KR100564183B1 - 액티브 매트릭스형 표시 장치 - Google Patents

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KR100564183B1
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아오끼요시로
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도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

관통 전압 혹은 누설 전류를 억제할 수가 있어, 양호한 표시를 실현할 수 있는 액티브 매트릭스형 표시 장치를 제공한다. 주사선 구동 회로의 각 주사 신호의 출력부와 이 출력부에 대응하는 주사선과의 사이에 각각 버퍼 회로가 설치되고, 이 버퍼 회로로부터 출력하는 주사 신호 파형의 상승 또는 하강 시간은, 상기 대응하는 주사선에 구형파 신호가 공급되었을 때 이 주사선의 말단측에 나타나는 시상수의 영향을 받은 신호 파형의 상승 또는 하강 시간과 거의 동일하거나 그것보다도 긴 시간으로 되도록, 상기 버퍼 회로가 설계되어 있다.
관통 전압, 액티브 매트릭스형, 주사성, 신호선, 버퍼 회로, 상승 시간, 하강 시간

Description

액티브 매트릭스형 표시 장치{ACTIVE MATRIX TYPE DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치의 소자 어레이 기판의 개략 구성을 도시하는 설명도.
도 2는 도 1의 주사선 구동 회로 내의 버퍼 회로와 화소 배열 영역의 등가 회로와의 관계를 추출하여 도시하는 설명도.
도 3은 도 2의 회로의 동작을 설명하기 위해서 도시한 타이밍차트.
도 4는 도 2의 버퍼 회로의 다른 예를 도시하는 회로도.
도 5는 도 4의 회로의 동작을 설명하기 위해서 도시한 타이밍차트.
도 6은 도 2의 버퍼 회로의 또 다른 예를 도시하는 회로도.
도 7은 도 6의 회로의 동작을 설명하기 위해서 도시한 타이밍차트.
도 8은 본 발명에 따른 회로가 채용된 화소부의 구체적 회로예를 도시하는 도면.
도 9는 도 8의 회로의 동작을 설명하기 위해서 도시한 타이밍차트.
도 10은 본 발명에 따른 회로가 채용된 화소부의 구체적 회로의 다른 예를 도시하는 도면.
도 11은 도 10의 회로의 동작을 설명하기 위해서 도시한 타이밍차트.
도 12는 본 발명에 따른 회로가 채용된 화소부의 구체적 회로의 또 다른 예 를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명에 따른 회로가 채용된 화소부의 구체적 회로의 또 다른 예를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 화소 배열 영역
111 : 주사선 구동 회로
112 : 신호선 구동 회로
130 : 버퍼 회로
201 : 전원 라인
202 : 구동 트랜지스터
203, 205, 206 : 스위치 트랜지스터
204 : 용량
207 : 화소 스위치
OLED1 : 유기 발광 소자
본 발명은, 액티브 매트릭스형 표시 장치에 관한 것으로, 예를 들면 유기 일렉트로루미네센스(Electroluminescence, 이하 EL이라고 함)를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 유기 EL 표시 장치가 주목받고 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 그 화소부에 자발광 소자인 유기 발광 소자가 이용되고 있고, 고체 박막의 적층 구조로 구성되고, 또한 액정 표시 장치와 같이 백 라이트나 프론트 라이트와 같은 광원을 필요로 하지 않는다. 이 때문에 액정 표시 장치에 비교하여, 유기 EL 표시 장치는 전체 패널을 박형으로 경량화할 수가 있고, 또, 내충격성이 양호한 표시 장치의 실현이 가능하게 된다.
상기의 유기 발광 소자는, 화소 회로의 구동 트랜지스터에 의해 구동되는 것으로, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에는, 영상 신호에 대응한 게이트 전압이 공급된다. 이에 의해, 구동 트랜지스터로부터는, 영상 신호에 대응한 안정된 전류가 대응하는 발광 소자에 공급되어, 영상 신호에 따른 휘도로 해당 발광 소자가 발광하게 된다.
구동 트랜지스터에 대한 게이트 전압은, 전압 신호 방식 혹은 전류 신호 방식에 의해 공급된다. 발광 소자의 화소 회로에 관한 기술로서, 전압 신호(혹은 전압 기입) 방식을 기술한 미국 특허6,229,506 B1(문헌1), 전류 신호(혹은 전류 기입) 방식을 기술한 미국 특허6,373,454 B1(문헌2)이 있다.
<특허 문헌1>
미국 특허6,229,506 B1호 명세서
<특허 문헌2>
미국 특허6,373,454 B1호 명세서
상기 화소 회로에서는, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 전압을 공급하기 위해서, 복수의 스위치 트랜지스터가 설치되어 있다. 이들의 스위치 트랜지스터가 온/오프 제어됨으로써, 상기 게이트 전압이, 예를 들면, 1 프레임마다 설정된다. 여기서 문제가 되는 것은 스위치 트랜지스터의 온/오프 동작을 위해서, 상기 게이트 전압, 즉 영상 신호에 대응한 원하는 전압이, 반드시 정확하게 설정된다고는 할 수 없다는 것이다. 이러한 영향을 미치는 한가지 원인으로서 화소 회로를 구성하는 스위치 트랜지스터의 "관통 전압"을 들 수 있다. 이 관통 전압은, 트랜지스터의 응답 특성에 영향받고 있다. 상기 게이트 전압의 값이 변동하면, 구동 트랜지스터의 출력 전류량이 변동하여, 표시 소자를 영상 신호에 따른 휘도로 동작시킬 수 없게 된다고 한 문제가 있었다.
