KR20090088816A - 표시 구동 장치 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 발광 소자와, 전류로(電流路)의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 구비한 표시 화소를 구동하는 표시 구동 장치로서, 데이터 라인을 통하여 상기 표시 화소의 상기 구동 소자의 상기 전류로에 참조 전류를 흐르게 했을 때 상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압과 상기 참조 전류에 대응하는 기준 전압의 차분값을 검출하고, 상기 차분값에 기초하여 상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 특정값 검출부와, 상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 계조 신호 보정부를 포함한다.
표시 구동 장치, 전류로, 차분값, 특정값, 계조 신호 보정

Description

표시 구동 장치 및 표시 장치{DISPLAY DRIVE APPARATUS, DISPLAY APPARATUS AND DRIVE CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은, 표시 구동 장치 및 표시 장치, 및 그 구동 방법에 관한 것이며, 특히, 표시 데이터에 따라 전류를 공급함으로써 발광하는 발광 소자를 구동하는 표시 구동 장치 및 그 구동 방법, 그리고 이것을 포함한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 액정 표시 장치에 이어지는 차세대의 표시 디바이스로서, 유기 일렉트로루미네센스 소자(유기 EL 소자)나 무기 전계 발광 소자(무기 EL 소자), 또는 발광 다이오드(LED) 등과 같은 전류 구동형의 발광 소자를 매트릭스형으로 배열한 표시 패널을 구비한 발광 소자형의 표시 장치(발광 소자형 디스플레이)의 연구개발이 활발히 행해지고 있다.
특히, 액티브 매트릭스 구동 방식을 적용한 발광 소자형 디스플레이에 있어서는, 주지의 액정 표시 장치와 비교하여, 표시 응답 속도가 빠르고, 또한 시야각 의존성도 없고, 고휘도 및 고콘트라스트화, 표시 화질의 고정밀도화 등이 가능한 동시에, 액정 표시 장치와 같이 백라이트나 도광판(導光板)을 필요로 하지 않기 때 문에, 한층 더 박형 경량화가 가능하다는 극히 우위(優位)의 특징을 가지고 있다. 그러므로, 향후 다양한 전자 기기에의 적용이 기대되고 있다.
이와 같은 액티브 매트릭스 구동 방식을 적용한 발광 소자형 디스플레이에 있어서는, 화상 데이터에 따라 전압 신호가 게이트에 인가되어 유기 EL 소자에 전류를 흐르게 하는 전류 제어용 박막 트랜지스터와, 이 전류 제어용 박막 트랜지스터의 게이트에 화상 데이터에 따라 전압 신호를 공급하기 위한 스위칭을 행하는 스위칭용 박막 트랜지스터가 화소마다 설치되어 있다.
이와 같은 전압 신호에 의해 계조를 제어하는 발광 소자형 디스플레이 장치에 있어서는, 전류 제어용 박막 트랜지스터 등의 경시적(經時的)인 임계값 변동이 있으면, 유기 EL 소자에 흐르는 전류의 전류값이 변동되어 버린다.
본 발명은, 구동 소자의 소자 특성의 변동을 보상하여, 표시 데이터에 따른 적절한 휘도 계조로 발광 소자를 발광 동작시킬 수 있는 표시 구동 장치, 표시 장치 및 그 구동 제어 방법을 제공하고, 그리고, 표시 화질이 양호하고 균질(均質)한 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있는 이점을 가진다.
상기 이점을 얻기 위한, 본 발명에 있어서의 표시 구동 장치는, 발광 소자와, 전류로의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 가지는 화소 구동 회로를 가지고, 상기 전류로가 데이터 라인에 접속된 표시 화소를 구동하는 표시 구 동 장치로서, 상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 특정값 검출부와, 상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여, 구동 신호로서 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 계조 신호 보정부를 포함하고, 상기 특정값 검출부는, 상기 데이터 라인의 일단으로부터, 상기 데이터 라인을 통하여 상기 표시 화소의 상기 구동 소자의 상기 전류로에 미리 설정된 전류값을 가지는 참조 전류를 흐르게 했을 때 상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압과, 상기 참조 전류의 전류값에 대응하는 기준 전압의 차분 전압을 미리 설정된 증폭률로 증폭한 값으로 이루어지는 차분값을 검출하는 차분값 검출부를 가지고, 상기 차분값에 기초하여 상기 특정값을 구하는 것이다.
상기 이점을 얻기 위한, 본 발명에 있어서의 표시 장치는, 화상 정보를 표시하는 표시 장치로서, 발광 소자(OEL)와, 전류로의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 가지는 화소 구동 회로(DC)를 구비하는, 하나 이상의 표시 화소와, 상기 구동 소자의 상기 전류로에 접속되는, 하나 이상의 데이터 라인과, 상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 특정값 검출부와, 상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여, 구동 신호로서 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 계조 신호 보정부를 가지는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 특정값 검출부는, 상기 데이터 라인의 일단으로부터, 상기 데이터 라인을 통하여 상기 표시 화소의 상기 구동 소자의 상기 전류로에 미리 설정된 전류값을 가지는 참조 전류를 흐르게 했을 때 상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압과, 상기 참조 전류의 전류값에 대응하는 기준 전압의 차분 전압을 미리 설정된 증폭률로 증폭한 값으로 이루어지는 차분값을 검출하는 차분값 검출부를 가지고, 상기 차분값에 기초하여 상기 특정값을 구하는 것이다.
상기 이점을 얻기 위한, 본 발명에 있어서의 표시 장치의 구동 제어 방법은, 발광 소자(OEL)와, 전류로의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 포함하는 하나 이상의 표시 화소(PIX)를 가지고 화상 정보를 표시하는 표시 장치의 구동 제어 방법으로서, 상기 표시 화소의 상기 구동 소자의 상기 전류로에, 상기 전류로에 접속되는 데이터 라인의 일단으로부터, 미리 설정된 전류값을 가지는 참조 전류를 흐르게 하는 단계와, 상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압과, 상기 정전류(定電流)의 전류값에 대응하는 기준 전압의 차분 전압을 미리 설정된 증폭률로 증폭한 차분값을 검출하는 단계와, 상기 차분값에 기초하여 상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 단계와, 상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여, 구동 신호로서 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명에 관한 표시 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 표시 데이터의 기입 동작 기간에 구동 트랜지스터(트랜지스터 Tr13)의 게이트-소스 간에, 표시 데이터 및 구동 트랜지스터의 소자 특성(임계값 전압)의 변동에 따른 전압값을 지정한 보 정 계조 전압 Vpix를 직접 인가함으로써, 소정의 전압 성분을 커패시터(커패시터 Cs)에 유지시키고, 상기 전압 성분에 따라 발광 소자(유기 EL 소자 OLED)에 흐르는 발광 구동 전류 Iem를 제어하고, 원하는 휘도 계조로 발광 동작시키는 전압 지정형(또는, 전압 인가형)의 계조 제어 방법을 적용할 수 있다.
따라서, 표시 데이터에 따른 전류를 공급하여 기입 동작을 행하는(표시 데이터에 따라 전압 성분을 유지시키는) 전류 지정형의 계조 제어 방법과 비교하여, 표시 패널을 대형화나 고정밀도화한 경우나, 저계조 표시를 행하는 경우라도, 표시 데이터에 상응한 계조 신호(보정 계조 전압)를 각 표시 화소에 신속하고 확실하게 기입하는 것이 가능하므로, 표시 데이터의 기입 부족의 발생을 억제하여 표시 데이터에 따른 적절한 휘도 계조로 발광 동작할 수 있고, 양호한 표시 화질을 실현할 수 있다.
또한, 표시 화소(화소 구동 회로)에의 표시 데이터의 기입 동작, 유지 동작 및 발광 동작으로 이루어지는 표시 구동 동작에 앞서, 각 표시 화소에 설치된 구동 트랜지스터의 임계값 전압의 변동에 대응하는 보정 데이터를 취득하고, 기입 동작 시에, 상기 보정 데이터에 따라 각 표시 화소마다 보정된 계조 신호(보정 계조 전압)를 생성하여 인가할 수 있으므로, 상기 임계값 전압의 변동의 영향(구동 트랜지스터의 전압-전류 특성의 시프트)을 보상하여, 표시 데이터에 따른 적절한 휘도 계조로 각 표시 화소(발광 소자)를 발광 동작시킬 수 있어, 표시 화소마다의 발광 특성의 불균일을 억제하여 표시 화질을 개선할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 관한 표시 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 표시 데이 터의 기입 동작 시에 구동 트랜지스터(트랜지스터 Tr13)의 게이트-소스 간에, 상기 구동 트랜지스터의 소자 특성(임계값 전압)의 변동에 따라 표시 데이터에 대응하는 전압값을 보정한 보정 계조 전압 Vpix를 직접 인가함으로써, 소정의 전압 성분을 커패시터(커패시터 Cs)에 유지시키고, 상기 전압 성분에 따라 발광 소자(유기 EL 소자 OLED)에 흐르게 하는 발광 구동 전류 Iem를 제어하고, 원하는 휘도 계조로 발광 동작시킬 수 있어, 양호한 표시 화질을 실현할 수 있다.
또한, 표시 화소(화소 구동 회로)에의 표시 데이터의 기입 동작에 앞서, 각 표시 화소에 설치된 구동 트랜지스터의 임계값 전압의 변동에 대응하는 보정 데이터를 취득하고, 기입 동작 시에, 상기 보정 데이터에 따라 각 표시 화소마다 보정된 계조 신호(보정 계조 전압)를 생성하여 인가할 수 있으므로, 상기 임계값 전압의 변동의 영향(구동 트랜지스터의 전압-전류 특성의 시프트)을 보상하여, 표시 데이터에 따른 적절한 휘도 계조로 각 표시 화소(발광 소자)를 발광 동작시킬 수 있어 표시 화소마다의 발광 특성의 불균일을 억제하여 표시 화질을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 표시 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 상기 기입 동작에 앞서 실행되는 보정 데이터 취득 동작에서, 각 표시 화소에 설치된 구동 트랜지스터의 임계값 전압의 변동에 대응하는 보정 데이터를, 간단한 제어 처리에 의해 취득할 수 있으므로, 시스템 컨트롤러 등의 제어부의 처리 부담을 경감시킬 수 있는 동시에, 상기 처리에 필요한 동작 시간을 줄일 수도 있다.
이하, 본 발명에 관한 표시 구동 장치 및 그 구동 방법, 및 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여, 도면에 나타낸 실시예에 따라서, 상세하게 설명한다.
<표시 화소의 주요부 구성>
먼저, 본 발명에 관한 표시 장치에 적용되는 표시 화소의 주요부 구성 및 그 제어 동작에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명에 관한 표시 장치에 적용되는 표시 화소의 주요부 구성을 나타낸 등가(等價) 회로도이다.
여기서는, 표시 화소에 설치되는 전류 구동형의 발광 소자로서 편의상 유기 EL 소자를 적용한 경우에 대하여 설명한다.
본 발명에 관한 표시 장치에 적용되는 표시 화소는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 화소 회로부(후술하는 화소 구동 회로 DC에 상당함) DCx와, 전류 구동형의 발광 소자인 유기 EL 소자 OLED을 구비한 회로 구성을 가지고 있다.
화소 회로부 DCx는, 예를 들면, 드레인 단자 및 소스 단자가, 전원 전압 Vcc가 인가되는 전원 단자 TMv 및 접점 N2에, 게이트 단자가 접점 N1에, 각각 접속된 구동 트랜지스터(제1 스위칭 소자) T1과, 드레인 단자 및 소스 단자가 전원 단자 TMv(구동 트랜지스터 T1의 드레인 단자) 및 접점 N1에, 게이트 단자가 제어 단자 T Mh에, 각각 접속된 유지 트랜지스터(제2 스위칭 소자) T2와, 구동 트랜지스터 T1의 게이트-소스 단자 간(접점 N1과 접점 N2 사이)에 접속된 커패시터(전압 유지 소자) Cx를 가지고 있다. 또한, 유기 EL 소자 OLED는, 애노드 단자에 상기 접점 N2가 접속되고, 캐소드 단자 TMc에 일정 전압 Vss가 인가되어 있다.
여기서, 후술하는 제어 동작에서 설명하는 바와 같이, 표시 화소(화소 회로 부 DCx)의 동작 상태에 따라 전원 단자 TMv에는, 동작 상태에 따라 상이한 전압값을 가지는 전원 전압 Vcc가 인가된다. 유기 EL 소자 OLED의 캐소드 단자 TMc에는 일정 전압 Vss가 인가된다. 제어 단자 TMh에는, 유지 제어 신호 Shld가 인가되고, 접점 N2에 접속된 데이터 단자 TMd에는, 표시 데이터의 계조값에 대응하는 데이터 전압 Vdata가 인가된다.
또한, 커패시터 Cx는, 구동 트랜지스터 T1의 게이트-소스 단자 간에 형성되는 기생 용량이어도 되고, 상기 기생 용량에 더하여 접점 N1 및 접점 N2 사이에 다시 용량 소자를 병렬로 접속한 것이어도 된다. 또한, 구동 트랜지스터 T1 및 유지 트랜지스터 T2의 소자 구조나 특성 등에 대하여는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 여기서는, n채널형의 박막 트랜지스터를 적용한 경우를 나타낸다.
<표시 화소의 제어 동작>
이어서, 전술한 바와 같은 회로 구성을 가지는 표시 화소(화소 회로부 DCx 및 유기 EL 소자 OLED)에 있어서의 제어 동작(제어 방법)에 대하여 설명한다.
