KR20140115995A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 표시 장치는 절연 기판 상의 제1 및 제2 방향으로 배열 설치되는 신호선 및 주사선과, 신호선 및 주사선의 각 교점 부근에 형성되는 화소 스위칭 소자와, 신호선을 구동하는 신호선 구동 회로와, 주사선을 구동하는 주사선 구동 회로와, 화소 스위칭 소자에 접속되는 화소 전극과, 이 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 포함하는 표시 화소 및 보조 용량을 구비하고, 신호선 구동 회로는, 절연 기판의 외부로부터 공급되는 제어 신호가 제1 논리 레벨일 때에 모든 신호선에 대향 전극과 동일한 전압을 부여하고, 주사선 구동 회로는, 제어 신호가 제1 논리 레벨일 때에 모든 화소 스위칭 소자를 도통시키고, 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 시간차를 두고 화소 스위칭 소자를 비도통으로 한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 출원은 2013년 3월 22일자로 출원된 일본 특허 출원 번호 제2013-060816호에 기초한 것으로, 해당 출원으로부터 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 본원에 참조로서 인용된다.
본 발명의 실시 형태는, 일반적으로 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 대표되는 표시 장치는, 박형, 경량 또한 저소비 전력인 것으로부터, 각종 기기의 디스플레이로서 사용되고 있다. 그 중에서도, 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 노트북 컴퓨터나 휴대형 정보 단말기의 디스플레이로서 보급되어 있다.
그런데, 액정 표시 장치에서는, 액정에 대해 동일 방향으로 전압을 계속해서 인가하면, 표시 불량이 생기므로, 일정 주기로 액정층의 전압 인가 극성을 전환하는 극성 반전 구동이 채용되어 있다. 극성 반전 구동을 행하는 경우, 전원선의 전압의 극성을 주기적으로 변화시킬 필요가 있으므로, 복수의 기준 전원이 미리 준비되어 있다.
그러나, 전원 투입 시에서는, 전원선이 어떤 기준 전원에 접속되어 있는지 일정하지 않다. 이 결과, 액정층의 인가 전압이 변화되게 되어, 깜박거림이 시인되는 등의 표시 불량이 시인된다고 하는 문제가 있다. 따라서, 전원 투입 시에 표시 불량이 시인되지 않도록 이루어진 표시 장치가 제안되어 있다.
그러나 제안되어 있는 발명에서는, 전원 투입 시에 전체 화소에 대해 일제히 전원 전압이 전환되어 있다. 이로 인해, 금후 당해 발명을, FHD(풀 하이비전) 등 종래의 표시 장치와 비교해서 해상도가 높은 표시 장치에 적용하는 경우에는, 전원 전압의 전환에 수반하는 순시 전류가 증대함으로써, 구동 회로에 가해지는 부하가 증대하여 표시 장치의 고장 발생의 원인이 될 수 있다. 또한, 전류가 증대함으로써 표시 장치에 요구되고 있는 사양이 미달로 판단되는 사태에 이를 우려도 있다.
본 발명의 다양한 특징들을 구현하는 일반적인 아키텍처가 이제 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 및 연관된 설명들은 본 발명의 실시예들을 예시하기 위하여 제공되며, 본 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 구성을 도시하는 전형적인 블록도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 제어 신호에 관계되는 동작을 설명하기 위한 전형적인 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 전원 투입 시에서의 전형적인 타임차트이다.
도 4는 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 전원 투입 시에서의 문제점을 설명하기 위한 전형적인 타임차트이다.
도 5a는 제1 실시 형태의 표시 장치의 주사선 구동 회로를 설명하기 위한 전형적인 도면이다.
도 5b는 제1 실시 형태의 표시 장치의 주사선 구동 회로를 설명하기 위한 전형적인 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태의 표시 장치의 주사선 구동 회로의 동작을 설명하기 위한 전형적인 타임차트이다.
도 7은 제1 실시 형태의 표시 장치의 전원 투입 시에서의 동작을 설명하기 위한 전형적인 타임차트이다.
도 8은 제2 실시 형태의 표시 장치의 제어 신호에 관계되는 동작을 설명하기 위한 전형적인 도면이다.
도 9는 제3 실시 형태의 표시 장치의 구성을 도시하는 전형적인 블록도이다.
도 10은 제3 실시 형태의 표시 장치의 표시 화소의 등가 회로를 도시하는 전형적인 도면이다.
첨부 도면들을 참조하여 다양한 실시예들이 이하 본원에 개시된다.
일반적으로, 본 실시 형태에 따르면, 표시 장치는 절연 기판 상의 제1 및 제2 방향으로 배열 설치되는 신호선 및 주사선과, 신호선 및 주사선의 각 교점 부근에 형성되는 화소 스위칭 소자와, 신호선을 구동하는 신호선 구동 회로와, 주사선을 구동하는 주사선 구동 회로와, 상기 화소 스위칭 소자에 접속되는 화소 전극과, 이 화소 전극에 대향하는 대향 전극으로 이루어지는 표시 화소 및 보조 용량을 구비하고, 상기 신호선 구동 회로는, 상기 절연 기판의 외부로부터 공급되는 제어 신호가 제1 논리 레벨일 때에 모든 신호선에 상기 대향 전극과 동일한 전압을 부여하고, 상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 상기 제1 논리 레벨일 때에 모든 상기 화소 스위칭 소자를 도통시키고, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 시간차를 두고 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 것으로 특징으로 한다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 여기서는, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치를 예로 들어 설명한다.