그런데, 발명자는, 휘도 불균일(표시 불균일)의 요인으로서 다음과 같은 점에도 주목했다. 즉, 구동 회로로부터 1행분의 화소부의 스위치 트랜지스터에 주사 신호를 공급한 경우, 이 주사 신호는, 구동 회로 출력측, 배선 중앙측, 배선 말단측의 각각에 있어서, 신호 파형이 서로 다른 것이다. 이것은, 화소부의 시상수에 기인하고 있다. 화면 상의 위치에 따라, 주사 신호의 파형이 다르면, 상기한 "관통 전압"의 값이, 화면 상에서 서로 다른 것으로 되어, 휘도 불균일(표시 불균일)이 화면 전체에 생기게 된다. 즉, 구동 회로 출력측, 배선 중앙측, 배선 말단측의 각각에 있어, "관통 전압"의 값이 서로 달라서, 휘도 불균일(표시 불균일)을 생기게 한다.
그래서 본 발명의 목적은, 주사선의 각 부에서 주사 신호의 파형이 서로 다 른 것을 억제하여, 화면 전체에 걸쳐 균일한 휘도를 얻을 수 있도록 한 액티브 매트릭스형 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 복수의 주사선과 복수의 신호선이 교차하여 형성된 화소 배열 영역과, 상기 복수의 주사선과 복수의 신호선과의 교차부 근방에 각각 형성된 화소부와, 화소 배열 영역의 밖의 영역에, 상기 복수의 주사선에 접속되어 상기 복수의 화소부에 대하여 행 방향으로 순차적으로 주사 신호를 공급하도록 형성된 주사선 구동 회로와, 화소 배열 영역의 밖의 영역에, 상기 복수의 신호선에 접속되고 상기 복수의 화소부의 각 열에 신호를 공급하도록 형성된 신호선 구동 회로를 갖는 표시 장치를 대상으로 하고 있다. 여기서 상기 주사선 구동 회로의 각 주사 신호의 출력부와 이 출력부에 대응하는 주사선과의 사이에 각각 버퍼 회로를 설치하고, 이 버퍼 회로 중 적어도 1개로부터 출력되는 주사 신호 파형의 상승 또는 하강 시간은, 대응하는 주사선에 구형파 신호를 공급했을 때에 시상수에 영향을 받아 이 주사선의 말단측에 나타나는 신호 파형의 상승 또는 하강 시간과 거의 동일하거나 그것보다도 긴 시간을 갖는 파형으로 되도록 상기 버퍼 회로를 설정하는 것이다.
<발명의 실시예>
이하, 본 발명의 일 실시예로서 유기 EL 표시 장치를 예로 들어, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략도이다.
유기 EL 표시 장치는, 표시부로 되는 화소 배열 영역과, 표시부를 구동하기 위한 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로와, 이들 구동 회로를 구동하는 컨트롤러를 구비하여 구성된다.
화소 배열 영역(110)은, 유리 등의 광 투과성 절연 기판으로 이루어지는 지지 기판 위(도시 생략)에 형성되어 있다. 화소 배열 영역(110) 내에는, 화소부 Px(1, 1), Px(2, 1)…, Px(1, 2), Px(n, m)이 매트릭스 형상으로 배열되어 있다.
지지 기판 위의 화소 배열 영역(110)의 외측 영역에는, 주사선 구동 회로(111)와, 신호선 구동 회로(112)가 구성되어 있다. 주사선 구동 회로(111)는, 시프트 레지스터, 버퍼 회로(130)를 포함하여, 외부로부터 공급되는 수평 주사 스타트 펄스를 순차적으로 다음단으로 전송하고, 각 단의 출력을 버퍼 회로(130)를 통하여 대응 주사선으로 주사 신호로서 출력한다. 이에 의해, 매트릭스 형상으로 배열된 화소부 Px(1, 1), Px(2, 1)…, Px(1, 2), ……, Px(n, m)를 행마다 주사하고, 각 화소부 Px(1, 1), Px(2, 1)…, Px(1, 2), ……, Px(n, m)의 데이터 수취 상태, 및 데이터 유지 상태를 설정한다. 신호선 구동 회로(112)는, 신호선 Data1, Data2…로 기입 신호를 출력한다.
컨트롤러(113)는, 지지 기판과는 별도로 구동 회로 기판 위에 형성되어, 신호선 구동 회로(112) 및 주사선 구동 회로(111)의 동작을 얻기 위한 데이터 신호, 각종(신호 수신, 신호 출력 등) 타이밍 신호, 및 클럭 신호를 출력한다.
도 2에는, 1개의 주사선 Ysc의 접속 상태를 추출하여 도시하고 있다. 여기서는, 주사선 Ysc의 주사 신호가, 로우 레벨로부터 하이 레벨이 되면, 화소부의 스 위치 트랜지스터(도시 생략)가 온 상태로부터 오프 상태로 이행하여, 화소부는, 데이터 수취 상태로부터 데이터 유지 상태로 이행하는 것으로 한다.
