 3회의 임계치 보정 동작에 의해, 화소 개개의 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 검출되어 해당 임계치 전압(Vth)에 상당하는 전압이 보존 용량(24)에 보존되게 된다. 또한, 3회의 임계치 보정 기간에서, 전류가 오로지 보존 용량(24)측으로 흐르고, 유기 EL 소자(21)측으로는 흐르지 않도록 하기 위해, 유기 EL 소자(21)가 컷오프 상태가 되도록 공통 전원 공급선(34)의 전위(Vcath)를 설정하여 두는 것으로 한다.
<신호 기록 기간 ＆ 이동도 보정 기간>
다음에, 시각(t8)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로 천이함으로써, 도 6의 A에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태가 되고, 동시에, 신호선(33)의 전위가 오프셋 전압(Vofs)으로부터 영상 신호의 신호 전압(Vsig) 으로 전환된다.
기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태가 됨으로써, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극이 플로팅 상태가 되지만, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)이 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)과 동등하기 때문에, 해당 구동 트랜지스터(22)는 컷오프 상태에 있다. 따라서 구동 트랜지스터(22)에 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 흐르지 않는다.
계속해서, 시각(t9)에서, 주사선(31)의 전위(WS)가 고전위측으로 천이함으로써, 도 6의 B에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 도통 상태가 되어 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 전위(Vg)가 신호 전압(Vsig)이 된다.
그리고, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)에 의한 구동 트랜지스터(22)의 구동에 있어서, 해당 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.
이 때, 유기 EL 소자(21)는 처음에 컷오프 상태(하이 임피던스 상태)에 있기 때문에, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)에 응하여 전원 공급선(32)으로부터 구동 트랜지스터(22)에 흐르는 전류(드레인-소스 사이 전류(Ids))는 유기 EL 소자(21)의 EL 용량(25)으로 흘러 들어가고, 따라서 해당 EL 용량(25)의 충전이 시작된다.
이 EL 용량(25)의 충전에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 시 간의 경과와 함께 상승하여 간다. 이 때 이미, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)의 편차는 보정(임계치 보정)되어 있고, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)는 해당 구동 트랜지스터(22)의 이동도(μ)에 의존하게 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 해당 구동 트랜지스터(22)의 게이트 입력으로, 즉 게이트-소스 사이 전압(Vgs)으로 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 응한 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(t10)에서 주사선(31)의 전위(WS)가 저전위측으로 천이함으로써, 도 6의 C에 도시하는 바와 같이, 기록 트랜지스터(23)가 비도통 상태가 된다. 이로써, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극은 신호선(33)으로부터 분리되어 플로팅 상태가 된다.
구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극이 플로팅 상태가 되고, 그와 동시에, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 유기 EL 소자(21)에 흐르기 시작함에 의해, 유기 EL 소자(21)의 애노드 전위는, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류(Ids)에 응하여 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 부트스트랩 동작에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위(Vg)도 연동하여 상승한다.
이 때, 부트스트랩 게인이 1(이상치)이라고 가정한 경우, 게이트 전위(Vg)의 상승량은 소스 전위(Vs)의 상승량과 동등하게 된다. 그래서, 발광 기간중 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전압(Vgs)은 Vsig-Vofs+Vth-△V로 일정으로 유지된다. 그리고, 시각(t11)에서 신호선(33)의 전위가 영상 신호의 신호 전압(Vsig)으로부터 오프셋 전압(Vofs)으로 전환된다.
이상의 동작 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 예에서는, 신호 기록 및 이동도 보정이 행하여지는 1H 기간과, 해당 1H 기간에 선행하는 2H 기간의, 합계 3H 기간에 걸쳐서 임계치 보정 기간을 두고 있다. 이로써, 임계치 보정 기간으로서 충분한 시간을 확보할 수 있기 때문에, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)을 확실하게 검출하여 보존 용량(24)에 보존하고, 임계치 보정 동작을 확실하게 행할 수 있다.
또한, 임계치 보정 기간을 3H 기간에 걸쳐서 마련한다고 하였지만, 이것은 한 예에 지나지 않고, 신호 기록 및 이동도 보정이 행하여지는 1H 기간에서 임계치 보정 기간으로서 충분한 시간을 확보할 수 있다면, 선행하는 수평 기간에 걸쳐서 임계치 보정 기간을 설정할 필요는 없고, 또한, 고정밀화에 수반하여 1H 기간이 짧아지고, 임계치 보정 기간을 3H 기간에 걸쳐서 마련하여도 충분한 시간을 확보할 수가 없는 것이라면, 4H 기간 이상에 걸쳐서 임계치 보정 기간을 설정하는 것도 가능하다.
(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, 다음의 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 단위 면적당의 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 화소마다의 편차에 대한 보정을 행하지 않으면, 임계치 전압(Vth)이 Vth1일 때, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 대응한 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 Ids1이 된다.
이에 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.