도 1의 액정 표시 장치는, 유리 기판 상의 제1 방향을 따라서 연선(wire extension)되는 신호선 S1 내지 Sm과, 제2 방향을 따라서 연선되는 주사선 G1 내지 Gn을 구비하고 있다. 신호선 및 주사선의 각 교점 부근에는 화소 TFT1(Thin Film Transistor)이 형성되어 있다. 화소 TFT1의 드레인 단자는 보조 용량 C1 및 화소 전극(2)과 접속한다. 화소 전극(2)은 액정층을 사이에 두고 대향 배치되는 대향 전극(3)과의 사이에 액정 용량 C2를 형성한다.
주사선 구동 회로(4)는 주사선 G1 내지 Gn을 구동한다. 소스 드라이버(5)는 신호선 S1 내지 Sm을 구동한다. 주사선 방향(제2 방향)으로 배열한 보조 용량 C1의 일단부에는, 보조 용량 전원선 CS1 내지 CSn이 공통적으로 접속된다. 보조 용량 전원선 CS1 내지 CSn은, 제1 방향의 화소수분만큼 설치되고, 대향 전극과 동일한 전압이 부여된다.
외부 구동 회로(7)는 유리 기판(20)의 외측에 설치되거나, 유리 기판(20) 상에 실장된다. 유리 기판(20)과 외부 구동 회로(7)는 FPC(Flexible Print Circuit) 등에 의해 접속되어 있다. 소스 드라이버(5)는 유리 기판(20) 상에 실장된다. 외부 구동 회로(7)는 소스 드라이버(5) 사이에서 화소 데이터, 제어 신호 등을 수수한다.
또한, 유리 기판(20) 상에는, 주사선 구동 회로(4)와 신호선 전압 제어 회로(FDON 회로)(21)가 설치되어 있다. 그리고, 주사선 구동 회로(4)와 신호선 전압 제어 회로(21)에는 외부 구동 회로(7)로부터 제어 신호 FDON이 공급된다. 이 제어 신호 FDON에 의해, 전원 투입 시에서의 표시 불량(표시 불균일)을 억제하는 제어가 행해진다. 또한, 외부 구동 회로(7)로부터는 주사선 구동 회로(4)에 고전압 VGH와 저전압 VGL이 공급된다.
도 2는, 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 제어 신호 FDON에 관계되는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 설명의 편의를 위해, 간략화하여 필요한 신호만을 기재하고, 주사선 구동 회로(4)는, 일부의 회로만을 기재하고 있다. 또한, 신호선 전압 제어 회로(21)는, 상단에 기재하고 있다.
주사선 구동 회로(4) 내에는, 주사 신호를 생성하는 생성 회로로서, 시프트 레지스터를 구성하는 논리 회로(41)와 버퍼 회로(13)가 설치되어 있다. 도시와 같이, 주사선마다, NAND 회로(22)와, NAND 회로(22)의 출력 단자에 종속 접속되는 2단의 인버터(23, 24)가 설치되어 있다. NAND 회로(22)는, 논리 회로(41)로부터의 출력 신호인 주사선 구동용 타이밍 신호와 제어 신호 FDON과의 반전 논리곱을 연산한다.
제어 신호 FDON이 로우 레벨(제1 논리 레벨)인 경우에는, NAND 회로(22)의 출력은 하이 레벨이 되고, 주사선도 하이 레벨이 된다. 따라서, 그 주사선에 접속된 모든 화소 TFT1이 도통한다. 한편, 제어 신호 FDON은, 주사선 구동 회로(4) 내의 모든 NAND 회로(22)에 공급된다. 그 때문에, 제어 신호 FDON이 로우 레벨인 경우에는, 표시 에어리어 내의 모든 화소 TFT1이 도통한다.
신호선 전압 제어 회로(21)는, 개개의 신호선에 각각 접속되는 복수의 PMOS 트랜지스터를 갖는다. 이들 PMOS 트랜지스터의 게이트에는 제어 신호 FDON이 공급된다. 또한, 이들 PMOS 트랜지스터의 드레인에는 대향 전극과 동일한 전압(이하, Vcom이라고 함)이 인가되어 있다.
제어 신호 FDON이 로우 레벨이 되면, 신호선 전압 제어 회로(21) 내의 모든 PMOS 트랜지스터가 도통하고, 모든 신호선에는 Vcom이 공급된다. 이 때문에, 화소 전극(2)과 대향 전극(3)에는 모두 Vcom이 부여된다. 따라서, 액정 용량 C2의 양단 전압은 대략 동일하게 되어, 표시 불균일이 시인되지 않게 된다.
도 3은, 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 전원 투입 시에서의 타임차트이다.