주사선 구동 회로(111)의 최종 출력단에는, 버퍼 회로(130)가 설치되고, 이 버퍼 회로(130)를 통하여, 주사 신호가 대응 주사선 Ysc으로 출력된다. 화소 배열 영역(110)은 표시 영역으로서, 이 영역 내의 주사선 Ysc을 전기적으로 등가로 되도록 도시하고 있다. 주사선 Ysc은, 화소 배열 영역(110) 내에서는, 저항과 용량의 시상수 회로를 직렬로 접속한 상태로 볼 수 있다. 버퍼 회로(130)는, 도 2에 도시한 바와 같이 예를 들면, 전원 라인(201)과 기준 전위(접지 전위) 사이에 도전형이 서로 다른 TFT, p 채널 TFT(박막 트랜지스터)(131), n 채널 TFT(132)가 직렬로 접속된다.
버퍼 회로(130)의 출력으로서, 입력부(140)로부터 배선의 시상수보다도 빠른 상승 파형의 신호가 표시부에 공급되면, 구동 회로측, 배선 중앙측, 배선 말단측의 각각에 있어서의 파형은, 도 3의 (a), 도 3의 (b), 도 3의 (c)와 같이 된다. 즉, 구동 회로의 출력에 가까운 측은, 구형파 그 자체이지만, 배선 중앙측은 시상수의 영향을 받아, 상승, 하강이 둔해지게 된다. 또한, 구동 회로의 출력으로부터 가장 먼 배선 말단측에서는, 파형의 상승, 하강이 더 크게 변형되고 있다. 이러한 파형으로 행 방향으로 배열된 각 화소부의 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 했다면, 각각의 화소부에서의 관통 전압의 값이 서로 다르다. 이것은, 행 방향에서의 휘도 불균일이 발생하는 것을 의미한다.
그래서, 본 발명의 버퍼 회로(130)는, 그 출력 파형이 각 주사선 내에서 파 형 변형하지 않도록, TFT의 채널 길이, 및 또는 채널 폭이 조정되어 있다.
도 3의 (d), 도 3의 (e), 도 3의 (f)에는, 출력 파형의 조정을 행한 경우의 구동 회로의 출력에 가까운 측, 배선 중앙측, 구동 회로의 출력으로부터 먼 배선 말단측의 각각에 있어서의 파형을 도시하고 있다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는, 구동 회로측, 배선 중앙측, 배선 말단측의 주사 신호의 각 파형이 동일한 파형으로 되도록 설정되어 있다. 즉, 버퍼 회로(130)의 출력 파형의 상승 시간, 하강 시간이, 주사선의 시상수보다도 큰 파형을 출력하도록 설계되어 있다. 여기서, 상승 시간이란, 주사 파형의 최저 전위로부터 최고 전위로 이행하기까지의 시간을 말하며, 하강 시간이란, 주사 파형의 최고 전위로부터 최저 전위로 이행하기까지의 시간을 말한다. 이 결과, 구동 회로측, 배선 중앙측, 배선 말단측의 각각에 있어서의 파형이 거의 동일한 파형으로 된다. 특히, 여기서는 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화할 때의 상승 시간 tu1 내지 상승 시간 tu3을 주사선의 각 부에서 같게(tu1=tu2=tu3) 함으로써, 각 화소부에서의 관통 전압의 발생량을, 각 주사선에 접속하는 화소부 사이에서 동등하게 할 수 있어, 큰 변동이 발생하지 않는다. 이것은, 관통 전압에 기인하는 휘도 불균일(표시 불균일)도 발생하지 않는 것을 의미한다. 또한, 주사 신호의 각 파형이 동일한 파형으로 된다는 것은, 여기서는, 주사 신호의 파형 정형에 대하여 최고 전위 및 최저 전위를 이용하여 설명했지만, 버퍼 회로(130)로부터 출력하는 신호 파형이 온 상태로부터 오프 상태로 이행할 때의 초기 전위로부터 오프 전위로의 천이 시간과, 주사선의 말단측에서의 신호 파형의 천이 시간이 거의 동일하게 되는 것이 중요하고, 온 상태로부 터 오프 상태로 이행할 때의 신호 파형 형상이 동일 주사선 내에서 동일하게 되는 것을 말한다. 오프 상태로부터 온 상태로의 이행 시에도, 그 초기 전위로부터 온 전위로의 천이 시간이 버퍼 회로(130)의 출력과 주사선 말단측에서 거의 동일하게 하면 더욱 바람직하다.
또한, 버퍼 회로(130)로서는, 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니다. 상기의 구성은, p 채널과 n 채널의 트랜지스터(131과 132)를 직렬 접속했다. 또한, 주사 신호의 상승에서 화소부의 구동 회로의 스위치 트랜지스터를 오프시키는 방식이면, p 채널의 트랜지스터(131)의 드레인 전극을 기준 전위에 직접 접속한 구성이어도 된다. 즉 n 채널의 트랜지스터(132)는 생략해도 된다.
도 4에는, 버퍼 회로(130)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에 의한 회로에서는, 상기 주사선 Ysc의 신호 파형을 보다 정확하게 형성할 수 있다. p 채널 트랜지스터(131)의 소스 전극은, 정전류원(133)을 통하여 정전류 라인(141)에 접속되어 있다. 또한 n 채널 트랜지스터(132)의 드레인 전극은, 정전류원(134)을 통하여 정전류 라인(142)에 접속되어 있다. 정전류원(133)은, 소스 전극이 전압 Vdd를 공급하는 전원 라인(201)에 접속된 p 채널의 트랜지스터(135)를 갖는다. 트랜지스터(135)의 게이트·소스 전극 사이에는 용량(136)이 접속되어 있다. 트랜지스터(135)의 게이트 전극은, 스위치 SW1을 통하여 정전류 라인(141)에 접속되고, 게이트·드레인 전극 사이에는 스위치 SW2가 접속되고, 드레인 전극은, 스위치 SW3을 통하여 트랜지스터(131)의 소스 전극에 접속되어 있다. 정전류원(134)은, 소스 전극이 기준 전위에 접속된 n 채널의 트랜지스터(137)를 갖는다. 트랜지스터(137) 의 게이트·소스 전극 사이에는 용량(138)이 접속되어 있다. 트랜지스터(137)의 게이트 전극은, 스위치 SW4를 통하여 정전류 라인(142)에 접속되어 있고, 게이트·소스 전극 사이에는 스위치 SW5가 접속되고, 소스 전극은 스위치 SW6을 통하여 트랜지스터(132)의 드레인 전극에 접속되어 있다.
