KR101291444B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

구동 회로의 출력 부하가 저감되고, 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공한다. 복수의 발광 화소를 갖는 표시 장치는, 복수의 발광 화소행을 1 구동 블록으로 한 2 이상의 구동 블록을 구성하고, 각 발광 화소는, 구동 트랜지스터와, 용량 소자와, 발광 소자와, 구동 트랜지스터의 게이트와 고정 전위선을 도통시키는 제1 스위칭 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 소스와 용량 소자를 도통시키는 제2 스위칭 트랜지스터를 구비하고, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)와 제1 신호선(151)을 접속하는 제3 스위칭 트랜지스터, 또는, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)와 제2 신호선(152)을 접속하는 제4 스위칭 트랜지스터를 더 구비한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은, 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이며, 특히 전류 구동형의 발광 소자를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
전류 구동형의 발광 소자를 이용한 표시 장치로서, 유기 일렉트로 루미네선스(EL) 소자를 이용한 표시 장치가 알려져 있다. 이 자발광하는 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치는, 액정 표시 장치에 필요한 백 라이트가 불필요하고 장치의 박형화에 최적이다. 또, 시야각에도 제한이 없기 때문에, 차세대의 표시 장치로서 실용화가 기대되고 있다. 또, 유기 EL 표시 장치에 이용되는 유기 EL 소자는, 각 발광 소자의 휘도가 거기에 흐르는 전류값에 의해 제어되는 점에서, 액정 셀이 거기에 인가되는 전압에 의해 제어되는 것과는 상이하다.
유기 EL 표시 장치에서는, 통상, 화소를 구성하는 유기 EL 소자가 매트릭스형상으로 배치된다. 복수의 행전극(주사선)과 복수의 열전극(데이터선)의 교점에 유기 EL 소자를 설치하고, 선택한 행전극과 복수의 열전극의 사이에 데이터 신호에 상당하는 전압을 인가하도록 하여 유기 EL 소자를 구동하는 것을 패시브 매트릭스형의 유기 EL 디스플레이라고 한다.
한쪽, 복수의 주사선과 복수의 데이터선의 교점에 스위칭 박막 트랜지스터(TFT：Thin　Film　Transistor)를 설치하고, 이 스위칭 TFT에 구동 소자의 게이트를 접속하고, 선택한 주사선을 통해서 이 스위칭 TFT를 온시켜 신호선으로부터 데이터 신호를 구동 소자에 입력한다. 이 구동 소자에 의해 유기 EL 소자를 구동하는 것을 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치라고 한다.
액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 각 행전극(주사선)을 선택하고 있는 기간만, 거기에 접속된 유기 EL 소자가 발광하는 패시브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치와는 달리, 다음의 주사(선택)까지 유기 EL 소자를 발광시키는 것이 가능하기 때문에, 듀티비가 올라도 디스플레이의 휘도 감소를 부르는 일은 없다. 따라서, 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 저전압으로 구동할 수 있고, 저소비 전력화가 가능해진다. 그러나, 액티브 매트릭스형의 유기 EL 디스플레이에서는, 구동 트랜지스터의 특성의 편차에 기인하여, 같은 데이터 신호를 부여해도, 각 화소에 있어서 유기 EL 소자의 휘도가 다르고, 휘도 불균일이 발생한다고 하는 결점이 있다.
이 문제에 대해서, 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 구동 트랜지스터의 특성의 편차에 의한 휘도 불균일의 보상 방법으로서, 간단한 화소 회로로, 화소마다의 특성 편차를 보상할 방법이 개시되어 있다.
도 11은, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 기재된 화상 표시 장치(500)는, 화소 어레이부(502)와, 이것을 구동하는 구동부로 이루어진다. 화소 어레이부(502)는, 행마다 배치된 주사선(701∼70m)과, 열마다 배치된 신호선(601∼60n)과, 양자가 교차하는 부분에 배치된 행렬형상의 발광 화소(501)와, 행마다 배치된 급전선(801∼80m)을 구비한다. 또, 구동부는, 신호 셀렉터(503)와, 주사선 구동부(504)와, 급전선 구동부(505)를 구비한다.
주사선 구동부(504)는, 각 주사선(701∼70m)에 수평 주기(1H)로 순차적으로 제어 신호를 공급하여 발광 화소(501)를 행 단위로 선순차 주사한다. 급전선 구동부(505)는, 이 선순차 주사에 맞추어 각 급전선(801∼80m)에 제1 전압과 제2 전압으로 전환하는 전원 전압을 공급한다. 신호 셀렉터(503)는, 이 선순차 주사에 맞추어 영상 신호가 되는 휘도 신호 전압과 기준 전압을 전환하여 열형상의 신호선(601∼60n)으로 공급한다.
여기서, 열형상의 신호선(601∼60n)은, 각각, 열마다 2개 배치되어 있고, 한쪽의 신호선은 홀수행의 발광 화소(501)에 기준 전압 및 신호 전압을 공급하고, 다른쪽의 신호선은 짝수행의 발광 화소(501)에 기준 전압 및 신호 전압을 공급하고 있다.