도 2는, 본 발명에 관한 표시 장치에 적용되는 표시 화소의 제어 동작을 나타낸 신호 파형도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 도 1에 나타낸 바와 같은 회로 구성을 가지는 표시 화소(화소 회로부 DCx)에 있어서의 동작 상태는, 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분을 커패시터 Cx에 기입하는 기입 동작과, 상기 기입 동작에서 기입된 전압 성분을 커패시터 Cx에 유지하는 유지 동작과, 상기 유지 동작에 의해 유지된 전압 성분에 따라 유기 EL 소자 OLED에 표시 데이터의 계조값에 따른 계조 전류를 흐 르게 하여, 표시 데이터에 상응한 휘도 계조로 유기 EL 소자 OLED를 발광시키는 발광 동작으로 크게 나눌 수 있다. 이하, 각 동작 상태에 대하여 도 2에 나타낸 타이밍 차트를 참조하면서 구체적으로 설명한다.
(기입 동작)
기입 동작에서는, 유기 EL 소자 OLED를 발광시키지 않는 소등 상태에서, 커패시터 Cx에 표시 데이터의 계조값에 따른 전압 성분을 기입하는 동작을 행한다.
도 3의 (a), (b)는, 기입 동작 시의 표시 화소의 동작 상태를 나타낸 개략 설명도이다. 도 4의 (a)는 기입 동작 시의 표시 화소의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 나타낸 특성도이다.
도 4의 (b)는 유기 EL 소자의 구동 전류와 구동 전압의 관계를 나타낸 특성도이다.
도 4의 (a), (b)에 나타낸 특성도는, 예를 들면, 표 1에 나타낸 바와 같은 설계값을 가지는 비정질 실리콘 트랜지스터에 대응한 것이다. 여기서, 드레인-소스 간 전압 Vds와 드레인-소스 간 전류 Ids의 초기 특성(전압-전류 특성)에 있어서의 임계값 전압 Vth는, 예를 들면, 표 1에 나타낸 값을 가진다.
[표 1]
Figure 112009009040152-PAT00001
도 4의 (a)에 나타낸 실선 SPw는, 구동 트랜지스터 T1으로서 n채널형의 박막 트랜지스터를 적용하고, 다이오드 접속한 경우의, 드레인-소스 간 전압 Vds와 드레인-소스 간 전류 Ids의, 초기 상태에서의 특성(초기 특성)을 나타낸 특성선이다. 또한, 파선(破線) SPw2는, 구동 트랜지스터 T1의, 구동 이력에 따라 초기 특성으로부터 특성 변화가 생겼을 때의 특성선의 일례를 나타낸다. 상세하게는 후술한다. 특성선 SPw 상의 점 PMw는 구동 트랜지스터 T1의 동작점을 나타낸다.
특성선 SPw는 드레인-소스 간 전류 Ids에 대한 임계값 전압 Vth를 가지고, 드레인-소스 간 전압 Vds가 임계값 전압 Vth를 넘으면, 드레인-소스 간 전류 Ids 는 드레인-소스 간 전압 Vds의 증가에 따라 비선형적으로 증가한다. 즉, 도면 중에서 Veff_gs로 나타내는 값이 실효적으로 드레인-소스 간 전류 Ids를 형성하는 전압 성분이며, 드레인-소스 간 전압 Vds는, (1)식에 나타낸 바와 같이, 임계값 전압 Vth와 전압 성분 Veff_gs의 합으로 된다.
Vds = Vth + Veff_gs … (1)
도 4의 (b)에 나타낸 실선 SPe는, 유기 EL 소자 OLED의, 초기 상태에서의 구 동 전압 Voled에 대한 구동 전류 Ioled의 특성(초기 특성)을 나타내는 특성선이다. 또한, 일점 쇄선 SPe2는, 유기 EL 소자 OLED의, 구동 이력에 따라 초기 특성으로부터 특성 변화가 생겼을 때의 특성선의 일례를 나타낸다. 상세한 것은 후술한다.
특성선 SPe는 구동 전압 Voled에 대한 임계값 전압 Vth_oled를 가지고, 구동 전압 Voled가 임계값 전압 Vth_oled를 넘으면, 구동 전류 Ioled는 구동 전압 Voled의 증가에 따라 비선형적으로 증가한다.
기입 동작에서는, 먼저, 도 2, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 유지 트랜지스터 T2의 제어 단자 TMh에 온 레벨(하이 레벨)의 유지 제어 신호 Shld를 인가하여 유지 트랜지스터 T2를 온 동작시킨다. 이로써, 구동 트랜지스터 T1의 게이트-드레인 간을 접속(단락)하여 구동 트랜지스터 T1을 다이오드 접속 상태로 설정한다.
이어서, 전원 단자 TMv 단자에 기입 동작을 위한 제1 전원 전압 Vccw를 인가하고, 데이터 단자 TMd에 표시 데이터의 계조값에 대응한 데이터 전압 Vdata를 인가한다. 이 때, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스 간에는 드레인-소스 간의 전위차(Vccw-Vdata)에 따른 전류 Ids가 흐른다. 이 데이터 전압 Vdata는, 드레인-소스 간에 흐르는 전류 Ids가, 유기 EL 소자 OLED가 표시 데이터의 계조값에 따른 휘도 계조로 발광하기 위해 필요한 전류값으로 되기 위한 전압값으로 설정된다.
이 때, 구동 트랜지스터 T1이 다이오드 접속되어 있으므로 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스 간 전압 Vds는 게이트-소스 간 전압 Vgs와 같고, (2)식에 나타낸 바와 같이 된다.
Vds = Vgs = Vccw - Vdata … (2)
그리고, 이 게이트-소스 간 전압 Vgs가 커패시터 Cx에 기입된다(충전된다). 여기서, 제1 전원 전압 Vccw의 값에 필요한 조건에 대하여 설명한다. 구동 트랜지스터 T1은 n채널형이므로, 드레인-소스 간 전류 Ids가 흐르기 위해서는, 구동 트랜지스터 T1의 게이트 전위는 소스 전위에 대하여 플러스가 아니면 안되므로, 게이트 전위는 드레인 전위와 같게, 제1 전원 전압 Vccw이며, 소스 전위는 데이터 전압 Vdata이므로, (3)식의 관계가 성립하지 않으면 안된다.
Vdata < Vccw … (3)
또한, 접점 N2는, 데이터 단자 TMd에 접속되어 있는 동시에 유기 EL 소자 OLED의 애노드 단자에 접속되어 있고, 기입 시에는 유기 EL 소자 OLED를 소등 상태로 하기 위해, 접점 N2의 전위 Vdata는, 유기 EL 소자 OLED의 캐소드 단자 TMc의 전압 Vss에 유기 EL 소자 OLED의 임계값 전압 Vth_oled를 가한 값 이하이지 않으면 안되므로, 접점 N2의 전위 Vdata는 (4)식을 만족시키지 않으면 안된다.
Vdata ≤ Vss + Vth_oled … (4)
여기서, Vss를 접지 전위 OV로 하면, (5)식으로 된다.
Vdata ≤ Vth_oled … (5)
다음에, (2)식과 (5)식으로부터 (6)식이 얻어지고,
Vccw - Vgs ≤ Vth_oled … (6)
또한 (1)식으로부터, Vgs = Vds = Vth + veff_gs이므로, (7)식이 얻어진다.
Vccw ≤ Vth_oled + Vth + veff_gs … (7)
여기서, (7)식은 veff_gs = 0이어도 성립될 필요가 있으므로, veff_gs = 0으 로 하면, (8)식이 얻어진다.
Vdata < Vccw = Vth_oled + Vth … (8)
즉, 기입 동작 시에, 제1 전원 전압 Vccw의 값은, 다이오드 접속의 상태에서, (8)식의 관계를 만족시키는 값으로 설정되지 않으면 안된다.
여기서, 구동 이력에 따른 구동 트랜지스터 T1 및 유기 EL 소자 OLED의 특성 변화의 영향에 대하여 설명한다.
구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth는, 구동 이력에 따라 증대하는 것이 알려져 있다. 도 4의 (a)에 나타낸 파선 SPw2는, 구동 이력에 의해 특성 변화가 생겼을 때의 특성선의 일례를 나타내고, ΔVth는, 임계값 전압 Vth의 변화량을 나타낸다. 도면에 나타낸 바와 같이, 구동 트랜지스터 T1의 구동 이력에 따른 특성 변동은, 초기 특성의 특성선 SPw를 대략 평행 이동한 형태로 변화한다. 그러므로, 표시 데이터의 계조값에 따른 계조 전류(드레인-소스 간 전류 Ids)를 얻기 위해 필요한 데이터 전압 Vdata의 값은, 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth분만큼 증가시키지 않으면 안된다.
또한, 유기 EL 소자 OLED는 구동 이력에 따라 고저항화하는 것이 알려져 있다. 도 4의 (b)에 나타낸 일점 쇄선 SPe2는, 구동 이력에 따라 특성 변화가 생겼을 때의 특성선의 일례를 나타낸다.
유기 EL 소자 OLED의 구동 이력에 따른 고저항화에 의한 특성 변동은, 초기 특성의 특성선 SPe에 대하여, 대략, 구동 전압 Voled에 대한 구동 전류 Ioled의 증가율이 감소하는 방향으로 변화한다. 즉, 유기 EL 소자 OLED가 표시 데이터의 계 조값에 따른 휘도 계조로 발광하기 위해 필요한 구동 전류 Ioled를 흐르게 하므로 구동 전압 Voled는, 특성선 SPe2-특성선 SPe분만큼 증가한다. 이 증가분은, 도 4의 (b) 중의 ΔVoled max로 나타낸 바와 같이, 구동 전류 Ioled가 최대값 Ioled(max)로 되는 최고 계조시에 최대로 된다.
(유지 동작)
도 5의 (a), (b)는, 표시 화소의 유지 동작 시의 동작 상태를 나타낸 개략 설명도이다.
도 6은, 표시 화소의 유지 동작 시의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 나타낸 특성도이다.
유지 동작에서는, 도 2, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제어 단자 TMh에 오프 레벨(로우 레벨)의 유지 제어 신호 Shld를 인가하여 유지 트랜지스터 T2를 오프 동작시킨다. 이로써, 구동 트랜지스터 T1의 게이트-드레인 간을 차단(비접속 상태로)하여 다이오드 접속을 해제한다. 이로써, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 기입 동작에서 커패시터 Cx에 충전된 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스 간의 전압 Vds(=게이트-소스 간 전압 Vgs)가 유지된다.
도 6 중에 나타낸 실선 SPh는, 구동 트랜지스터 T1의 다이오드 접속을 해제하고, 게이트-소스 간 전압 Vgs를 일정 전압으로 했을 때의 특성선이다. 또한, 도 6 중에 나타낸 파선 SPw는 구동 트랜지스터 T1을 다이오드 접속했을 때의 특성선이다. 유지 시의 동작점 PMh는 다이오드 접속했을 때의 특성선 SPw와 다이오드 접속을 해제했을 때의 특성선 SPh의 교점으로 된다.
도 6 중에 나타낸 일점 쇄선 SPo는, [특성선 SPw - Vth]로서 안내된 것이며, 일점 쇄선 SPo와 특성선 SPh의 교점 Po는, 핀치 오프 전압 Vpo를 나타낸다. 여기서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 특성선 SPh에 있어서, 드레인-소스 간 전압 Vds가 0V로부터 핀치 오프 전압 Vpo까지의 영역은 불포화 영역으로 되고, 드레인-소스 간 전압 Vds가 핀치 오프 전압 Vpo 이상의 영역은 포화 영역으로 된다.
(발광 동작)
도 7의 (a), (b)는, 표시 화소의 발광 동작 시의 동작 상태를 나타낸 개략 설명도이다.
도 8의 (a)는, 표시 화소의 발광 동작 시의 구동 트랜지스터의 동작점을 나타낸 도면이다.
도 8의 (b)는, 표시 화소의 발광 동작 시의, 유기 EL 소자가 고저항화했을 때의 구동 트랜지스터의 동작점의 변화를 나타낸 도면이다.
도 2, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제어 단자 TMh에 오프 레벨(로우 레벨)의 유지 제어 신호 Shld를 인가한 상태(다이오드 접속 상태를 해제한 상태)를 유지하고, 전원 단자 TMv의 단자 전압 Vcc를, 기입을 위한 제1 전원 전압 Vccw로부터 발광을 위한 제2 전원 전압 Vcce로 전환한다. 이 결과, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스 간에는 커패시터 Cx에 유지된 전압 성분 Vgs에 따른 전류 Ids가 흐르고, 이 전류가 유기 EL 소자 OLED에 공급되고, 유기 EL 소자 OLED는, 공급된 전류의 값에 따른 휘도로 발광 동작을 한다.
도 8의 (a)에 나타낸 실선 SPh는, 게이트-소스 간 전압 Vgs를 일정 전압으로 했을 때의 구동 트랜지스터 T1의 특성선이다. 또한, 실선 SPe는 유기 EL 소자 OLED의 부하선을 나타내고, 전원 단자 TMv와 유기 EL 소자 OLED의 캐소드 단자 TMc 간의 전위차, 즉 Vcce-Vss의 값을 기준으로 하여 유기 EL 소자 OLED의 구동 전압 Voled-구동 전류 Ioled 특성이 역방향으로 플롯된 것이다.