한편, 상기 구성의 화소(화소 회로)(20)에서는, 선술한 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-△V)2 …… (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 편차이나 경시 변화에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 임계치 전압(Vth)이 화소마다 변동하여도, 드레인-소스 사이 전류(Ids)가 변동하지 않기 때문에, 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.
(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 상태로 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 흐트러지는 것은 피할 수가 없다.
화소(A)와 화소(B)에서 이동도(μ)에 편차가 있는 상태에서, 예를 들면 양 화소(A, B)에 동 레벨의 영상 신호의 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 차가 생겨 버린다. 이와 같이, 이동도(μ)의 화소마다의 편차에 기인하여 드레인-소스 사이 전류(Ids)에 화소 사이에서 큰 차가 생기면, 화면의 유니포미티가 손상되게 된다.
여기서, 선술한 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-소스 사이 전류(Ids)를 영상 신호의 신호 전압(Vsig)측으로 부귀환시킴에 의해, 이동도(μ)가 클수록 부귀환이 크게 걸리게 되기 때문에, 이동도(μ)의 화소마다의 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 되어, 그렇게 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 화소마다의 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 커진다. 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 영상 신호의 신호 전압(Vsig)측으로 부귀환시킴에 의해, 이동도(μ)가 다른 화소의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 전류치가 균일화된다. 그 결과, 이동도(μ)의 화소마다의 편차를 보정할 수 있다.
여기서, 도 2에 도시한 화소(화소 회로)(20)에서, 임계치 보정, 이동도 보정 의 유무에 의한 영상 신호의 신호 전위(샘플링 전위)(Vsig)와 구동 트랜지스터(22)의 드레인·소스 사이 전류(Ids)와의 관계에 관해 도 9를 이용하여 설명한다.
도 9에서, A는 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행하지 않는 경우, B는 이동도 보정을 행하지 않고, 임계치 보정만을 행한 경우, C는 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행한 경우를 각각 도시하고 있다. 도 9의 A에 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 9의 B에 도시하는 바와 같이, 해당 임계치 보정에 의해 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 편차를 어느 정도 저감할 수 있지만, 이동도(μ)의 화소(A, B)마다의 편차에 기인한 화소(A, B) 사이에서의 드레인-소스 사이 전류(Ids)의 차는 남는다.
그리고, 임계치 보정 및 이동도 보정을 함께 행함에 의해, 도 9의 C에 도시하는 바와 같이, 임계치 전압(Vth) 및 이동도(μ)의 화소(A, B)마다의 편차에 기인한 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.
또한, 도 2에 도시한 화소(20)는, 임계치 보정 및 이동도 보정의 각 보정 기능에 더하여, 선술한 부트스트랩 기능을 구비하고 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 유기 EL 소자(21)의 I-V 특성이 경시 변화하고, 이에 수반하여 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위(Vs)가 변화하였다고 하여도, 보존 용량(24)에 의한 부트스트랩 동작에 의해, 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스 사이 전위(Vgs)가 일정하게 유지되기 때문에, 유기 EL 소자(21)에 흐르는 전류는 변화하지 않는다. 따라서 유기 EL 소자(21)의 발광 휘도도 일정하게 유지되기 때문에, 유기 EL 소자(21)의 I-V 특성이 경시 변화하여도, 그에 수반하는 휘도 열화가 없는 화상 표시를 실현할 수 있다.
[유기 EL 소자의 용량 성분의 용량치 저하에 기인하는 문제점］
상술한 바와 같이, 임계치 보정 및 이동도 보정의 각 보정 기능을 갖는 유기 EL 표시 장치(10)에서, 고정밀화에 수반하여 화소 사이즈의 미세화가 진행되면, 유기 EL 소자(21)를 형성하는 전극 사이즈가 작아지고, 그에 수반하여 유기 EL 소자(21)의 용량 성분의 용량치가 작아진다. 그러면, 유기 EL 소자(21)의 용량 성분의 용량치가 내려간 분만큼, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)의 기록 게인이 저하된다.
여기서, EL 용량(25)의 용량치를 Cel, 보존 용량(24)의 용량치를 Cs라고 하면, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)을 기록한 때에, 보존 용량(24)에 실제로 보존되는 전압(Vgs)은,
Vgs=Vsig×{1-Cs/(Cs+Cel)} …… (3)
이라는 식으로 표시된다.
따라서 신호 전압(Vsig)에 대한 보존 용량(24)의 보존 전압(Vgs)의 비율, 즉 기록 게인(G)(=Vgs/Vsig)은,
G=1-Cs/(Cs+Cel) …… (4)
가 된다. 이 식(4)로부터 분명한 바와 같이, 유기 EL 소자(21)의 용량 성분의 용량치(Cel)가 저하되면, 그 정도 만큼 기록 게인(G)이 저하되는 것을 알 수 있다.
이 기록 게인(G)의 저하를 보충하기 위해서는, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극에 보조 용량을 붙이면 좋다. 이 보조 용량의 용량치를 Csub라고 하면, 기록 게인(G)은,
G=1-Cs/(Cs+Cel+Csub) …… (5)
라는 식으로 표시된다.