도 3에 도시되는 신호는 다음과 같다. Vsig는, 소스 드라이버(5)로부터 공급되는 화소 전압을 나타낸다. ASW1∼3은, 1화소를 구성하는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 픽셀을 선택하는 신호이다. 선택된 서브 픽셀에 대응하는 신호선에 소스 드라이버(5)로부터 Vsig가 공급된다. STV는, 주사선 구동 회로(4)에 대한 스타트 신호이다. CKV는, 시프트 레지스터를 구동하기 위한 클록 신호이다. UD는, 표시 장치에 영상을 표시하는 방향(상→하, 하→상)을 지정하는 신호이다. FDON은, 전원 투입 시의 표시 불균일을 억제하기 위한 제어 신호이다. 고전압 VGH, 저전압 VGL 및 대향 전압 Vcom은, 표시 장치의 전원 제어 회로(27)에 의해 생성되어 각 부에 공급되는 전원 전압이다.
계속해서, 도 3을 참조하면서 전원 투입 시에서의 표시 불균일 억제 동작에 대해 설명한다.
전원이 투입되는 타이밍 T1 이전은 각각의 신호의 상태는 일정하지 않다. 타이밍 T1에 있어서 전원이 투입되면, 신호 ASW1∼3, STV, CKV, UD, FDON은, 각각 로우 레벨로 설정된다. 또한, 전원 전압 VGH 및 VGL은 각각 소정의 전압으로 추이한다. 한편, Vcom은, 일정하지 않은 상태가 된다. 이 상태가 3프레임의 기간 유지된다. 여기서 3프레임은, 워밍업을 위한 기간이며, 표시 장치마다 적절한 프레임수를 설정할 수 있다.
타이밍 T2에 있어서, 신호 STV, CKV, UD가 입력된다. 도 3에서는 상세의 신호는 기재하고 있지 않지만, 신호 STV, CKV는, 통상의 표시 동작 시에서의 신호와 동일한 신호이다. 단 이 기간에서는, Vsig에는 신호가 부여되지 않고, ASW1∼3도 동작하고 있지 않다. 따라서, 주사선 구동 회로(4)만이 동작을 실행한다. 이에 의해, 주사선 구동 회로 내의 잔류 전하가 클리어되는 리셋 동작이 실행된다.
타이밍 T3에 있어서, Vcom의 승압이 개시된다. 이 상태에서는, 제어 신호 FDON은 로우 레벨이다. 따라서, 신호선 전압 제어 회로(21) 내의 모든 PMOS 트랜지스터가 도통하고, 신호선에는 Vcom이 공급된다. 또한, 제어 신호 FDON이 로우 레벨일 때에는, 상술한 바와 같이, NAND 회로(22)의 출력은 하이 레벨이 되고, 주사선도 하이 레벨이 된다. 이로 인해, 화소 TFT1이 도통하고, 화소 전극(2)과 대향 전극(3)에는 모두 Vcom이 부여된다. 따라서, 예를 들어 노멀리 블랙의 액정 모드에서는, 전체 화면에 흑색 레벨이 표시되므로, 표시 불균일이 해소된다.
타이밍 T4에 있어서, FDON이 해제된다. 즉, 제어 신호 FDON이 하이 레벨(제2 논리 레벨)이 되므로, 신호선 전압 제어 회로(21) 내의 모든 PMOS 트랜지스터가 오프되어, 신호선에는 Vcom이 공급되지 않게 된다. 한편, 타이밍 T4에 있어서, Vsig에 영상 신호가 부여되어, ASW1∼3이 동작을 개시한다. 따라서, 신호선 S에 Vsig가 공급되어 본 표시 동작이 개시된다.
도 4는, 제1 실시 형태의 표시 장치에 앞서 검토한 표시 장치의 전원 투입 시에서의 문제점을 설명하기 위한 타임차트이다.
도 4에 도시되는 신호는 다음과 같다. Gate1 내지 4는, 주사선 G1 내지 G4에 출력되는 화소 TFT1을 구동하기 위한 게이트 신호이다. VGH 전류, VGL 전류는, 각각 고전압 VGH, 저전압 VGL을 공급하는 전원 제어 회로(27)에 의해 측정한 전류이다. 또한, 이들 이외의 신호는, 이미 설명하고 있으므로, 중복된 설명을 생략한다.
계속해서, 도 4를 참조하면서 전원 투입 시에서의 문제점에 대해 설명한다.
제어 신호 FDON이 로우 레벨인 기간은, 상술한 바와 같이 게이트 신호 Gate1 내지 4에는 모두 화소 TFT1을 도통시키는 하이 레벨의 신호(VGH 전압)가 출력되어 있다. 제어 신호 FDON이 하이 레벨이 되면, 게이트 신호 Gate1 내지 4의 레벨이 하이 레벨(VGH 전압)로부터 로우 레벨(VGL 전압)로 전환된다. 이 후는 게이트 신호 Gate1 내지 4는 순차 구동되는 주사 펄스 신호가 되어 표시 동작이 실행된다.