발광 동작 시의 구동 트랜지스터 T1의 동작점은, 유지 동작 시의 PMh로부터 구동 트랜지스터 T1의 특성선 SPh와 유기 EL 소자 OLED의 부하선 SPe의 교점인 PMe로 이동한다. 여기서, 동작점 PMe는, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 전원 단자 TMv와 유기 EL 소자 OLED의 캐소드 단자 TMc 사이에 Vcce-Vss의 전압이 인가된 상태에서, 이 전압이 구동 트랜지스터 T1의 소스-드레인 간과 유기 EL 소자 OLED의 애노드·캐소드 간에서 분배되는 포인트를 나타내고 있다. 즉, 동작점 PMe에서, 구동 트랜지스터 T1의 소스-드레인 간에는 전압 Vds가 인가되고, 유기 EL 소자 OLED의 애노드·캐소드 간에는 구동 전압 Voled가 인가된다.
여기서, 기입 동작 시의 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스 간에 흐르는 전류 Ids(기대값 전류)와 발광 동작 시에 유기 EL 소자 OLED에 공급되는 구동 전류 Ioled가 변하지 않도록 하기 위해, 동작점 PMe는 특성선 상의 포화 영역 내에 유지되어 있지 않으면 안된다. Voled는 최고 계조시에 최대 Voled(max)로 된다. 따라서, 전술한 PMe를 포화 영역 내에 유지하기 위해서는, 제2 전원 전압 Vcce의 값은 (9)식의 조건을 충족하지 않으면 안된디.
Vcce - Vss ≥ Vpo + Voled(max) … (9)
여기서 Vss를 접지 전위 0V로 하면 (10)식으로 된다.
Vcce ≥ Vpo + Voled(max) … (1O)
그리고, 유지 제어 신호 Shld를 온 레벨로부터 오프 레벨로 전환하는 유지 동작과, 전원 전압 Vcc를 전압 Vccw로부터 전압 Vcce로 전환하는 발광 동작을, 동기하여 행하도록 해도 된다.
<유기 소자 특성의 변동과 전압 - 전류 특성의 관계>
도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 소자 OLED는 구동 이력에 따라 고저항화하여, 구동 전압 Voled에 대한 구동 전류 Ioled의 증가율이 감소하는 방향으로 변화한다. 즉, 도 8의 (a)에 나타낸 유기 EL 소자 OLED의 부하선 SPe의 경사가 감소하는 방향으로 변화한다. 도 8의 (b)는 이 유기 EL 소자 OLED의 부하선 SPe의 구동 이력에 따른 변화를 기록한 것이며, 부하선은 SPe→SPe2→SPe3의 변화가 생긴다. 그 결과로 인해, 구동 트랜지스터 T1의 동작점은, 구동 이력에 따라 구동 트랜지스터 T1의 특성선 SPh 상에서 PMe→PMe→PMe3 방향으로 이동한다.
이 때, 동작점이 특성선 상의 포화 영역 내에 있는 동안(PMe→PMe2)은, 구동 전류 Ioled는 기입 동작 시의 기대값 전류의 값을 유지하지만, 불포화 영역에 들어가 버리면(PMe3) 구동 전류 Ioled는 기입 동작 시의 기대값 전류보다 감소해 버려 표시 불량이 발생한다. 도 8의 (b)에 있어서 핀치 오프점 Po는 불포화 영역과 포화 영역의 경계에 있고, 따라서 발광 시의 동작점 PMe와 Po 간의 전위차는, 유기 EL의 고저항화에 대하여 발광 시의 OLED 구동 전류를 유지하기 위한 보상 마진으로 된다. 바꾸어 말하면, 각 Ioled 레벨에 있어서 핀치 오프점의 궤적 SPo와 유기 EL 소자의 부하선 SPe 사이의, 구동 트랜지스터의 특성선 SPh 상의 전위차가 보상 마 진으로 된다. 도 8의 (b) 나타낸 바와 같이, 이 보상 마진은 구동 전류 Ioled의 값의 증대에 따라 감소하고, 전원 단자 TMv와 유기 EL 소자 OLED의 캐소드 단자 TMc 사이에 인가된 전압 Vcce-Vss의 증가에 따라 증대한다.
<TFT소자 특성의 변동과 전압 - 전류 특성의 관계>
그런데, 전술한 표시 화소(화소 회로부)에 적용되는 전압 계조 제어에 있어서는, 데이터 전압 Vdata의 전압값은, 구동 트랜지스터 T1이 초기 특성을 가지고 있을 때의, 구동 트랜지스터 T1의 드레인-소스 간 전압 Vds에 대한 드레인-소스 간 전류 Ids의 특성에 따라 설정되어 있다.
그러나, 도 4의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 구동 이력에 따라 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth가 증대한 경우, 같은 전압값의 데이터 전압 Vdata를 인가했을 때 발광 소자(유기 EL 소자 OLED)에 공급되는 발광 구동 전류의 전류값이, 구동 트랜지스터 T1이 초기 특성을 가지고 있을 때에 비해 감소하게 된다. 그러므로, 발광 소자를 표시 데이터의 계조값에 따른 휘도 계조로 발광 동작시킬 수 없게 된다. 특히, 트랜지스터로서 비정질 실리콘 트랜지스터를 적용한 경우, 소자 특성의 변동이 비교적 큰 것이 알려져 있다.
n채널형 비정질 실리콘 트랜지스터에 있어서의 전압-전류 특성, 즉 도 4의 (a) 에 나타낸 드레인-소스 간 전압 Vds와 드레인-소스 간 전류 Ids의 관계에는, 구동 이력이나 시간 경과의 변화에 따른 게이트 절연막에의 캐리어 트랩에 의한 게이트 전계의 상쇄에 기인한 Vth의 증대(특성선 SPw로부터 특성선 SPw2로의 시프트)가 생긴다. 이로써, 비정질 실리콘 트랜지스터에 인가한 드레인-소스 간 전압 Vds 에 대하여 드레인-소스 간 전류 Ids는 감소하고, 발광 소자의 발광 휘도가 저하된다.
이 소자 특성의 변동은 임계값 전압 Vth에만 생기므로, 시프트 후의 V-I 특성선 SPw2는, 초기 상태에서의 V-I 특성선 SPw의 드레인-소스 간 전압 Vds에 대하여, 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth(도면 중에서는, 약 2V)에 대응하는 일정한 전압(후술하는 오프셋 전압 Vofst에 상당함)을 일의적으로 가산한 경우(즉, V-I 특성선 SPw를 ΔVth만큼 평행 이동시킨 경우)의 전압-전류 특성과 대략 일치할 수 있다.
이것은, 환언하면, 표시 화소(화소 회로부 DCx)에의 표시 데이터의 기입 동작 시에, 상기 표시 화소에 설치된 구동 트랜지스터 T1의 소자 특성(임계값 전압)의 변화량 ΔV에 대응하는 일정한 전압(오프셋 전압 Vofst)을 가산하여 보정한 데이터 전압(후술하는 보정 계조 전압(구동 신호) Vpix에 상당함)을, 구동 트랜지스터 T1의 소스 단자(접점 N2)에 인가함으로써, 상기 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth의 변동에 기인하는 전압-전류 특성의 시프트를 보상하여, 표시 데이터의 계조값에 따른 전류값을 가지는 구동 전류 Iem을 유기 EL 소자 OLED에 흐르게 할 수 있어, 원하는 휘도 계조로 발광 동작시킬 수 있는 것을 의미한다.
그리고, 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth가 구동 이력에 따라 변동되었을 때, 상기한 보정에 의해 표시 데이터의 계조값에 따른 전류값을 가지는 구동 전류 Iem을 유기 EL 소자 OLED에 흐르게 할 수 있는 것은, 유기 EL 소자 OLED의 구동 이력에 따른 고저항화가 없는 경우이다. 그러나, 일반적으로는, 유기 EL 소자 OLED의 구동 이력에 의한 고저항화의 진행의 정도는, 구동 트랜지스터 T1의 구동 이력에 따른 임계값 전압 Vth의 변동에 비하면 매우 작은 것이다.
따라서, 실제로는, 구동 이력에 대하여, 상기한 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth의 변동에 따른 보정만을 행함으로써, 대략, 표시 데이터의 계조값에 따른 전류값의 구동 전류 Iem를 유기 EL 소자 OLED에 흐르도록 제어할 수 있고, 이하에 설명하는 실시예는, 구동 트랜지스터 T1의 임계값 전압 Vth의 변동에 따른 보정을 행하는 구성을 포함하는 것이다.
<실시예>
이하, 전술한 바와 같은 화소 회로부의 주요부 구성을 포함하는 복수개의 표시 화소가 2차원 배열된 표시 패널을 구비한 표시 장치의 전체 구성을 나타내어 구체적으로 설명한다.
<표시 장치>
도 9는, 본 발명에 관한 표시 장치의 실시예를 나타낸 개략 구성도이다.
도 10은, 본 실시예에 관한 표시 장치에 적용 가능한 데이터 드라이버 및 표시 화소(화소 구동 회로 및 발광 소자)의 일례를 나타낸 주요부 구성도이다.
그리고, 도 10에 있어서는, 전술한 화소 회로부 DCx(도 1 참조)에 대응하는 회로 구성의 부호를 병기하여 나타낸다. 또한, 도 10에 있어서는, 설명의 형편상, 데이터 드라이버의 각 구성 간에서 송출되는 각종 신호나 데이터, 및 인가되는 전류나 전압 모두에 대하여 편의적으로 화살표로 나타내지만, 후술하는 바와 같이, 이들 신호나 데이터, 전류나 전압이 동시에 송출 또는 인가되는 것에 한정되지는 않는다.
도 9, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 관한 표시 장치(100)는, 표시 패널(110), 선택 드라이버(선택 구동부)(120), 전원 드라이버(전원 구동부)(130)와, 데이터 드라이버(표시 구동 장치, 데이터 구동부)(140)와, 시스템 컨트롤러(150)와, 표시 신호 생성 회로(160)를 포함하여 구성되어 있다.
표시 패널(110)은, 예를 들면, 행방향(도면 좌우 방향)으로 배치된 복수개의 선택 라인 Ls와, 선택 라인 Ls과 병행하여 행방향으로 배치된 복수개의 전원 전압 라인 Lv와, 열방향(도면 상하 방향)으로 배치된 복수개의 데이터 라인 Ld와, 복수개의 선택 라인 Ls와, 복수개의 데이터 라인 Ld의 각 교점 근방에, n행×m열(n, m은, 임의의 양의 정수(整數))로 이루어지는 매트릭스형으로 배열된, 전술한 화소 회로부 DCx의 주요부 구성(도 1 참조)를 포함하는 복수개의 표시 화소 PIX를 가진다.
선택 드라이버(120)는, 각 선택 라인 Ls에 소정의 타이밍에서 선택 신호 Ssel을 인가한다.
전원 드라이버(130)는, 각 전원 전압 라인 Lv에 소정의 타이밍에서 소정의 전압 레벨의 전원 전압 Vcc를 인가한다.
데이터 드라이버(140)는, 각 데이터 라인 Ld에 소정의 타이밍에서 구동 신호(보정 계조 전압 Vpix)를 공급한다.
시스템 컨트롤러(150)는, 후술하는 표시 신호 생성 회로(160)로부터 공급되는 타이밍 신호에 따라, 적어도 선택 드라이버(120), 전원 드라이버(130) 및 데이 터 드라이버(140)의 동작 상태를 제어하는 선택 제어 신호 및 전원 제어 신호, 데이터 제어 신호를 생성하여 출력한다.
표시 신호 생성 회로(160)는, 예를 들면, 표시 장치(100)의 외부로부터 공급되는 영상 신호에 따라 디지털 신호로 이루어지는 표시 데이터(휘도 계조 데이터)를 생성하여 데이터 드라이버(140)에 공급하는 동시에, 상기 표시 데이터에 따라 표시 패널(110)에 소정의 화상 정보를 표시하기 위한 타이밍 신호(시스템 클록 등)를 추출, 또는 생성하여 상기 시스템 컨트롤러(150)에 공급한다.
이하, 상기 각 구성에 대하여 설명한다.
(표시 패널)
본 실시예에 관한 표시 장치(100)에 있어서는, 표시 패널(110)의 기판 상에 매트릭스형으로 배열되는 복수개의 표시 화소 PIX가, 예를 들면 도 9에 나타낸 바와 같이, 표시 패널(110)의 위쪽 영역과 아래쪽 영역으로 그룹으로 나누어지고, 각 그룹에 포함되는 표시 화소 PIX가, 각각, 분기된 개별적인 전원 전압 라인 Lv에 접속되어 있다. 즉, 표시 패널(110) 위쪽 영역의 1~n/2행째의 표시 화소 PIX에 대하여 공통으로 인가되는 전원 전압 Vcc와, 아래쪽 영역의 1+n/2~n행째의 표시 화소 PIX에 대하여 공통으로 인가되는 전원 전압 Vcc는, 전원 드라이버(130)에 의해 상이한 타이밍에서 상이한 전원 전압 라인 Lv를 통하여 독립적으로 출력된다.
그리고, 선택 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(140)는 표시 패널(110) 내에 배치되어 있어도 된다. 경우에 따라서는, 선택 드라이버(120), 전원 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)가 표시 패널(110) 내에 배치되어 있어도 된다.