이 식(5)로부터 분명한 바와 같이, 부가하는 보조 용량의 용량치(Csub)가 클수록 기록 게인(G)이 1에 가까워지고, 화소(20)에 기록하는 영상 신호의 신호 전압(Vsig)에 가까운 전압(Vgs)을 보존 용량(24)에 보존할 수 있기 때문에, 화소(20)에 기록하는 영상 신호의 신호 전압(Vsig)에 대응한 발광 휘도를 얻을 수 있다.
이상의 것으로부터 분명한 바와 같이, 보조 용량의 용량치(Csub)를 조정함에 의해, 영상 신호의 신호 전압(Vsig)의 기록 게인(G)을 조정할 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터(22) 사이즈는, 유기 EL 소자(21)의 발광색에 따라 다르다. 따라서 유기 EL 소자(21)의 발광색에 응하여, 즉 구동 트랜지스터(22) 사이즈에 응하여 보조 용량의 용량치(Csub)를 조정함에 의해, 화이트 밸런스를 취할 수가 있다.
또한, 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스 사이 전류를 Ids, 이동도 보정에 의한 보정된 전압분을 △V라고 하면, 선술한 이동도 보정을 행하는 이동도 보정 기간(t)은,
t=(Cel+Csub)×△V/Ids …… (6)
이라는 식으로 정해진다. 이 식(6)으로부터 분명한 바와 같이, 보조 용량의 용량치(Csub)에 의해 이동도 보정 기간(t)을 조정할 수 있다.
[보조 용량을 갖는 화소 구성］
도 10은, 보조 용량을 갖는 화소 구성을 도시하는 회로도이고, 도면중, 도 2와 동등 부분에는 동일 부호를 붙여서 나타내고 있다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 화소(20)는, 유기 EL 소자(21)를 발광 소자로서 가지며, 해당 유기 EL 소자(21)에 더하여, 구동 트랜지스터(22), 기록 트랜지스터(23) 및 보존 용량(24)을 갖는 화소 구성에서, 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극에 한쪽의 전극이, 고정 전위인 공통 전원 공급선(34)에 다른쪽의 전극이 각각 접속된 보조 용량(26)을 갖는 구성으로 되어 있다.
여기서, 보조 용량(26)을 형성하는데 즈음하여, TFT 레이어(도 16 내지 도 18의 TFT 레이어(207)에 상당)에서 캐소드 배선을 마련하면, 화소(20)의 레이아웃 면적의 제약이나 배선 저항 때문에 가로 누화 등의 문제가 발생한다. 배선 저항 때문에 가로 누화가 발생하는 것은 다음의 이유에 의한다.
TFT 레이어에서 캐소드 배선을 마련하면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 유기 EL 소자(21)의 캐소드 전극과 공통 전원 공급선(34) 사이에 배선 저항(R)이 개재하게 된다. 그러면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 신호선(33)의 전위 변동에 동기하 여 유기 EL 소자(21)의 캐소드 전위가 변동된다. 그리고, 이 캐소드 전위의 흔들림이, 예를 들면 흑(黑) 윈도우를 표시하는 경우에, 도 13에 도시하는 바와 같이, 표시 화면상에서 흑 윈도우의 가로방향으로 밝은 누화(가로 누화)로서 보이게 된다.
[본 실시 형태의 특징 부분］
그래서, 본 실시 형태에서는, 유기 EL 소자(21)의 캐소드 전극이 되는 공통 전원 공급선(34)과 전기적으로 접속되고, 유기 EL 소자(21)의 애노드 전극과 같은 레이어(애노드 레이어)에서, 도 14에 도시하는 바와 같이, 화소 어레이부(30)의 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로(화소행마다) 배선된 고정 전위(캐소드 전위)의 보조 전극(35)을 적극적으로 활용하여, 해당 보조 전극(35)에 대해 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극을 화소(20)마다 전기적으로 접속함에(콘택트를 취한다) 의해 보조 용량(26)을 형성하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
도 14에서는, 보조 전극(35)이 화소 어레이부(30)의 각 화소(20)에 대해 행형상으로 배선되어 있지만, 이것은 한 예에 지나지 않고, 화소 어레이부(30)의 각 화소(20)에 대해 보조 전극(35)이 열형상(각 화소열에 대해 하나) 또는 격자형상(각 화소행과 각 화소열에 대해 하나)으로 배선된 구성이 채택된` 경우도 있다. 이들의 경우에도, 행형상의 배선의 경우와 마찬가지로, 보조 전극(35)에 대해 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극을 화소(20)마다 콘택트를 취할 수 있다.