도 12는, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치가 갖는 발광 화소의 회로 구성도이다. 또한, 이 도면에는 1행째 또한 1행째의 발광 화소(501)를 기재하고 있다. 이 발광 화소(501)에 대해서 주사선(701), 급전선(801) 및 신호선(601)이 배치되어 있다. 또한, 신호선(601)은 2개 중 1개가, 발광 화소(501)에 접속되어 있다. 발광 화소(501)는, 스위칭 트랜지스터(511)와, 구동 트랜지스터(512)와, 유지 용량(513)과, 발광 소자(514)를 구비한다. 스위칭 트랜지스터(511)는, 게이트가 주사선(701)에, 소스 및 드레인의 한쪽이 신호선(601)에, 그 다른쪽이 구동 트랜지스터(512)의 게이트에 각각 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(512)는, 소스가 발광 소자(514)의 애노드에, 드레인이 급전선(801)에 각각 접속되어 있다. 발광 소자(514)는, 캐소드가 접지 배선(515)에 접속되어 있다. 유지 용량(513)은, 구동 트랜지스터(512)의 소스 및 게이트에 접속되어 있다.
상기 구성에 있어서, 급전선 구동부(505)는, 신호선(601)이 기준 전압인 상태에서, 급전선(801)을 제1 전압(고전압)으로부터 제2 전압(저전압)으로 변환한다. 이로 인해, 1라인째의 발광 화소가 소광한다. 주사선 구동부(504)는, 마찬가지로 신호선(601)이 기준 전압인 상태에서, 주사선(701)의 전압을“H”레벨로 하여 스위칭 트랜지스터(511)를 도통시키고, 기준 전압을 구동 트랜지스터(512)의 게이트에 인가함과 더불어, 구동 트랜지스터(512)의 소스를 제2 전압으로 설정한다. 이상의 동작에 의해, 구동 트랜지스터(512)의 리셋 동작이 실행된다. 여기서, 리셋 동작이란, 전(前)발광 기간에 있어서의 구동 트랜지스터의 게이트 전위 및 소스 전위를 소거하고, 당해 게이트 전위 및 소스 전위를 초기 상태로 리셋하는 동작이다. 상기 리셋 동작에 의해, 역치 전압(Vth)의 보정을 위한 준비가 완료된다. 계속해서, 급전선 구동부(505)는, 신호선(601)의 전압이 기준 전압으로부터 신호 전압으로 전환되기 전의 보정 기간에서, 급전선(801)의 전압을 제2 전압으로부터 제1 전압으로 전환하여, 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 유지 용량(513)으로 유지시킨다. 다음에, 스위칭 트랜지스터(511)의 전압을“H”레벨로 하여 신호 전압을 유지 용량(513)으로 유지시킨다. 즉, 이 신호 전압은, 먼저 유지된 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압(Vth)에 상당하는 전압에 가산되어 유지 용량(513)에 기록된다. 그리고, 구동 트랜지스터(512)는, 제1 전압에 있는 급전선(801)으로부터 전류의 공급을 받고, 상기 유지 전압에 따른 구동 전류를 발광 소자(514)에 흐르게 한다.
상술한 동작에서는, 신호선(601)은 열마다 2개 배치되어 있음으로써, 각 신호선이 기준 전압에 있는 시간대를 길게 하고 있다. 따라서, 구동 트랜지스터(512)의 리셋 기간 및 역치 전압(Vth)에 상당하는 전압을 유지 용량(513)으로 유지하기 위한 보정 기간을 확보하도록 하고 있다.
도 13은, 특허 문헌 1에 기재된 화상 표시 장치의 동작 타이밍 차트이다. 이 도면에는, 위에서부터 순서대로, 1라인째의 주사선(701) 및 급전선(801), 2라인째의 주사선(702) 및 급전선(802), 3라인째의 주사선(703) 및 급전선(803), 홀수행의 발광 화소에 할당된 신호선, 짝수행의 발광 화소에 할당된 신호선의 신호 파형이 기재되어 있다. 주사선에 인가되는 주사 신호는, 1수평 기간(1H)씩 순차적으로 1라인마다 쉬프트해 간다. 1라인분의 주사선에 인가되는 주사 신호는, 2개의 펄스를 포함하고 있다. 1번째의 펄스는 시간폭이 길고 1H 이상이다. 2번째의 펄스는 시간폭이 좁고, 1H의 일부이다. 1번째의 펄스는 상술한 리셋 기간 및 역치 보정 기간에 대응하고, 2번째의 펄스는 신호 전압 샘플링 기간 및 이동도 보정 기간에 대응하고 있다. 또, 급전선에 공급되는 전원 펄스도 1H 주기로 1라인마다 쉬프트해 간다. 이에 대해서, 각 신호선은 2H에 1회, 신호 전압이 인가되고, 기준 전압에 있는 시간대를 1H 이상 확보하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치에서는, 발광 화소마다 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압(Vth)에 편차가 있어도, 충분한 리셋 기간 및 역치 보정 기간이 확보됨으로써, 발광 화소마다 당해 편차는 캔슬되고, 화상의 휘도 불균일의 억제가 도모된다.