그런데, 도 4에서는, 4개의 게이트 신호를 기재하고 있지만, 예를 들어 FHD(풀 하이비전)의 표시 장치에서는 1920개의 게이트선이 설치되어 있다. 따라서, FDON이 해제되었을 때에는, 1920개의 신호가 일제히 VGH 전압의 사용으로부터, VGL 전압의 사용으로 전환된다. 이 결과, 순시의 큰 VGL 전류가 흐른다.
이와 같이 전원 투입마다 큰 순시 전류가 흐르므로 표시 장치의 회로 소자의 부하가 증대한다. 따라서, 이와 같은 상태가 계속해서 반복됨으로써 회로 소자의 열화가 촉진되어, 고장 발생의 원인이 될 수 있다.
계속해서, 상술한 문제점을 해결하는 방법에 대해 설명한다.
도 5a, 도 5b는, 제1 실시 형태의 표시 장치의 주사선 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다. 도 5a는, 상술한 검토에 사용한 주사선 구동 회로의 개략의 구성을 도시하고, 도 5b는, 제1 실시 형태의 표시 장치의 주사선 구동 회로의 개략의 구성을 도시하고 있다.
도 5b에 도시하는 바와 같이 버퍼 회로(13)에는, 메모리 회로(15)가 새롭게 설치되어 있다. 그리고, 시프트 레지스터를 구성하는 논리 회로(41)의 출력 신호는, 메모리 회로(15)에의 입력 단자 IN1에 공급되고, 제어 신호 FDON은 메모리 회로(15)의 입력 단자 IN2에 공급되어 있다. 그리고, 메모리 회로(15)의 출력 단자 OUT1이 NAND 회로(22)의 한쪽의 입력 단자에 접속되어 있다. NAND 회로(22)의 다른 쪽의 입력 단자에는 논리 회로(41)의 출력 신호가 입력되어 있다. 이 이후의 회로의 구성은, 상술한 버퍼 회로(13)의 구성과 마찬가지이다.
여기서, 메모리 회로(15)는 순서 회로로 구성되어 있고, 제어 신호 FDON이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화된 경우라도 논리 회로(41)로부터 시프트 레지스터 출력인 펄스 신호가 출력될 때까지는 출력 단자 OUT1의 레벨은 변화되지 않는다.
도 6은, 제1 실시 형태의 표시 장치의 주사선 구동 회로의 동작을 설명하기 위한 타임차트이다. 이 타임차트에는, 제어 신호 FDON, 논리 회로(41)의 출력 신호 SR, 주사선에 출력되는 게이트 신호 Gate에 대해 기재하고 있다.
타이밍 TO에 있어서, 제어 신호 FDON이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화된다. 그러나, 상술한 메모리 회로(15)에 의해, 게이트 신호 Gate는 하이 레벨을 유지한다. 그리고, 출력 신호 SR1, …, 4가 출력되면, 각각의 타이밍에서 게이트 신호 Gate1, …, 4가 각각 로우 레벨로 변화된다. 게이트 신호 Gate가 로우 레벨로 변화된 이후, 주사선에 입력되는 게이트 신호는 순차 구동을 위한 주사 펄스 신호가 되어 표시 동작이 실행된다.
도 7은, 제1 실시 형태의 표시 장치의 전원 투입 시에서의 동작을 설명하기 위한 타임차트이다.
제어 신호 FDON이 로우 레벨로 되었을 때에는, 게이트 신호 Gate1, …, 4가 일제히 하이 레벨로 변화된다. 다음에, 제어 신호 FDON이 하이 레벨로 변화되지만 상술한 바와 같이 메모리 회로(15)의 작용에 의해 게이트 신호 Gate1, …, 4는 하이 레벨을 유지한다. 그리고, 시프트 레지스터를 구성하는 논리 회로(41)로부터 출력 신호(도시하지 않음)가 출력된 타이밍에서, 게이트 신호 Gate1, …, 4가 순차 로우 레벨로 변화된다.
이와 같이 제어 신호 FDON을 해제해도, 게이트 신호는 일제히 로우 레벨로 되는 일은 없으며, 1프레임 기간에서 순차 로우 레벨로 변화된다. 따라서, 순시의 큰 VGL 전류가 흐르는 것을 회피할 수 있다.
또한, 게이트 신호를 순차 로우 레벨로 변화시키는 1프레임 기간에서는 신호선 S에 부여되는 전압은 특별히 규정되지 않지만, ASW1∼3을 동작시키지 않고 소스 드라이버(5)로부터 신호선 S에 Vsig가 공급되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 한편, ASW1∼3을 동작시켜, 소스 드라이버(5)로부터 신호선 S에 Vsig 신호로서 Vcom을 출력하도록 해도 좋다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태에서는, 주사선 구동 회로의 구성이 제1 실시 형태와 다르다. 제1 실시 형태와 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여해서 그 상세의 설명은 생략한다.
도 8은, 제2 실시 형태의 표시 장치의 제어 신호 FDON에 관계되는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 설명의 편의를 위해, 간략화하여 필요한 신호만을 기재하고 있다. 또한, 신호선 전압 제어 회로(21)는, 상단에 기재하고 있다.