(화소의 레이아웃 구조)
도 15는, 보조 용량(26)을 갖는 화소(20)의 레이아웃 구조를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 화소(20)에서, 상측의 화소행에 가까운 부분에 행방향(화소행의 화소의 배열 방향)에 따라 주사선(31)(31-1 내지 31-m)이 배선되고, 중간부분보다도 하측에 전원 공급선(32)(32-1 내지 32-m)이 행방향에 따라 배선되고, 하측의 화소행과의 사이에 보조 전극(35)이 행방향에 따라 배선되어 있다. 또한, 좌측의 화소열에 가까운 부분에 열방향(화소열의 화소의 배열 방향)에 따라 신호선(33)(33-1 내지 33-n)이 배선되어 있다.
그리고, 화소(20)의 주사선(31)과 전원 공급선(32)으로 끼여지는 영역에, 구동 트랜지스터(22), 기록 트랜지스터(23) 및 보존 용량(24)이 형성되어 있다. 또한, 화소(20)의 전원 공급선(32)과 보조 전극(35)으로 끼여지는 영역에 보조 용량(26)이 형성되어 있다. 보조 용량(26)은 그 다른쪽의 전극이, 보조 전극(35)에 대해 콘택트부(36)로 화소마다 콘택트(전기적 접속)가 취하여저 있다. 보조 전극(35)에는, 선술한 바와 같이, 공통 전원 공급선(34)으로부터 고정 전위(캐소드 전위)가 주어저 있다.
이와 같이, 유기 EL 소자(21)의 캐소드 전극이 되는 공통 전원 공급선(34)으로부터 고정 전위가 주어지는 보조 전극(35)이, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되어 있는 유기 EL 표시 장치에서, 보조 전극(35)에 대해 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극을 화소(20)마다 콘택트를 함에 의해 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극에 대해 고정 전위를 주고, 해당 고정 전위에 대해 보조 용량(26)을 형성하는 구체적인 실시예에 관해 이하에 설명한다.
<실시예 1>
도 16은, 실시예 1에 관한 화소(20A)의 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 16의 단면도는, 도 15의 A-A선 화살로 본 단면도이다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 화소(20A)는, 유리 기판(201)상에 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극이 제 1 배선(202)으로서 형성되고, 그 위에 게이트 절연막(203)이 성막되고, 그 위에 구동 트랜지스터(22)의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 반도체층(204)이 예를 들면 폴리실리콘에 의해 형성되고, 그 위에 층간 절연막(205)을 통하여 전원 공급선(32)이 제 2 배선(206)으로서 형성되어 있다.
여기서, 제 1 배선(202), 게이트 절연막(203), 반도체층(204) 및 층간 절연막(205)으로 이루어지는 층이 TFT 레이어(207)가 된다. 그리고, 층간 절연막(205) 및 제 2 배선(206)의 위에는 절연 평탄화막(208) 및 윈드 절연막(209)이 차례로 형성되고, 해당 윈드 절연막(209)에 마련된 오목부(209A)에 유기 EL 소자(21)가 형성되어 있다.
유기 EL 소자(21)는, 상기 윈드 절연막(209)의 오목부(209A)의 저부에 형성된 금속 등으로 이루어지는 애노드 전극(211)과, 해당 애노드 전극(211)상에 형성된 유기층(전자 수송층, 발광층, 홀 수송층/홀 주입층)(212)과, 해당 유기층(212)상에 전(全) 화소 공통으로 형성된 투명 도전막 등으로 이루어지는 캐소드 전극(213)(공통 전원 공급선(34))으로 구성되어 있다. 여기서, 제 2 배선(206) 및 절연 평탄화막(208)으로 이루어지는 층이 애노드 레이어(210)가 된다.
유기 EL 소자(21)에서, 유기층(212)은, 애노드 전극(211)상에 홀 수송층/홀 주입층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층(모두 도시 생략)이 순차로 퇴적됨에 의해 형성된다. 그리고, 도 2의 구동 트랜지스터(22)에 의한 전류 구동하에서, 구동 트랜지스터(22)로부터 애노드 전극(211)을 통하여 유기층(212)에 전류가 흐름에 의해, 해당 유기층(212) 내의 발광층에서 전자와 정공이 재결합할 때에 발광하도록 되어 있다.
이상이, 유기 EL 소자(21), 구동 트랜지스터(22), 기록 트랜지스터(23) 및 보존 용량(24)으로 이루어지는 화소(20)의 기본적인 화소 구조가 된다.
이 기본적인 화소 구조에서, 실시예 1에 관한 화소(20A)에서는, 보조 용량(26)이 다음과 같은 구조로 되어 있다. 즉, 구동 트랜지스터(22)의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 폴리실리콘으로 이루어지는 반도체층(204)에 의해 한쪽의 전극(261)이 형성됨과 함께, 해당 전극(261)과 층간 절연막(205)을 통하여 대향하도록 제 2 배선(206)과 같은 금속재료로 같은 공정으로 다른쪽의 전극(262)이 형성되고, 이들 전극(261, 262)에 의한 평행 평판(平板)의 대향 영역 사이에 보조 용량(36)이 형성된 구조로 되어 있다.
