KR20090115661A - 표시장치 및 표시장치의 구동방법 - Google Patents

표시장치 및 표시장치의 구동방법 Download PDF

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타카오 타니카메
세이이치로 진타
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

N×M개의 발광부와, M개의 주사선과, N개의 데이터선과, 상기 각 발광부에 구비되고, 신호기록 트랜지스터, 소자구동 트랜지스터, 용량부, 및, 제1 스위치 회로를 갖는 회로인 구동회로와, 발광소자를 구비한 표시장치의 구동방법을 제공한다.
표시장치, 구동, 트랜지스터, 스위치

Description

표시장치 및 표시장치의 구동방법{DISPLAY APPARATUS AND DISPLAY-APPARATUS DRIVING METHOD}
본 발명은 표시장치 및 표시장치의 구동방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 발광부와 발광부를 구동하기 위한 구동회로로 이루어지는 발광소자를 구비한 표시장치, 및, 이러한 표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
발광소자와 발광소자를 구동하는 구동회로를 구비하고, 구동회로에 의해 생성된 구동전류가 소자를 통해 흐를 때 발광하는 발광부가 일반적으로 알려져 있다. 발광소자의 전형적인 예로 유기 EL(Electro Luminescence) 발광소자가 있다. 또한 그 발광부를 구비한 표시장치는 이미 널리 알려져 있다. 발광부에 의해 방출된 빛의 휘도는 발광부에 구비된 구동회로에 의해 발광소자를 흐르도록 제어되는 구동전류의 크기에 의해 결정된다. 이러한 표시장치의 대표적인 예에는 유기 EL 발광소자를 구비한 유기 EL 표시장치가 있다.
또한 액정표시장치와 마찬가지로, 발광부를 구비한 표시장치는 단순 매트릭스 방식과 액티브 매트릭스 방식과 같은 주지의 구동방식 중 하나를 채용한다. 단 순 매트릭스 방식과 비교하여, 액티브 매트릭스 방식은 구조가 복잡한 결점이 있다. 그러나 액티브 매트릭스 방식은 발광소자에 의한 발광 휘도를 높일 수 있는 등 여러 가지 이점이 있다.
트랜지스터들과 용량부로 구성된 여러 가지 구동회로가 잘 알려져 있다. 이러한 구동회로는 발광부에 구동회로로서 포함된 발광소자를 구동하는 회로의 역할을 한다. 예를 들면, 일본국 공개특허공보 특개 2005-31630호에는, 유기 EL 발광소자와 그 유기 EL 발광소자를 구동하는 구동회로를 갖는 발광부를 구비한 유기 EL 표시장치와 그 유기 EL 표시장치의 구동방법이 개시되어 있다. 구동회로는 6개의 트랜지스터와 1개의 용량부로 구성된다. 이하 6개의 트랜지스터와 1개의 용량부로 구성된 구동회로를 6Tr/1C 구동회로라고 부른다. 도 7에, 표시장치에 구비된 2차원 매트릭스 모양의 N×M개의 발광부에 있어서, M번째 행과 N번째 열이 교차하는 부분에 발광부를 구성하는 6Tr/1C 구동회로의 등가회로도를 나타낸다. 이 때, 발광부는 행마다 선 순차 주사된다.
발광부에 포함된 6Tr/1C 구동회로는, 신호기록 트랜지스터 TRW, 소자구동 트랜지스터 TRD, 용량부 C1, 및 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 제4 트랜지스터 TR4를 구비하고 있다.
신호기록 트랜지스터 TRW의 한쪽의 소스/드레인 영역은 영상신호 VSig를 전달하는 데이터선 DTLn에 접속되어 있고, 신호기록 트랜지스터 TRW의 게이트 전극은 주 사신호를 전달하는 주사선 SCLm에 접속되어 있다. 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제1 노드 ND1을 통해 신호기록 트랜지스터 TRW의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 용량부 C1의 일단은 기준전압이 인가되는 제1 급전선 PS1에 접속되어 있다. 도 7에 나타낸 일반적인 발광부에 있어서는, 상기 기준전압은 후술하는 기준전압 VCC를 말한다. 용량부 C1의 타단은 제2 노드 ND2를 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극에 접속되어 있다. 주사선 SCLm은 주사 회로(101)에 접속되어 있고, 데이터선 DTLn은 신호 출력 회로(102)에 접속되어 있다.
제1 트랜지스터 TR1의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제2 노드 ND2에 접속되어 있고, 제1 트랜지스터 TR1의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 제1 트랜지스터 TR1은, 제2 노드 ND2와 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역 사이에 접속된 제1 스위치 회로를 구성한다.
제2 트랜지스터 TR2의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제2 노드 ND2의 전위를 초기화하기 위한 소정의 초기화전압 VIni이 인가되는 제3 급전선 PS3에 접속되어 있다. 초기화전압 VIni는 일반적으로 -4볼트다. 제2 트랜지스터 TR2의 다른 한쪽의 소 스/드레인 영역은, 제2 노드 ND2에 접속되어 있다. 제2 트랜지스터 TR2는, 제2 노드 ND2와 제2 노드 ND2의 전위를 초기화하기 위한 소정의 초기화전압 VIni가 인가되는 제3 급전선 PS3 사이에 접속된 제2 스위치 회로를 구성한다.
제3 트랜지스터 TR3의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 소정의 기준전압 VCC(예를 들면 10볼트)이 인가되는 제1 급전선 PS1에 접속되어 있다. 제3 트랜지스터 TR3의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제1 노드 ND1에 접속되어 있다. 제3 트랜지스터 TR3은, 제1 노드 ND1과 소정의 기준전압 VCC가 인가되는 제1 급전선 PS1 사이에 접속된 제3 스위치 회로를 구성한다.
제4 트랜지스터 TR4의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고, 제4 트랜지스터 TR4의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 발광소자 ELP의 일단에 접속되어 있다. 발광소자 ELP의 일단은 발광소자 ELP의 애노드 전극을 말한다. 제4 트랜지스터 TR4는, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 발광소자 ELP의 일단(또는 애노드 전극) 사이에 접속된 제4 스위치 회로를 구성한다.
신호기록 트랜지스터 TRW의 게이트 전극과 제1 트랜지스터 TR1의 게이트 전극은, 주사선 SCLm에 접속되어 있고, 제2 트랜지스터 TR2의 게이트 전극은, 주사선 SCLm의 바로 위의 행인 주사선 SCLm -1에 접속되어 있다. 제3 트랜지스터 TR3의 게이트 전극과 제4 트랜지스터 TR4의 게이트 전극은, 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm에 접속되어 있다.
각각의 신호기록 트랜지스터 TRW, 소자구동 트랜지스터 TRD, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 제4 트랜지스터 TR4는 p채널형 박막 트랜지스터(TFT)로 이루어진다. 발광소자 ELP는, 구동회로를 덮도록 형성된 층간 절연층 등 위에 설치된다. 발광소자 ELP의 애노드 전극은 제4 트랜지스터 TR4의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고, 발광소자 ELP의 캐소드 전극은 예를 들면 -10볼트의 캐소드전압 VCat을 캐소드 전극에 인가하는 제2 급전선 PS2에 접속되어 있다. 부호 CEL은 발광소자 ELP의 기생 용량을 의미한다.
제조공정의 변동으로 인해 TFT의 임계전압이 트랜지스터마다 어느 정도 변동하는 것을 피할 수는 없다. 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압의 변동에 따라 발광소자 ELP에 흐르는 구동전류의 크기가 변동한다. 발광부에 같은 영상신호 VSig를 공급하더라도 발광소자 ELP에 흐르는 구동전류의 크기가 발광부마다 다르면, 표시장치에 있어서의 휘도의 균일성이 악화한다. 그 때문에 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압이 변동해도, 발광소자 ELP에 흐르는 구동전류의 크기가 그 영향을 받지 않도록 할 필요가 있다. 후술하는 바와 같이, 발광소자 ELP는, 발광소자 ELP에 의 한 휘도가 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압의 편차의 영향을 받지 않도록 구동된다.
도 8a, 8b를 참조하여, M×N개의 발광부가 M개의 행과 N개의 열로 구성된 2차원 매트릭스 모양으로 배열되어서 이루어지는 표시장치에 있어서, M번째 행과 N번째 열의 교차부에 위치한 발광부에 구비된 발광소자 ELP의 구동방법을 설명한다. 도 8a는, 주사선 SCLm -1, 주사선 SCLm, 및, 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm에 있어서의 신호의 모식적인 타이밍 차트를 나타낸다. 한편, 도 8b, 8c, 8d는 6Tr/1C 구동회로에 구비된 신호기록 트랜지스터 TRW, 소자구동 트랜지스터 TRD, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 제4 트랜지스터 TR4의 온/오프 상태를 모식적으로 나타내는 회로도다. 편의상, 이하에서는, 주사선 SCLm -1이 주사선 SCLm-1과 관련된 행의 발광부를 주사하는 데 사용되는 기간을 (m-1)번째 수평주사 기간이라고 부르고, 주사선 SCLm이 주사되는 기간을 m번째 수평주사 기간이라고 부른다.
도 8a의 타이밍 차트에 나타낸 바와 같이, (m-1)번째 수평주사 기간에 제2 노드 ND2의 전위를 초기화한다. 제2 노드 ND2의 전위의 초기화 과정은 도 8b의 회로도를 참조해서 다음에 상세히 설명한다. (m-1)번째 수평주사 기간의 초기에, 주사선 SCLm -1의 전위는 하이레벨에서 로레벨이 되고, 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm의 전위는 반대로 로레벨에서 하이레벨이 된다. 이 때, 주사선 SCLm의 전위는 하이레벨을 유지한다. 따라서, (m-1)번째 수평주사 기간에는, 신호기록 트랜지스터 TRW, 제1 트랜지스터 TR1, 제3 트랜지스터 TR3, 및, 제4 트랜지스터 TR4는 오프 상태인 반면, 제2 트랜지스터 TR2는 온 상태다.
이 상태에서, 제2 노드 ND2에는, 온 상태의 제2 트랜지스터 TR2를 통해서, 제2 노드 ND2의 전위를 초기화하기 위한 소정의 초기화전압 VIni가 인가된다. 이에 따라 이 기간 동안, 제2 노드 ND2의 전위를 제3 급전선 PS3의 초기화전압 VIni로 초기화하는 제2 노드 ND2의 전위의 초기화가 이루어진다.