(표시 화소)
본 실시예에 적용되는 표시 화소 PIX는, 선택 드라이버(120)에 접속된 선택 라인 Ls와 데이터 드라이버(140)에 접속된 데이터 라인 Ld의 교점 근방에 배치된다.
예를 들면, 도 10에 나타낸 바와 같이, 전류 구동형의 발광 소자인 유기 EL 소자 OLED와 전술한 화소 회로부 DCx의 주요부 구성(도 1 참조)을 포함하고, 유기 EL 소자 OLED를 발광 구동하기 위한 발광 구동 전류를 생성하는 화소 구동 회로 DC를 구비하고 있다.
화소 구동 회로 DC는, 예를 들면, 게이트 단자가 선택 라인 Ls에, 드레인 단자가 전원 전압 라인 Lv에, 소스 단자가 접점 N11에 각각 접속된 트랜지스터 Tr11(다이오드 접속용 트랜지스터)와, 게이트 단자가 선택 라인 Ls에, 소스 단자가 데이터 라인 Ld에, 드레인 단자가 접점 N12에 각각 접속된 트랜지스터 Tr12(선택 트랜지스터)와, 게이트 단자가 접점 N11에, 드레인 단자가 전원 전압 라인 Lv에, 소스 단자가 접점 N12에 각각 접속된 트랜지스터 Tr13(구동 트랜지스터: 구동 소자)와, 접점 N11 및 접점 N12 간(트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 단자 간)에 접속된 커패시터(전압 유지 소자) Cs를 구비하고 있다.
여기서, 트랜지스터 Tr13은 전술한 화소 회로부 DCx의 주요부 구성(도 1)에 나타낸 구동 트랜지스터 T1에 대응하고, 또한 트랜지스터 Tr11은 유지 트랜지스터 T2에 대응하고, 커패시터 Cs는 커패시터 Cx에 대응하고, 접점 N11 및 N12는 각각 접점 N1 및 접점 N2에 대응한다.
또한, 선택 드라이버(120)로부터 선택 라인 Ls에 인가되는 선택 신호 Ssel은, 전술한 유지 제어 신호 Shld에 대응하고, 데이터 드라이버(140)로부터 데이터 라인 Ld에 인가되는 구동 신호(보정 계조 전압 Vpix)는, 전술한 데이터 전압 Vdata에 대응한다.
또한, 유기 EL 소자 OLED는, 애노드 단자가 상기 화소 구동 회로 DC의 접점 N12에 접속되고, 캐소드 단자 TMc에는 일정한 저전압인 일정 전압 Vss가 인가되어 있다. 여기서, 후술하는 표시 장치의 구동 제어 동작에서, 표시 데이터에 따라 구동 신호(보정 계조 전압 Vpix)가 화소 구동 회로 DC에 공급되는 기입 동작 기간에서는, 데이터 드라이버(140)로부터 인가되는 보정 계조 전압 Vpix, 일정 전압 Vss, 발광 동작 기간에 전원 전압 라인 Lv에 인가되는 고전위의 전원 전압 Vcc(=Vcce)는, 전술한 (3)식~ (10)식의 관계를 만족시키고 있고, 그러므로 기입 시에 유기 EL 소자 OLED가 점등되지는 않는다.
또한, 커패시터 Cs는, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 간에 형성되는 기생 용량이어도 되고, 상기 기생 용량에 더하여 접점 N11 및 접점 N12 사이에 트랜지스터 Tr13 이외의 용량 소자를 접속한 것이어도 되고, 이들 양쪽이어도 된다.
그리고, 트랜지스터 Tr11~Tr13에 대하여는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 모두 n채널형의 전계 효과형 트랜지스터에 의해 구성함으로써, n채널형의 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 적용할 수 있다. 이 경우, 이미 확립된 비정질 실리콘 제조 기술을 이용하여, 소자 특성(전자 이동도 등)이 안정된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터로 이루어지는 화소 구동 회로 DC를 비교적 간단한 제조 프로 세스로 제조할 수 있다. 이하의 설명에 있어서는, 트랜지스터 Tr11~Tr13으로서 모두 n채널형의 박막 트랜지스터를 적용한 경우에 대하여 설명한다.
또한, 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 회로 구성에 대하여는, 도 10에 나타낸 것에 한정되지 않고, 적어도 도 1에 나타낸 바와 같은 구동 트랜지스터 T1, 유지 트랜지스터 T2 및 커패시터 Cx에 대응하는 소자를 구비하고, 구동 트랜지스터 T1의 전류로가 전류 구동형의 발광 소자(유기 EL 소자 OLED)에 직렬로 접속된 것이면, 다른 회로 구성을 가지는 것이어도 된다. 또한, 화소 구동 회로 DC에 의해 발광 구동되는 발광 소자에 대해서도, 유기 EL 소자 OLED에 한정되는 것은 아니고, 발광 다이오드 등의 다른 전류 구동형의 발광 소자여도 된다.
(선택 드라이버)
선택 드라이버(120)는, 시스템 컨트롤러(150)로부터 공급되는 선택 제어 신호에 따라 각 선택 라인 Ls에 선택 레벨(도 1 또는 도 10에 나타낸 표시 화소 PIX에 있어서는, 하이 레벨)의 선택 신호 Ssel을 인가함으로써, 각 행마다의 표시 화소 PIX를 선택 상태로 설정한다.
구체적으로는, 각 행의 표시 화소 PIX에 대하여, 후술하는 보정 데이터 취득 동작 기간 및 기입 동작 기간 중, 하이 레벨의 선택 신호 Ssel을 상기 행의 선택 라인 Ls에 인가하는 동작을, 각 행마다 소정의 타이밍에서 차례로 실행함으로써, 각 행마다의 표시 화소 PIX를 차례로 선택 상태로 설정한다.
그리고, 선택 드라이버(120)는, 예를 들면, 후술하는 시스템 컨트롤러(150)로부터 공급되는 선택 제어 신호에 따라, 각 행의 선택 라인 Ls에 대응하는 시프트 신호를 차례로 출력하는 시프트 레지스터와, 상기 시프트 신호를 소정의 신호 레벨(선택 레벨)로 변환하여, 각 행의 선택 라인 Ls에 선택 신호 Ssel로서 차례로 출력하는 출력 회로부(출력 버퍼)를 구비한 것을 적용할 수 있다. 선택 드라이버(120)의 구동 주파수가 비정질 실리콘 트랜지스터에서의 동작이 가능한 범위에서, 화소 구동 회로 DC 내의 트랜지스터 Tr11~Tr13과 함께 선택 드라이버(120)에 포함되는 트랜지스터의 일부 또는 전부를 제조해도 된다.
(전원 드라이버)
전원 드라이버(130)는, 시스템 컨트롤러(150)로부터 공급되는 전원 제어 신호에 따라 각 전원 전압 라인 Lv에, 적어도, 후술하는 보정 데이터 취득 동작 기간 및 기입 동작 기간에서는, 저전위의 전원 전압 Vcc(=Vcc: 제1 전원 전압)를 인가하고, 발광 동작 기간 중에서는, 저전위의 전원 전압 Vccw보다 고전위의 전원 전압 Vcc(=Vcce: 제2 전원 전압)를 인가한다.
여기서, 본 실시예에 있어서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 표시 화소 PIX가, 예를 들면, 표시 패널(110)의 위쪽 영역과 아래쪽 영역으로 그룹으로 나누어지고, 그룹마다 분기된 개별적인 전원 전압 라인 Lv가 설치되어 있으므로, 상기 각 동작 기간에서는, 동일 영역에 배열된(동일한 그룹에 포함되는) 표시 화소 PIX에 대하여, 상기 영역에 분기하여 설치된 전원 전압 라인 Lv를 통하여 동일한 전압 레벨을 가지는 전원 전압 Vcc가 인가된다.
그리고, 전원 드라이버(130)는, 예를 들면, 시스템 컨트롤러(150)로부터 공급되는 전원 제어 신호에 따라 각 영역(그룹)의 전원 전압 라인 Lv에 대응하는 타 이밍 신호를 생성하는 타이밍 발생기(예를 들면, 시프트 신호를 차례로 출력하는 시프트 레지스터 등)와, 타이밍 신호를 소정의 전압 레벨(전압값 Vccw, Vcce)로 변환하여, 각 영역의 전원 전압 라인 Lv에 전원 전압 Vcc로서 출력하는 출력 회로부를 구비한 것을 적용할 수 있다.
(데이터 드라이버)
데이터 드라이버(140)는, 표시 패널(110)에 배열된 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13(구동 트랜지스터 T1에 상당함)의 소자 특성(임계값 전압)의 변동량에 대응하는 보정 데이터(특정값)를 구하여, 복수개의 표시 화소 PIX의 각각에 대응하여 기억한다.
또한, 후술하는 표시 신호 생성 회로(160)로부터 공급되는 표시 화소 PIX마다의 표시 데이터(휘도 계조값)에 따른 신호 전압(원(原)계조 전압 Vorg)을, 상기 보정 데이터에 따른 오프셋 설정값 Vofst에 의해 보정하여 보정 계조 전압(구동 신호) Vpix를 생성하여, 데이터 라인 Ld를 통하여 각 표시 화소 PIX에 공급한다.
본 실시예에 있어서는, 소정의 계조(x계조)에 대응한 참조 전류(정전류) Iref_x를, 데이터 라인 Ld를 통하여 각 표시 화소 PIX에 공급하고, 그 때 검출되는 측정 전압 Vmes_x로부터, 소정의 계조(x계조)에 대응한 기준 전압(원계조 전압) Vorg_X를 전압 감산 처리하고, 연산 결과인 차분 전압에 상당하는 디지털 데이터를 보정 데이터(특정값)로서 취득하는 것을 특징으로 한다.
참조 전류 Iref_x는, 유기 EL 소자 OLED를 소정의 계조(x계조)에 대응한 휘도로 발광시키는 데 필요한 전류값을 가지는 전류이다. 또한, 기준 전압 Vorg_x 는, 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13이 초기 특성을 가지고 있을 때에, 데이터 라인 Ld를 통하여 기준 전압 Vorg_x를 표시 화소 PIX에 공급했을 때, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 간에 흐르는 전류 Ids의 전류값이 참조 전류 Iref_x의 전류값과 같게 되는 전압값을 가지는 전압이다.
본 실시예에 적용되는 데이터 드라이버(표시 구동 장치)(140)는, 도 9에 나타낸 표시 패널(110)에 배열된 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)에 설치된 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13의 소자 특성(임계값 전압)의 변동량에 대응하는 전압 성분(차분 전압 ΔV≒ΔVth)을 검출하고, 이것을 디지털 데이터로 변환하여, 복수개의 표시 화소 PIX의 각각에 대응하는 보정 데이터로서 기억한다.
또한, 후술하는 표시 신호 생성 회로(160)로부터 공급되는 표시 화소 PIX마다의 표시 데이터(휘도 계조값)에 따른 신호 전압(원계조 전압 Vorg)을 상기 보정 데이터에 따라 보정하여 보정 계조 전압 Vpix를 생성하고, 데이터 라인 Ld를 통하여 각 표시 화소 PIX에 공급한다.
데이터 드라이버(140)는, 예를 들면, 도 10에 나타낸 바와 같이, 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)와, 계조 전압 생성부(142)와, 오프셋 전압 생성부(143)와, 전압 조정부(144)와, 차분값 검출부(145)와, 프레임 메모리(기억 회로)(146)와, 보정 데이터 생성부(147)를 구비하고 있다.
계조 전압 생성부(142), 오프셋 전압 생성부(143), 전압 조정부(144), 차분값 검출부(145), 및 보정 데이터 생성부(147)는, 각 열의 데이터 라인 Ld마다 설치되어 있다.
여기서, 차분값 검출부(145) 및 보정 데이터 생성부(147)는 특정값 검출부(148)를 이루고, 프레임 메모리(146), 포토레지스터·데이터 레지스터부(141), 계조 전압 생성부(142), 오프셋 전압 생성부(143) 및 전압 조정부(144)는 계조 신호 보정부(149)를 이룬다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 프레임 메모리(146)가 데이터 드라이버(140)에 내장되어 있는 것으로 하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 프레임 메모리(146)가 데이터 드라이버(140)의 외부에 독립적으로 설치되어 있는 것이어도 된다.
시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)는, 시스템 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 제어 신호에 따라 시프트 신호를 차례로 출력하는 시프트 레지스터와, 상기 시프트 신호에 따라 보정 데이터 취득 동작 시에는, 열마다 설치된 보정 데이터 생성부(147)로부터 출력되는 보정 데이터를 입수하여 프레임 메모리(146)에 출력하고, 기입 동작 시에는, 표시 신호 생성 회로로부터 공급되는 표시 데이터를 열마다 설치된 계조 전압 생성부(142)에 전송하고, 또한 프레임 메모리(146)로부터 출력되는 보정 데이터를 입수하여 열마다 설치된 오프셋 전압 생성부(143)에 전송하는 데이터 레지스터를 구비하고 있다.