또, 이 명세서에 기재되는 발명에서는, 트랜지스터의 타입은 여러가지 채용할 수 있으므로, 소스·드레인 전극은 제1 단자·제2 단자라고 칭하고, 게이트 전극은 제어 단자라고 칭해도 된다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (f)에는 상기의 버퍼 회로(130)의 동작을 나타내는 타이밍차트를 도시하고 있다. 도 5의 (a)는 입력(1)이고, 도 5의 (b)는 주사선 Ysc로의 출력이다. 도 5의 (c) 내지 도 5의 (e)는 각 스위치의 상태를 도시하고 있다. 또한 도 5의 (f)는, 이 버퍼 회로(130)로부터 출력된, 신호 파형으로서, 이 파형은, 주사선 내의 구동 회로측, 배선 중앙측, 배선 말단측에서 동일하다
기간 T1은, 정전류원(133, 134)을 안정적으로 동작시키기 위해서, 이 정전류원(133, 134)의 각 용량(136, 138)에 소정 전압을 축적시키는 기간(기입 기간 혹은 리셋 기간)이다. 이 기간에는, 우선 스위치 SW1, SW2, SW4, SW5가 온, SW3, SW6이 오프되고, 다음으로, 스위치 SW1-SW6이 모두 오프된다. 계속해서, SW3, SW6이 온되어 대기 상태가 된다. 여기서, 입력(1)이 하강하면, 트랜지스터(131)가 온, 트랜지스터(132)가 오프로 된다. 이 때부터 트랜지스터(131)에는, 정전류원(133)으로부터의 일정한 전류가 흘러, 출력은 로우 레벨로부터 하이 레벨을 향하여 일정한 경사로 상승하는 파형이 얻어진다.
상기 버퍼 회로(130)에 의하면, 정전류원에 의해 전류가 높은 정밀도로 흐르기 때문에, 트랜지스터 특성에 따른 열 방향의 변동이 경감된다. 즉, 각 주사선마다의 버퍼 회로(130)의 출력의 변동이 없어진다는 것이다. 시각 상에 있어서는, 게이트 전극선(주사선)에 의한 선 형상의 휘도 불균일이 저감되는 것이다.
또한 본 발명에서는, 상기 정전류 라인(141, 142)은, 각각 정전류원(143, 144)에 접속되어 있다. 그리고 각 정전류 라인(141, 142)은, 각각 대응하는 복수의 주사선을 위한 출력 버퍼 회로(130)에 공통으로 이용되고 있다. 이 때문에, 복수의 주사선의 출력 버퍼 회로(130)의 리셋용으로서 공통의 정전류원(143, 144)이 이용되기 때문에, 각 주사선의 출력 버퍼 회로(130)에 대한 리셋 조건의 변동이 없다.
도 6에는 또한 본 발명에 따른 버퍼 회로(130)의 다른 형태를 도시하고 있다. 도 4에 도시한 회로와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도 6의 회로는, p 채널 트랜지스터(131)의 드레인 전극과 n 채널 트랜지스터(132)의 소스 전극 접속점을, 직렬 접속된, p 채널 트랜지스터(151)의 드레인 전극과 n 채널 트랜지스터(152)의 소스 전극 접속점에 접속하고 있다. p 채널 트랜지스터(151)의 소스 전극은 정전원 라인(201)에 접속되고, n 채널 트랜지스터(152)의 드레인 전극은, 기준 전위에 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(151, 152)의 게이트 전극에 제어용의 입력(2), 입력(3)이 공급되도록 구성된다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (g)에는, 상기의 버퍼 회로(130)의 동작을 나타내는 타이밍차트를 도시하고 있다. 도 7의 (a)는 입력(1)이고, 도 7의 (b)는 주사선 Ysc로의 출력이다. 도 7의 (c), 도 7의 (d)는 입력(2), 입력(3)이다. 도 7의 (e) 내지 도 7의 (g)는 각 스위치의 상태를 도시하고 있다.