이어서, 도 8a의 타이밍 차트에 나타낸 바와 같이, m번째 수평주사 기간에, 신호기록 트랜지스터 TRW를 온 상태로 해서 데이터선 DTLn의 영상신호 VSig를 신호기록 트랜지스터 TRW를 통해서 제1 노드 ND1에 기록하기 위해, 주사선 SCLm의 전위를 하이레벨에서 로레벨로 전환한다. m번째 수평주사 기간 동안에, 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압의 변동의 영향을 캔슬하기 위한 임계전압 캔슬 처리가 동시에 행해진다. 구체적으로는, 제2 노드 ND2가 제1 트랜지스터 TR1을 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속한다. 신호기록 트랜지스터 TRW를 온 상태로 하기 위해 주사선 SCLm의 전위를 하이레벨에서 로레벨로 전환 하면, 데이터선 DTLn의 영상신호 VSig가 신호기록 트랜지스터 TRW를 통해서 제1 노드 ND1에 기록된다. 그 결과, 제2 노드 ND2의 전위는 영상신호 VSig에서 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth를 감산한 전위로 상승한다.
상기 처리들을 도 8a 및 8c를 참조해서 다음에 상세하게 설명한다. m번째 수평주사 기간의 초기에, 주사선 SCLm -1의 전위는 로레벨에서 하이레벨이 되고, 주사선 SCLm의 전위는 반대로 하이레벨에서 로레벨이 된다. 이 때, 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm의 전위는 하이레벨을 유지한다. 따라서, m번째 수평주사 기간에, 신호기록 트랜지스터 TRW, 및, 제1 트랜지스터 TR1은 온 상태인 반면, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 및, 제4 트랜지스터 TR4는 오프 상태다.
제2 노드 ND2는 온 상태의 제1 트랜지스터 TR1을 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속된다. 신호기록 트랜지스터 TRW를 온 상태로 하기 위해, 주사선 SCLm의 전위를 하이레벨에서 로레벨로 전환하면, 데이터선 DTLn의 영상신호 VSig가 신호기록 트랜지스터 TRW를 통해서 제1 노드 ND1에 기록된다. 그 결과, 제2 노드 ND2의 전위는 영상신호 VSig에서 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth를 감산한 전위로 상승한다.
즉, (m-1)번째 수평주사 기간 동안의 제2 노드 전위 초기화 처리에 의해, 소 자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전위에 접속된 제2 노드 ND2의 전위가 m번째 수평주사 기간의 초기에 소자구동 트랜지스터 TRD를 온 상태로 하는 전위로 초기화되어 있다면, 제2 노드 ND2의 전위는, 제1 노드 ND1에 인가되는 영상신호 VSig의 전위를 향해서 상승한다. 그러나 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 한쪽의 소스/드레인 영역 사이의 전위차가 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth에 달하면, 소자구동 트랜지스터 TRD는, 제2 노드 ND2의 전위가 대략 (VSig-Vth)인 오프 상태가 된다.
계속해서, 구동전류가 제1 급전선 PS1로부터 소자구동 트랜지스터 TRD을 통해 발광소자 ELP에 흐르도록 함으로써, 발광소자 ELP를 발광 구동한다.
구동전류가 제1 급전선 PS1로부터 소자구동 트랜지스터 TRD을 통해 발광소자 ELP에 흐르도록 함으로써, 발광소자 ELP를 발광 구동하는 상태로의 추이는 도 8a 내지 8d를 참조해서 다음에 설명한다. 도 8a에 도시하지 않은 (m+1)번째 수평주사 기간의 초기에 주사선 SCLm의 전위는 로레벨에서 하이레벨이 된다. 그 후에 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm의 전위는 반대로 하이레벨에서 로레벨이 된다. 이 때, 주사선 SCLm-1의 전위는 하이레벨을 유지한다. 그 결과, (m+1)번째 수평주사 기간에, 제3 트랜지스터 TR3, 및, 제4 트랜지스터 TR4는 온 상태인 반면에, 신호기록 트랜지스 터 TRW, 제1 트랜지스터 TR1, 및, 제2 트랜지스터 TR2는 오프 상태다.
(m+1)번째 수평주사 기간에, 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역에는, 온 상태의 제3 트랜지스터 TR3을 통해 제1 급전선 PS1의 구동전압 VCC가 인가된다. 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은 온 상태의 제4 트랜지스터 TR4를 통해 발광소자 ELP의 애노드 전극에 접속된다.
발광소자 ELP를 흐르는 구동전류는 소자구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에서 드레인 영역으로 흐르는 소스-드레인 전류 Ids이므로, 소자구동 트랜지스터 TRD가 포화 영역에서 이상적으로 동작한다고 하면, 구동전류는 이하의 식 (A)로 나타낼 수 있다. 도 8d의 회로도에 나타낸 것처럼, 발광소자 ELP에는 소스-드레인 전류 Ids가 흐르고, 발광소자 ELP는 소스-드레인 전류 Ids의 크기에 따른 휘도로 발광한다.
Ids = ｋ·μ·(Vgs - Vth)2 ...(A)
상기 식에서, 기호 μ는 소자구동 트랜지스터 TRD의 실효적인 이동도를 나타내고, 기호 L은 소자구동 트랜지스터 TRD의 채널 길이를 나타낸다. 기호 W는 소자구동 트랜지스터 TRD의 채널 폭을 나타낸다. 기호 Vgs는 소자구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역과 게이트 전극 사이의 전압을 나타낸다. 기호 Cox는 다음과 같이 표현되는 양을 나타낸다:
(소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 절연층의 비유전율)×(진공의 유전율)/(소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 절연층의 두께）
기호 k는 다음과 같이 표현된다:
k ≡（1/2)·(W/L)·Cox
소자구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역과 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극 사이에 인가되는 전압 Vgs는 다음과 같이 표현된다:
Vgs≒VCC-(VSig-Vth) ...(B)
식 (B)의 우변을 상기 식 (A)의 우변에 포함된 Vgs항에 대입함으로써, 식 (A)로부터 식 (C)를 다음과 같이 변형할 수 있다:
Ids = ｋ·μ·(VCC-(VSig-Vth)-Vth)2
= ｋ·μ·(VCC-VSig)2 ...(C)
상기 식 (C)로부터 분명한 것처럼, 소스-드레인 전류 Ids는 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth에 의존하지 않는다. 환언하면, 크기가 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth의 값에 영향을 받지 않는 발광소자 ELP에 흐르는 전류로서, 영상신호 VSig에 대응한 소스-드레인 전류 Ids를 생성할 수 있다. 전술한 발광소자 ELP의 구동방법에 의하면, 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth의 편차가 발광소자 ELP의 휘도에 영향을 주는 일이 없다.
그러나 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth 이외의 특성으로서 소자구동 트랜지스터 TRD에 의해 나타나는 각각의 특성이 트랜지스터마다 다른 경우가 있다. 예를 들면 소자구동 트랜지스터 TRD를 박막 트랜지스터 등으로 제작했을 경우, 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ 등의 특성도 트랜지스터마다 변동하고, 그 영향을 제거하기 어렵다. 그리고 소자구동 트랜지스터 TRD의 구동방법으로서 "배경기술"에 서술한 구동방법에서는, 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ 등의 특성의 변동 때문에 소스-드레인 전류 Ids를 보정하는 것이 불가능하다. 예를 들면 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ가 트랜지스터마다 다른 경우, 이동도 μ가 큰 소자구동 트랜지스터 TRD를 갖는 발광부와 이동도 μ가 작은 소자구동 트랜지스터 TRD를 갖는 발광부에 동일한 영상신호 VSig를 인가하더라도, 이동도 μ가 큰 소자구동 트랜지스터 TRD를 흐르는 소스-드레인 전류 Ids의 크기가 이동도 μ가 작은 소자구동 트랜지스터 TRD를 흐르는 소스-드레인 전류 Ids의 크기보다 크다. 이에 따라 이동도 μ가 큰 소자구동 트랜지스터 TRD와 같은 발광부에 구비된 발광소자는 이동도 μ가 작은 소자구동 트랜지스터 TRD와 같은 발광부에 구비된 발광소자와 비교해서 고휘도로 발 광한다. 그 결과, 표시장치는 화상의 균일성을 상실한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은 소자구동 트랜지스터의 이동도 μ의 변동으로 인한 화상 균일성 손상의 정도를 저감할 수 있는 표시장치와, 그 표시장치의 구동방법을 제공한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치나 본 발명의 일 실시예에 따른 구동방법이 적용된 표시장치를 제공한다. 표시장치는,
(1) 제1 방향으로 N개의 열과, 제2 방향으로 M개의 행이 구성된, 2차원 매트릭스 모양으로 배열된 N×M개의 발광부와,
(2) 제1 방향으로 뻗는 M개의 주사선과,
(3) 제2 방향으로 뻗는 N개의 데이터선을 구비한다.
상기 각 발광부는,
(4) 신호기록 트랜지스터, 소자구동 트랜지스터, 용량부, 및, 제1 스위치 회로를 구비한 구동회로와,
(5) 소자구동 트랜지스터에 의해 발광소자에 출력되는 구동전류에 따른 휘도로 발광하는 발광소자를 구비한다.
상기 각 발광부에 있어서,
(A-1) 신호기록 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 데이터선들 중 하나에 접속되어 있고,
(A-2) 신호기록 트랜지스터의 게이트 전극은, 주사선들 중 하나에 접속되어 있고,
(B-1) 소자구동 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제1 노드를 통해 신호기록 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
(C-1) 용량부의 일단은 소정의 기준전압을 전달하는 급전선에 접속되어 있고,
(C-2) 용량부의 타단은 제2 노드를 통해 소자구동 트랜지스터의 게이트 전극에 접속되어 있고,
(D-1) 제1 스위치 회로의 일단은, 제2 노드에 접속되어 있고,
(D-2) 제1 스위치 회로의 타단은, 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 구동방법인, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은, 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로에 의해 제2 노드와 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드의 전위를 변화시키는 제2 노드 전위 보정공정을 구비한다.