일본국 특허 공개 2008-122633호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치는, 발광 화소행마다 배치된 주사선 및 급전선의 신호 레벨의 온 오프가 많다. 예를 들면, 리셋 기간 및 역치 보정 기간을 발광 화소행마다 설정해야 한다. 또, 신호선으로부터 스위칭 트랜지스터를 통해 휘도 신호 전압이 샘플링되면, 계속해서 발광 기간을 설치하지 않으면 안된다. 따라서, 화소행마다의 리셋 기간 및 역치 보정 타이밍 및 발광 타이밍을 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 표시 패널이 대면적화됨에 따라, 행수도 증가하므로, 각 구동 회로로부터 출력되는 신호가 많아지고, 또, 그 신호 전환의 주파수가 높아지고, 주사선 구동 회로 및 급전선 구동 회로의 신호 출력 부하가 커진다.
또, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치는, 구동 트랜지스터의 리셋 기간 및 역치 전압(Vth)의 보정 기간은 2H 미만이며, 고정밀도의 보정이 요구되는 표시 장치로서는 한계가 있다. 특히, 구동 트랜지스터의 전류 구동 동작은 히스테리시스를 갖기 때문에, 리셋 기간을 충분히 확보하여 게이트 전위 및 소스 전위를 정밀도 좋게 초기화해 둘 필요가 있다. 리셋 기간이 불충분한 채 발광 동작이 실행되면, 발광 화소마다의 역치 전압 및 이동도의 변동 이력이 장시간 잔류하게 되고, 화상의 휘도 불균일이 충분히 억제되지 않고, 잔상 등의 표시 열화를 억제할 수 없다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명은, 구동 회로의 출력 부하가 저감되고, 고정밀도의 리셋 동작에 의해 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일형태에 관련되는 표시 장치는, 매트릭스형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 갖는 표시 장치로서, 발광 화소열마다 배치되고, 발광 화소의 휘도를 결정하는 신호 전압을 상기 발광 화소에 부여하는 제1 신호선 및 제2 신호선과, 제1 전원선 및 제2 전원선과, 발광 화소행마다 배치된 주사선과, 발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고, 상기 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 1 구동 블록으로 한 2 이상의 구동 블록을 구성하고, 상기 복수의 발광 화소의 각각은, 한쪽의 단자가 상기 제2 전원선에 접속되고, 상기 신호 전압에 따른 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자와, 소스 및 드레인의 한쪽이 제1 전원선에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 발광 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 게이트-소스간에 인가되는 상기 신호 전압을 상기 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와, 한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와, 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 한쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터와, 게이트가 상기 제어선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 구비하고, k(k는 자연수)번째의 구동 블록에 속하는 상기 발광 화소는, 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 상기 발광 화소는, 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제4 스위칭 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 표시 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 구동 트랜지스터의 리셋 기간 및 타이밍을 구동 블록 내에서 일치시키는 것이 가능해지므로 신호 레벨의 온으로부터 오프 혹은 오프로부터 온으로의 전환 회수를 줄일 수 있고, 발광 화소의 회로를 구동하는 구동 회로의 부하가 저감한다. 또, 상기 구동 블록화 및 발광 화소열마다 배치된 2개의 신호선에 의해, 구동 트랜지스터의 리셋 기간을 1프레임 기간에 대해서 크게 취할 수 있으므로, 고정밀의 구동 전류가 발광 소자에 흐르고, 화상 표시 품질이 향상된다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치에 있어서의 홀수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다.
도 2b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치에 있어서의 짝수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치가 갖는 표시 패널의 일부를 나타내는 회로 구성도이다.
도 4a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 구동 방법의 동작 타이밍 차트이다.
도 4b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 구동 방법에 의해 발광한 구동 블록의 상태 전이도이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치가 갖는 발광 화소의 상태 전이도이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 동작 플로차트이다.
도 7은, 주사선 및 신호선의 파형 특성을 설명하는 도면이다.
도 8a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 변형예를 나타내는 홀수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다.
도 8b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 변형예를 나타내는 짝수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다.
도 9는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 변형예를 나타내는 구동 방법의 동작 타이밍 차트이다.
도 10은, 본 발명의 표시 장치를 내장한 박형 플랫 TV의 외관도이다.
도 11은, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치가 갖는 발광 화소의 회로 구성도이다.
도 13은, 특허 문헌 1에 기재된 화상 표시 장치의 동작 타이밍 차트이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일형태에 관련되는 표시 장치는, 매트릭스형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 갖는 표시 장치로서, 발광 화소열마다 배치되고, 발광 화소의 휘도를 결정하는 신호 전압을 상기 발광 화소에 부여하는 제1 신호선 및 제2 신호선과, 제1 전원선 및 제2 전원선과, 발광 화소행마다 배치된 주사선과, 발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고, 상기 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 1 구동 블록으로 한 2 이상의 구동 블록을 구성하고, 상기 복수의 발광 화소의 각각은, 한쪽의 단자가 상기 제2 전원선에 접속되고, 상기 신호 전압에 따른 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자와, 소스 및 드레인의 한쪽이 제1 전원선에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 발광 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 게이트-소스간에 인가되는 상기 신호 전압을 상기 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와, 한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와, 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 한쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터와, 게이트가 상기 제어선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 구비하고, k(k는 자연수)번째의 구동 블록에 속하는 상기 발광 화소는, 또한, 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 구비하고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 상기 발광 화소는, 또한, 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제4 스위칭 트랜지스터를 구비하는 것이다.