제2 실시 형태에서는, 주사선 구동 회로가, 홀수행의 주사선을 구동하는 주사선 구동 회로(4o)와, 짝수행의 주사선을 구동하는 주사선 구동 회로(4e)를 구비하고 있다. 제어 신호 FDON은, 주사선 구동 회로(4o)와 신호선 전압 제어 회로(21)에 직접 공급된다. 또한, 제어 신호 FDON은, 지연 회로(25)를 통하여 주사선 구동 회로(4e)에 공급된다. 또한, 제1 실시 형태에서 설명한 메모리 회로는 제2 실시 형태에서는 채용하지 않는다.
이 구성에 따르면, 주사선 구동 회로(4o)와 주사선 구동 회로(4e)에 의해 제어 신호 FDON이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화되는 타이밍을 다르게 할 수 있다. 그리고, 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 같이 메모리 회로를 설치하지 않아도 좋으므로, 간략화한 구성으로 순시의 큰 VGL 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 표시 에어리어의 양측에 주사선 구동 회로(4o, 4e)를 설치하고 있지만, 이 형태에 한정되지 않고 한쪽의 측에 주사선 구동 회로(4o, 4e)를 설치해도 좋다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서, 주사선 구동 회로(4)를 2개의 주사선 구동 회로(4o)와 주사선 구동 회로(4e)의 2개로 분리해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 소스 드라이버(5)와 신호선 전압 제어 회로(21)를 일체로서 구성해도 좋다.
또한, 신호선 전압 제어 회로(21)에 사용되는 트랜지스터의 극성을 P형으로부터 N형으로 변경해도 좋다. 이때에는, 트랜지스터가 동작하는 레벨(하이 레벨, 로우 레벨)이 상술한 실시 형태와는 반대가 되도록 장치를 구성하면 좋다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에서는, 제1 및 제2 실시 형태의 구성을 유기 EL 표시 장치에 적용하는 점에서, 제1 및 제2 실시 형태와 다르다. 제1 실시 형태와 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여해서 그 상세의 설명은 생략한다.
도 9는, 제3 실시 형태에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 표시 장치는 유기 EL 패널(101) 및 이 유기 EL 패널(101)의 동작을 제어하는 컨트롤러(102)를 구비하고 있다.
유기 EL 패널(101)은 표시 영역(103), 주사선 구동 회로(104a), 주사선 구동 회로(104b) 및 소스 드라이버(105)를 갖는다.
표시 영역(103)은 유리판 등의 광투과성을 갖는 절연 기판 상에 매트릭스 형상으로 배열된 n×m개의 표시 화소 PX를 구비하고 있다. 그리고, 표시 화소 PX가 배열되는 행을 따라서 제1 주사선 Ga(1 내지 n), 제2 주사선 Gb(1 내지 n) 및 리셋 전원선 RST(1 내지 n)가 배치되고, 각 표시 화소에 접속되어 있다. 또한, 표시 화소 PX가 배열되는 열을 따라서 m개의 영상 신호 배선 Sig(1 내지 m)가 배치되고, 열마다의 각 표시 화소에 접속되어 있다. 또한, 고전위의 전원선 Vdd와, 저전위의 전원선 Vss가 각 표시 화소에 접속되어 있다. 또한, 표시 영역(103)의 각 행에 있어서, R(적색) 표시용, G(녹색) 표시용, B(청색) 표시용의 3개 표시 화소 PX가 교대로 나란히 형성되어 있다.
주사선 구동 회로(104a)는, 제1 주사선 Ga(1 내지 n), 제2 주사선 Gb(1 내지 n)를 표시 화소 PX의 행마다 순차 구동한다. 주사선 구동 회로(104b)는 리셋 전원선 RST(1 내지 n)에 리셋 전압 VRST를 출력한다. 소스 드라이버(105)는, 복수의 영상 신호 배선 Sig(1 내지 m)를 구동한다. 주사선 구동 회로(104a, 104b) 및 소스 드라이버(105)는 표시 영역(103)의 외측에서 절연 기판 상에 일체적으로 형성되어, 컨트롤러(102)과 함께 제어부를 구성하고 있다.
또한, 절연 기판 상에는, 신호선 전압 제어 회로(FDON 회로)(121)가 설치되어 있다. 그리고, 주사선 구동 회로(104a)와 신호선 전압 제어 회로(121)에는, 컨트롤러(102)로부터 제어 신호 FDON이 공급된다. 이 제어 신호 FDON에 의해, 전원 투입 시에서의 표시 불량(표시 불균일)을 억제하는 제어가 행해진다. 이 신호선 전압 제어 회로(FDON 회로)(121)에는, 개개의 신호선에 각각 접속되는 복수의 NMOS 트랜지스터를 갖는다. 이들 NMOS 트랜지스터의 게이트에는 제어 신호 FDON이 공급된다. 또한, 이들 NMOS 트랜지스터의 소스에는 초기화 전압 VINI가 공급되어 있다.
도 10은, 제3 실시 형태에 따른 표시 장치의 표시 화소의 등가 회로를 도시하는 도면이다. 화소부로서 기능하는 각 표시 화소 PX는, 자기 발광 소자인 유기 EL 소자(115) 및 이 유기 EL 소자(115)에 구동 전류를 공급하는 화소 회로(106)를 포함하고 있다.