보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)은, 콘택트부(36)로 보조 전극(35)과 콘택트가 취하여저 있다. 이로써, 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)은, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로 배선된 보조 전극(35)에 대해 화소마다 전기적으로 접속되고, 해당 보조 전극(35)을 통하여 공통 전원 공급선(34)으로부터 고정 전위가 주어지게 된다.
이와 같이, 구동 트랜지스터(22)의 반도체층(204)과 같어 폴리실리콘으로 이루어지는 한쪽의 전극(261)과, 제 2 배선(206)과 같은 금속재료로 이루어지는 다른 쪽의 전극(262)으로 보조 용량(26)을 형성하고, 해당 다른쪽의 전극(262)을 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로 배선된 보조 전극(35)에 대해 화소마다 전기적으로 접속함에 의해, 보조 용량(26)을 형성하는데 즈음하여, TFT 레이어(207)에서 캐소드 배선을 마련하는 일 없이, 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)에 고정 전위를 주고, 해당 고정 전위에 대해 보조 용량(26)을 형성할 수 있기 때문에, 화소(20)의 레이아웃 면적의 제약이나 배선 저항에 기인하여 발생하는 가로 누화 등의 문제를 해소할 수 있다.
실시예 1의 경우는, 한쪽의 전극(261)과 다른쪽의 전극(262)의 평행 평판의 대향 영역의 면적과, 양 전극(261, 262) 사이의 간격(층간 절연막(205)의 막두께)과, 양 전극(261, 262) 사이에 개재하는 절연물(본 예에서는, 층간 절연막(205))의 비유전율에 의해 보조 용량(26)의 용량치가 정해진다.
<실시예 2>
도 17은, 실시예 2에 관한 화소(20B)의 단면 구조를 도시하는 단면도이고, 도면중, 도 16과 동등 부분에는 동일 부호를 붙여서 나타내고 있다. 도 17의 단면도는, 도 15의 A-A선 화살로 본 단면도이다.
실시예 1로 설명한 기본적인 화소 구조에서, 실시예 2에 관한 화소(20B)에서는, 보조 용량(26)이 다음과 같은 구조로 되어 있다. 즉, 우선, 유리 기판(201)상에 제 1 배선(202)과 같은 금속재료로 같은 공정으로 다른쪽의 전극(262)이 형성되고, 해당 전극(262)과 대향하는 부위에 구동 트랜지스터(22)의 반도체층(204)을 형성하는 폴리실리콘에 의해 한쪽의 전극(261)이 게이트 절연막(203)을 통하여 형성 되고, 이들 전극(262, 261)에 의한 평행 평판의 대향 영역 사이에 보조 용량(36)이 형성된 구조로 되어 있다.
보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)은, 콘택트부(37)에 의해 제 2 배선(206)과 접속되고, 또한 콘택트부(36)에 의해 보조 전극(35)과 접속된다. 이로써, 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)은, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로 배선된 보조 전극(35)에 대해 화소마다 전기적으로 접속되고, 해당 보조 전극(35)을 통하여 공통 전원 공급선(34)으로부터 고정 전위가 주어지게 된다.
이와 같이, 제 1 배선(202)과 같은 금속재료로 이루어지는 다른쪽의 전극(262)과, 구동 트랜지스터(22)의 반도체층(204)과 같은 폴리실리콘으로 이루어지는 한쪽의 전극(261)으로 보조 용량(26)을 형성하고, 다른쪽의 전극(262)을 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로 배선된 보조 전극(35)에 대해 화소마다 전기적으로 접속함에 의해, 보조 용량(26)을 형성하는데 즈음하여, TFT 레이어(207)에서 캐소드 배선을 마련하는 일 없이, 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)에 고정 전위를 주고, 해당 고정 전위에 대해 보조 용량(26)을 형성할 수 있기 때문에, 화소(20)의 레이아웃 면적의 제약이나 배선 저항 때문에 발생하는 가로 누화 등의 문제를 해소할 수 있다.
실시예 2의 경우는, 한쪽의 전극(261)과 다른쪽의 전극(262)의 평행 평판의 대향 영역의 면적과, 양 전극(261, 262) 사이의 간격(게이트 절연막(203)의 막두께)과, 양 전극(261, 262) 사이에 개재하는 절연물(본 예에서는, 게이트 절연 막(203))의 비유전율에 의해 보조 용량(26)의 용량치가 정해진다.
여기서, 실시예 1과 실시예 2를 비교한 경우, 게이트 절연막(203)과 층간 절연막(205)의 비유전율이 동등하고, 평행 평판의 대향 면적이 동등하다고 가정하면, 일반적으로는, 층간 절연막(205)의 막두께보다도 게이트 절연막(203)의 막두께의 쪽이 얇기 때문에, 실시예 1보다도 실시예 2의 쪽이 평행 평판 사이의 간격을 좁게 할 수 있는 분만큼 보조 용량(26)의 용량치를 크게 설정할 수 있다고 말할 수 있다.