본 형태에 의하면, 구동 트랜지스터의 게이트와 고정 전위선을 접속하는 제1 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 휘도 신호 전압에 대응하는 전압을 유지하는 용량 소자와 구동 트랜지스터의 소스의 전류 패스를 접속하는 제2 스위칭 트랜지스터가 배치된 발광 화소 회로, 구동 블록화된 각 발광 화소에의 제어선, 주사선 및 신호선의 배치에 의해, 구동 트랜지스터의 리셋 기간 및 그 타이밍을 동일 구동 블록 내에서 일치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 전류 패스를 제어하는 신호를 출력하고 신호 전압을 제어하는 구동 회로의 부하가 저감한다. 또한, 상기 구동 블록화 및 발광 화소열마다 배치된 2개의 신호선에 의해, 구동 트랜지스터의 리셋 기간을, 전체 발광 화소를 재기록하는 시간인 1프레임 기간(Tf) 중에서 크게 취할 수 있다. 이것은, k번째의 구동 블록에 있어서 휘도 신호가 샘플링되어 있는 기간에, (k＋1)번째의 구동 블록에 있어서 리셋 기간이 설치됨에 따른 것이다. 따라서, 리셋 기간은, 발광 화소행마다 분할되는 것이 아니라, 구동 블록마다 분할된다. 따라서, 표시 영역이 대면적화될 수록, 발광 듀티를 감소시키지 않고, 1프레임 기간에 대한 상대적인 리셋 기간을 길게 설정하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 고정밀도로 보정된 휘도 신호 전압에 기초한 구동 전류가 발광 소자에 흐르고, 화상 표시 품질이 향상된다.
또, 본 발명의 일형태에 관련되는 표시 장치는, 상기 제어선은, 동일 구동 블록내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있고, 상이한 구동 블록간에서는 독립되어 있어도 된다.
본 형태에 의하면, 용량 소자와 구동 트랜지스터의 소스의 전류 패스를 접속하기 위한 제2 스위칭 트랜지스터의 도통 제어를 하는 제어선을, 동일 블록 내에서 공통화함으로써, 제어선에의 신호를 출력하는 구동 회로의 부하가 저감한다.
또, 본 발명의 일형태에 관련되는 표시 장치는, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 제어선 및 상기 주사선을 제어하여 상기 발광 화소를 구동하는 구동 회로를 더 구비하고, 상기 구동 회로는, 상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제3 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 상기 제1 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제3 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제1 신호선을 동시에 비도통으로 하고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제4 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 상기 제2 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제4 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제2 신호선을 동시에 비도통으로 하는 것이다.
본 형태에 의하면, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 제어선 및 상기 주사선의 전압을 제어하는 구동 회로가, 리셋 기간, 신호 전압 기록 기간 및 발광 기간을 제어한다.
또, 본 발명의 일형태에 관련되는 표시 장치는, 상기 신호 전압은, 상기 발광 소자를 발광시키기 위한 휘도 신호 전압, 및, 상기 구동 트랜지스터를 리셋하기 위한 기준 전압으로 이루어지고, 상기 표시 장치는, 상기 신호 전압을 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선에 출력하는 신호선 구동 회로와, 상기 신호선 구동 회로가 상기 신호 전압을 출력하는 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 회로를 더 구비하고, 상기 타이밍 제어 회로는, 상기 신호선 구동 회로에 상기 제1 신호선에 상기 휘도 신호 전압을 출력시키고 있는 동안에는 상기 제2 신호선에 상기 기준 전압을 출력시키고, 상기 제2 신호선에 상기 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 상기 제1 신호선에 상기 기준 전압을 출력시키는 것이다.
본 형태에 의하면, k번째의 구동 블록에 있어서 휘도 신호가 샘플링되어 있는 기간에, (k＋1)번째의 구동 블록에 있어서 리셋 기간이 설치된다. 따라서, 리셋 기간은, 발광 화소행마다 분할되는 것이 아니라, 구동 블록마다 분할된다. 따라서, 표시 영역이 대면적화될 수록, 상대적인 리셋 기간을 길게 설치하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 일형태에 관련되는 표시 장치는, 모든 상기 발광 화소를 재기록하는 시간을 Tf로 하고, 상기 구동 블록의 총수를 N으로 하면, 상기 구동 트랜지스터를 리셋하기 위한 리셋 기간은, 최대로 Tf/N이다.
또, 본 발명은, 이러한 특징적인 수단을 구비하는 표시 장치로서 실현되는 것이 가능할 뿐만 아니라, 표시 장치에 포함되는 특징적인 수단을 단계로 하는 표시 장치의 구동 방법으로서 실현될 수 있다.