도 10에 도시하는 표시 화소 PX의 화소 회로(106)는, 전압 신호를 포함하는 영상 신호에 따라서 유기 EL 소자(115)의 발광을 제어하는 전압 신호 방식의 화소 회로이다. 화소 회로(106)는 구동 트랜지스터(111), 화소 스위치(112), 출력 스위치(113) 및 캐패시터로서의 축적 용량(114)을 갖고 있다. 또한, 화소 회로(106)는 주사선 구동 회로(104b) 내에 설치된 리셋 스위치(116)로부터 리셋 전압 VRST가 출력되는 리셋 전원선 RST에 접속되어 있다.
제3 실시 형태에 따른 표시 장치에 있어서, 구동 트랜지스터(111), 화소 스위치(112) 및 출력 스위치(113)는, 여기서는 동일 도전형, 예를 들어 N채널형의 TFT(박막 트랜지스터)에 의해 구성되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(111) 및 각 스위치를 각각 구성하는 박막 트랜지스터는, 모두 동일 공정, 동일 층 구조로 형성되고, 예를 들어 반도체층에 IGZO, a―Si, 혹은 폴리실리콘을 사용한 톱 게이트 구조의 박막 트랜지스터이다. 또한, 각 스위치는, N채널형으로 한정되지 않고, 스위치로서 기능하면, P채널형으로 해도 좋다.
구동 트랜지스터(111), 화소 스위치(112), 출력 스위치(113), 리셋 스위치(116)의 각각은, 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 갖는다. 이하의 기재에서는, 이들 제1 단자, 제2 단자 및 제어 단자를 각각 소스, 드레인, 게이트로 표현하는 경우가 있다.
표시 화소 PX의 화소 회로(106)에 있어서, 예를 들어 녹색(G) 표시용의 표시 화소 PX에서는, 구동 트랜지스터(111) 및 출력 스위치(113)는 고전위의 전원선 Vdd와 저전위의 전원선 Vss 사이에서 유기 EL 소자(115)와 직렬로 접속되어 있다. 전원선 Vdd는 예를 들어 10V의 전위로 설정되고, 전원선 Vss는, 예를 들어 -4V의 전위로 설정된다.
출력 스위치(113)에 있어서, 그 제2 단자, 여기서는 드레인이 전원선 Vdd에 접속되고, 제1 단자, 여기서는 소스가 리셋 전원선 RST 및 구동 트랜지스터(111)의 제2 단자, 여기서는 드레인에 접속되고, 제어 단자, 여기서는 게이트가 제2 주사선 Gb에 접속되어 있다. 이에 의해, 출력 스위치(113)는, 제2 주사선 Gb로부터의 제어 신호 BG에 의해 온(도통 상태), 오프(비도통 상태) 제어되고, 유기 EL 소자(115)의 발광 시간을 제어한다.
구동 트랜지스터(111)에 있어서, 그 제1 단자, 여기서는 드레인이 출력 스위치(113)의 소스 및 리셋 전원선 RST에 접속되고, 그 제2 단자, 여기서는 소스가 유기 EL 소자(115)의 한쪽의 단자, 여기서는 양극에 접속된다. 유기 EL 소자(115)의 음극은 전원선 Vss에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(111)는 영상 신호에 따른 전류량의 구동 전류를 유기 EL 소자(115)에 출력한다.
화소 스위치(112)는, 그 제2 단자, 여기서는 드레인이 영상 신호 배선 Sig에 접속되고, 제1 단자, 여기서는 소스가 구동 트랜지스터(111)의 게이트에 접속되어 있다. 화소 스위치(112)의 게이트는, 신호 기입 제어용 게이트 배선으로서 기능하는 제1 주사선 Ga에 접속되고, 제1 주사선 Ga로부터 공급되는 제어 신호 SG에 의해 온, 오프 제어된다. 그리고, 화소 스위치(112)는 제어 신호 SG에 응답하여, 화소 회로(106)와 영상 신호 배선 Sig와의 접속, 비접속을 제어하고, 대응하는 영상 신호 배선 Sig로부터 영상 전압 신호를 화소 회로(106)에 도입한다.
축적 용량(114)은, 대향하는 2개의 단자를 갖고, 구동 트랜지스터(111)의 게이트와 소스 사이에 접속되고, 영상 신호에 의해 결정되는 구동 트랜지스터(111)의 게이트 제어 전위를 유지한다.
주사선 구동 회로(104b)에 설치된 리셋 스위치(116)는, 구동 트랜지스터(111)의 드레인과 리셋 전원선 RST 사이에 1행마다 접속되어 있다. 리셋 스위치(116)의 게이트는, 리셋 제어용 게이트 배선으로서 기능하는 제3 주사선 Gc에 접속되어 있다. 리셋 스위치(116)는, 제3 주사선 Gc로부터의 제어 신호 RG에 따라서 온(도통 상태), 오프(비도통 상태) 제어되고, 구동 트랜지스터(111)의 소스 전위를 초기화한다.