기간 T1은, 정전류원(133, 134)을 안정적으로 동작시키기 위해서, 이 정전류원(133, 134)의 각 용량(136, 138)에 소정 전압을 축적시키는 기간(기입 기간 혹은 리셋 기간)이다. 이 기간에는, 우선 스위치 SW1, SW2, SW4, SW5가 온, SW3, SW6이 오프되고, 다음으로, 스위치 SW1-SW6이 모두 오프된다. 계속해서, SW3, SW6이 온되어 대기 상태가 된다. 여기서, 입력(1)이 하강하면, 트랜지스터(131)가 온, 트랜지스터(132)가 오프로 된다. 또한 이 때에는, 입력(3)이 하강하여, 트랜지스터(152)를 오프 상태로 한다. 이 때부터 트랜지스터(131)에는, 정전류원(133)으로부터의 일정한 전류가 흘러, 출력(1)은 로우 레벨로부터 하이 레벨을 향하여 일정한 경사로 상승하는 파형이 얻어진다. 소정 시간 경과하면 입력(2)이 하강하여, 트랜지스터(151)가 온 상태로 된다. 그렇게 하면 출력은, 전압 라인(201)의 정전압 Vdd로 안정적으로 유지되게 된다. 이와 같이 정전류원(133, 134)으로부터의 기입 기간(일정 경사 기간)에 있어서 정전압원(201)(기준 전압 Vdd)으로부터 분리되고, 일정 경사 기간 종료 후, 정전압원과 접속하는 접속 스위치(p 채널 트랜지스터(151), n 채널 트랜지스터(152))를 구비하는 것에 의해, 출력이 부유 상태가 되는 것을 방지할 수 있다.
버퍼 회로(130)로서는, 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니다. 상기의 구성은, p 채널과 n 채널의 트랜지스터와 조합하여 구성하였다. 그리고 이 회로는, 출력의 상승과, 하강이 일정한 경사로 변화하도록 동작했다. 그러나, 주사 신호의 상승에서 화소부의 구동 회로의 스위치 트랜지스터를 오프시키는 방식이면, p 채널의 트랜지스터측의 회로 구성으로 충분하다.
상기한 설명은, 주사선 구동 회로와, 이 주사선 구동 회로의 출력(주사 신호)이 버퍼 회로를 통하여 공급되는 1개의 주사선과의 관계를 예로 들어서 설명했다. 그러나 실제로는, 주사선은 다수 설치되는 것이므로, 각 주사선에 대한 주사 신호가 버퍼 회로를 통하여 공급된다.
도 8에는, 도 1에 도시한 화소 배열 영역(110) 내의 화소부 Px(1, 1)를 대표하여 추출하여, 도시하고 있다. 각 화소부는, 공급 전류량에 따라 동작하는 표시 소자와, 영상 입력 단자로부터 공급되는 입력 신호에 대응한 구동 전류를 표시 소자에 공급하는 구동 트랜지스터(202)와, 한쪽의 단자가 구동 트랜지스터(202)의 게이트 전극과 접속하여, 입력 신호에 대응한 구동 트랜지스터(202)의 소스 전극 및 게이트 전극과의 전위차를 유지할 수 있는 용량(204)과, 구동 트랜지스터(202)의 게이트 전극과 드레인 전극과의 사이에서 직렬로 접속되는 스위치 트랜지스터(205)를 각각 포함하여 구성된다. 전원 라인(201)에 구동 트랜지스터(202)의 소스 전극이 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(202)의 소스·게이트 전극 사이에는, 용량(204)이 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(202)의 게이트·드레인 전극 사이에는, 제1, 제2 스위치 트랜지스터(205, 206)에 의한 직렬 회로가 접속되어 있다. 또한 구동 트랜지스터(202)의 드레인 전극과 신호선 Data1과의 사이에는 화소 스위치(207)가 접속되어 있다. 또한 구동 트랜지스터(202)의 드레인 전극은, 스위치 트랜지스터(출력 트랜지스터)(203)를 통하여 자기 발광 소자, 예를 들면 유기 발광 소자(OLED1)의 애노드 전극에 접속되고, 이 유기 발광 소자(OLED1)의 캐소드는 저전원 라인(혹은 접지 라인)에 접속된다.
구동 트랜지스터(202)의 게이트·드레인 전극 사이의 용량(204)은, 구동 전압을 유지할 수 있다. 화소 스위치(207)는 신호 공급용으로서 이용된다. 신호선 Data1은, 상기 신호선 구동 회로(112)에 의해 구동된다.
다음으로, 상기 화소 스위치(207)의 게이트 전극에는, 제1 주사선 Ysc1이 접속되고, 스위치 트랜지스터(205, 206)의 게이트 전극에는 각각 제2, 제3 주사선 Ysc2, Ysc3이 접속되어 있다. 그리고 스위치 트랜지스터(203)의 게이트 전극에는, 제4 주사선 Ysc4가 접속되어 있다. 제1 내지 제4 주사선 Ysc1 내지 주사선 Ysc4에는, 상기 주사선 구동 회로(111)의 버퍼 회로(130-1) 내지 버퍼 회로(130-4)로부터 각각 대응하는 주사 신호가 공급된다. 특히, 도 2 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 장치에서는, 주사선 Ysc2로의 주사 신호는 버퍼 회로(103-2)를 통하여 출력된다.