(실시의 형태)
본 실시의 형태에 있어서의 표시 장치는, 매트릭스형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 갖는 표시 장치로서, 발광 화소열마다 배치된 제1 신호선 및 제2 신호선과, 발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고, 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 1단위로 한 2 이상의 구동 블록을 구성하고, 복수의 발광 화소의 각각은, 구동 트랜지스터와, 일단자가 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와, 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 발광 소자와, 게이트가 주사선에 접속되고 구동 트랜지스터의 게이트와 고정 전위선의 사이에 삽입된 제1 스위칭 트랜지스터와, 게이트가 제어선에 접속되고, 구동 트랜지스터의 소스와 용량 소자의 타단자의 사이에 삽입된 제2 스위칭 트랜지스터를 구비하고, 홀수번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소는, 제1 신호선과 용량 소자의 타단자의 사이에 삽입된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, 짝수번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소는, 제2 신호선과 용량 소자의 타단자의 사이에 삽입된 제4 스위칭 트랜지스터를 더 구비한다. 이로 인해, 구동 트랜지스터의 리셋 기간을 구동 블록 내에서 일치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 구동 회로의 부담 부하가 저감된다. 또, 리셋 기간을 1프레임 기간에 대해서 크게 취할 수 있으므로, 화상 표시 품질이 향상된다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 전기적인 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 있어서의 표시 장치(1)는, 표시 패널(10)과, 타이밍 제어 회로(20)와, 전압 제어 회로(30)를 구비한다. 표시 패널(10)은, 복수의 발광 화소(11A 및 11B)와, 신호선군(12)과 제어선군(13)과 주사/제어선 구동 회로(14)와, 신호선 구동 회로(15)를 구비한다.
발광 화소(11A 및 11B)는, 표시 패널(10) 상에, 매트릭스형상으로 배치되어 있다. 여기서, 발광 화소(11A 및 11B)는, 복수의 발광 화소행을 1 구동 블록으로 하는 2 이상의 구동 블록을 구성하고 있다. 발광 화소(11A)는, k(k는 자연수)번째의 구동 블록을 구성하고, 또, 발광 화소(11B)는 (k＋1)번째의 구동 블록을 구성한다. 단, 표시 패널(10)을 N개의 구동 블록으로 분할했다고 하면, (k＋1)은 N이하의 자연수이다. 이것은, 예를 들면, 발광 화소(11A)는 홀수번째의 구동 블록을 구성하고, 발광 화소(11B)는 짝수번째의 구동 블록을 구성한다는 것을 의미한다.
신호선군(12)은, 발광 화소열마다 배치된 복수의 신호선으로 이루어진다. 여기서, 각 발광 화소열에 대해서 2개의 신호선이 배치되어 있고, 홀수번째의 구동 블록의 발광 화소는 제1 신호선에 접속되고, 짝수번째의 구동 블록의 발광 화소는 제1 신호선과 상이한 제2 신호선에 접속되어 있다.
제어선군(13)은, 발광 화소마다 배치된 주사선 및 제어선으로 이루어진다.
주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선군(13)의 각 주사선에 주사 신호를, 또, 각 제어선에 제어 신호를 출력함으로써, 발광 화소가 갖는 회로 소자를 구동한다.
신호선 구동 회로(15)는, 신호선군(12)의 각 신호선에 휘도 신호 또는 기준 신호를 출력함으로써, 발광 화소가 갖는 회로 소자를 구동한다.
타이밍 제어 회로(20)는, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 주사 신호 및 제어 신호의 출력 타이밍을 제어한다. 또, 타이밍 제어 회로(20)는, 신호선 구동 회로(15)로부터 제1 신호선 및 제2 신호선에 출력되는 휘도 신호 또는 기준 신호를 출력하는 타이밍을 제어하고, 상기 신호선 구동 회로에 상기 제1 신호선에 상기 휘도 신호 전압을 출력시키고 있는 동안에는 상기 제2 신호선에 상기 기준 전압을 출력시키고, 상기 제2 신호선에 상기 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 상기 제1 신호선에 상기 기준 전압을 출력시킨다.
전압 제어 회로(30)는, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 주사 신호 및 제어 신호의 전압 레벨을 제어한다.
도 2a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치에 있어서의 홀수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이며, 도 2b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치에 있어서의 짝수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다. 도 2a 및 도 2b에 기재된 발광 화소(11A 및 11B)는, 모두, 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 소자(113)와, 구동 트랜지스터(114)와, 스위칭 트랜지스터(115, 116 및 117)와, 정전 유지 용량(118)과, 제어선(131)과, 주사선(133)과, 제1 신호선(151)과, 제2 신호선(152)을 구비한다.
도 2a 및 도 2b에 있어서, 유기 EL 소자(113)는, 캐소드가 제2 전원선인 전원선(112)에 접속되고 애노드가 구동 트랜지스터(114)의 소스에 접속된 발광 소자이며, 구동 트랜지스터(114)의 구동 전류가 흐름으로써 발광한다.
구동 트랜지스터(114)는, 드레인이 제1 전원선인 전원선(110)에 접속되고, 소스가 유기 EL 소자(113)의 애노드에 접속된 구동 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터(114)는, 게이트-소스간에 인가된 신호 전압을, 당해 신호 전압에 대응한 드레인 전류로 변환한다. 그리고, 이 드레인 전류를 구동 전류로서 유기 EL 소자(113)에 공급한다. 구동 트랜지스터(114)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
스위칭 트랜지스터(115)는, 게이트가 주사선(133)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 정전 유지 용량(118)의 다른쪽의 단자인 제2 전극에 접속되어 있다. 또, 그 소스 및 드레인의 다른쪽은, 홀수 구동 블록의 발광 화소(11A)에 있어서는, 제1 신호선(151)에 접속되고, 제3 스위칭 트랜지스터로서 기능하고, 짝수 구동 블록의 발광 화소(11B)에 있어서는, 제2 신호선(152)에 접속되고, 제4 스위칭 트랜지스터로서 기능한다.