상기 문제를 해결하기 위한 표시장치인, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치는, 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로에 의해 제2 노드와 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드의 전위를 변화 시키는 표시장치다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치나 표시장치의 구동방법에 의하면, 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로에 의해 제2 노드와 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드의 전위를 변화시킨다. 제2 노드의 전위의 변화량은, 소자구동 트랜지스터의 특성에 따라 변화된다. 상세하게는, 소스-드레인 전류가 소자구동 트랜지스터를 흐르게 하기 위해, 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가한다. 따라서 소스-드레인 전류가 소자구동 트랜지스터를 흐르는 동안에, 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역의 전위는 전위 변화량 ΔV(전위 보정값)만큼 상승한다. 소자구동 트랜지스터의 이동도 μ가 크면, 소자구동 트랜지스터를 흐르는 소스-드레인 전류도 크기 때문에, 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV가 커진다. 반면에 소자구동 트랜지스터의 이동도 μ가 작으면, 소자구동 트랜지스터를 흐르는 소스-드레인 전류도 작기 때문에, 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV가 작아진다. 제2 노드가 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로에 의해 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 제2 노드의 전위도 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV만큼 증가한다. 전술한 바와 같이, 제2 노드의 전위의 상승량은 소자구동 트랜지스터의 특성에 따라 변화한다. 제2 노드의 전위의 상승량에 따라 소자구동 트랜지스터를 흐르는 소스-드레인 전류의 크기가 결정되기 때문에, 소자구동 트랜지스터의 특성 변동에 의한 소스-드레인 전류의 편차가 보상된다. 이 때, 제1 노드에 소정 값의 전압을 인가하는 시간은, 표시장치의 설계시에, 설계값으로서 미리 결정한다.
상기 문제를 해결하기 위한 구동방법인, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은, 제1 스위치 회로를 온 상태로 해서 제2 노드와 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 주사선들 중 하나의 신호에 의해 온 상태로 되는 신호기록 트랜지스터를 통해 제1 노드에 영상신호를 인가함으로써, 주사선들 중 하나의 영상신호의 전위에서 소자구동 트랜지스터의 임계전압을 감산한 전위를 향해서 제2 노드의 전위를 변화시키는 신호기록공정을 갖는다. 이 신호기록공정을 완료한 후, 전술한 제2 노드 전위 보정공정을 행하는 바람직한 구성을 제공할 수 있다. 이 경우, 신호기록공정에 앞서서, 제2 노드의 전위를 소정의 기준전위로 설정하는 제2 노드 전위 초기화공정을 행하는 바람직한 구성을 제공할 수 있다.
전술한 바람직한 구성을 포함한 구동방법인, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은, 제1 노드에 소정의 구동전압을 인가함으로써, 소자구동 트랜지스터에 의해 생성된 구동전류를 발광소자에 흐르게 하는 것에 의해 발광소자를 구동하는 발광공정을 포함한다. 제2 노드 전위 보정공정의 완료 후에, 발광공정을 행하는 바람직한 구성을 제공할 수 있다. 이 경우, 제2 노드 전위 보정공정 중에, 제1 노드에 소정의 값의 전압으로서 구동전압을 인가하는 바람직한 구성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치 및 본 발명의 실시예에 따른 구동방법이 적용된 표시장치를 모두 단순히 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치라고 부르는 경우가 있다. 구동회로가 다음을 더 구비한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치를 제공할 수 있다:
(E) 제2 노드와 초기화전압을 전달하는 급전선 사이에 접속된 제2 스위치 회로와,
(F) 제1 노드와 구동전압을 전달하는 급전선 사이에 접속된 제3 스위치 회로와,
(G) 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 발광소자의 일단 사이에 접속된 제4 스위치 회로.
그리고, 다음 단계를 포함하는 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치를 구동하는 구동방법을 제공할 수 있다:
(a) 제1 스위치 회로, 제3 스위치 회로, 및, 제4 스위치 회로의 오프 상태를 유지하고, 온 상태로 되어 있는 제2 스위치 회로를 통해 급전선의 소정의 초기화전압을 제2 노드에 인가한 후, 제2 스위치 회로를 오프 상태로 함으로써, 제2 노드의 전위를 소정의 기준전위로 설정하는 제2 노드 전위 초기화공정을 행하는 단계와,
(b) 제2 스위치 회로, 제3 스위치 회로, 및, 제4 스위치 회로의 오프 상태를 유지하고, 제1 스위치 회로를 온 상태로 해서 제2 노드와 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 주사선들 중 하나의 신호에 의해 온 상태로 되어 있는 신호기록 트랜지스터를 통해, 데이터선들 중 하나의 영상신호를 제1 노드에 인가함으로써, 영상신호에서 소자구동 트랜지스터의 임계전압을 감산한 전위를 향해서 제2 노드의 전위를 변화시키는 신호기록공정을 행하는 단계와,
(c) 그 후에 주사선들 중 하나의 신호를 신호기록 트랜지스터의 게이트 전극에 인가함으로써 신호기록 트랜지스터를 오프 상태로 하는 단계와,
(d) 제1 스위치 회로를 오프 상태로 하고, 제2 스위치 회로의 오프 상태를 유지하고, 온 상태로 되어 있는 제3 스위치 회로를 통해 제1 노드에 소정의 구동전압을 인가하고, 그 후에 온 상태로 되는 제4 스위치 회로를 통해 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 발광소자의 일단을 전기적으로 접속함으로써, 구동전류를 소자구동 트랜지스터에서 발광소자로 흐르게 하여 발광소자를 구동하는 발광공정을 행하는 단계.
또한 단계 (c)과 단계 (d) 사이에, 제1 스위치 회로의 온 상태를 유지하고, 제3 스위치 회로를 온 상태로 해서, 제1 노드에 소정의 값의 전압으로서 구동전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드 전위 보정공정을 행하는 구성으로 할 수 있다.
그리고 첨자 또는 기호 m이 1, 2 ..., 또는 M의 값을 갖는 정수를 나타내고, 기호 P가 1≤P<M의 관계를 만족하는 정수로서 표시장치에 있어서 소정의 값을 나타낸다고 할 때, 주사선 SCLm에 대응하는 m번째 행에 구비된 발광부의 구동회로에 포함된 제2 스위치 회로가 m번째 행을 P행만큼 선행하는 행에 구비된 주사선 SCLm_pre_P로부터의 주사신호에 의해 제어되는 구성을 갖는 표시장치를 제공할 수 있다. 이 구성에는, 제2 스위치 회로의 제어를 위한 새로운 제어회로를 필요로 하지 않는 이점이 있다. 주사선 SCLm _ pre _P로부터 제2 스위치 회로에 이르는 배선의 길이를 고려했을 때, 정수 P를 1로 설정하는(즉, P=1) 구성을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의해 제공된 표시장치에 있어서는, 표시장치에 포함된 모든 발광부에 구비된 발광소자로서, 발광소자를 흐르는 구동전류의 크기에 의해 결정되는 휘도로 발광하는 발광소자를 이용할 수 있다. 발광소자의 일반적인 예로서, 유기 EL(일렉트로루미네선스) 발광소자, 무기 EL 발광소자, LED(발광 다이오드) 발광소자, 반도체 레이저 발광소자 등을 들 수 있다. 컬러평면 표시장치의 구성을 고려하면, 표시장치에 포함된 모든 발광부에 구비된 발광소자로서, 유기 EL 발광소자를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치에 있어서는, 용량부의 일단에는 소정의 기준전압이 인가된다. 이에 따라 표시장치의 동작시에 용량부의 일단의 전위가 기준전압으로 유지된다. 소정의 기준전압의 값은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 용량부의 일단이 소정의 기준전압으로서 용량부의 일단에 인가되는 구동전압을 전달하는 급전선에 접속되는 바람직한 구성으로 할 수 있다. 혹은, 용량부의 일단이 소정의 초기화전압으로서 용량부의 일단에 인가되는 소정의 초기화전압을 전달하는 급전선에 접속되는 바람직한 구성으로 할 수 있다. 혹은, 용량부의 일단이 발광소자의 타단에 인가되는 소정의 전압을 전달하는 급전선에 접속되고, 소정의 전압이 소정의 기준전압으로서 용량부의 일단에 인가되는 바람직한 구성으로 할 수 있다.
전술한 바람직한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치에 있어서는, 주사선, 데이터선, 급전선 등의 각종 배선의 구성, 구조로서, 주지의 구성, 구조를 사용할 수 있다. 또한 마찬가지로 발광소자의 구성, 구조로서, 주지의 구성, 구조를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 발광부마다 구비된 발광소자에 유기 EL 발광소자를 사용하면, 예를 들면, 유기 EL 발광소자는 애노드 전극, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 캐소드 전극 등으로 구성할 수 있다. 또한 주사선에 접속되는 주사 회로, 데이터선에 접속되는 신호 출력 회로 등의 각종 회로의 구성, 구조로서, 주지의 구성, 구조를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치는 모노크롬(monochrome) 표시장치의 구성을 가질 수 있다. 또는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치는 발광부인 화소가 발광소자로서의 복수의 부화소를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 1개의 화소는 3개의 부화소, 즉 적색발광 부화소, 녹색발광 부화소, 청색발광 부화소를 포함할 수 있다. 또한 서로 종류가 다른 3개의 부화소에 소정의 종류의 1개의 부화소나 서로 종류가 다른 복수의 부화소를 포함해서 1조로 구성할 수 있다. 예를 들면, 휘도 향상을 위해 백색광을 발광하는 부화소를 포함해서 1조로 구성할 수 있다. 또 다른 예로서, 색재현 범위를 확대하기 위해서 보색을 발광하는 부화소를 포함해서 1조로 구성할 수 있다. 또 다른 예로서, 색재현 범위를 확대하기 위해서 옐로우를 발광하는 부화소를 포함해서 1조로 구성할 수 있다. 또 다른 예로서, 색재현 범위를 확대하기 위해서 옐로우 및 시안을 발광하는 부화소를 포함 해서 1조로 구성할 수 있다.
신호기록 트랜지스터와 소자구동 트랜지스터는, p채널형 박막 트랜지스터(TFT)로 구성할 수 있다. 이 때, 신호기록 트랜지스터를 n채널형 TFT로 구성해도 된다. 각각의 제1 스위치 회로, 제2 스위치 회로, 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로는, TFT 등의 주지의 스위칭소자로 구성할 수 있다. 예를 들면 각각의 제1 스위치 회로, 제2 스위치 회로, 제3 스위치 회로 및 제4 스위치 회로는 p채널형 TFT로 구성되어 있어도 되고, n채널형 TFT로 구성되어 있어도 된다.