한편, 도 9에 도시하는 컨트롤러(102)는 유기 EL 패널(101)의 외부에 배치된 프린트 회로 기판 상에 형성되고, 주사선 구동 회로(104a, 104b) 및 소스 드라이버(105)를 제어한다. 컨트롤러(102)는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 신호 및 동기 신호를 수취하고, 수직 주사 타이밍을 제어하는 수직 주사 제어 신호 및 수평 주사 타이밍을 제어하는 수평 주사 제어 신호를 동기 신호에 기초하여 발생한다.
그리고, 컨트롤러(102)는, 이들 수직 주사 제어 신호 및 수평 주사 제어 신호를 각각 주사선 구동 회로(104a, 104b) 및 소스 드라이버(105)에 공급함과 함께, 수평 및 수직 주사 타이밍에 동기하여 디지털 영상 신호 및 초기화 신호를 소스 드라이버(105)에 공급한다.
소스 드라이버(105)는 수평 주사 제어 신호의 제어에 의해 각 수평 주사 기간에서 순차 얻어지는 영상 신호를 아날로그 형식으로 변환하고, 영상 신호에 따른 적색용 영상 전압 신호, 녹색용 영상 전압 신호, 청색용 영상 전압 신호를 포함하는 복수 계조의 계조 전압 신호 Vsig를 복수의 영상 신호 배선 Sig(1 내지 m)에 병렬적으로 공급한다. 또한, 소스 드라이버(105)는 1수평 주기마다, 초기화 전압 신호를 복수의 영상 신호 배선 Sig(1 내지 m)에 병렬적으로 공급한다.
주사선 구동 회로(104a)는 시프트 레지스터, 출력 버퍼 등을 포함하고, 외부로부터 공급되는 수직 주사 스타트 펄스를 순차 다음 단에 전송하고, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 출력 버퍼를 통하여 각 행의 표시 화소 PX에 2종류의 제어 신호, 즉, SG(1 내지 n), BG(1 내지 n)를 공급한다. 이에 의해, 제1 주사선 Ga(1 내지 n), 제2 주사선 Gb(1 내지 n)는, 각각 제어 신호 SG(1 내지 n), BG(1 내지 n)에 의해 구동된다.
주사선 구동 회로(104b)는 리셋 스위치(116), 시프트 레지스터, 출력 버퍼 등을 포함하고, 외부로부터 공급되는 수직 주사 스타트 펄스를 순차 다음 단에 전송하고 생성한 제어 신호 RG(1 내지 n)로 리셋 스위치(116)를 제어하고, 리셋 전원선 RST(1 내지 n)를 통하여 리셋 전압 VRST를 각 행의 표시 화소 PX에 공급한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 표시 장치의 전원 투입 시의 동작에 대해 설명한다.
전원 투입 시에서는, 주사선 구동 회로(104a)로부터, 출력 스위치(113)를 오프 상태로 하는 레벨(오프 전위), 여기서는 로우 레벨의 제어 신호 BG, 화소 스위치(112)를 온 상태로 하는 레벨(온 전위), 여기서는 하이 레벨의 제어 신호 SG가 출력된다. 또한 주사선 구동 회로(104b)의 내부에서는, 제어 신호 RG가 리셋 스위치(116)를 온 상태로 하는 레벨, 여기서는, 하이 레벨이 된다.
이에 의해, 출력 스위치(113)가 오프(비도통 상태), 화소 스위치(112), 리셋 스위치(116)가 온(도통 상태)이 되고, 리셋 전원선 RST로부터 구동 트랜지스터(111)에 리셋 전압 VRST가 공급되어, 리셋 동작이 개시된다. 즉, 구동 트랜지스터(111)의 소스, 드레인의 전위가 리셋 전압 VRST에 대응하는 전위, 예를 들어 -3V로 리셋되고, 전원 투입 전에서의 전위 상태가 초기화된다.
또한 전원 투입 시에서, FDON 신호가 하이 레벨이 되면 신호선 전압 제어 회로(21) 내의 모든 NMOS 트랜지스터가 도통하고, 모든 신호선에는 초기화 전압 신호 VINI가 공급된다. 영상 신호 배선 Sig(1 내지 m)를 통하여 출력된 초기화 전압 신호 VINI는, 화소 스위치(112)를 통하여 구동 트랜지스터(111)의 게이트에 인가된다. 이에 의해, 구동 트랜지스터(111)의 게이트 전위는, 초기화 전압 신호 VINI에 대응하는 전위로 리셋되고, 전원 투입 전에서의 상태로부터 초기화된다. 초기화 전압 신호 VINI는, 예를 들어 1V로 설정되어 있다.
상술한 바와 같이, 제3 실시 형태의 표시 장치에 있어서도 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치와 마찬가지로 표시 장치를 초기 상태로 설정할 수 있으므로, 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치와 마찬가지의 구성(도 5 내지 도 8)을 구비함으로써 전원 전압의 전환에 수반하는 순시 전류의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 제3 실시 형태의 표시 장치에 있어서의 전원 전압의 전환에 수반하는 순시 전류의 증대를 억제하는 형태는, 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치와 마찬가지이므로, 그 상세의 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본원 발명은 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치 등 특정한 표시 장치에 한정되지 않고, 폭 넓게 표시 장치를 일반적으로 적용할 수 있다.