역으로, 실시예 1의 경우에는, 게이트 절연막(203)의 막두께보다도 층간 절연막(205)의 막두께의 쪽이 두껍기 때문에, 실시예 2의 경우보다도, 층간 쇼트에 의한 리크의 발생률이 낮아진다는 이점이 있다.
<실시예 3>
도 18은, 실시예 3에 관한 화소(20C)의 단면 구조를 도시하는 단면도이고, 도면중, 도 16 및 도 17과 동등 부분에는 동일 부호를 붙여서 나타내고 있다. 도 18의 단면도는, 도 15의 A-A선 화살로 본 단면도이다.
실시예 3에 따른 화소(20C)는 실시예 1에서 설명한 기본적인 화소 구조를 갖는다. 화소(20C)의 보조 용량(26)은 다음과 같은 구조로 되어 있다. 즉, 우선, 유리 기판(201)상에 제 1 배선(202)과 같은 금속재료로 같은 공정으로 다른쪽의 제 1 전극(262A)이 형성되고, 해당 전극(262A)과 대향하는 부위에 게이트 절연막(203)을 통하여 구동 트랜지스터(22)의 반도체층(204)을 형성하는 폴리실리콘에 의해 한쪽의 전극(261)이 형성되고, 또한 해당 전극(261)과 층간 절연막(205)을 통하여 대향 하도록 제 2 배선(206)과 같은 금속재료로 같은 공정으로 다른쪽의 제 2 전극(262B)이 형성되고, 이들 전극(262A, 261, 262B)에 의한 평행 평판의 대향 영역 사이에 보조 용량(36)이 전기적으로 병렬로 형성된 구조로 되어 있다.
보조 용량(26)의 다른쪽의 제 1 전극(262A)은, 콘택트부(37)에 의해 다른쪽의 제 2 전극(262B)과 접속되고, 또한 콘택트부(36)에 의해 보조 전극(35)과 접속된다. 이로써, 보조 용량(26)의 다른쪽의 제 1, 제 2 전극(262A, 262B)은, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로 배선된 보조 전극(35)에 대해 화소마다 전기적으로 접속되고, 해당 보조 전극(35)을 통하여 공통 전원 공급선(34)으로부터 고정 전위가 주어짐과 함께, 전극(262A)과 전극(261) 사이에 형성되는 용량과, 전극(262B)과 전극(261) 사이에 형성되는 용량이 전기적으로 병렬로 접속되고, 그 합성 용량으로서 보조 용량(36)이 형성되게 된다.
이와 같이, 보조 용량(26)을 제 1, 제 2 배선(202, 206)과 같은 금속재료로 이루어지는 다른쪽의 전극(262A, 262B)과, 구동 트랜지스터(22)의 반도체층(204)과 같은 폴리실리콘으로 이루어지는 한쪽의 전극(261)으로 형성하고, 다른쪽의 전극(262A, 262B)을 행렬 형상의 화소 배열에 대해 예를 들면 행형상으로 배선된 보조 전극(35)에 대해 화소마다 전기적으로 접속함에 의해, 보조 용량(26)을 형성하는데 즈음하여, TFT 레이어(207)에서 캐소드 배선을 마련하는 일 없이, 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262A, 262B)에 고정 전위를 주고, 해당 고정 전위에 대해 보조 용량(26)을 형성할 수 있기 때문에, 화소(20)의 레이아웃 면적의 제약이나 배선 저항 때문에 발생하는 가로 누화 등의 문제를 해소할 수 있다.
특히, 다른쪽의 제 1 전극(262A)과 한쪽의 전극(261) 사이와, 한쪽의 전극(261)과 다른쪽의 제 2 전극(262B) 사이에 각각 용량이 형성되기 때문에, 예를 들면 실시예 1, 2의 용량치가 동등하다고 가정한 경우, 이들 실시예 1, 2에 비하여 거의 2배 정도의 용량치의 보조 용량(26)을 형성할 수 있다. 환언하면, 보조 용량(26)의 용량치가 실시예 1, 2의 경우와 같은 정도로 좋은 경우는, 보조 용량(26)을 형성하는 전극(261, 262A, 262B) 사이즈를 작게 할 수 있기 때문에, 실시예 1, 2의 경우에 비하여 화소(20C) 사이즈를 크게 하는 일 없이, 보조 용량(26)을 화소(20) 내에 형성할 수 있다.
실시예 3의 경우는, 한쪽의 전극(261)과 다른쪽의 제 1 전극(262A)의 평행 평판의 대향 영역의 면적과, 양 전극(261, 262A) 사이의 거리와, 양 전극(261, 262A) 사이에 개재하는 절연물(본 예에서는, 게이트 절연막(203))의 비유전율로 정해지는 용량치와, 한쪽의 전극(261)과 다른쪽의 제 2 전극(262B)의 평행 평판의 대향 영역의 면적과, 양 전극(261, 262B) 사이의 거리와, 양 전극(261, 262B) 사이에 개재하는 절연물(본 예에서는, 층간 절연막(205))의 비유전율로 정해지는 용량치의 합성에 의해 보조 용량(26)의 용량치가 정해진다.