구동회로를 구성하는 용량부는, 예를 들면 한쪽의 전극, 다른 한쪽의 전극, 및, 이들 전극 사이의 유전체층으로 구성할 수 있다. 유전체층은 절연층이다. 구동회로를 구성하는 각각의 트랜지스터 및 용량부는, 어떤 평면 내에 형성된다. 예를 들면 각각의 트랜지스터 및 용량부는 지지체 위에 형성된다. 발광소자를 유기 EL 발광소자로 하면, 발광소자는, 예를 들면 층간 절연층을 통해, 소자구동 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터 및 용량부의 위쪽에 형성된다. 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 다른 트랜지스터 등을 통해, 발광소자의 일단에 접속된다. 도 1에 나타낸 일반적인 구성에서는, 발광소자의 일단은 애노드 전극이고, 다른 트랜지스터는 제4 스위치 회로다. 반도체기판 등에 각각의 트랜지스터를 형성한 구성으로 할 수 있다.
'트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역'이라는 용어가, 전원측에 접속된 소스 또는 드레인 영역이라는 의미로 사용되는 경우가 있다. 트랜지스터가 온 상태에 있다는 것은, 트랜지스터의 소스/드레인 영역 간에 채널이 형성되어 있는 상태를 의미한다. 트랜지스터가 온 상태일 때, 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역에서 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역으로, 또는 그 반대로 전류가 흐르고 있는가는 문제삼지 않는다. 한편, 트랜지스터가 오프 상태에 있다는 것은, 소스/드레인 영역 간에 채널이 형성되지 않고 있는 상태를 의미한다. 어떤 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역과 다른 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역이 같은 영역을 차지함으로써, 어떤 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역이 다른 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속된다. 또한, 트랜지스터의 소스/드레인 영역은, 도전성 물질뿐만 아니라, 다른 종류의 물질로 이루어진 층으로 구성할 수 있다. 도전성 물질의 일반적인 예로서, 불순물을 함유한 폴리실리콘이나 아모포스 실리콘을 들 수 있다. 층을 구성하는 물질에는, 금속, 합금, 도전성 입자, 이것들의 적층구조, 유기재료(또는 도전성 고분자)가 포함된다. 이하의 설명에 사용하는 타이밍 차트에 있어서, 기간을 나타내는 가로축의 시간의 길이는 모식적인 것이며, 가로축 상에서 기준과 대비되는 길이를 나타내는 것이 아니다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치, 및 그 표시장치의 구동방법으로서 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 구동방법에 의하면, 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로에 의해 제2 노드와 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드의 전위를 변화시킨다. 제2 노드의 전위의 변화량은, 소자구동 트랜지스터의 특성에 따라 변화된다. 상세하게는, 소스-드레인 전류 가 소자구동 트랜지스터를 흐르게 하기 위해, 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가한다. 따라서 소스-드레인 전류가 소자구동 트랜지스터를 흐르는 동안에, 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역의 전위는 전위 변화량 ΔV(전위 보정값)만큼 상승한다. 소자구동 트랜지스터의 이동도 μ가 크면, 소자구동 트랜지스터를 흐르는 소스-드레인 전류도 크기 때문에, 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV가 커진다. 반면에 소자구동 트랜지스터의 이동도 μ가 작으면, 소자구동 트랜지스터를 흐르는 소스-드레인 전류도 작기 때문에, 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV가 작아진다. 제2 노드가 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 제2 노드의 전위도 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV만큼 증가한다. 전술한 바와 같이, 제2 노드의 전위의 상승량은 소자구동 트랜지스터의 특성에 따라 변화한다. 제2 노드의 전위의 상승량에 따라 소자구동 트랜지스터를 흐르는 소스-드레인 전류의 크기가 결정되기 때문에, 소자구동 트랜지스터의 특성 변동에 의한 소스-드레인 전류의 편차가 보상된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 표시장치, 및 그 표시장치의 구동방법으로서 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 구동방법은, 소자구동 트랜지스터의 이동도 μ의 편차에 의한 화상의 균일성의 손상 정도를 경감할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
실시예는 본 발명에 의해 제공되는 표시장치와 그 표시장치의 구동방법으로서 본 발명에 의해 제공되는 구동방법에 관한 것이다. 실시예에 의해 제공되는 표 시장치는 유기 EL 발광소자 ELP와 유기 EL 발광소자를 구동하는 구동회로(11)를 각각 포함하는 복수의 발광부(10)로 구성된 유기 EL 표시장치이다. 이하, 발광부를 화소회로라고 부르는 경우도 있다.
실시예에 따른 표시장치는 복수의 화소회로를 구비한 표시장치다. 1개의 화소는 복수의 부화소로 구성되어 있다. 각각의 부화소는, 구동회로(11)와, 이 구동회로(11)에 접속된 발광소자 ELP로 구성된 적층 구조를 갖는 발광부(10)다. 도 1에, 첨자 또는 기호 m이 1,2,... 또는 M의 값을 갖는 정수를 나타내고 기호 n이 1,2,... 또는 N의 값을 갖는 정수를 나타낸다고 할 때, N×M개의 발광부(10)가 N개의 열과 M개의 행으로 이루어진 2차원 매트릭스 모양으로 배치된 표시장치에 있어서, m번째 행과 n번째 열의 교차부에 위치한 발광부(10)에 구비된 구동회로(11)의 등가회로도를 나타낸다. 도 2는 그 표시장치의 개념도다.
도 2의 개념도에 나타낸 바와 같이, 표시장치는,
(1) 제1 방향으로 N개의 열과, 제2 방향으로 M개의 행이 구성된, 2차원 매트릭스 모양으로 배열된 N×M개의 발광부(10)와,
(2) 제1 방향으로 뻗는 M개의 주사선 SCL과,
(3) 제2 방향으로 뻗는 N개의 데이터선 DTL을 구비한다.
각 M개의 주사선 SCL은 주사 회로(101)에 접속되어 있고, 각 N개의 데이터선 DTL은 신호 출력 회로(102)에 접속되어 있다. 도 2의 개념도에는, m번째 행, n번째 열의 발광부(10)를 중심으로 한 3×3개의 발광부(10)를 도시한다. 그러나 도 2의 개념도에 나타낸 구성은 예시에 지나지 않는다. 또한 도 2의 개념도에는, 도 1에 나타내는 전압 VCC, VIni, VCat를 각각 공급하기 위한 급전선 PS1, PS2, PS3의 도시를 생략했다.
컬러 표시장치의 경우에는, N개의 열과 M개의 행으로 구성된 2차원 매트릭스는 (N/3)×M개의 화소회로를 갖는다. 그러나 각각의 화소회로는 3개의 부화소, 즉 적색을 발광하는 적색발광 부화소, 녹색을 발광하는 녹색발광 부화소, 청색을 발광하는 청색발광 부화소로 구성되어 있다. 따라서 2차원 매트릭스는, 각각이 상기 발광부(10)인 N×M개의 부화소를 갖는다. 발광부(10)는 주사 회로(101)에 의해 FR(회/초)의 표시 프레임 레이트로 행 단위로 행 순차 주사된다. 즉, m번째 행을 따라 배열된 (N/3)개의 화소회로(또는 발광부(10)로서의 N개의 부화소)가 동시에 구동된다. 환언하면, m번째 행을 따라 배열된 N개의 발광부(10)의 발광/비발광의 타이밍이 같은 방식으로 제어된다.
발광부(10)는 구동회로(11)와 발광소자 ELP를 구비한다. 구동회로(11)는 신호기록 트랜지스터 TRW, 소자구동 트랜지스터 TRD, 용량부 C1, 및, 후술하는 제1 트랜지스터 TR1인 제1 스위치 회로 SW1을 갖는다. 소자구동 트랜지스터 TRD에 의해 생성된 구동전류가 발광소자 ELP로 흐른다. m번째 행과 m번째 열의 교차부에 위치한 발광부(10)에 있어서, 신호기록 트랜지스터 TRW의 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선 DTLn에 접속되어 있고, 신호기록 트랜지스터 TRW의 게이트 전극은 주사선 SCLm에 접속되어 있다. 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제1 노 드 ND1을 통해 신호기록 트랜지스터 TRW의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 용량부 C1의 일단은 소정의 기준전압을 전달하는 제1 급전선 PS1에 접속되어 있다. 도 1에 나타낸 실시예의 경우, 소정의 기준전압은 후술하는 기준전압 VCC이다. 용량부 C1의 타단은 제2 노드 ND2를 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극에 접속되어 있다.
소자구동 트랜지스터 TRD와 신호기록 트랜지스터 TRW는 모두 p채널형의 TFT로 이루어진다. 소자구동 트랜지스터 TRD는 디프레션형 트랜지스터다. 후술하는 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 및, 제4 트랜지스터 TR4도 p채널형의 TFT로 이루어진다. 이 때, 신호기록 트랜지스터 TRW 등을 n채널형으로 해도 된다.
주사 회로(101), 신호 출력 회로(102), 주사선 SCL, 데이터선 DTL의 구성, 구조는, 주지의 구성, 구조로 할 수 있다. 마찬가지로, 제1 트랜지스터 제어회로(111), 제3 트랜지스터 제어회로(113), 및, 제4 트랜지스터 제어회로(114)의 구성, 구조도, 주지의 구성, 구조로 할 수 있다.
마찬가지로, 제1 트랜지스터 제어선 CL1, 제3 트랜지스터 제어선 CL3, 및, 제4 트랜지스터 제어선 CL4의 구성, 구조도, 주지의 구성, 구조로 할 수 있다. 또한 마찬가지로 제1 급전선 PS1, 제2 급전선 PS2, 및, 제3 급전선 PS3의 구성, 구조 도, 주지의 구성, 구조로 할 수 있다.