이상 설명한 각 실시 형태에 따르면, FHD(풀 하이비전) 등 종래의 표시 장치와 비교해서 해상도가 높은 표시 장치에 있어서도 전원 전압의 전환에 수반하는 순시 전류의 증대를 억제할 수 있으므로, 구동 회로에 가해지는 부하가 증대하여 표시 장치의 고장 발생의 원인이 되는 것을 피할 수 있다. 또한, 전류가 증대하여 표시 장치에 요구되고 있는 순시 전류에 관한 사양이 미달이 되는 것을 방지할 수 있다.
몇 개의 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 실제로 본원에서 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은, 그 밖의 다양한 형태로 구현될 수 있고, 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서, 다양하게 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 첨부의 특허청구범위나 그 균등물은, 발명의 범주나 사상에 포함될 그러한 형태들 및 수정들을 포함하도록 의도된다.
또한 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소가 적당한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타내어지는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 좋다. 또한, 다른 실시 형태에 따른 구성 요소를 적절히 조합해도 좋다.

Claims (10)

  1. 절연 기판 상의 제1 및 제2 방향으로 배열 설치되는 신호선 및 주사선과,
    신호선 및 주사선의 각 교점 부근에 형성되는 화소 스위칭 소자와,
    신호선을 구동하는 신호선 구동 회로와,
    주사선을 구동하는 주사선 구동 회로와,
    상기 화소 스위칭 소자에 접속되는 화소 전극과, 이 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 포함하는 표시 화소 및 보조 용량
    을 구비하고,
    상기 신호선 구동 회로는, 상기 절연 기판의 외부로부터 공급되는 제어 신호가 제1 논리 레벨일 때에 모든 신호선에 상기 대향 전극과 동일한 전압을 부여하고,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 상기 제1 논리 레벨일 때에 모든 상기 화소 스위칭 소자를 도통시키고, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 시간차를 두고 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 상기 주사선을 순차 선택하여 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 스타트 신호를 시프트시키는 시프트 레지스터와, 각각의 주사선에 상기 화소 스위칭 소자의 도통/비도통을 제어하는 주사 신호를 출력하는 출력 회로를 갖고,
    상기 출력 회로는, 상기 제어 신호가 제1 논리 레벨로부터 제2 논리 레벨로 변화되었을 때에는 상기 화소 스위칭 소자를 도통 상태로 유지하고, 그 후, 상기 시프트 레지스터로부터 시프트 신호가 출력되었을 때에는 상기 화소 스위칭 소자를 비도통 상태로 제어하도록 이루어지는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 홀수행의 주사선과 짝수행의 주사선에서 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 타이밍을 다르게 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 각각 홀수행, 짝수행의 주사선을 구동하여 상기 화소 스위칭 소자를 비도통 상태로 제어하는 제1, 제2 주사선 구동 회로를 갖고,
    상기 제어 신호는, 어느 한쪽의 주사선 구동 회로에 지연 회로를 통하여 입력하도록 이루어지는 표시 장치.
  6. 절연 기판 상의 제1 및 제2 방향으로 배열 설치되는 신호선 및 주사선과,
    신호선 및 주사선의 각 교점 부근에 형성되는 화소 스위칭 소자와,
    신호선을 구동하는 신호선 구동 회로와,
    주사선을 구동하는 주사선 구동 회로와,
    상기 화소 스위칭 소자의 각각에 대응하여 설치되어 표시의 계조도를 제어하는 화소 회로를 구비하고,
    상기 신호선 구동 회로는, 상기 절연 기판의 외부로부터 공급되는 제어 신호가 제1 논리 레벨일 때에 모든 신호선에 상기 화소 스위칭 소자를 통하여 상기 화소 회로를 초기화하는 신호를 부여하고,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 상기 제1 논리 레벨일 때에 모든 상기 화소 스위칭 소자를 도통시키고, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 시간차를 두고 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 상기 주사선을 순차 선택하여 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 스타트 신호를 시프트시키는 시프트 레지스터와, 각각의 주사선에 상기 화소 스위칭 소자의 도통/비도통을 제어하는 주사 신호를 출력하는 출력 회로를 갖고,
    상기 출력 회로는, 상기 제어 신호가 제1 논리 레벨로부터 제2 논리 레벨로 변화되었을 때에는 상기 화소 스위칭 소자를 도통 상태로 유지하고, 그 후, 상기 시프트 레지스터로부터 시프트 신호가 출력되었을 때에는 상기 화소 스위칭 소자를 비도통 상태로 제어하도록 이루어지는 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 홀수행의 주사선과 짝수행의 주사선에서 상기 화소 스위칭 소자를 비도통으로 하는 타이밍을 다르게 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주사선 구동 회로는, 상기 제어 신호가 제2 논리 레벨일 때에는 각각 홀수행, 짝수행의 주사선을 구동하여 상기 화소 스위칭 소자를 비도통 상태로 제어하는 제1, 제2 주사선 구동 회로를 갖고,
    상기 제어 신호는, 어느 한쪽의 주사선 구동 회로에 지연 회로를 통하여 입력하도록 이루어지는 표시 장치.
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