(본 실시 형태의 작용 효과)
이상 설명한 바와 같이, 영상 신호의 기록 게인을 충분히 확보하기 위해 보조 용량(26)을 화소(20) 개개가 갖는 유기 EL 표시 장치에서, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되고, 고정 전위가 주어진 보조 전극(35)에 대해, 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극(262)(262A, 26AB)을 화소(20)마 다 접속함으로써, TFT 레이어(207)에서 캐소드 배선을 마련하지 않아도, 다른쪽의 전극(262)에 고정 전위를 줄 수가 있다. 이로써, 배선 저항을 억제하면서 고정 전위에 대해 보조 용량(26)을 형성할 수 있기 때문에, 배선 저항에 기인하여 발생하는 가로 누화를 억제할 수 있고, 따라서 표시 화상의 화질 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 화소 회로 20의 전기광학 소자로서, 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이 적용예로 한정되는 것이 아니고, 디바이스에 흐르는 전류치에 응하여 발광 휘도가 변화하는 전류 구동형의 전기광학 소자(발광 소자)를 이용한 표시 장치 전반에 대해 적용 가능하다.
[적용예］
이상 설명한 본 발명에 의한 표시 장치는, 한 예로서, 도 19 내지 도 23에 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, 모든 분야의 전자 기기의 표시 장치로서 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함에 의해, 앞서 설명한 실시 형태의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 표시 장치는, 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되어 있는 보조 전극(35)에 대해 보조 용량(26)의 다른쪽의 전극을 화소(20)마다 접속을 형성함에 의해 배선 저항에 기인하는 가로 누화를 방지할 수 가 있기 때문에, 각종의 전자 기기에서, 양질의 화상 표시를 행할 수가 있는 이점이 있다.
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, 보호 막 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.
이하에, 본 발명이 적용되는 전자 기기의 구체예에 관해 설명한다.
도 19는, 본 발명이 적용되는 텔레비전 세트의 외관을 도시하는 사시도이다. 본 적용예에 관한 텔레비전의 텔레비전 세트는, 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 20은, 본 발명이 적용되는 디지털 카메라의 외관을 도시하는 사시도이고, A는 전면에서 본 사시도, B는 후면에서 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 의한 표시 장치를 이용함에 의해 제작된다.
도 21은, 본 발명이 적용되는 노트형 퍼스널 컴퓨터의 외관을 도시하는 사시도이다. 본 적용예에 관한 노트형 퍼스널 컴퓨터는, 본체(121)에, 문자 등을 입력 할 때 조작되는 키보드(122), 화상을 표시하는 표시부(123) 등을 포함하고, 그 표시부(123)로서 본 발명에 의한 표시 장치를 이용함에 의해 제작된다.
도 22는, 본 발명이 적용되는 비디오 카메라의 외관을 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 이용함에 의해 제작된다.
도 23은, 본 발명이 적용되는 휴대 단말 장치, 예를 들면 휴대 전화기를 도시하는 외관도이고, A는 연 상태에서의 정면도, B는 그 측면도, C는 닫은 상태에서의 정면도, D는 좌측면도, E는 우측면도, F는 상면도, G는 하면도이다. 본 적용예에 관한 휴대 전화기는, 상측 몸체(141), 하측 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 이용함에 의해 제작된다.
당업자라면, 설계상의 필요성이나 다른 요인에 따라, 첨부된 특허청구범위 또는 그 등가의 범위 내에서 여러가지 수정, 조합, 부분 조합 및 변경을 가할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 전제가 되는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 구성의 개략을 도시하는 시스템 구성도.
도 2는 화소(화소 회로)의 구체적인 구성예를 도시하는 회로도.
도 3은 본 발명의 전제가 되는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 동작 설명에 제공하는 타이밍 파형도.
도 4의 A 내지 D는 본 발명의 전제가 되는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 회로 동작의 설명도(그 1).
도 5의 A 내지 D는 본 발명의 전제가 되는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 회로 동작의 설명도(그 2).
도 6의 A 내지 C는 본 발명의 전제가 되는 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 회로 동작의 설명도(그 3).
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 9의 A 내지 C는 임계치 보정, 이동도 보정의 유무에 의한 영상 신호의 신호 전압(Vsig)과 구동 트랜지스터의 드레인·소스 사이 전류(Ids)와의 관계의 설명에 제공하는 특성도.
도 10은 보조 용량을 갖는 화소 구성을 도시하는 회로도.
도 11은 TFT 레이어에서의 캐소드 배선의 끌고 다님에 의한 배선 저항(R)을 도시하는 등가 회로도.
도 12는 배선 저항(R)에 기인하여 캐소드 전위가 변동하는 양상을 도시하는 타이밍 파형도.
도 13은 배선 저항(R)에 기인하여 발생하는 가로 누화를 도시하는 도면.