시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)는, 구체적으로는, (i) 표시 신호 생성 회로로부터 시리얼 데이터로서 차례로 공급되는, 표시 패널(110)의 1행분의 표시 화소 PIX에 대응한 표시 데이터(휘도 계조값)를 차례로 입수하여 열마다 설치된 계조 전압 생성부(142)에 전송하는 동작, (ii) 차분값 검출부(145)에서의 연산 결과(차분 전압 Δv)에 따라, 각 열마다 설치된 보정 데이터 생성부(147)로부터 출력되는, 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 트랜지스터 Tr13 및 트랜지스터 Tr12의 소자 특성(임계값 전압)의 변동량에 대응하는 보정 데이터(디지털 데이터)를 입수하여, 프레임 메모리(146)에 차례로 전송하는 동작, (iii) 프레임 메모리(146)로부터 특정한 1행분의 표시 화소 PIX의 상기 보정 데이터를 차례로 입수하여 각 열마다 설치된 오프셋 전압 생성부(143)에 전송하는 동작 중 어느 하나를 선택적으로 실행한다. 이들 각 동작의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
계조 전압 생성부(142)는, 예를 들면, 표시 데이터(디지털 신호)를 아날로그 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(D/A 컨버터)와, 소정의 타이밍에서 아날로그 전압으로 이루어지는 원계조 전압 Vorg를 출력하는 출력 회로를 구비하고, 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)를 통하여 입수된 각 표시 화소 PIX의 표시 데이터에 따라 유기 EL 소자 OLED를 소정의 휘도 계조로 발광 동작, 또는 무발광 동작(흑표시 동작)시키기 위한 전압값을 가지는 원계조 전압 Vorg를 생성하여 출력한다.
또한, 계조 전압 생성부(142)는, 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)로부터 출력되는 표시 데이터에 따라 출력되는 원계조 전압 Vorg 대신에, 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)로부터의 입력없이, 트랜지스터 Tr13이 V-I 특성선 SPw의 상태에서, 트랜지스터 Tr13에 후술하는 x계조의 참조 전류 Iref_x에 대응하는 미리 설정된 기준 전압 Vorg_x를, 자동적으로 전압 조정부(144)에 출력하도록 해도 된다.
오프셋 전압 생성부(143)는, 프레임 메모리(146)로부터 입수된 디지털 신호로 이루어지는 보정 데이터를 아날로그 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(D/A 컨버터)를 구비하고, 상기 보정 데이터에 따라 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량(도 4의 (a)에 나타낸 ΔVth로서, 후술하는 차분값 검출부(145)에 있어서 생성되는 차분 전압 ΔV에 상당함)에 따른 오프셋 전압(보상 전압) Vofst를 생성하여 출력한다. 여기서, 생성되는 오프셋 전압(보상 전압) Vofst는, 보정 계조 전압 Vpix에 의해 정상적인 계조에서의 전류값에 근사(近似)된 보정 계조 전류가 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 간에 흐르도록 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압의 변화량 및 트랜지스터 Tr12의 임계값 전압의 변화량을 보정한 전압으로 되어 있다.
전압 조정부(144)는, 계조 전압 생성부(142)로부터 출력되는 원계조 전압 Vorg와, 오프셋 전압 생성부(143)로부터 출력되는 오프셋 전압 Vofst를 가산하여, 차분값 검출부(145)를 통하여 표시 패널(110)의 열방향으로 설치된 데이터 라인 Ld에 출력한다. 구체적으로는, 후술하는 보정 데이터 취득 동작에서는, 계조 전압 생성부(142)로부터 출력되는 소정의 계조(x계조)의 원계조 전압 Vorg인 기준 전압 Vorg_x를 그대로 차분값 검출부(145)에 출력한다.
한편, 기입 동작에서는, 보정 계조 전압 Vpix는 하기 (11)식을 만족시키는 값으로 된다. 즉, 계조 전압 생성부(142)로부터 출력되는 표시 데이터에 따라 원계조 전압 Vorg에, 프레임 메모리(146)로부터 입수된 보정 데이터에 따라 오프셋 전압 생성부(143)에 의해 생성되는 오프셋 전압 Vofst를 아날로그적으로 가산하여, 그 총계로 되는 전압 성분을 보정 계조 전압 Vpix로서 데이터 라인 Ld에 출력한다.
Vpix = Vorg + Vofst … (11)
차분값 검출부(145)는, 내부에 차동 증폭 회로(전압 연산부) DAP, 정전류원(전류원) SCi 및 접속 경로 변환 스위치 SW를 구비하고 있다. 여기서, 접속 경로 변환 스위치 SW는, 데이터 라인 Ld의 일단을, 정전류원 SCi의 출력단 또는 전압 조정부(144)의 출력단 중 어느 한쪽에 선택적으로 접속하는 전환 스위치이다.
차동 증폭 회로 DP는, 반전 입력 단자 및 비반전 입력 단자의 2개의 입력 단자와 출력 단자를 가지는 비교기 CMP와, 저항 소자 R1, R2, R3, R4와, 버퍼 회로 BUF을 가지고, 비교기 CMP의 반전 입력 단자가 저항 소자 R1을 통하여 전압 조정부(144)의 출력단에 접속되고, 비반전 입력 단자가 저항 소자 R3와 버퍼 회로 BUF를 통하여 정전류원 SCi의 출력단에 접속되는 동시에, 저항 소자 R4를 통하여 저전위(예를 들면, 접지 전위)에 접속되고, 출력 단자와 반전 입력단이 저항 소자 R2를 통하여 접속된 회로 구성을 가지고 있다. 여기서, 예를 들면, 저항 소자 R2와 저항 소자 R4의 저항값은 같고, 저항 소자 R1와 저항 소자 R3의 저항값은 같은 값으로 설정된다. 이 차동 증폭 회로 DAP는, 저항 소자 R1을 통하여 비반전 입력단에 입력된 기준 전압과, 저항 소자 R3를 통하여 반전 입력단에 입력된 측정 전압의 차분으로 이루어지는 차분 전압 ΔV를 검출하고, 검출한 차분 전압 ΔV를 설정된 증폭률의 값으로 증폭한 값을 차분값 DEF로서 출력한다. 여기서, 저항 소자 R2의 저항값을 r2, 저항 소자 R1의 저항값을 r1으로 했을 때, 차동 증폭 회로 DAP의 증폭 률 A의 값은 r2/r1으로 되고, 증폭률 A의 값은, 예를 들면, 1 내지 5 정도의 값으로 설정된다. 저항 소자 R2의 저항값과 저항 소자 R1의 저항값을 동등하게 했을 때, 증폭률 A는 1로 되고, 차동 증폭 회로 DAP로부터 출력되는 차분값 DEF는, 기준 전압과 측정 전압의 차분과 같게 된다. 또한, 저항 소자 R2의 저항값 r2를 저항 소자 R1의 저항값 r1보다 크게 했을 때, 증폭률 A는 1보다 크게 되고, 차동 증폭 회로 DAP로부터 출력되는 차분값 DEF는, 기준 전압과 측정 전압의 차분 전압 ΔV에 증폭률 A의 값을 승산한 값으로 된다. 이 경우, 차동 증폭 회로 DAP로부터 출력되는 값을 기준 전압과 측정 전압의 차분 전압 ΔV를 확대한 값으로 할 수 있어, 증폭률 A를 1로 했을 때와 비교하여, 기준 전압에 대한 측정 전압의 변화량의 검출 감도를 높일 수 있으므로, 저항 소자 R2의 저항값 r2를 저항 소자 R1의 저항값 r1보다 크게 하여, 증폭률 A를 1보다 크게 하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 10에 있어서, 차동 증폭 회로 DAP는, 1개의 비교기 CMP와 저항 소자 R1∼R4와 버퍼 회로 BUF로 이루어지는 것으로 하였으나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 예를 들면, 주지의 인스트루멘테이션 앰프(instrumentation amp) 회로에 의해 구성되는 차동 증폭 회로를 사용해도 된다. 이 인스트루멘테이션 앰프 회로에 의한 차동 증폭 회로를 사용한 경우, 동 회로는 동상(同相) 노이즈를 제거할 수 있는 기능을 가지고 있으므로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 차동 증폭 회로 DAP를 1개의 비교기 CMP를 사용하여 구성한 경우에 비하여, 차분 전압 ΔV의 검출에 있어서의 오차를 줄일 수가 있다. 또한, 인스트루멘테이션 앰프 회로에서는, 입력 단자의 임피던스가 높아져 있으므로, 버퍼 회로 BUF를 생략할 수 있다.
차분값 검출부(145)에 있어서는, 먼저, 전원 전압 라인 Lv를 소정의 전압(특히, 전술한 저전위의 전원 전압 Vccw인 것이 바람직함)을 인가한 상태에서, 선택 상태로 된 행의 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)로부터, 미리 설정된 소정 계조 x(예를 들면, 최고 휘도 계조)에 대응한 전류값을 가지는 참조 전류 Iref_x(예를 들면, 유기 EL 소자 OLED를 최고 휘도 계조로 발광시키는 데 필요한 전류값을 가지는 전류)를, 상기 정전류원 SCi를 사용하여 강제적으로 데이터 라인 Ld로부터 데이터 드라이버(140)로 인입하듯이 흐르게 한다. 이 때, 소정 계조 x에서의 데이터 라인 Ld(또는 정전류원 SCi)에 대하여 측정되는 측정 전압 Vmes_x를 비교기 CMP의 ＋측의 입력단에 출력한다. 또한, 이것과 병행하여, 전원 전압 라인 Lv를 상기 소정의 전압(전원 전압 Vccw)의 상태로 유지하여, 전압 조정부(144)로부터 출력된, 상기 소정 계조 x에서의 원계조 전압 Vorg인 기준 전압 Vorg_x가 비교기 CMP의 일측의 입력단에 입력된다.
비교기 CMP에서는, 접속 경로 변환 스위치 SW에 의해 데이터 라인 Ld를 정전류원 SCi에 접속한 상태에서, 정전류원 SCi를 사용하여 소정의 참조 전류 Iref_x를 흐르게 함으로써, 데이터 라인 Ld에 생기는 전압인 측정 전압 Vmes_x와, 전압 조정부(144)(엄밀하게는 계조 전압 생성부(142))에 의해 생성된 전위인 기준 전압 Vorg_x의 차분 전압 ΔV(= Vmes_x - Vorg_x)를 산출하고, 후술하는 보정 데이터 생성부(147)에, 차분 전압 ΔV에 차동 증폭 회로 DAP의 증폭률 A를 곱한 값(= A×ΔV)을 차분값 DEF로서 출력한다(전압 감산 처리). 여기서, 비교기 CMP에 의한 전압 감산 처리에 의해 산출된 전압 성분인 차분 전압 ΔV는, 보정 데이터 취득 동작을 실행한 시점에서의 x계조에서의, 보정 데이터 취득 동작의 대상으로 되어 있는 표시 화소 PIx에서의 특성 열화의 정도, 보다 구체적으로는, 화소 구동 회로 DC의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth에 상당한다. 그리고, 이 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth는, 표시 데이터에 의해 지정되는 휘도 계조(계조 x)의 값에 거의 의존하지 않고, 어느 쪽의 계조에 있어서도 대략 같은 변화량 ΔVth로 되는 것을 본원 발명자들은 확인할 수 있었다.
그리고, 후술하는 기입 동작 시에는, 접속 경로 변환 스위치 SW가, 데이터 라인 Ld를 정전류원 SCi로부터 떼어내고, 전압 조정부(144)와 데이터 라인 Ld를 접속하도록 제어된다. 그리고, 상기 전압 가산부(144)에 의해 표시 데이터에 따른 원계조 전압 Vorg와 보정 데이터에 따른 오프셋 전압 Vofst를 가산하여 생성된 보정 계조 전압 Vpix가 데이터 라인 Ld를 통하여 표시 화소 PIX에 인가되지만, 이 때는, 참조 전류 Iref_x의 인입이나 기준 전압 Vorg_x와의 감산 처리는 행해지지 않는다.
보정 데이터 생성부(147)는, 차분값 검출부(145)로부터 출력되는 아날로그 전압으로 이루어지는 차분값 DEF를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(A/D 컨버터)를 구비한다. 그리고, 차분값 검출부(145)에서 검출된, 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth에 상당하는 차분 전압 ΔV를 디지털 신호로 이루어지는 보정 데이터로 변환하여, 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)를 통하여 프레임 메모리(146)에 출력한다. 또한, 전술한 바와 같이, 차분값 검출부(145)의 차동 증폭 회로 DAP의 증폭률 A가 1보다 큰 값으로 설정되어 있는 경우, 보정 데이터 생성부(147)는, 차분값 검출부(145)로부터 출력된 차분값 DEF를 차동 증폭 회로 DAP의 증폭률 A에 상당하는 값으로 나눈 값(DEF/A)에 대응하는 값, 즉 기준 전압과 측정 전압의 차분 전압 ΔV에 대응하는 값을 생성하여, 상기 아날로그-디지털 변환기에 공급하는 데이터 변환 회로를 구비한다. 이 데이터 변환 회로는, 예를 들면, 주지의 제산(除算) 회로를 사용하여 구성되는 것이어도 되고, 저항 분할 회로를 사용하여 구성되는 것이어도 된다.
프레임 메모리(146)는, 표시 패널(110)에 배열된 각 표시 화소 PIX에의 표시 데이터(보정 계조 전압 Vpix)의 기입 동작에 앞서 실행되는 보정 데이터 취득 동작에서, 각 열에 설치된 보정 데이터 생성부(147)에서 생성된, 1행분의 표시 화소 PIX마다의(각 화소 구동 회로 DC의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth에 상당함) 디지털 데이터로 이루어지는 보정 데이터를 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)를 통하여 차례로 입수하고, 표시 패널 1화면(1프레임)분의 각 표시 화소 PIX마다 개별적인 영역에 기억하고, 또한 기입 동작 시에, 1행분의 표시 화소 PIX마다의 보정 데이터를 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)를 통하여 차례로 오프셋 전압 생성부(143)에 출력한다.