스위칭 트랜지스터(116)는, 게이트가 주사선(133)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(118)의 한쪽의 단자인 제1 전극에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선(119)에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터이다. 스위칭 트랜지스터(116)는, 고정 전위선(119)의 고정 전압(VREF)을 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 인가하는 타이밍을 결정하는 기능을 갖는다.
스위칭 트랜지스터(117)는, 게이트가 제어선(131)에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 정전 유지 용량(118)의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 구동 트랜지스터(114)의 소스에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터이다. 스위칭 트랜지스터(117)는, 신호선으로부터의 휘도 신호 전압 기록 기간에 있어서 오프 상태가 됨으로써, 당해 기간에 있어서 정전 유지 용량(118)으로부터 구동 트랜지스터(114)의 소스에의 리크 전류가 발생하지 않기 때문에, 정전 유지 용량(118)에 정확한 신호 전압에 대응한 전압을 유지시키는 기능을 갖는다. 한편, 리셋 기간에 있어서 온 상태가 됨으로써, 구동 트랜지스터(114)의 소스를 리셋 전위로 설정하는 기능을 가지며, 구동 트랜지스터(114)와 유기 EL 소자(113)를 순시에 리셋 상태로 할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(115, 116 및 117)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
정전 유지 용량(118)은, 한쪽의 단자인 제1 전극이 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 접속되고, 다른쪽의 단자인 제2 전극이 스위칭 트랜지스터(115)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속된 용량 소자이다. 정전 유지 용량(118)은, 제1 신호선(151) 또는 제2 신호선(152)으로부터 공급된 휘도 신호 전압 및 리셋 전압에 대응한 전하를 유지하고, 예를 들면, 스위칭 트랜지스터(115)가 오프 상태가 된 후에 스위칭 트랜지스터(117)가 온 상태가 되었을 때에, 구동 트랜지스터(114)로부터 유기 EL 소자(113)에 공급하는 신호 전류를 제어하는 기능을 갖는다.
제어선(131)은, 주사/제어선 구동 회로(14)에 접속되고, 발광 화소(11A 및 11B)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 접속되어 있다. 이로 인해, 제어선(131)은, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 정전 유지 용량(118)의 제2 전극을 도통 또는 비도통으로 하는 상태를 발생하는 기능을 갖는다.
주사선(133)은, 발광 화소(11A 및 11B)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 휘도 신호 전압 또는 기준 전압인 신호 전압을 기록하는 타이밍을 공급하는 기능을 갖는다.
제1 신호선(151) 및 제2 신호선(152)는, 신호선 구동 회로(15)에 접속되고, 각각, 발광 화소(11A 및 11B)를 포함하는 화소열에 속하는 각 발광 화소에 접속되고, 구동 트랜지스터를 리셋하기 위한 기준 전압과, 발광 강도를 결정하는 신호 전압을 공급하는 기능을 갖는다.
또한, 도 2a 및 도 2b에는 기재되지 않지만, 전원선(110) 및 전원선(112)은, 각각, 양전원선 및 음전원선이며, 다른 발광 화소에도 접속되어 있고, 각각 VDD 및 Vcat의 전위의 전압원에 접속되어 있다. 또, 고정 전위선(119)은, 다른 발광 화소에도 접속되어 있고, Vref의 전위의 전압원에 접속되어 있다.
다음에, 제어선(131), 주사선(133), 제1 신호선(151) 및 제2 신호선(152)의 발광 화소간에 있어서의 접속 관계에 대해서 설명한다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치가 갖는 표시 패널의 일부를 나타내는 회로 구성도이다. 이 도면에는, 2개의 인접하는 구동 블록 및 각 제어선, 각 주사선 및 각 신호선이 기재되어 있다. 도면 및 이하의 설명에서는, 각 제어선, 각 주사선 및 각 신호선을“부호(블록 번호, 당해 블록에 있어서의 행 번호)”, 또는, “부호(블록 번호)”로 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 구동 블록이란, 복수의 발광 화소행으로 구성되고, 표시 패널(10) 중에는 2 이상의 구동 블록이 존재한다. 예를 들면, 도 3에 기재된 각 구동 블록은, m행의 발광 화소행으로 구성되어 있다.
도 3의 상단에 기재된 k번째의 구동 블록에서는, 제어선(131(k))이 당해 구동 블록 내의 모든 발광 화소(11A)가 갖는 스위칭 트랜지스터(117)의 게이트에 공통되게 접속되어 있다. 한편, 주사선(133(k, 1))∼주사선(133(k, m))은, 각각, 발광 화소행마다 개별적으로 접속되어 있다.