도 14는 행렬 형상 화소 배열에 대한 보조 전극의 레이아웃 예를 도시하는 평면도.
도 15는 보조 용량을 갖는 화소의 레이아웃 구조를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 16은 실시예 1에 관한 화소의 단면 구조를 도시하는 단면도.
도 17은 실시예 2에 관한 화소의 단면 구조를 도시하는 단면도.
도 18은 실시예 3에 관한 화소의 단면 구조를 도시하는 단면도.
도 19는 본 발명이 적용되는 텔레비전 세트의 외관을 도시하는 사시도.
도 20의 A 및 B는 본 발명이 적용되는 디지털 카메라의 외관을 도시하는 사시도로서, A는 전면에서 본 사시도, B는 후면에서 본 사시도.
도 21은 본 발명이 적용되는 노트형 퍼스널 컴퓨터의 외관을 도시하는 사시도.
도 22는 본 발명이 적용되는 비디오 카메라의 외관을 도시하는 사시도.
도 23의 A 내지 G는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기를 도시하는 외관도로서, A는 연 상태에서의 정면도, B는 그 측면도, C는 닫은 상태에서의 정면도, D는 좌측면도, E는 우측면도, F는 상면도, G는 하면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 유기 EL 표시 장치 20, 20A, 20B, 20C : 화소(화소 회로)
21 : 유기 EL 소자 22 : 구동 트랜지스터
23 : 기록 트랜지스터 24 : 보존 용량
25 : EL 용량 26 : 보조 용량
30 : 화소 어레이부 31(31-1 내지 31-m) : 주사선
32(32-1 내지 32-m) : 전원 공급선 33(33-1 내지 33-n) : 신호선
34 : 공통 전원 공급선 35 : 보조 전극
40 : 기록 주사 회로 50 : 전원 공급 주사 회로
60 : 수평 구동 회로 70 : 표시 패널

Claims (6)

  1. 전기광학 소자와,
    영상 신호를 기록하는 기록 트랜지스터와,
    상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량, 및
    상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 각 화소가 행렬 형상으로 배치된 화소 어레이부와;
    상기 화소 어레이부의 화소행마다, 인접하는 화소행에 속하는 상기 주사선과 근접하여 배선되고, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극에 대해 제 1 전위와 해당 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 선택적으로 인가하는 전원 공급선; 및
    상기 화소 어레이부의 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되고, 고정 전위가 제공되는 보조 전극을 포함하고,
    상기 화소는 보조 용량을 구비하고,
    각 화소에 대해 상기 보조 용량의 전극 중 한쪽의 전극은 상기 구동 트랜지스터의 소스 전극에 접속되고 다른쪽의 전극은 상기 보조 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 용량의 한쪽의 전극은, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 반도체층에 의해 형성되고,
    상기 보조 용량의 다른쪽의 전극은 금속재료에 의해 상기 반도체층과 대향하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다른쪽의 전극은, 상기 전원 공급선과 같은 배선층에 형성되고,
    상기 다른쪽의 전극은, 해당 배선층과 상기 반도체층 사이에 개재하는 층간 절연막을 통하여 상기 한쪽의 전극과 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 다른쪽의 전극은, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 같은 배선층에 형성되고,
    상기 다른쪽의 전극은, 해당 배선층과 상기 게이트 전극 사이에 개재하는 게이트 절연막을 통하여 상기 한쪽의 전극과 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 다른쪽의 전극은, 전기적으로 접속된 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하 고,
    상기 제 1 전극은, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 같은 배선층에 형성되고, 해당 배선층과 상기 게이트 전극 사이에 개재하는 게이트 절연막을 통하여 상기 한쪽의 전극과 대향하고,
    상기 제 2 전극은, 상기 전원 공급선과 같은 배선층에 형성되고, 해당 배선층과 상기 반도체층 사이에 개재하는 층간 절연막을 통하여 상기 한쪽의 전극과 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 전기광학 소자와,
    영상 신호를 기록하는 기록 트랜지스터와,
    상기 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상 신호를 보존하는 보존 용량, 및
    상기 보존 용량에 보존된 상기 영상 신호에 의거하여 상기 전기광학 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 각 화소가 행렬 형상으로 배치된 화소 어레이부와;
    상기 화소 어레이부의 화소행마다, 인접하는 화소행에 속하는 상기 주사선과 근접하여 배선되고, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극에 대해 제 1 전위와 해당 제 1 전위보다도 낮은 제 2 전위를 선택적으로 인가하는 전원 공급선; 및
    상기 화소 어레이부의 행렬 형상의 화소 배열에 대해 행형상, 열형상 또는 격자형상으로 배선되고, 고정 전위가 제공되는 보조 전극을 포함하고,
    상기 화소는 보조 용량을 구비하고,
    각 화소에 대해, 상기 보조 용량의 전극 중 한쪽의 전극은 상기 구동 트랜지스터의 소스 전극에 접속되고 다른쪽의 전극은 상기 보조 전극에 접속되는 표시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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