<표시 장치의 구동 방법>
다음에, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 구동 방법에 대하여 설명한다.
본 실시예에 관한 표시 장치(100)의 구동 제어 동작은, 크게 나누어, 보정 데이터 취득 동작과, 표시 구동 동작을 가지고 있다.
보정 데이터 취득 동작에서는, 표시 패널(110)에 배열된 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 발광 구동용의 트랜지스터 Tr13(구동 트랜지스터)의 소자 특성(임계값 전압)의 변동에 대응하는 차분 전압 ΔV를 검출하여, 상기 차분 전압 ΔV에 대응하는 디지털 데이터를 표시 화소 PIX마다 보정 데이터로서 프레임 메모리(146)에 기억한다.
표시 구동 동작에서는, 표시 데이터에 따라 원계조 전압 Vorg를 각 표시 화소 PIX마다 취득한 보정 데이터에 따라 보정하여, 보정 계조 전압 Vpix로서 각 표시 화소 PIX에 기입해 전압 성분으로서 유지시키고, 상기 전압 성분에 따라 트랜지스터 Tr13의 소자 특성의 변동의 영향을 보상한 표시 데이터에 따라 전류값을 가지는 발광 구동 전류 Iem을 유기 EL 소자 OLED에 공급하여 소정의 휘도 계조로 발광시킨다.
이하, 각 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.
(보정 데이터 취득 동작)
도 11은, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 보정 데이터 취득 동작에서의 참조 전류의 인입 동작을 나타낸 개념도이다.
도 12는, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 보정 데이터 취득 동작에서의, 측정 전압의 입수 동작, 및 보정 데이터의 생성 동작을 나타낸 개념도이다.
도 13은, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 보정 데이터 취득 동작의 일례를 나타낸 플로차트이다.
본 실시예에 관한 보정 데이터 취득 동작(오프셋 전압 검출 동작)은, 도 13에 나타낸 바와 같이, 먼저, i행째(1≤i≤n으로 되는 양의 정수(整數))의 표시 화소 PIX에 접속된 전원 전압 라인 Lv(본 실시예에 있어서는, i행째가 포함되는 그룹의 전체 표시 화소 PIX에 공통으로 접속된 전원 전압 라인 Lv)에 대하여, 전원 드라이버(130)로부터 기입 동작 레벨인 저전위의 전원 전압 Vcc(=Vccw≤Vss)를 인가한 상태에서, 선택 드라이버(120)로부터 i행째의 선택 라인 Ls에 선택 레벨(하이 레벨)의 선택 신호 Ssel을 인가하여, i행째의 표시 화소 PIX를 선택 상태로 설정한다(단계 S311).
이로써, i행째의 표시 화소 PIX의 화소 구동 회로 DC에 설치된 트랜지스터 Tr11이 온 동작하여, 트랜지스터 Tr13이 다이오드 접속 상태로 설정되고, 상기 전원 전압 Vcc(=Vccw)가 트랜지스터 Tr13의 드레인 단자 및 게이트 단자(접점 N11;커패시터 Cs의 일단측)에 인가되는 동시에, 트랜지스터 Tr12도 온 상태로 되어 트랜지스터 Tr13의 소스 단자(접점 N12;커패시터 Cs의 타단 측)가 각 열의 데이터 라인 Ld에 전기적으로 접속된다.
이어서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 차분값 검출부(145)에 있어서, 접속 경로 변환 스위치 SW가 데이터 라인 Ld를 정전류원 SCi에 접속하도록 설정하여, 참조 전류 Iref_x를, 데이터 라인 Ld 측으로부터 데이터 드라이버(140) 방향으로 인입하듯이 공급한다(단계 S312).
이 때, 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 간에 흐르는 전류 Ids의 전류값은, 참조 전류 Iref_x의 전류값과 일치한다. 단, 실제로는 데이터 라인 Ld에 기생하는 용량 성분이 존재하므로, 데이터 라인 Ld에 전류를 공급했을 때는, 먼저 이 용량 성분을 충전하게 된다. 그러므로, 데이터 라인 Ld에 참조 전류 Iref_x의 공급을 개시하고 나서, 실제로 데이터 라인 Ld에 흐르는 전류의 전류값이 참조 전류 Iref_x의 설정된 전류값에 이르기까지, 이 용량 성분을 충전하기 위한 충전 시간 분만큼의 지연이 생기게 된다. 이 충전 시간은 참조 전류 Iref_x의 전류값이 작을 수록 길어진다. 보정 데이터 취득 동작에서는, 데이터 라인 Ld에 흐르는 전류의 전류값이 참조 전류 Iref_x의 설정된 전류값에 단시간에 도달하는 것이 바람직하므로 참조 전류 Iref_x의 전류값은, 예를 들면, 최고 휘도 계조 또는 그 근방의 계조에 대응한, 비교적 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
그리고, 이와 같이 하여 데이터 라인 Ld에 흐르는 전류의 전류값이 참조 전류 Irefx에 설정된 전류값에 도달하여 안정된 시점에서, 정전류원 SCi의 출력단에서의 전위를 측정하고, 차분값 검출부(145)의 차동 증폭 회로 DAP에 설치된 비교기 CMP의 ＋측의 입력단에 상기 측정 전압 Vmes_x를 인가한다(단계 S313).
여기서, 측정되는 측정 전압 Vmes_x는, 드레인-소스 간에 참조 전류 Iref_x가 흐르는 트랜지스터 Tr13의 특성 변화에 따라 그 전압값이 상이하게 된다.
이어서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 시스템 컨트롤러(150)로부터 출력되는 데이터 제어 신호에 따라 계조 전압 생성부(142)에 의해 상기 소정 계조(예를 들면, x계조)의 표시 데이터에 대응한 원계조 전압 Vorg를 생성하고, 기준 전압 Vorg_x로서 전압 조정부(144)를 통하여(즉, 전압 조정부(144)를 그대로 통과시켜) 차분값 검출부(145)에 출력한다. 이로써, 차동 증폭 회로 DAP에 설치된 비 교기 CMP의 일측의 입력단에 상기 기준 전압 Vorg_x를 인가한다(단계 S314).
차분값 검출부(145)에 설치된 차동 증폭 회로 DAP에서는, 전술한 단계 S313, S314에 있어서 비교기 CMP에 입수된 측정 전압 Vmes_x와 기준 전압 Vorg_x의 차분 전압 ΔV(= Vmes_x - Vorg_x)를 산출하고, 차분 전압 ΔV에 차동 증폭 회로 DAP의 증폭률 A를 건 값으로 이루어지는 차분값 DEF(=A×ΔV)를 출력하는 전압 감산 처리를 실행한다(단계 S315). 여기서, 차분 전압 ΔV는, 전술한 바와 같이, 보정 데이터 취득 동작의 대상으로 되어 있는 표시 화소 PIx에서의, 상기 시점에서의 화소 구동 회로 DC의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth(ΔAV≒ΔVth)에 상당하는 아날로그 전압이다.
이어서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 차분값 검출부(145)(차동 증폭 회로 DAP)로부터 출력된 차분값은, 보정 데이터 생성부(147)에서, 차분 전압 ΔV에 대응하는 값으로 변환되고, A/D 변환되어, 디지털 신호로 이루어지는 보정 데이터로 변환되고, 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)에 출력된다(단계 S316).
시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)에서는, 각 열의 보정 데이터를 프레임 메모리(146)에 차례로 전송하고, 각 표시 화소 PIX마다 프레임 메모리(146)의 개별 영역에 기억하여, 차분 전압 ΔV(즉 화소 구동 회로 DC의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변화량 ΔVth)에 상당하는 보정 데이터의 취득이 완료된다(단계 S317).
그리고, 전술한 i행째의 표시 화소 PIX에 대하여 보정 데이터를 취득한 후, 전술한 일련의 처리 동작(단계 S311~S317)을, 다음 행(i+1행째)의 표시 화소 PIX에 대해서도 실행하기 위해, 행을 지정하기 위한 변수 "i"를 인크리먼트하는 처리(i = i+1)를 실행하고(단계 S318), 이어서, 인크리먼트 처리된 변수 "i"가 표시 패널(11O)에 설정된 총행수 n보다 작은(i<n)지 여부를 비교 판정한다(단계 S319).
단계 S319에 있어서, 변수 "i"가 행수 n보다 작은 경우(i<n)에는, 전술한 단계 S311로부터 S318까지의 처리가 재차 실행되고, 단계 S3l9에 있어서, 변수 "i"가 행수 n과 일치(i=n)한 경우에는, 각 행의 표시 화소 PIX에 대한 보정 데이터 취득 동작이 표시 패널(110)의 전체 행에 대하여 실행되고, 각 표시 화소 PIX의 보정 데이터가 프레임 메모리(146)의 소정의 기억 영역에 개별적으로 저장된 것으로서, 전술한 일련의 보정 데이터 취득 동작을 종료한다.
여기서, 전술한 보정 데이터 취득 동작에서는, 각 단자의 전위는 전술한 (3)~(10)식의 관계를 만족시키고 있고, 따라서 유기 EL 소자 OLED에는 전류가 흐르지 않으므로 발광 동작하지 않는다.
그리고, 계조 전압 생성부(142)로부터 차분값 검출부(145)(비교기 CMP의 일측 입력단)에 기준 전압 Vorg_x를 인가하는 단계 S314는, 단계 S311~S313 중 어느 하나의 처리 전에 실행하는 것으로 해도 된다.
이와 같이, 보정 데이터 취득 동작의 경우, 도 11에 나타낸 바와 같이, 정전류원 SCi를 데이터 라인 Ld에 접속하고, 소정의 참조 전류 Iref_x를 인입하듯이 흐르게 했을 때의 측정 전압 Vmes_x를 측정하고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 초기 상태에서의 V-I 특성선 Spw에 따른 x계조에서의 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 간 전류 Ids_x를 기대값으로 했을 때, 기입 동작 시에 이 기대값과 같거나 또는 근사 한 트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 간 전류 Ids를 흐르게 하기 위한 x계조의 부전위의 원계조 전압 Vorg(즉 기준 전압 Vorg_x)와의 차분 전압 ΔV를 산출하고, 이 차분 전압 ΔV(아날로그 전압)에 대응하는 디지털 신호를 보정 데이터로서 프레임 메모리(146)에 보존한다.
그리고, 전술한 보정 데이터 취득 동작에서, 기준 전압 Vorg_x를 계조 전압 생성부(142)에 의해 생성하는 방법으로서, 예를 들면, 표시 신호 생성 회로(160)로부터 공급되는 소정의 계조값의 표시 데이터에 따라 계조 전압 생성부(142)에 의해 생성하는 것이어도 되고, 기준 전압 Vorg_x의 전압값(또는 계조값)이 고정값인 경우에는, 표시 신호 생성 회로(160)로부터 표시 데이터가 공급되지 않고 계조 전압 생성부(142)가 출력하는 것이어도 된다. 이 때의 기준 전압 Vorg_x는 전술한 바와 같이, 참조 전류 Iref_x의 전류값이, 발광 동작 기간에 유기 EL 소자 OLED가 최고 휘도 계조(또는 그 근방의 계조)로 발광하도록 한 값일 때 대응한 전압값인 것이 바람직하다.
(표시 구동 동작)
이어서, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 표시 구동 동작에 대하여 설명한다.
도 14는, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 표시 구동 동작(기입 동작)의 일례를 나타낸 플로차트이다.
도 15는, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 기입 동작을 나타낸 개념도이다.
도 16은, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 유지 동작을 나타낸 개념도이다.
도 17은, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 발광 동작을 나타낸 개념도이다.
도 18은, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 표시 구동 동작을 나타낸 타이밍 차트이다.
본 실시예에 관한 표시 장치(100)의 표시 구동 동작은(도 18 참조), 표시 구동 기간(1처리 사이클 기간) Tcyc 내에, 적어도, 기입 동작(기입 동작 기간 Twrt)과, 유지 동작(유지 동작 기간 Thld)과, 발광 동작(발광 동작 기간 Tem)을 실행하도록 설정되어 있다. (Tcyc = Twrt + Thld + Tem)
(기입 동작)
기입 동작(기입 동작 기간 Twrt)에 있어서는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 먼저, i행째의 전원 전압 라인 Lv에 기입 동작 레벨(마이너스의 전압)의 전원 전압 Vcc(=Vccw≤Vss)를 인가한 상태에서, i행째의 선택 라인 Ls에 선택 레벨(하이 레벨)의 선택 신호 Ssel을 인가하여 i행째의 표시 화소 PIX를 선택 상태로 설정하고, 이 타이밍에 동기하여, 데이터 라인 Ld에 표시 데이터에 따라 보정 계조 전압 Vpix를 인가한다.
여기서, 데이터 라인 Ld에 표시 데이터에 따라 보정 계조 전압 Vpix를 인가하는 방법은, 구체적으로는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 먼저, 표시 신호 생성 회로(160)로부터 공급된 표시 데이터로부터, 기입 동작의 대상으로 되어 있는 표시 화소 PIX의 휘도 계조값을 취득하고(단계 S411), 상기 휘도 계조값이 "0"인지 여부를 판정한다(단계 S412). 단계 S412의 계조값 판정 동작에서, 휘도 계조값이 "0"인 경우에는, 계조 전압 생성부(142)로부터 무발광 동작(또는 흑표시 동작)을 행하기 위한 소정의 계조 전압(흑계조 전압) Vzero를 출력하고, 전압 조정부(144)에서 오프셋 전압 Vofst를 가산하지 않고(즉, 트랜지스터 Tr12, 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압의 변동에 대한 보상 처리를 행하지 않고), 그대로 데이터 라인 Ld에 인가한다(단계 S413).