또, 도 3의 하단에 기재된 (k＋1)번째의 구동 블록에서도, k번째의 구동 블록과 같은 접속이 이루어져 있다. 단, k번째의 구동 블록에 접속된 제어선(131(k))과 (k＋1)번째의 구동 블록에 접속된 제어선(131(k＋1))은, 다른 제어선이며, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 개별의 제어 신호가 출력된다. 즉, 제어선(131)은, 동일 구동 블록 내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있고, 상이한 구동 블록간에서는 독립되어 있다. 여기서, 동일한 구동 블록 내에 있어서, 제어선이 공통화되어 있다는 것은, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 하나의 제어 신호가, 동일한 구동 블록 내의 제어선에 동시에 공급되는 것을 말한다. 예를 들면, 동일한 구동 블록 내에서는, 주사/제어선 구동 회로(14)에 접속된 한 개의 제어선이, 발광 화소행마다 배치된 제어선(131)으로 분기되어 있다. 또, 제어선이, 상이한 구동 블록간에서는 독립되어 있다는 것은, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 개별의 제어 신호가, 복수의 구동 블록에 대해서 공급되는 것을 말한다. 예를 들면, 제어선(131)이, 주사/제어선 구동 회로(14)에, 구동 블록마다, 개별적으로 접속되어 있다.
또, k번째의 구동 블록에서는, 제1 신호선(151)이 당해 구동 블록 내의 모든 발광 화소(11A)가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속되어 있다. 한편, (k＋1)번째의 구동 블록에서는, 제2 신호선(152)이 당해 구동 블록 내의 모든 발광 화소(11B)가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속되어 있다.
상기 구동 블록화에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 정전 유지 용량(118)의 제2 전극의 접속을 제어하는 제어선(131)의 개수가 삭감된다. 따라서, 이들 제어선에 구동 신호를 출력하는 주사/제어선 구동 회로(14)의 출력 개수가 저감되고, 회로 규모의 삭감을 가능하게 한다.
다음에, 본 실시의 형태에 관련되는 표시 장치(1)의 구동 방법에 대해서 도 4a를 이용하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 도 2a 및 도 2b에 기재된 구체적 회로 구성을 갖는 표시 장치에 대한 구동 방법을 상세하게 설명한다.
도 4a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 구동 방법의 동작 타이밍 차트이다. 이 도면에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 또 종 방향에는, 위에서부터 순서대로, k번째의 구동 블록의 주사선(133(k, 1), 133(k, 2) 및 133(k, m)), 제1 신호선(151) 및 제어선(131(k))에 발생하는 전압의 파형도가 나타내어져 있다. 또, 이들에 이어서, (k＋1)번째의 구동 블록의 주사선(133(k＋1, 1), 133(k＋1, 2) 및 133(k＋1, m)), 제2 신호선(152) 및 제어선(131(k＋1))에 발생하는 전압의 파형도가 나타내어져 있다. 또, 도 5는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치가 갖는 발광 화소의 상태 전이도이다. 또, 도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 동작 플로차트이다.
우선, 시각 t01에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133(k, 1)∼133(k, m))의 전압 레벨을 동시에 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다. 또, 주사선(133(k, 1)∼133(k, m))의 전압 레벨의 상기 변화에 따라, 동시에, 스위칭 트랜지스터(116)를 온 상태로 한다(도 6의 S11). 이 때, 이미 제어선(131(k))의 전압 레벨은 HIGH이며 스위칭 트랜지스터(117)는 온 상태로 되어 있다. 또, 신호선 구동 회로(15)는, 제1 신호선(151)의 신호 전압을, 휘도 신호 전압으로부터 기준 전압(VR1)으로 변화시킨다. 이로 인해, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(118)의 제1 전극에는, 고정 전위선(119)의 고정 전압(VREF)이 인가되고, 스위칭 트랜지스터(117)의 도통에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 소스 및 정전 유지 용량(118)의 제2 전극 및 유기 EL 소자(113)의 애노드에는, 제1 신호선(151)의 기준 전압(VR1)이 인가된다. 즉, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전위 및 소스 전위 및 드레인 전위가, 각각, VREF 및 VR1 및 VDD로 리셋되고, 유기 EL 소자(113)의 애노드 전위 및 캐소드 전위가, 각각 VREF 및 Vcat로 리셋된다. 상술한 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 소스에, 각각, 고정 전압(VREF) 및 기준 전압(VR1)을 인가하는 동작은, 제1 리셋 전압 인가 단계에 상당한다.
또, 시각 t01에 있어서, 유기 EL 소자(113)의 발광을 정지시키기 위해, 고정 전압(VREF) 및 기준 전압(VR1)은, 각각, 식 1 및 식 2로 나타내어지는 관계를 만족하도록 미리 설정되어 있다.
Figure 112012019275742-pct00001
상기 식 1 및 식 2를 만족하는 수치예로서, 예를 들면, VREF=VCAT=VR1=0V이다.
여기서, Vth 및 Vt(EL)는, 각각, 구동 트랜지스터(114) 및 유기 EL 소자(113)의 역치 전압이며, VCAT는, 유기 EL 소자(113)의 캐소드 전압이다. 상기 식 1은, 시각 t01에 있어서, 고정 전위선(119)→구동 트랜지스터(114)→유기 EL 소자(113)→전원선(112)이라는 전류 패스로 전류가 흐르지 않는 조건이다. 한편, 상기 식 2는, 제1 신호선(151)→스위칭 트랜지스터(115)→스위칭 트랜지스터(117)→유기 EL 소자(113)→전원선(112)이라는 전류 패스로 전류가 흐르지 않는 조건이다.
이상, 시각 t01에서는, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)가 갖는 유기 EL 소자(113)의 발광을 정지하고, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작을 개시한다.