화소부 Px(1, 1)를 대표하여 설명했지만, 다른 화소부의 구성도 마찬가지의 구성이다. 그러나, 화소부가 위치하는 열에 따라 대응하는 신호선이 접속된다. 또한 화소부가 위치하는 행에 따라 대응하는 전원 라인(201) 및 제1 내지 제4 주사선 Ysc1 내지 주사선 Ysc4가 접속된다.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (d)는, 상기 화소부 Px(1, 1)의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트이다. 이 구성의 화소부 Px(1, 1)는, 전류 신호 방식이다. 도 9의 시점 t1에서, 주사선 Ysc1, Ysc2, Ysc3의 주사 신호가 로우 레벨, 주사선 Ysc4의 주사 신호가 하이 레벨인 것으로 한다. 이 때에는, 화소 스위치(207), 스위치 트랜지스터(205, 206)가 온, 출력 트랜지스터(203)가 오프이다. 이 때에는, 구동 트랜지스터(202)는, 다이오드 접속 상태가 된다. 이 기간, 즉 시점 t1 내지 시점 t2까지의 기간은, 구동 트랜지스터(202)의 게이트 전극의 전위를 영상 신호에 따른 값으로 변위시킴과 함께, 신호선 Data1을 통하여, 용량(204)에 영상 신호에 따른 구동 트랜지스터의 게이트·소스 전극 간 전위를 기입하는 기간이다. 이 기간에는, 구동 트랜지스터(202)의 특성에 상관없이, 영상 신호에 따른 전하가 용량(204)에 축적된다. 즉, 영상 신호(화소부 Px(1, 1))의 휘도를 얻기 위한 신호가 공급된다.
다음으로, 시점 t3 내지 시점 t4의 기간에는, 용량(204)에 기입된 전하가 안정적으로 유지된다. 시점 t4 이후에는, 화소 스위치(207)가 오프 상태로 되고, 스위치 트랜지스터(203)가 온 상태로 된다. 이 때 구동 트랜지스터(202), 용량(204)은 안정된 전류원으로서 기능하여, 유기 발광 소자(OLED1)에 전류를 흘려 발광시킨다. 이 때의 전류량(휘도)은, 구동 트랜지스터(202)의 게이트·소스 전극 사이 바이어스를 설정하는 용량(204)에 충전된 전하에 의존한다.
이 회로에서는, 스위치 트랜지스터(205, 206)와 그 제어 방법에 특징이 있다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 시점 t2 내지 t3에 걸쳐서 스위치 트랜지스터(205)가 오프 상태로 되고, 다음으로 시점 t3 이후 스위치 트랜지스터(206)가 오프 상태가 되도록 고안되어 있다. 이 때문에, 구동 트랜지스터(202)의 게이트·드레인 전극 사이에 직렬 접속된 스위치 트랜지스터(205) 및 스 위치 트랜지스터(206) 중, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 가장 가까운 스위치 트랜지스터(205)를 다른 스위치 트랜지스터(206)보다도 빠르게 오프하는 것에 의해, 관통 전압의 발생량을 저감하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 구동 트랜지스터의 원하지 않는 전위 변동을 저감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 가장 가까운 스위치 트랜지스터(205)의 게이트 전극 제어를, 주사선 내에서 균일한 파형이 되도록 제어된 주사 신호를 이용하여 제어하기 때문에, 관통 전압의 발생량을 화면 내에서 균일화하는 것이 가능해져서, 표시 불균일이 억제된 균일한 표시 화상을 얻을 수 있다.
또한, 트랜지스터(205)의 면적을 더욱 작게 하여 구성하여, 관통 전압의 발생량을 더욱 저감할 수도 있다. 게다가, 스위치 트랜지스터(205)는, 스위치 트랜지스터(206)에 비교하여 채널 면적이 작거나 혹은 채널 길이가 짧게 구성되어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 구동 트랜지스터(202)의 게이트 전극의 전위 변동량을 보다 저감할 수가 있어, 표시 장치로서의 휘도 불균일(표시 불균일)을 저감하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시예에서는, 화소 스위치(207), 스위치 트랜지스터(206)를 다른 주사선을 이용하여 제어하는 경우에 대해 기재했지만, 이들의 주사선을 공통화하는 것도 가능하다.
상기의 화소부는, 전류 신호 방식의 회로 구성이었다. 그러나 본 발명은 이 회로 구성에 한정되는 것이 아니고, 전압 신호 방식의 회로 구성이어도 된다.
도 10에는, 전압 신호 방식의 회로 구성을 도시하고 있다. 구동 트랜지스터(212)의 소스 전극은 전원 라인(201)에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(212)의 게이트·소스 전극 사이에는 용량(214)이 접속되어 있다. 또한 구동 트랜지스터(212)의 게이트·드레인 전극 사이에는, 스위치 트랜지스터(215, 216)의 직렬 회로가 접속되어 있다. 또한 구동 트랜지스터(212)의 게이트 전극은, 용량(218)을 통하여 화소 스위치(217)의 소스 전극에 접속되고, 이 화소 스위치(217)의 드레인 전극은 신호선 Data1에 접속되어 있다. 또한 구동 트랜지스터(212)의 드레인 전극은, 스위치 트랜지스터(출력 트랜지스터)(213)를 통하여 유기 발광 소자(OLED1)의 애노드 전극에 접속되고, 이 유기 발광 소자(OLED1)의 캐소드 전극은 저전원 라인(혹은 접지 라인)에 접속된다.
화소 스위치(217)의 게이트 전극, 제1, 제2 스위치 트랜지스터(215, 216)의 게이트 전극, 출력 트랜지스터(213)의 게이트 전극은, 각각 주사선 Ysc1, Ysc2, Ysc3, Ysc4에 접속되어 있다.
도 11의 (a) 내지 도 11의 (d)는, 상기의 화소부의 회로 동작을 나타내는 타이밍차트이다. 이 회로는, 화소 스위치(217)가 n 채널의 TFT(Thin Film Transistor)이다.