단계 S412에 있어서, 휘도 계조값이 "0"이 아닌 경우에는, 계조 생성부(142)로부터 상기 휘도 계조값에 따른 전압값을 가지는 원계조 전압 Vorg를 생성하여 출력하는 동시에, 전술한 보정 데이터 취득 동작에 의해 취득되고, 프레임 메모리(146)에 각 표시 화소 PIX마다 대응하여 저장된 보정 데이터를 시프트 레지스터·데이터 레지스터부(141)를 통하여 차례로 판독하고(단계 S4l4), 각 열의 데이터 라인 Ld마다 설치된 오프셋 전압 생성부(143)에 출력하고, 상기 디지털 신호로 이루어지는 보정 데이터를 아날로그 변환하여, 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압의 변화량에 따른 아날로그 전압으로 이루어지는 오프셋 전압 Vofst(≒ΔVth)를 생성한다(단계 S415).
그리고, 도 15에 나타낸 바와 같이, 전압 조정부(144)에 있어서 상기 계조 전압 생성부(142)로부터 출력되는 부전위의 원계조 전압 Vorg와, 오프셋 전압 생성부(143)로부터 출력되는 부전위의 오프셋 전압 Vofst를 가산하여 부전위의 보정 계조 전압 Vpix를 생성한 후(단계 S416), 데이터 라인 Ld에 인가한다. 여기서, 전압 조정부(144)에서 생성되는 보정 계조 전압 Vpix는, 전원 드라이버(130)로부터 전원 전압 라인 Lv에 인가되는 기입 동작 레벨(저전위)의 전원 전압 Vcc(=Vccw)를 기준으로 하여 상대적으로 부전위의 전압 진폭을 가지고, 계조가 높게 됨에 따라 보다 낮게 되도록 설정되어 있다.
이로써, 트랜지스터 Tr13의 소스 단자(접점 N12)에, 상기 트랜지스터 Tr13의 임계값 전압 Vth의 변동에 따른 오프셋 전압 Vofst를 가산하여 보정한 보정 계조 전압 Vpix가 인가되므로, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 간(커패시터 Cs의 양단)에, 보정된 전압 Vgs가 기입 설정된다(단계 417).
그리고, 이 기입 동작 기간 Twrt에 있어서도, 유기 EL 소자 OLED의 애노드 단자 측의 접점 N12에 인가되는 보정 계조 전압 Vpix의 전압값이, 캐소드 단자 TMc에 인가되는 일정 전압 Vss보다 낮게 되도록 설정되어 있으므로, 유기 EL 소자 OLED에는 전류가 흐르지 않으므로 발광 동작하지 않는다.
(유지 동작)
이어서, 전술한 기입 동작 기간 Twrt의 종료 후의 유지 동작(유지 동작 기간 Thld)에 있어서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, i행째의 선택 라인 Ls에 비선택 레벨(로우 레벨)의 선택 신호 Ssel을 인가하여 i행째의 표시 화소 PIX를 비선택 상태로 설정함으로써, 도 16에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터 Tr11 및 Tr12가 오프 동작하여, 트랜지스터 Tr13의 다이오드 접속 상태가 해제되는 동시에, 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 간에 인가되어 있었던 전압 성분(Vgs= Vpix-Vccw)이 커패시터 Cs에 충전되어 유지된다.
(발광 동작)
이어서, 유지 동작 기간 Thld 종료 후의 발광 동작(발광 동작 기간 Tem)에 있어서는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 각 행의 표시 화소 PIX를 비선택 상태로 설정한 상태에서, 각 행의 전원 전압 라인 Lv에 발광 동작 레벨인 고전위(플러스의 전압)의 전원 전압 Vcc(=Vcce>0V)를 인가함으로써, 각 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)의 트랜지스터 Tr13이 포화 영역에서 동작한다. 또한, 유기 EL 소자 OLED의 애노드 측(접점 N12)에 상기 기입 동작에 의해 트랜지스터 Tr13의 게이트-소스 간에 기입 설정된 전압 성분(｜Vpix - Vccw｜)에 따른 플러스의 전압이 인가됨으로써, 도 17에 나타낸 바와 같이, 전원 전압 라인 Lv로부터 트랜지스터 Tr13을 통하여 유기 EL 소자 OLED에, 표시 데이터(엄밀하게는, 보정된 계조 전압인 보정 계조 전압 Vpix)에 따른 전류값을 가지는 발광 구동 전류 Iem(트랜지스터 Tr13의 드레인-소스 간 전류 Ids)가 흘러, 소정의 휘도 계조로 발광 동작한다.
이어서, 본 실시예에 관한 표시 장치에 있어서, 도 9에 나타낸 표시 패널을 적용한 경우의 구동 제어 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 19는, 본 실시예에 관한 표시 장치의 구동 방법의 구체예를 모식적으로 나타낸 동작 타이밍 도면이다.
그리고, 도 19에 있어서는, 설명의 형편상, 편의상 표시 패널에 12행(n= 12; 제1 행~ 제12 행)의 표시 화소가 배열되고, 1 ~ 6행째(전술한 위쪽 영역에 대응함) 및 7 ~ 12행째(전술한 아래쪽 영역에 대응함)의 표시 화소를 각각 1세트로 하여 2세트로 그룹으로 나누어져 있는 경우의 동작 타이밍 도면을 나타낸다.
도 9에 나타낸 표시 패널(110)을 구비한 표시 장치(100)에 있어서의 구동 제어 동작은, 도 19에 나타낸 바와 같이, 표시 패널(110)에 배열된 모든 표시 화소 PIX에 대하여, 전술한 보정 데이터 취득 동작을 각 행마다 소정의 타이밍에서 차례로 실행한다. 그리고, 표시 패널(110)의 전체 행에 대한 보정 데이터 취득 동작의 종료 후(즉, 보정 데이터 취득 동작 기간 Tadj의 종료 후), 1프레임 기간 Tfr 내에, 표시 패널(110)의 각 행마다의 표시 화소 PIX(화소 구동 회로 DC)에 대하여, 표시 데이터에 따라 원계조 전압 Vorg에, 각 표시 화소 PIX의 구동 트랜지스터(트랜지스터 Tr13)의 소자 특성의 변동에 대응한 오프셋 전압 Vofst를 가산한 보정 계조 전압 Vpix를 기입하고, 소정의 전압 성분(｜Vpix - vccw｜)를 유지하는 동작을 각 행에 대하여 차례로 반복하면서, 미리 그룹으로 나눈 1 ~ 6행째 또는 7 ~ 12행째의 표시 화소 PIX(유기 EL 소자 OLED)에 대하여 상기 기입 동작이 종료된 타이밍에서, 상기 그룹에 포함되는 전체 표시 화소 PIX를 표시 데이터(보정 계조 전압 Vpix)에 따른 휘도 계조로 일제히 발광 동작시키는 표시 구동 동작(도 14에 나타낸 표시 구동 기간 Tcyc)을 반복 실행함으로써, 표시 패널(110)에 1화면분의 화상 정보가 표시된다.
구체적으로는, 표시 패널(110)에 배열된 상기 표시 화소 PIX에 대하여, 1~6행째 및 7~12행째의 표시 화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 각 그룹마다 표시 화소 PIX에 공통으로 접속된 전원 전압 라인 Lv를 통하여 저전위의 전원 전압 Vcc(=Vccw)를 인가한 상태에서, 1행째의 표시 화소 PIX로부터 차례로, 상기 보정 데이터 취득 동작(보정 데이터 취득 동작 기간 Tadj)이 실행되고, 표시 패널(110) 에 배열된 전체 표시 화소 PIX에 대하여, 화소 구동 회로 DC에 설치된 트랜지스터 Tr13(구동 트랜지스터)의 임계값 전압의 변동에 대응한 보정 데이터가, 각 표시 화소 PIX마다 프레임 메모리(146)의 소정의 영역에 개별적으로 저장(기억)된다.
이어서, 상기 보정 데이터 취득 동작 기간 Tadj의 종료 후, 1~6행째의 표시 화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 상기 그룹의 표시 화소 PIX에 공통으로 접속된 전원 전압 라인 Lv를 통하여 저전위의 전원 전압 Vcc(=Vccw)를 인가한 상태에서, 1행째의 표시 화소 PIX로부터 차례로, 상기 기입 동작(기입 동작 기간 Twrt) 및 유지 동작(유지 동작 기간 Thld)을 실행하고, 6행째의 표시 화소 PIX에 대하여 기입 동작이 종료된 타이밍에서, 상기 그룹의 전원 전압 라인 Lv를 통하여 고전위의 전원 전압 Vcc(=Vcce)를 인가하도록 전환함으로써, 각 표시 화소 PIX에 기입된 표시 데이터(보정 계조 전압 Vpix)에 따른 휘도 계조로, 상기 그룹의 6행분의 표시 화소 PIX를 일제히 발광 동작시킨다. 이 발광 동작은, 1행째의 표시 화소 PIX에 대하여, 다음의 기입 동작이 개시되는 타이밍까지 계속된다(1~6행째의 발광 동작 기간 Tem).
또한, 상기 1~6행째의 표시 화소 PIX에 대하여 기입 동작이 종료된 타이밍에서, 7~12행째의 표시 화소 PIX로 이루어지는 그룹에 있어서, 상기 그룹의 표시 화소 PIX에 공통으로 접속된 전원 전압 라인 Lv를 통하여 저전위의 전원 전압 Vcc(=Vccw)를 인가하고, 7행째의 표시 화소 PIX로부터 차례로, 상기 기입 동작(기입 동작 기간 Twrt) 및 유지 동작(유지 동작 기간 Thld)을 실행하고, 12행째의 표시 화소 PIX에 대하여 기입 동작이 종료된 타이밍에서, 상기 그룹의 전원 전압 라 인 Lv를 통하여 고전위의 전원 전압 Vcc(=Vcce)를 인가하도록 전환함으로써, 각 표시 화소 PIX에 기입된 표시 데이터(보정 계조 전압 Vpix)에 따른 휘도 계조로, 상기 그룹의 6행분의 표시 화소 PIX를 일제히 발광 동작시킨다(7~12행째의 발광 동작 기간 Tem). 이 7~12행째의 표시 화소 PIX에 대하여 기입 동작 및 유지 동작이 실행되고 있는 기간에서는, 전술한 바와 같이, 1~6행째의 표시 화소 PIX에 대하여 전원 전압 라인 Lv를 통하여 고전위의 전원 전압 Vcc(=Vcce)가 인가되어, 일제히 발광하는 동작이 계속되어 있다.
이와 같이, 표시 패널(110)에 배열된 전체 표시 화소 PIX에 대하여 보정 데이터 취득 동작을 실행한 후, 각 행의 표시 화소 PiX마다 소정의 타이밍에서 기입 동작 및 유지 동작을 차례로 실행하고, 미리 설정된 각 그룹에 대하여, 상기 그룹에 포함되는 모든 행의 표시 화소 PIX에의 기입 동작이 종료된 시점에서, 상기 그룹의 모든 표시 화소 PIX를 일제히 발광 동작시키도록 구동 제어된다.
따라서, 이와 같은 표시 장치의 구동 방법(표시 구동 동작)에 의하면, 1프레임 기간 Tfr의 내에서, 동일 그룹 내의 각 행의 표시 화소에 기입 동작을 실행하는 기간 중에 상기 그룹 내의 모든 표시 화소(발광 소자)의 발광 동작이 행해지지 않고 무발광 상태(흑표시 상태)로 설정할 수 있다. 여기서, 도 19에 나타낸 동작 타이밍 도면에 있어서는, 표시 패널(110)을 구성하는 12행의 표시 화소 PIX를, 2세트 그룹으로 나누어, 각 그룹마다 상이한 타이밍에서 일제히 발광 동작을 실행하도록 제어되므로, 1프레임 기간 Tfr에서의 상기 무발광 동작에 의한 흑표시 기간의 비율(흑삽입율)을 50%로 설정할 수 있다. 여기서, 인간의 시각에 있어서, 동화상을 핀이 맞지 않거나 흐릿함 없이 선명하게 관찰하기 위해서는, 일반적으로, 대략 30% 이상의 흑삽입율을 가지고 있는 것이 기준으로 되므로, 본 구동 방법에 의해, 비교적 양호한 표시 화질을 가지는 표시 장치를 실현할 수 있다.
그리고, 본 실시예(도 9)에 있어서는, 표시 패널(11O)에 배열된 복수개의 표시 화소 PIX를, 연속하는 행마다 2세트 그룹으로 나눈 경우에 대하여 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 3세트나 4세트 등, 임의의 세트 수로 그룹으로 나누는 것이어도 되고, 또한 짝수행과 홀수행과 같이 연속되지 않는 행끼리 그룹으로 나누는 것이어도 된다. 이에 따르면, 그룹으로 나누어진 세트 수에 따라 발광 시간 및 흑표시 기간(흑표시 상태)을 임의로 설정할 수 있어, 표시 화질의 개선을 도모할 수 있다.