도 3은, 도 2의 개념도에 나타내는 표시장치를 구성하는 발광부(10)의 일부분에 있어서의 모식적인 일부 단면도다. 후에 자세하게 설명하지만, 발광부(10)의 구동회로(11)를 구성하는 각 트랜지스터 및 용량부 C1은 지지체(20) 위에 형성되어 있고, 발광소자 ELP는, 각 트랜지스터 및 용량부 C1의 위쪽에 형성되어 있다. 예를 들면 발광소자 ELP와 각 트랜지스터 및 용량부 C1을 구비한 구동회로(11) 사이에 제1 층간 절연층(40)이 개재되어 있다. 유기 EL 발광소자 ELP는, 예를 들면 애노드 전극, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 캐소드 전극 등의 주지의 구성, 구조를 갖는다. 이 때, 도 3의 모식적인 단면도에 있어서는, 소자구동 트랜지스터 TRD만을 도시하고, 다른 트랜지스터는 감추어져 보이지 않는다. 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 도 3의 모식적인 단면도에 도시하지 않은 제4 트랜지스터 TR4를 통해 발광소자 ELP의 애노드 전극에 접속되어 있다. 제4 트랜지스터 TR4와 발광소자 ELP의 애노드 전극과의 접속부도 감추어져 도 3의 모식적인 단면도에 나타나지 않는다.
소자구동 트랜지스터 TRD는, 게이트 전극(31), 게이트 절연층(32), 반도체층(33)으로 구성되어 있다. 더 구체적으로는, 소자구동 트랜지스터 TRD는, 반도체층(33)에 설치된 한쪽의 소스/드레인 영역(35)과 다른 한쪽의 소스/드레인 영 역(36), 및, 채널 형성 영역(34)을 구비하고 있다. 한쪽의 소스/드레인 영역(35)과 다른 한쪽의 소스/드레인 영역(36) 사이에 개재된 채널 형성 영역(34)이 반도체층(33)에 해당하는 부분이다. 도 3의 모식적인 단면도에 도시하지 않은 다른 트랜지스터들도 소자구동 트랜지스터 TRD와 동일한 구성으로 되어 있다.
용량부 C1은, 용량전극(37), 게이트 절연층(32)의 연장부로 구성된 유전체층, 및, 또 다른 용량전극(38)으로 이루어진다. 이 때, 용량전극(37)과 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극(31)과의 접속부, 및, 용량전극(38)과 제1 급전선 PS1과의 접속부는 감추어져 보이지 않는다.
소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극(31), 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 절연층(32)의 일부, 및, 용량부 C1을 구성하는 용량전극(37)은, 지지체(20) 위에 형성되어 있다. 소자구동 트랜지스터 TRD 및 용량부 C1 등은, 제1 층간 절연층(40)으로 덮여 있다. 제1 층간 절연층(40) 위에, 발광소자 ELP가 설치된다. 발광소자 ELP는 애노드 전극(51), 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 및, 캐소드 전극(53)으로 이루어진다. 이 때, 도 3의 모식적인 단면도에 있어서는, 정공수송층, 발광층, 및, 전자수송층을 단층(52)으로 나타냈다. 발광소자 ELP가 설치되지 않는 제1 층간 절연층(40)의 부분 위에는, 제2 층간 절연층(54)이 설치된다. 제2 층간 절연층(54) 및 캐소드 전극(53) 위에는 투명한 기판(21)이 배치되어 있다. 발광층에서 발광한 빛은, 기판(21)을 통해서 발광부(10)의 외부로 출사된다. 캐소드 전 극(53)과 제2 급전선 PS2를 구성하는 배선(39)은, 제2 층간 절연층(54), 제1 층간 절연층(40)에 설치된 콘택홀(56, 55)을 통해서 서로 접속되어 있다.
도 2의 개념도에 나타내는 표시장치의 제조 방법을 설명한다. 우선, 지지체(20) 위에, 주지의 방법에 의해 구성요소들을 적절히 형성한다. 이 구성요소에는, 주사선 등의 각종 배선, 용량부 C1을 구성하는 전극, 반도체층으로 이루어지는 트랜지스터, 층간 절연층, 콘택홀이 포함된다. 이어서, 주지의 방법에 의해 성막 및 패터닝을 행하여, 2차원 매트릭스 모양으로 배열된 발광소자 ELP를 형성한다. 그리고 상기 공정을 거친 지지체(20)를 기판(21)과 대향하도록 배치한다. 마지막으로 지지체(20)와 기판(21)의 주위를 밀봉해서, 표시장치의 제조공정을 완료한다. 그 후에 필요에 따라 외부의 회로와의 결선을 행한다.
다음에, 도 1 및 도 2를 참조하여, m번째 행과 n번째 열의 교차부에 위치한 발광부(10)를 구성하는 구동회로(11)에 관하여 설명한다. 신호기록 트랜지스터 TRW의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 전술한 바와 같이, 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 한편, 신호기록 트랜지스터 TRW의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 데이터선 DTLn에 접속되어 있다. 신호기록 트랜지스터 TRW의 온/오프 동작은, 신호기록 트랜지스터 TRW의 게이트 전극에 접속된 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 제어된다.
후술하는 바와 같이, 데이터선 DTLn은, 신호 출력 회로(102)로부터, 발광소 자 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상신호(구동신호, 휘도신호) VSig를 전달한다. 이 때 영상신호 VSig 이외의 다양한 신호 및 전압이 데이터선 DTL을 통해 신호기록 트랜지스터 TRW에 공급될 수 있다. 영상신호 VSig 이외의 신호 및 전압에는, 프리차지 구동을 위한 신호 및 각종 기준전압을 들 수 있다.
발광부(10)의 발광 상태에는, 소자구동 트랜지스터 TRD가 이하의 식 (1)로 표현되는 크기를 갖는 소스-드레인 전류 Ids를 생성하도록 구동된다. 발광부(10)의 발광 상태에는, 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역은 소스 영역으로서 작용하고, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은 드레인 영역으로서 작용한다. 설명의 편의를 위해, 이하의 설명에 있어서, 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역을 간단히 소스 영역이라고 부르고, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 간단히 드레인 영역이라고 부르는 경우가 있다. 아래의 식 (1)에 있어서, 기호 μ는 소자구동 트랜지스터 TRD의 실효적인 이동도를 나타내고, 기호 L은 소자구동 트랜지스터 TRD의 채널 길이를 나타낸다. 기호 W는 소자구동 트랜지스터 TRD의 채널 폭을 나타낸다. 기호 Vgs는 소자구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역과 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극 사이에 인가되는 전압을 나타낸다. 기호 Vth는 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압을 나타 낸다. 기호 Cox는 다음 식으로 표현되는 양을 나타낸다:
(소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 절연층의 비유전율)×(진공의 유전율)/(소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 절연층의 두께)
기호 k는 다음과 같이 표현된다:
k ≡（1/2)·(W/L)·Cox
Ids = ｋ·μ·(Vgs-Vth)2 ...(1)
구동회로(11)는, 제2 노드 ND2와 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역 사이에 접속된 제1 스위치 회로 SW1을 구비하고 있다. 제1 스위치 회로 SW1은 제1 트랜지스터 TR1로 구성되어 있다. 제1 트랜지스터 TR1의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제2 노드 ND2에 접속되어 있고, 제1 트랜지스터 TR1의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다.
"배경기술"에서 도 7을 참조하여 설명한 구동회로의 경우에는, 제1 스위치 회로 SW1의 기능을 하는 제1 트랜지스터 TR1을 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 제어했다. 이에 대하여 본 실시예에 있어서는, 제1 스위치 회로 SW1의 기능을 하는 제1 트랜지스터 TR1의 게이트 전극은 제1 트랜지스터 제어선 CL1m에 접속되어 있다. 제1 트랜지스터 제어선 CL1m을 통해, 제1 트랜지스터 제어회로(111)로부터 제1 트랜지스터 TR1의 게이트 전극에 신호를 인가함으로써, 제1 트랜지스터 TR1의 온 상태/오프 상태를 제어한다.
구동회로(11)는, 또한 제2 노드 ND2와 후술하는 소정의 초기화전압 VIni을 전달하는 제3 급전선 PS3 사이에 접속된 제2 스위치 회로 SW2를 구비하고 있다. 제2 스위치 회로 SW2는 제2 트랜지스터 TR2로 구성되어 있다. 제2 트랜지스터 TR2의 한쪽의 소스/드레인 영역은 제3 급전선 PS3에 접속되어 있고, 제2 트랜지스터 TR2의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은 제2 노드 ND2에 접속되어 있다.
제2 트랜지스터 TR2의 배선에 대해서 다음에 설명한다. 주사선 SCLm에 대응하는 m번째 행에 구비된 발광부(10)의 구동회로(11)에 구비된 제2 스위치 회로 SW2로서의 제2 트랜지스터 TR2의 게이트 전극은, 첨자 또는 기호 m이 1, 2 ..., 또는 M의 값을 갖는 정수를 나타내고, 기호 P가 1≤P<M의 관계를 만족하는 정수로서 표시장치에 있어서 소정의 값을 나타낸다고 할 때, m번째 행을 P행만큼 선행하는 행에 구비된 주사선 SCLm _ pre _P에 접속되어 있다. 다시 말해, 제2 스위치 회로 SW2를 주사선 SCLm _ pre _P로부터의 주사신호에 의해 제어한다. 이 때, 본 실시예에 있어서는, 정수 P는 1로 설정된다(즉, P=1). 다시 말해, m번째 행 직전의 행에 구비된 주사선 SCLm-1로부터의 주사신호를 제2 트랜지스터 TR2의 게이트 전극에 인가한다.
구동회로(11)는, 또한 제1 노드 ND1과 후술하는 기준전압 VCC를 전달하는 급전선 PS1 사이에 접속된 제3 스위치 회로 SW3을 구비한다. 그와 함께, 구동회로(11)는, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 발광소자 ELP의 일단 사이에 접속된 제4 스위치 회로 SW4를 더 구비하고 있다. 제3 스위치 회로 SW3은 제3 트랜지스터 TR3로 구성되어 있다. 제3 트랜지스터 TR3의 한쪽의 소스/드레인 영역은 제1 급전선 PS1에 접속되어 있고, 제3 트랜지스터 TR3의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은 제1 노드 ND1에 접속되어 있다.
제4 스위치 회로 SW4는 제4 트랜지스터 TR4로 구성되어 있다. 제4 트랜지스터 TR4의 한쪽의 소스/드레인 영역은 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고, 제4 트랜지스터 TR4의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역은 발광소자 ELP의 일단에 접속되어 있다. 발광소자 ELP의 타단은 발광소자 ELP의 캐소드 전극이다. 발광소자 ELP의 캐소드 전극은 후술하는 캐소드전압 VCat를 전달하는 제2 급전선 PS2에 접속되어 있다. 부호 CEL은 발광소자 ELP의 기생 용량을 나타낸다.