도 10의 회로(전압 신호 방식 임계값 캔슬형)를 이용한 유기 EL 표시 장치에서는, 어느 하나의 화소를 표시 상태로 할 때에, 우선, 리셋 기간에 있어서, 출력 트랜지스터를 온 상태로부터 오프 상태로 하고, 계속되는 Vth 캔슬 기간에 있어서 제4 주사선 Ysc4를 이용하여 출력 트랜지스터(213)를 오프로 한 상태에서, 제2 및 제3 주사선 Ysc2, 3을 이용하여 스위치 트랜지스터(215, 216)를 온 상태로 하여, 구동 트랜지스터(212)의 소스·드레인 전극 사이에 전류가 흐르지 않게 될 때까지 용량(214) 및 용량(218)에 전하를 공급한다. 이 상태에서는, 구동 트랜지스터(212)의 드레인 전극과 게이트 전극은 접속되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(212)의 게이트 전극의 전위는 구동 트랜지스터(212)의 임계값 Vth가 된다. 또, 그 동안, 주사선 구동 회로로부터 제1 주사선 Ysc1에 주사 신호를 공급하여 화소 스위치(217)를 온 상태로 함과 함께, 신호선 구동 회로로부터 신호선에 리셋 신호 Vrst를 공급해 둔다.
이상의 동작을 종료한 후, 기입 기간에 있어서, 스위치 트랜지스터(215, 216)를 오프 상태로 함과 함께, 또한, 신호선 구동 회로로부터 신호선에 영상 신호 Vsig를 공급한다. 이에 의해, 구동 트랜지스터(212)의 게이트 전극의 전위는, Vrst로부터 Vsig로의 변량과 동일한 양만큼 임계값 Vth로부터 변동한다. 그리고 기입 기간에 계속되는 발광 기간에 있어서, 화소 스위치를 오프 상태로 하고, 출력 트랜지스터를 온 상태로 한다. 그 결과, 그 변동량에 따른 구동 전류가, 전원 라인(201)으로부터 구동 트랜지스터(212) 및 출력 트랜지스터(213)를 통하여 유기 EL 소자 OLED에 공급된다.
또한, 도 10 내지 도 11에 도시한 바와 같이, Vth 캔슬 기간에 구동 트랜지스터의 드레인 전극 및 게이트 전극 사이에 스위치 트랜지스터를 복수개 직렬 접속하여, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 가장 가까운 스위치 트랜지스터부터 먼저 오프하는 것에 의해, 오프 시에 발생하는 관통 전압에 의한 구동 트랜지스터의 게 이트 전극의 전위 변동을 저감할 수 있다. 그리고 또한, 적어도 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 가장 가까운 스위치 트랜지스터를 구동하는 구동 파형이 동일 주사선 내의 각 부에서 동일한 파형 형상으로 되도록 파형 정형하는 것에 의해, 상술한 파형과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 전류 신호 방식, 전압 신호 방식의 어느 타입이라도 적용할 수 있다. 또한 반도체 소자로서는, 비정질 실리콘에 의한 반도체 소자, 폴리실리콘에 의한 반도체 소자의 어느 것이라도 되는 것은 물론이다.
상기의 회로에서도, 상술한 버퍼 회로(130)가 채용되어, 주사 신호의 파형은, 구동 회로측, 배선 중앙측, 배선 말단측에서 동일하다. 그리고, 상기의 트랜지스터(205, 206, 215, 216)의 동작과 아울러 한층 안정된 동작을 얻을 수 있어, 표시 불균일을 저감할 수 있다.
본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니고, 도 12, 도 13에 도시한 바와 같은 구성이어도 된다. 도 12 및 도 13의 회로는, 각각 앞의 도 8 및 도 10의 회로에 비교하여, 스위치 트랜지스터(206, 216)와 주사선 Ysc3이 생략된 회로로서, 다른 부분은 앞의 도 8 및 도 10의 회로와 동일하다. 이 회로이더라도, 상술한 버퍼 회로(130)가 채용되어, 주사 신호의 파형은, 구동 회로측, 배선 중앙측, 배선 말단측에서 동일하다
또한, 상술한 실시예에서는, 각 주사선의 일단측에 주사선 구동 회로가 배치되는 경우에 대해 설명했지만, 각 주사선의 양측에 주사선 구동 회로를 배치하고, 양측에서 주사 신호를 출력하는 것이어도 된다. 이 경우, "구동 회로측"이란 각각 의 주사선 구동 회로의 출력에 가까운 측을 가리키고, "배선 말단측"이란 각 주사선 구동 회로로부터 같은 거리에 있는 점, 즉 주사 배선의 중앙부에 상당하며, "배선 중앙측"이란 주사선 구동 회로·중앙부 사이에 상당한다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주사선의 각 부에서 균일한 파형으로 된 주사 신호를 출력할 수가 있어, 양호한 표시를 실현할 수 있다.