또한, 표시 패널(110)에 배열된 복수개의 표시 화소 PIX를, 상기한 바와 같이 그룹으로 나누지 않고, 각 행마다 개별적으로 전원 전압 라인을 설치(접속)하여, 상이한 타이밍에서 전원 전압 Vcc를 독립적으로 인가함으로써, 표시 화소 PIX를 각 행마다 발광 동작시키는 것이어도 되고, 표시 패널(110)에 배열된 한 화면 분의 모든 표시 화소 PIX에 대하여, 일제히 공통의 전원 전압 Vcc를 인가함으로써, 표시 패널(11O) 한 화면 분의 모든 표시 화소를 일제히 발광 동작시키는 것이어도 된다.
도 1은, 본 발명에 관한 표시 장치에 적용되는 표시 화소의 주요부 구성을 나타낸 등가 회로도이다.
도 2는, 본 발명에 관한 표시 장치에 적용되는 표시 화소의 제어 동작을 나타낸 신호 파형도이다.
도 3의 (a), (b)는, 표시 화소의 기입 동작 시의 동작 상태를 나타낸 개략 설명도이다.
도 4의 (a)는, 기입 동작 시의 표시 화소의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 나타낸 특성도이다.
도 4의 (b)는, 유기 EL 소자의 구동 전류와 구동 전압의 관계를 나타낸 특성도이다.
도 5의 (a), (b)는, 표시 화소의 유지 동작 시의 동작 상태를 나타낸 개략 설명도이다.
도 6은, 표시 화소의 유지 동작 시의 구동 트랜지스터의 동작 특성을 나타낸 특성도이다.
도 7의 (a), (b)는, 표시 화소의 발광 동작 시의 동작 상태를 나타낸 개략 설명도이다.
도 8의 (a)는, 표시 화소의 발광 동작 시의 구동 트랜지스터의 동작점을 나타낸 도면이다.
도 8의 (b)는, 표시 화소의 발광 동작 시의, 유기 EL 소자가 고저항화했을 때의 구동 트랜지스터의 동작점의 변화를 나타낸 도면이다.
도 9는, 본 발명에 관한 표시 장치의 실시예를 나타낸 개략 구성도이다.
도 10은, 실시예에 관한 표시 장치에 적용 가능한 데이터 드라이버 및 표시 화소의 일례를 나타낸 주요부 구성도이다.
도 11은, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 보정 데이터 취득 동작에서의 참조 전류의 인입 동작을 나타낸 개념도이다.
도 12는, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 보정 데이터 취득 동작에서의, 측정 전압의 입수 동작, 및 보정 데이터의 생성 동작을 나타낸 개념도이다.
도 13은, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 보정 데이터 취득 동작의 일례를 나타낸 플로차트이다.
도 14는, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 표시 구동 동작의 일례를 나타낸 플로차트이다.
도 15는, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 기입 동작을 나타낸 개념도이다.
도 16은, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 유지 동작을 나타낸 개념도이다.
도 17은, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 발광 동작을 나타낸 개념도이다.
도 18은, 실시예에 관한 표시 장치에 있어서의 표시 구동 동작의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 19는, 실시예에 관한 표시 장치의 구동 방법의 구체예를 모식적으로 나타낸 동작 타이밍 도면이다.

Claims (19)

  1. 발광 소자와, 전류로(電流路)의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 가지고, 상기 전류로가 데이터 라인에 접속된 표시 화소를 구동하는 표시 구동 장치로서,
    상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 특정값 검출부(145, 147)와,
    상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여, 구동 신호로서 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 계조 신호 보정부(141, 142, 143, 144, 146)
    를 포함하고,
    상기 특정값 검출부(145, 147)는, 상기 데이터 라인을 통하여 상기 표시 화소의 상기 구동 소자의 상기 전류로에 참조 전류(Iref_x)를 흐르게 했을 때 상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압(Vmes_x)과, 상기 참조 전류의 전류값에 대응하는 기준 전압(Vorg_x)의 차분 전압을 미리 설정된 증폭률로 증폭한 값으로 이루어지는 차분값을 검출하는 차분값 검출부(145)를 포함하고, 상기 차분값에 기초하여 상기 특정값을 구하는, 표시 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차분값 검출부(145)는, 상기 측정 전압이 인가되는 제1 입력 단자와 상 기 기준 전압이 인가되는 제2 입력 단자로 이루어지는 2개의 입력 단자를 가지고, 상기 측정 전압과 상기 기준 전압의 상기 차분 전압을 연산하여 구하고, 상기 증폭률로 증폭한 값을 상기 차분값으로서 출력하는 전압 연산부(DAP)를 포함하는, 표시 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 연산부는, 상기 증폭률을 가지고 상기 2개의 입력 단자와 상기 차분값을 출력하는 출력 단자를 가지는 차동 증폭기(CMP)를 포함하는, 표시 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 특정값 검출부(145, 147)는, 상기 전압 연산부로부터 출력된 상기 차분값을 상기 증폭률의 값으로 나눈 값을 디지털 신호로 변환한 보정 데이터를 생성하고, 상기 보정 데이터를 상기 특정값으로서 출력하는 보정 데이터 생성부(147)를 포함하는, 표시 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 계조 신호 보정부는,
    상기 보정 데이터 생성부로부터 출력된 상기 보정 데이터를 기억하는 기억 회로와,
    상기 표시 데이터에 상응한 휘도 계조로 상기 발광 소자를 발광 동작시키기 위한 전압값을 가지는 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부(142)와,
    상기 기억 회로에 기억된 상기 보정 데이터를 아날로그 전압으로 이루어지는 오프셋 전압(vofst)으로 변환하여 출력하는 오프셋 전압 생성부(143)와,
    상기 계조 전압 생성부에 의해 생성된 상기 계조 전압에, 상기 오프셋 전압 생성부로부터 출력된 상기 오프셋 전압을 가산하여 상기 보정 계조 전압을 생성하여, 상기 구동 신호로서 출력하는 전압 조정부(144)
    를 포함하는, 표시 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차분값 검출부는,
    상기 참조 전류를 출력하는 전류원과,
    상기 전류원의 출력단 또는 상기 전압 조정부의 출력단을 선택적으로 상기 데이터 라인의 일단에 접속하는 접속 경로 변환 스위치
    를 포함하고,
    상기 접속 경로 변환 스위치가 상기 전류원의 출력단을 상기 데이터 라인의 일단에 접속하는 측으로 전환되었을 때 상기 데이터 라인의 일단에 상기 전류원으로부터 상기 참조 전류가 공급되고, 상기 전류원의 출력단의 전위가 상기 측정 전압으로 되는, 표시 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 구동 소자가 초기 특성을 유지하고 있을 때, 상기 데이터 라인의 일단에 상기 기준 전압을 인가했을 때, 상기 구동 소자의 상기 전류로에 흐르는 전류의 전류값이 상기 참조 전류의 전류값과 같게 되는 전압값을 가지는, 표시 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 참조 전류의 전류값은 상기 발광 소자를 최고 휘도 계조로 발광시키는 데 필요한 값으로 설정되어 있는, 표시 구동 장치.
  9. 화상 정보를 표시하는 표시 장치로서,
    발광 소자(OEL)와, 전류로의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 가지는 하나 이상의 표시 화소(PIX)와,
    상기 표시 화소에 접속되는 하나 이상의 데이터 라인(Ld)과,
    상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 특정값 검출부(145, 147)와, 상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여, 구동 신호로서 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 계조 신호 보정부(141, 142, 143, 144, 146)를 가지는 데이터 구동부(140)
    를 포함하고,
    상기 특정값 검출부(145, 147)는, 상기 데이터 라인을 통하여 상기 표시 화소의 상기 구동 소자의 상기 전류로에 참조 전류(Iref_x)를 흐르게 했을 때 상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압(Vmes_x)과, 상기 참조 전류의 전류값에 대응하는 기준 전압(Vorg_x)의 차분 전압을 미리 설정된 증폭률로 증폭한 값으로 이루어지는 차분값을 검출하는 차분값 검출부(145)를 가지고, 상기 차분값에 기초하여 상기 특정값을 구하는, 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    행방향으로 복수개의 선택 라인(Ls)이 배치되고, 열방향으로 복수개의 상기 데이터 라인(Ld)가 배치되고, 상기 복수개의 선택 라인과 상기 복수개의 데이터 라인의 각 교점 근방에 상기 표시 화소가 복수개 배열된 표시 패널(110)과,
    상기 각 선택 라인에 선택 신호를 차례로 인가하여, 각 행의 상기 표시 화소를 차례로 선택 상태로 설정하는 선택 구동부(120)를 더 포함하는, 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 차분값 검출부(145)는, 상기 측정 전압이 인가되는 제1 입력 단자와 상기 기준 전압이 인가되는 제2 입력 단자로 이루어지는 2개의 입력 단자를 가지고, 상기 측정 전압과 상기 기준 전압의 상기 차분 전압을 연산하여 구하여 상기 증폭률로 증폭한 값을 상기 차분값으로서 출력하는 전압 연산부(DAP)를 포함하는, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정값 검출부(145, 147)는, 상기 전압 연산부로부터 출력된 상기 차분값을 상기 증폭률의 값으로 나눈 값을 디지털 신호로 변환한 보정 데이터를 생성하고, 상기 보정 데이터를 상기 특정값으로서 출력하는 보정 데이터 생성부(147)를 포함하는, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 계조 신호 보정부는,
    상기 보정 데이터 생성부로부터 출력된 상기 보정 데이터를 기억하는 기억 회로와,
    상기 표시 데이터에 상응한 휘도 계조로 상기 발광 소자를 발광 동작시키기 위한 전압값을 가지는 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부(142)와,
    상기 기억 회로에 기억된 상기 보정 데이터를 아날로그 전압으로 이루어지는 오프셋 전압(Vofst)으로 변환하여 출력하는 오프셋 전압 생성부(143)와,
    상기 계조 전압 생성부에 의해 생성된 상기 계조 전압에, 상기 오프셋 전압 생성부로부터 출력된 상기 오프셋 전압을 가산하여 상기 보정 계조 전압을 생성하여, 상기 구동 신호로서 출력하는 전압 조정부(144)
    를 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 차분값 검출부는,
    상기 참조 전류를 출력하는 전류원과,
    상기 전류원의 출력단 또는 상기 전압 조정부의 출력단을 선택적으로 상기 데이터 라인의 일단에 접속하는 접속 경로 변환 스위치를
    포함하고,
    상기 접속 경로 변환 스위치가 상기 전류원의 출력단을 상기 데이터 라인의 일단에 접속하는 측으로 전환되었을 때 상기 데이터 라인의 일단에 상기 전류원으로부터 상기 참조 전류가 공급되고, 상기 전류원의 출력단의 전위가 상기 측정 전압으로 되는, 표시 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 구동 소자가 초기 특성을 유지하고 있을 때, 상기 데이터 라인의 일단에 상기 기준 전압을 인가했을 때, 상기 구동 소자의 상기 전류로에 흐르는 전류의 전류값이 상기 참조 전류의 전류값과 같게 되는 전압값을 가지는, 표시 장치.
  16. 발광 소자(OEL)와, 전류로의 일단이 상기 발광 소자에 접속되는 구동 소자를 포함하는 하나 이상의 표시 화소(PIX)를 가지고 화상 정보를 표시하는 표시 장치의 구동 제어 방법으로서,
    상기 표시 화소에, 상기 표시 화소에 접속되는 데이터 라인을 통하여 참조 전류(Iref_x)를 공급하는 단계와,
    상기 데이터 라인의 일단에서 검출되는 측정 전압(Vmes_x)과, 상기 참조 전류의 전류값에 대응하는 기준 전압(Vorg_x)의 차분 전압을 미리 설정된 증폭률로 증폭한 차분값을 검출하는 단계와,
    상기 차분값에 기초하여 상기 구동 소자의 소자 특성의 변동량에 대응하는 특정값을 구하는 단계와,
    상기 특정값에 기초하여 표시 데이터에 상응한 계조 신호를 보정한 보정 계조 신호를 생성하여, 구동 신호로서 상기 데이터 라인의 일단으로부터 상기 표시 화소에 인가하는 단계
    를 포함하는, 표시 장치의 구동 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 특정값을 구하는 단계는, 상기 차분값을 상기 증폭률로 나눈 값을 구하고, 이 값을 디지털 신호로 변환한 보정 데이터를 생성하여 상기 보정 데이터를 상기 특정값으로 하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 표시 화소에 인가하는 단계는,
    상기 보정 데이터를 기억 회로에 기억하는 단계와,
    상기 표시 데이터에 상응한 휘도 계조로 상기 발광 소자를 발광 동작시키기 위한 전압값을 가지는 계조 전압을 생성하는 단계와,
    상기 기억 회로에 기억된 상기 보정 데이터를 판독하고, 아날로그 전압으로 이루어지는 오프셋 전압(Vofst)으로 변환하여 출력하는 단계와,
    생성된 상기 계조 전압에 상기 오프셋 전압을 가산하여 상기 보정 계조 전압을 생성하여, 상기 구동 신호로서, 상기 데이터 라인의 일단에 인가하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 제어 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 구동 소자가 초기 특성을 유지하고 있을 때, 상기 데이터 라인의 일단에 상기 기준 전압을 인가했을 때, 상기 구동 소자의 상기 전류로에 흐르는 전류의 전류값이 상기 참조 전류의 전류값과 같게 되는 전압값을 가지는, 표시 장치의 구동 제어 방법.
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