"배경기술"에서 도 7을 참조하여 설명한 구동회로의 경우, 제3 트랜지스터 TR3의 게이트 전극과 제4 트랜지스터 TR4의 게이트 전극은 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm에 접속되어 있다. 이에 대하여 본 실시예에 있어서는, 제3 트랜지스터 TR3의 게이트 전극은 제3 트랜지스터 제어선 CL3m에 접속되어 있고, 제4 트랜지스터 TR4의 게이트 전극은 제4 트랜지스터 제어선 CL4m에 접속되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 제3 트랜지스터 제어선 CL3m을 통해, 제3 트랜지스터 제어회로(113)로부터 제3 트랜지스터 TR3의 게이트 전극에 신호를 인가함으로써, 제3 트랜지스터 TR3의 온 상태/오프 상태를 제어한다. 마찬가지로, 제4 트랜지스터 제어선 CL4m을 통해, 제4 트랜지스터 제어회로(114)로부터 제4 트랜지스터 TR4의 게이트 전극에 신호를 인가함으로써, 제4 트랜지스터 TR4의 온 상태/오프 상태를 제어한다.
제1 트랜지스터 제어회로(111), 제3 트랜지스터 제어회로(113), 및, 제4 트랜지스터 제어회로(114)의 구성, 구조는, 주지의 구성, 구조로 할 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 전압 혹은 전위의 값을 이하와 같이 하지만, 이것은, 어디까지나 설명을 위한 값이며, 이들 값에 한정되는 것은 아니다.
기호 VSig는 발광소자 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상신호를 나타낸다. 영상신호 VSig는 예를 들면, 0볼트(최고휘도) 내지 8볼트(최저휘도)의 값을 갖는다.
기호 VCC는 제1 급전선 PS1에 인가되는 구동전압을 나타낸다. 구동전압 VCC는, 예를 들면 10볼트의 값을 갖는다.
기호 VIni는 제3 급전선 PS3에 인가되는, 제2 노드 ND2의 전위를 초기화하기 위한 초기화전압을 나타낸다. 초기화전압 VIni는, 예를 들면 -4볼트의 값을 갖는다.
기호 Vth는 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압을 나타낸다. 임계전압 Vth는, 예를 들면 2볼트의 값을 갖는다.
기호 VCat는 제2 급전선 PS2에 인가되는 전압을 나타낸다. 캐소드전압 VCat는, 예를 들면 -10볼트의 값을 갖는다.
이하, m번째 행과 n번째 열의 교차부에 위치하는 발광부(10)에 대한 표시장치의 구동동작을 설명한다. 다음 설명에 있어서, m번째 행과 n번째 열의 교차부에 위치하는 발광부(10)를 간단히 (n,m)번째 발광부(10) 혹은 (n,m)번째 부화소 회로라고 부른다. m번째 행을 따라 배열된 각 발광부(10)의 수평주사 기간을 간단히 m번째 수평주사 기간이라고 부른다. 구체적으로는, m번째 행을 따라 배열된 각 발광부(10)의 수평주사 기간은 현 표시 프레임에 있어서의 m번째 수평주사 기간이다.
표시장치에 의해 실행되는 구동동작과 관련된 신호들의 타이밍 차트를 도 4의 타이밍도에 나타낸다. 도 5a 내지 5e는 구동회로(11)를 구성하는 각 트랜지스터의 온 상태/오프 상태를 나타내는 모식적인 회로도다.
본 실시예에 따른 표시장치에 제공되는 구동방법은, 온 상태로 되어 있는 제 1 스위치 회로 SW1에 의해 제2 노드 ND2와 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 제1 노드 ND1에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드 ND2의 전위를 변화시키는 제2 노드 전위 보정공정을 구비한다. 구체적으로는, 도 4의 타이밍도에 나타낸 [기간-TP2]에 제2 노드 전위 보정을 행한다.
본 실시예에 따른 구동방법은, 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로 SW1에 의해 제2 노드 ND2와 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 온 상태로 되어 있는 신호기록 트랜지스터 TRW을 통해, 제1 노드 ND1에 영상신호 VSig를 인가함으로써, 데이터선 DTLn의 영상신호 VSig의 전압에서 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth를 감산한 전위를 향해서 제2 노드 ND2의 전위를 변화시키는 신호기록공정을 구비한다. 이 때 제2 노드 ND2의 전위를 초기화하는 제2 노드 전위 초기화공정을 완료한 후, 전술한 제2 노드 전위 보정공정을 실행하기 전에, 신호기록공정을 실행한다. 구체적으로는, 도 4의 타이밍도에 나타낸 [기간-TP0]에 제2 노드 전위 초기화공정을 실행하고, 도 4의 타이밍도에 나타낸 [기간-TP1]에 신호기록공정을 실행한다.
본 실시예에 따른 구동방법은, 제1 노드 ND1에 소정의 구동전압 VCC를 인가함 으로써, 소자구동 트랜지스터 TRD에 의해 생성된 구동전류를 발광소자 ELP에 흐르게 하는 것에 의해 발광소자 ELP를 구동하는 발광공정을 구비한다. 제2 노드 전위 보정공정 중에, 제1 노드 ND1에 소정의 값의 전압으로서 구동전압 VCC를 인가한다. 구체적으로는, 도 4에 나타낸 [기간-TP3]에 발광공정이 실행된다. 이하, 도 4에 나타내는 각 기간에 실행되는 동작에 대해서, 상세하게 설명한다.
[기간-TP-1](도 4, 도 5a 참조)
발광공정의 기간인 [기간-TP-1]은, (n,m)번째 부화소 회로로서의 발광부(10)가 종전에 기록된 영상신호 V'Sig에 따른 휘도로 발광하는 발광 상태에 있는 기간이다. 제3 트랜지스터 TR3과 제4 트랜지스터 TR4는 온 상태가 되고, 신호기록 트랜지스터 TRW, 제1 트랜지스터 TR1, 및, 제2 트랜지스터 TR2는 반대로 오프 상태가 된다. (n,m)번째 부화소 회로로서의 발광부(10)에 구비된 발광소자 ELP를 통해, 후술하는 식 (5)로 표현되는 소스-드레인 전류 I'ds가 흐른다. 따라서 (n,m)번째 부화소 회로로서의 발광부(10)에 구비된 발광소자 ELP는 소스-드레인 전류 I'ds에 의해 결정되는 휘도로 발광한다.
[기간-TP0](도 4, 도 5b 참조)
[기간-TP0]은, 현 표시 프레임에 있어서의 (m-1)번째 수평주사 기간이다. 이 기간에, 제1 스위치 회로 SW1, 제3 스위치 회로 SW3, 및, 제4 스위치 회로 SW4는 오프 상태를 유지한다. 온 상태로 되어 있는 제2 스위치 회로 SW2을 통해 소정의 초기화전압 VIni를 공급하는 제2 급전선 PS2로부터 제2 노드 ND2에 소정의 초기화전압 VIni를 인가한 후, 제2 스위치 회로 SW2를 오프 상태로 함으로써, 제2 노드 ND2의 전위를 소정의 초기화전압 VIni인 소정의 기준전압으로 설정한다. 제2 노드 ND2의 전위를 소정의 초기화전압 VIni로 설정하는 공정을 제2 노드 전위 초기화공정이라고 부른다.
구체적으로는, 신호기록 트랜지스터 TRW 및 제1 트랜지스터 TR1의 오프 상태를 유지하고, 제3 트랜지스터 TR3 및 제4 트랜지스터 TR4를 온 상태에서 오프 상태로 전환한다. 이에 따라 제1 노드 ND1에는 기준전압 VCC가 인가되지 않고, 발광소자 ELP는 소자구동 트랜지스터 TRD로부터 전기적으로 분리된다. 따라서, 발광소자 ELP에 소스-드레인 전류 Ids가 흐르지 않아, 발광소자 ELP는 비발광 상태가 된다. 또한 제2 트랜지스터 TR2를 오프 상태에서 온 상태로 전환함으로써, 온 상태로 되어 있는 제2 트랜지스터 TR2를 통해서, 초기화전압 VIni를 전달하는 제2 급전선 PS2로부터 제2 노드 ND2에 소정의 초기화전압 VIni를 인가한다. 그리고, 예를 들면 제2 트랜지스터 TR2를 오프 상태로 한다. 이 상태에서, 용량부 C1의 일단이 구동전압 VCC를 전달 하는 제1 급전선 PS1에 접속되어, 용량부 C1의 일단의 전위가 VCC를 유지하는 상태가 된다. 이에 따라 제2 노드 ND2의 전위가 초기화전압 VIni(-4볼트)인 소정의 전위를 유지한다.
[기간-TP1](도 4, 도 5c 참조)
[기간-TP1]은, 현 표시 프레임에 있어서의 m번째 수평주사 기간이다. 이 기간에, 제2 스위치 회로 SW2, 제3 스위치 회로 SW3, 및, 제4 스위치 회로 SW4는 오프 상태가 되고, 제1 스위치 회로 SW1은 반대로 온 상태가 된다. 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로 SW1에 의해, 제2 노드 ND2가 제1 스위치 회로 SW1을 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속한 상태가 된다. 이 상태에서, 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 온 상태로 되어 있는 신호기록 트랜지스터 TRW을 통해, 데이터선 DTLn으로부터 제1 노드 ND1에 영상신호 VSig을 인가함으로써, 영상신호 VSig에서 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth를 감산한 전위를 향해서 제2 노드 ND2의 전위를 변화시킨다. 제2 노드 ND2의 전위를 이러한 전위로 상승시키는 공정을 신호기록공정이라고 부른다.
구체적으로는, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 및, 제4 트랜지스터 TR4는 오프 상태를 유지하고, 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 신호기록 트랜 지스터 TRW를 온 상태로 하고, 제1 트랜지스터 제어선 CL1m으로부터의 신호에 의해 제1 트랜지스터 TR1을 온 상태로 한다. 제1 트랜지스터 TR1을 온 상태로 함으로써, 제2 노드 ND2는 제1 트랜지스터 TR1을 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 전기적으로 접속한 상태가 된다. 또한 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 온 상태로 되어 있는 신호기록 트랜지스터 TRW을 통해, 데이터선 DTLn으로부터의 영상신호 VSig을 제1 노드 ND1에 인가함으로써, 영상신호 VSig에서 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth를 감산한 전위를 향해서 제2 노드 ND2의 전위가 변화한다.