Claims (6)

  1. 공급 전류량에 따라 동작하는 표시 소자와, 영상 입력 단자로부터 공급되는 입력 신호에 대응한 구동 전류를 상기 표시 소자에 공급하는 구동 트랜지스터와, 한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 접속하여, 상기 입력 신호에 대응한 상기 구동 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 게이트 전극과의 전위차를 유지 가능한 캐패시터와, 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 전극과 드레인 전극과의 사이에서 직렬로 접속되는 스위치를 각각 포함하고, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 표시 화소와,
    상기 표시 화소의 행마다 설치되고, 상기 스위치의 제어 단자에 접속되는 복수의 주사선과, 상기 주사선을 통해서 상기 스위치를 제어하는 제어 신호를 출력하는 주사선 구동 회로를 갖고,
    상기 주사선 구동 회로의 각 주사 신호의 출력부와 이 출력부에 대응하는 주사선과의 사이에 각각 버퍼 회로가 설치되고,
    상기 버퍼 회로는, 출력하는 신호 파형이 온 상태로부터 오프 상태로 이행할 때의 초기 전위로부터 오프 전위로의 천위 시간과, 상기 주사선의 말단측에서의 신호 파형의 천위 시간이 거의 동일하게 되도록 파형 정형하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  2. 복수의 주사선과 복수의 신호선이 교차하여 형성된 화소 배열 영역과,
    상기 복수의 주사선과 복수의 신호선과의 교차부 근방에 각각 형성된 화소부와,
    화소 배열 영역의 밖의 영역에, 상기 복수의 주사선에 접속되어 상기 복수의 화소부에 대하여 행 방향으로 순차적으로 주사 신호를 공급하도록 형성된 주사선 구동 회로와,
    상기 복수의 신호선에 접속되고 상기 복수의 화소부의 각 열에 신호를 공급하도록 형성된 신호선 구동 회로를 갖고
    상기 주사선 구동 회로의 각 주사 신호의 출력부와 이 출력부에 대응하는 주사선과의 사이에 각각 버퍼 회로가 설치되고,
    적어도 1개의 상기 버퍼 회로로부터 출력하는 주사 신호 파형의 상승 또는 하강 시간은, 상기 대응하는 주사선에 구형파 신호가 공급되었을 때 이 주사선의 말단측에 나타나는 시상수의 영향을 받은 신호 파형의 상승 또는 하강 시간과 거의 동일하거나 그것보다도 긴 시간으로 되도록, 상기 버퍼 회로가 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 버퍼 회로는, 출력하는 주사 신호 파형의 상승 또는 하강이 직선적이 되도록 정전류 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 버퍼 회로는, 출력하는 주사 신호 파형의 상승 또는 하강이 직선적이 되도록 정전류 회로를 포함하고, 상기 버퍼 회로의 출력부에는, 출력 전압을 안정화하는 정전압 회로가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  5. 복수의 주사선과 복수의 신호선이 교차하여 형성된 화소 배열 영역과,
    상기 복수의 주사선과 복수의 신호선과의 교차부 근방에 각각 형성된 화소부로서, 전원 라인에 소스 전극이 접속된 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트·소스 전극 사이에 접속된 축적 용량과, 상기 구동 트랜지스터의 게이트·드레인 전극 사이에 직렬로 접속된 적어도 제1, 제2 스위치 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 대하여, 신호선으로부터의 신호를 공급하기 위한 화소 스위치와, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극이 제3 스위치 트랜지스터를 통하여 접속된 발광 소자를 갖는 화소부와,
    상기 복수의 주사선에 접속되어 상기 복수의 화소부에 대하여 행 방향으로 순차적으로 주사 신호를 공급하도록 형성된 주사선 구동 회로와,
    화소 배열 영역의 밖의 영역에, 상기 복수의 신호선에 접속되어 상기 복수의 화소부의 각 열에 신호를 공급하도록 형성된 신호선 구동 회로와,
    상기 주사선 구동 회로의 각 주사 신호의 출력부와 이 출력부에 대응하는 주사선과의 사이에 각각 설치된 버퍼 회로를 구비하며,
    상기 버퍼 회로는, 이 버퍼 회로로부터 출력하는 주사 신호 파형의 상승 또 는 하강 시간은, 상기 대응하는 주사선에 구형파 신호가 공급되었을 때 이 주사선의 말단측에 나타나는 시상수의 영향을 받은 신호 파형의 상승 또는 하강 시간과 거의 동일하거나 그것보다도 긴 시간으로 되도록 구성되어 있는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  6. 복수의 주사선과 복수의 신호선이 교차하여 형성된 화소 배열 영역과,
    상기 복수의 주사선과 복수의 신호선과의 교차부 근방에 각각 형성된 화소부로서, 전원 라인에 소스 전극이 접속된 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트·소스 전극 사이에 접속된 축적 용량과, 상기 구동 트랜지스터의 게이트·드레인 전극 사이에 직렬로 접속된 적어도 제1, 제2 스위치 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 신호선과의 사이에 접속된 화소 스위치와, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극이 제3 스위치 트랜지스터를 통하여 접속된 발광 소자와, 상기 화소 스위치, 상기 제1, 제2, 제3 스위치 트랜지스터를 각각 독립하여 온/오프 제어하기 위한 제1, 제2, 제3 및 제4 주사선과,
    상기 복수의 주사선에 접속되어 상기 복수의 화소부에 대하여 행 방향으로 순차적으로 주사 신호를 공급하도록 형성된 주사선 구동 회로와,
    상기 복수의 신호선에 접속되어 상기 복수의 화소부의 각 열에 신호를 공급하도록 형성된 신호선 구동 회로와,
    상기 주사선 구동 회로의 각 주사 신호의 출력부와 이 출력부에 대응하는 주사선과의 사이에 각각 설치된 버퍼 회로를 구비하고,
    상기 버퍼 회로는, 이 버퍼 회로로부터 출력하는 주사 신호 파형의 상승 또는 하강 시간은, 상기 대응하는 주사선에 구형파 신호가 공급되었을 때 이 주사선의 말단측에 나타나는 시상수의 영향을 받은 신호 파형의 상승 또는 하강 시간과 거의 동일하거나 그것보다도 긴 시간으로 되도록 구성되어 있는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
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