즉, [기간-TP0] 동안에 제2 노드 전위 초기화공정을 실행함으로써, [기간-TP1]의 신호기록공정의 초기에, 소자구동 트랜지스터 TRD가 온 상태가 되도록 제2 노드 ND2의 전위가 초기화전압 VIni로 초기화되어 있다. 그러나 신호기록공정이 이루어지는 [기간-TP1]에, 제2 노드 ND2의 전위는 제1 노드 ND1에 인가되는 영상신호 VSig의 전위를 향해서 변화된다. 그러나 소자구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소자구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역 사이의 전위차가 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth에 달하면, 소자구동 트랜지스터 TRD는 오프 상태가 된다. 이 상태에서는, 제2 노드 ND2의 전위는, 대략 (VSig-Vth)이 된다. 즉, 제2 노드 ND2의 전위 VND2는, 이하의 식 (2)로 표현할 수 있다. 이 때 (m+1)번째 수평주사 기간이 시작되기에 앞서, 주사선 SCLm으로부터의 신호에 의해 신호기록 트랜지스터 TRW를 오프 상태로 한다.
VND2≒(VSig-Vth) ...(2)
[기간-TP2](도 4, 도 5d 참조)
[기간-TP2]는, 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로 SW1에 의해 제2 노드 ND2와 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 제1 노드 ND1에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드 ND2의 전위를 변화시키는 제2 노드 전위 보정공정의 기간이다. 본 실시예의 경우, 제1 노드 ND1에 소정의 값의 전압으로서 구동전압 VCC를 소정 시간 동안 인가함으로써, 제2 노드 전위 보정공정을 실행한다.
구체적으로는, 제1 트랜지스터 TR1의 온 상태를 유지하고, 제3 트랜지스터 TR3을 온 상태로 해서, 제1 노드 ND1에 소정의 값의 전압으로서 구동전압 VCC를 소정의 [기간-TP2] 동안에 인가한다. 이 때, 제2 트랜지스터 TR2, 및, 제4 트랜지스터 TR4는 오프 상태를 유지한다. 이상의 결과, 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ가 크면, 소자구동 트랜지스터 TRD를 흐르는 소스-드레인 전류도 크기 때문에, 전위 변 화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV가 커진다. 반면에 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ가 작으면, 소자구동 트랜지스터 TRD를 흐르는 소스-드레인 전류도 작기 때문에, 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV가 작아진다. 제2 노드 ND2가 온 상태로 되어 있는 제1 스위치 회로 SW1에 의해 소자구동 트랜지스터 TRD의 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 제2 노드 ND2의 전위 VND2도 전위 변화량 ΔV 또는 전위 보정값 ΔV만큼 증가한다. 제2 노드 ND2의 전위 VND2를 표현하는 식은, 식 (2)로부터 이하의 식 (3)과 같이 변형된다.
VND2≒(VSig-Vth)+ΔV ...(3)
이 때, 제2 노드 전위 보정공정에 있어서 소정의 값을 갖는 전압이 제1 노드에 인가되는 [기간-TP2]의 전체 길이 t0는, 표시장치의 설계시에, 설계값으로서 미리 결정한다. 또한 제2 노드 전위 보정공정을 실행함으로써, 다음과 같이 표현되는 계수 k의 편차에 대한 소스-드레인 전류 Ids의 보정도 동시에 이루어진다:
k ≡（1/2)·(W/L)·Cox
[기간-TP3](도 4, 도 5e 참조)
[기간-TP3]은 또 다른 발광공정의 기간이다. [기간-TP3]에, 제1 스위치 회로 SW1을 오프 상태로 하고, 제2 스위치 회로 SW2의 오프 상태를 유지한다. 온 상태로 되어 있는 제3 스위치 회로 SW3을 통해 제1 노드 ND1에 소정의 구동전압 VCC를 인가한다. 온 상태로 되어 있는 제4 스위치 회로 SW4를 통해 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 발광소자 ELP의 일단을 전기적으로 접속함으로써, 소스-드레인 전류 Ids를 발광소자 ELP에 흐르게 한다. 소스-드레인 전류 Ids를 발광소자 ELP에 흐르게 하는 공정을 발광공정이라고 부른다.
구체적으로는, [기간-TP3]의 초기에, 제1 트랜지스터 TR1을 오프 상태로 하고, 제2 트랜지스터 TR2의 오프 상태를 유지하는 한편, 제3 트랜지스터 TR3의 온 상태를 유지한다. 제4 트랜지스터 제어선 CL4m으로부터의 신호에 의해, 제4 트랜지스터 TR4를 오프 상태에서 온 상태로 전환한다. 이 상태에서, 온 상태로 되어 있는 제3 트랜지스터 TR3을 통해 제1 노드 ND1에 소정의 구동전압 VCC를 인가한다. 또한 제4 트랜지스터 TR4를 오프 상태에서 온 상태로 전환함으로써, 소자구동 트랜지스터 TRD의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 발광소자 ELP의 일단을 전기적으로 접속하는 것에 의해, 소자구동 트랜지스터 TRD에 의해 생성된 소스-드레인 전류 Ids를 발광소자 ELP에 흐르게 하여, 발광소자 ELP를 발광 구동하는 구동전류의 기능을 하게 한다.
다음 식 (4)는 식 (3)으로부터 유도된다.
Vgs≒VCC-((VSig-Vth)+ΔV) ...(4)
따라서, 상기 식 (1)을 다음 식 (5)로 변환할 수 있다.
Ids = ｋ·μ·(Vgs-Vth)2
= ｋ·μ·((VCC-VSig)-ΔV)2 ...(5)
위의 식 (5)로부터 분명한 것처럼, 발광소자 ELP에 흐르는 소스-드레인 전류 Ids는, 전위차 (VCC-VSig)와 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ에 기인한 전위 보정값 ΔV의 차의 제곱에 비례한다. 환언하면, 발광소자 ELP에 흐르는 소스-드레인 전류 Ids는, 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth에는 의존하지 않는다. 다시 말해, 발광소자 ELP에 의해 방출되는 빛의 휘도(또는 발광량)은, 소자구동 트랜지스터 TRD의 임계전압 Vth의 영향을 받지 않는다. (n,m)번째 발광부(10)에 구비된 발광소자 ELP에 의해 방출되는 빛의 휘도는, 발광소자 ELP에 흐르는 소스-드레인 전류 Ids에 의해 결정되는 값이다.
게다가, 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ가 클수록, 전위 보정값 ΔV가 커진다. 따라서, 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ가 클수록, 식 (5)에 포함된 ((VCC-VSig)-ΔV)2의 값 또는 소스-드레인 전류 Ids의 크기가 작아진다. 그 결과, 트랜지스터에 따른 이동도 μ의 편차에 대해서 소스-드레인 전류 Ids를 보정할 수 있다. 즉, 소자구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 값이 다른 발광부(10)들에 동일한 값을 갖는 영상신호 VSig를 인가하면, 소자구동 트랜지스터 TRD에 의해 생성되는 소스-드레인 전류 Ids의 크기도 서로 동일하다. 그 결과, 동일한 값을 갖는 영상신호 VSig를 소자구동 트랜지스터 TRD를 구비한 발광부(10)들에 인가한다는 전제 하에, 발광소자 ELP에 의해 방출되는 빛의 휘도를 제어하는 구동전류로서 발광소자 ELP에 흐르는 소스-드레인 전류 Ids를, 소자구동 트랜지스터 TRD마다 일정하게 할 수 있다. 이에 따라 이동도 μ의 편차의 영향 또는 계수 k의 편차의 영향을 제거할 수 있어, 발광소자 ELP에 의해 방출되는 빛의 휘도의 편차에 의한 영향을 제거할 수 있다.
발광소자 ELP의 발광 상태를 바로 다음 프레임의 (m-2)번째 수평주사 기간까지 유지한다. 즉, 발광소자 ELP의 발광 상태를 바로 다음 프레임의 [기간-TP-1]의 종료시까지 유지한다.
발광소자 ELP의 발광 상태의 종료시에, 전술한 바와 같이 (n,m)번째의 부화소 회로를 구성하는 발광부(10)의 일련의 공정이 완료된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 근거해서 설명했다. 그러나 본 발명이 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 바람직한 실시예에 따른 표시장치의 발광부(10)에 포함된 구동회로(11) 및 발광소자 ELP에 구비된 각 구성요소의 구성, 구조, 및 발광소자 ELP의 구동방법에 있어서의 공정은 예시이기 때문에, 적절히 변경할 수 있다.
변형예로서, 도 6에, 제2 스위치 회로 SW2를 구비한 발광부(10)에 대응하는 행을 2행만큼 선행하는 행에 설치된 주사선 SCLm -2로부터의 주사신호에 의해 제2 스위치 회로 SW2를 구동하는 구성의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 6에 나타낸 [기간-TP'-1]∼[기간-TP'0]의 동작은, 도 4를 참조해서 설명한 [기간-TP-1]∼[기간-TP0]의 동작과 동일하다. 다만, [기간-TP0]이 제2 노드 전위 초기화공정을 실행하는 (m-1)번째 수평주사 기간인 반면, [기간-TP'0]은 제2 노드 전위 초기화공정을 실행하는 (m-2)번째 수평주사 기간이다.
또한 도 6의 타이밍도에 있어서 [기간-TP'1]에는, 신호기록 트랜지스터 TRW, 소자구동 트랜지스터 TRD, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3, 제4 트랜지스터 TR4의 오프 상태를 유지하여, 제1 노드 ND1이 초기화된 상태를 유지한다. 그리고 도 6의 타이밍도에 나타낸 [기간-TP'2]∼[기간-TP'4]에 실행되는 동작은 도 4의 타이밍도에 나타낸 [기간-TP1]∼[기간-TP3]에 실행되는 동작과 각각 동일하다. 따라서 발광소자 ELP를 전술한 실시예와 마찬가지 방식으로 구동할 수 있다.
본 출원은 2008년 5월 1일에 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허출원 JP 2008-119838에 기재된 것과 관련된 주제를 포함하고, 그 모든 내용은 여기에 참조에 의해 인용된다.
첨부된 청구항이나 그와 동등한 범위 내에 있는 한, 다양한 변형, 조합, 하위 조합, 변경을 할 수 있다는 것은 당업자에게 당연하게 이해된다.
본 발명의 특성은 도면을 참조한 바람직한 실시예의 설명을 통해 분명해진다.
도 1은 표시장치에 구비된 2차원 매트릭스 모양의 N×M개의 발광부에 있어서, M번째 행과 N번째 열의 교차부에 위치한 발광부에 구비된 구동회로의 등가회로도다.
도 2는 표시장치의 개념도다.
도 3은 도 2의 개념도에 나타낸 표시장치에 구비된 발광부의 일부 단면을 나타내는 모식적인 단면도다.
도 4는 표시장치에 의해 실행되는 구동동작과 관련된 신호의 타이밍 차트를 모식적으로 나타낸 타이밍도다.
도 5a 내지 5e는 구동회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태를 모식적으로 도시한 회로도다.
도 6은 제2 스위치 회로가 구비된 발광부에 해당하는 행보다 2행 앞선 행의 주사신호에 의해 제2 스위치 회로를 구동하는 구성의 타이밍 차트를 나타내는 타이밍도다.
도 7은 표시장치에 구비된 2차원 매트릭스 모양의 N×M개의 발광부에 있어서, M번째 행과 N번째 열의 교차부에 위치한 발광부에 포함된 구동회로의 등가회로도다.
도 8a는 주사선 SCLm-1, 주사선 SCLm, 및, 제3/제4 트랜지스터 제어선 CLm에 있어서의 신호의 타이밍 차트를 나타내는 모식적인 타이밍도다.
도 8b 내지 8d는 구동회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시한 회로도다.

Claims (11)

  1. (1) 제1 방향으로 N개의 열과, 제2 방향으로 M개의 행이 구성된, 2차원 매트릭스 모양으로 배열된 N×M개의 발광부와,
    (2) 상기 제1 방향으로 뻗는 M개의 주사선과,
    (3) 상기 제2 방향으로 뻗는 N개의 데이터선과,
    (4) 상기 각 발광부에 구비되고, 신호기록 트랜지스터, 소자구동 트랜지스터, 용량부, 및, 제1 스위치 회로를 갖는 회로인 구동회로와,
    (5) 상기 각 발광부에 구비되고, 상기 소자구동 트랜지스터에 의해 발광소자에 출력되는 구동전류에 따른 휘도로 발광하는 소자인 발광소자를 포함한 표시장치의 구동방법으로서,
    상기 각 발광부에 있어서,
    (A-1) 상기 신호기록 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 상기 데이터선들 중 하나에 접속되어 있고,
    (A-2) 상기 신호기록 트랜지스터의 게이트 전극은, 상기 주사선들 중 하나에 접속되어 있고,
    (B-1) 상기 소자구동 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제1 노드를 통해 상기 신호기록 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
    (C-1) 상기 용량부의 일단은 소정의 기준전압을 전달하는 급전선에 접속되어 있고,
    (C-2) 상기 용량부의 타단은 제2 노드를 통해 상기 소자구동 트랜지스터의 게이트 전극에 접속되어 있고,
    (D-1) 상기 제1 스위치 회로의 일단은, 상기 제2 노드에 접속되어 있고,
    (D-2) 상기 제1 스위치 회로의 타단은, 상기 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
    상기 구동방법은, 온 상태로 되어 있는 상기 제1 스위치 회로에 의해 상기 제2 노드와 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 상기 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 상기 제2 노드의 전위를 변화시키는 제2 노드 전위 보정공정을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동방법은,
    상기 제1 스위치 회로를 온 상태로 해서 상기 제2 노드와 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 상기 주사선들 중 하나의 신호에 의해 온 상태로 되는 상기 신호기록 트랜지스터를 통해 상기 제1 노드에 영상신호를 인가함으로써, 상기 주사선들 중 하나의 상기 영상신호의 전위에서 상기 소자구동 트랜지스터의 임계전압을 감산한 전위를 향해서 상기 제2 노드의 전위를 변화시키는 신호기록공정을 구비함으로써,
    상기 신호기록공정을 완료한 후, 상기 제2 노드 전위 보정공정을 행하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 신호기록공정에 앞서서, 상기 제2 노드의 상기 전위를 소정의 기준전위로 설정하는 제2 노드 전위 초기화공정을 행하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 구동방법은,
    상기 제1 노드에 소정의 구동전압을 인가함으로써, 상기 소자구동 트랜지스터에 의해 생성된 구동전류를 상기 발광소자에 흐르게 하는 것에 의해 상기 발광소자를 구동하는 발광공정을 구비함으로써,
    상기 제2 노드 전위 보정공정의 완료 후에, 상기 발광공정을 행하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 노드 전위 보정공정 중에, 상기 제1 노드에 소정의 값의 전압으로서 상기 구동전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 표시장치에 포함된 상기 각 발광부에 구비된 상기 구동회로는,
    (E) 상기 제2 노드와 소정의 초기화전압을 전달하는 급전선 사이에 접속된 제2 스위치 회로와,
    (F) 상기 제1 노드와 구동전압을 전달하는 또 다른 급전선 사이에 접속된 제3 스위치 회로와,
    (G) 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 상기 발광소자의 일단 사이에 접속된 제4 스위치 회로를 더 구비하고,
    상기 구동방법은,
    (a) 상기 제1 스위치 회로, 상기 제3 스위치 회로, 및, 상기 제4 스위치 회로의 오프 상태를 유지하고, 온 상태로 되어 있는 상기 제2 스위치 회로를 통해 상기 급전선의 상기 소정의 초기화전압을 상기 제2 노드에 인가한 후, 상기 제2 스위치 회로를 오프 상태로 함으로써, 상기 제2 노드의 전위를 상기 초기화전압으로서 소정의 기준전위로 설정하는 제2 노드 전위 초기화공정을 행하는 단계와,
    (b) 상기 제2 스위치 회로, 상기 제3 스위치 회로, 및, 상기 제4 스위치 회로의 오프 상태를 유지하고, 상기 제1 스위치 회로를 온 상태로 해서 상기 제2 노 드와 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 상기 주사선들 중 하나의 신호에 의해 온 상태로 되어 있는 상기 신호기록 트랜지스터를 통해, 상기 데이터선들 중 하나의 영상신호를 상기 제1 노드에 인가함으로써, 상기 영상신호에서 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 임계전압을 감산한 전위를 향해서 상기 제2 노드의 전위를 변화시키는 신호기록공정을 행하는 단계와,
    (c) 그 후에 상기 주사선들 중 하나의 신호를 상기 신호기록 트랜지스터의 상기 게이트 전극에 인가함으로써 상기 신호기록 트랜지스터를 오프 상태로 하는 단계와,
    (d) 상기 제1 스위치 회로를 오프 상태로 하고, 상기 제2 스위치 회로의 오프 상태를 유지하고, 온 상태로 되어 있는 상기 제3 스위치 회로를 통해 상기 제1 노드에 소정의 상기 구동전압을 인가하고, 그 후에 온 상태로 되는 상기 제4 스위치 회로를 통해 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 다른 한쪽의 소스/드레인 영역과 상기 발광소자의 상기 일단을 전기적으로 접속함으로써, 구동전류를 상기 소자구동 트랜지스터에서 상기 발광소자로 흐르게 하는 발광공정을 행하는 단계를 포함하고,
    이에 따라, 상기 단계 (c)과 상기 단계 (d) 사이에, 상기 제1 스위치 회로의 온 상태를 유지하고, 상기 제3 스위치 회로를 온 상태로 해서, 상기 제1 노드에 소정의 값의 전압으로서 상기 구동전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 상기 제2 노드 전위 보정공정을 행하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    첨자 또는 기호 m이 1, 2 ..., 또는 M의 값을 갖는 정수를 나타내고, 기호 P가 1≤P<M의 관계를 만족하는 정수로서 상기 표시장치에 있어서 소정의 값을 나타낸다고 할 때, 상기 주사선 SCLm에 대응하는 m번째 행에 구비된 상기 발광부의 상기 구동회로에 포함된 상기 제2 스위치 회로가, 상기 m번째 행을 P행만큼 선행하는 행에 구비된 주사선 SCLm _ pre _P로부터의 주사신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 정수 P를 1로 설정하는(즉, P=1) 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 발광소자는, 유기 EL(일렉트로루미네선스) 발광소자인 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  10. (1) 제1 방향으로 N개의 열과, 제2 방향으로 M개의 행이 구성된, 2차원 매트릭스 모양으로 배열된 N×M개의 발광부와,
    (2) 상기 제1 방향으로 뻗는 M개의 주사선과,
    (3) 상기 제2 방향으로 뻗는 N개의 데이터선과,
    (4) 상기 각 발광부에 구비되고, 신호기록 트랜지스터, 소자구동 트랜지스터, 용량부, 및, 제1 스위치 회로를 갖는 회로인 구동회로와,
    (5) 상기 각 발광부에 구비되고, 상기 소자구동 트랜지스터에 의해 발광소자에 출력되는 구동전류에 따른 휘도로 발광하는 소자인 발광소자를 포함한 표시장치로서,
    상기 각 발광부에 있어서,
    (A-1) 상기 신호기록 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 상기 데이터선들 중 하나에 접속되어 있고,
    (A-2) 상기 신호기록 트랜지스터의 게이트 전극은, 상기 주사선들 중 하나에 접속되어 있고,
    (B-1) 상기 소자구동 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 제1 노드를 통해 상기 신호기록 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
    (C-1) 상기 용량부의 일단은 소정의 기준전압을 전달하는 급전선에 접속되어 있고,
    (C-2) 상기 용량부의 타단은 제2 노드를 통해 상기 소자구동 트랜지스터의 게이트 전극에 접속되어 있고,
    (D-1) 상기 제1 스위치 회로의 일단은, 상기 제2 노드에 접속되어 있고,
    (D-2) 상기 제1 스위치 회로의 타단은, 상기 소자구동 트랜지스터의 다른 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
    온 상태로 되어 있는 상기 제1 스위치 회로에 의해 상기 제2 노드와 상기 소자구동 트랜지스터의 상기 다른 한쪽의 소스/드레인 영역을 전기적으로 접속한 상태에서, 상기 제1 노드에 소정의 값의 전압을 소정의 시간 동안 인가함으로써, 상기 제2 노드의 전위를 변화시키는 제2 노드 전위 보정공정이 실행되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 발광소자는, 유기 EL 발광소자인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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