다음에, 시각 t02에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133(k, 1)∼133(k, m))의 전압 레벨을 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 한다(도 6의 S12). 또, 주사선(133(k, 1)∼133(k, m))의 전압 레벨의 상기 변화에 의해, 동시에, 스위칭 트랜지스터(116)를 오프 상태로 한다. 이로 인해, 시각 t01로부터 개시된 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이 종료한다. 시각 t02에 있어서의 스위칭 트랜지스터(115 및 116)를 비도통으로 하는 동작은, 제1 비도통 단계에 상당한다.
상술한 제1 리셋 전압 인가 단계 및 제1 비도통 단계는, 제1 리셋 단계에 상당한다.
또한, 구동 트랜지스터(114)에 인가되는 게이트-소스 전압과 드레인 전류의 특성은, 히스테리시스를 갖기 때문에, 상술한 리셋 기간을 충분히 확보하고 당해 게이트 전위 및 소스 전위를 정밀도 좋게 초기화해 둘 필요가 있다. 리셋 기간이 불충분한 채 역치 보정 또는 기록 동작이 실행되면, 상기 히스테리시스 등에 의해 발광 화소마다의 역치 전압 또는 이동도의 변동 이력이 장시간 잔류하게 되고, 화상의 휘도 불균일이 충분히 억제되지 않고, 잔상 등의 표시 열화를 억제할 수 없다. 또, 이 리셋 기간을 충분히 길게 확보함으로써, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전위 및 소스 전위는 안정되고, 고정밀의 리셋 동작이 실현된다.
　이상, 시각 t01∼시각 t02의 기간에서는, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이, k번째의 구동 블록 내에 있어서 동시에 실행되고, k번째의 구동 블록의 모든 발광 화소(11A)가 갖는 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 소스에는, 안정된 리셋 전압인 VREF 및 VR1이 설정된다.
다음에, 시각 t03에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131(k))의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)가 갖는 스위칭 트랜지스터(117)를 오프 상태로 한다. 이로 인해, 시각 t04로부터 개시되는 휘도 신호 전압의 기록 기간에 있어서, 스위칭 트랜지스터(117)가 비도통 상태가 됨으로써, 당해 기간에 있어서 정전 유지 용량(118)으로부터 구동 트랜지스터(114)의 소스에의 리크 전류가 발생하지 않기 때문에, 정전 유지 용량(118)에 정확한 신호 전압에 대응한 전압을 유지시키는 것이 가능해진다.
다음에, 시각 t04∼시각 t05의 사이에, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133(k, 1))의 전압 레벨을, LOW→HIGH→LOW로 변화시키고, 1행째의 발광 화소가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)를, 온 상태로 한다(도 6의 S13). 또, 주사선(133(k, 1))의 전압 레벨의 상기 변화에 따라, 동시에, 스위칭 트랜지스터(116)를 온 상태로 한다. 또, 이 때, 신호선 구동 회로(15)는, 제1 신호선(151)의 신호 전압을 기준 전압으로부터 휘도 신호 전압(Vdata)으로 변화시키고 있다. 이로 인해, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 정전 유지 용량(118)의 제2 전극에 휘도 신호 전압(Vdata)이 인가되고 구동 트랜지스터(114)의 게이트에는, 고정 전위선(119)의 고정 전압(VREF)이 인가된다. Vdata의 수치예로서, 예를 들면, Vdata=-5V∼0V이다.
또한, 시각 t04∼시각 t05에 있어서는, 스위칭 트랜지스터(117)가 비도통으로 되어 있고, 구동 트랜지스터(114)의 소스 전위는, 리셋 기간에서의 전위인 VR1을 유지하고 있음으로써, 유기 EL 소자(113)의 순방향으로 발광 전류는 흐르지 않는다.
따라서, 정전 유지 용량(118)에는, 양전극이 고정밀도로 리셋된 후, 휘도 신호 전압(Vdata)에 따른 전압이 기록된다. 상기 전압의 기록 동작은, 제1 휘도 유지 단계에 상당한다.
다음에, 시각 t06까지의 기간에 있어서, 상술한 시각 t04∼시각 t05의 기록 동작을, k번째의 구동 블록에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다.
다음에, 시각 t07에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131(k))의 전압 레벨을, LOW로부터 HIGH로 변화시키고, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)가 갖는 스위칭 트랜지스터(117)를 온 상태로 한다(도 6의 S14). 이 때, 이미, 주사선(133(k, 1)∼133(k, m))의 전압 레벨은 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화되어 있으므로, 스위칭 트랜지스터(115 및 116)는 비도통 상태이다. 따라서, 시각 t04∼시각 t06의 기록 기간에 있어서 정전 유지 용량(118)에 유지된 전압이 구동 트랜지스터(114)의 게이트-소스간 전압인 Vgs가 되고, 식 3으로 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00002
여기서, Vgs는, 예를 들면, 0V∼5V가 되기 때문에, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 구동 트랜지스터(114)는 온 상태가 되고, 드레인 전류가 유기 EL 소자(113)로 흘러들고, k번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11A)에서는, 상기 식 3에 규정된 Vgs에 따라서 일제히 발광한다. 이 일제 발광 동작은, 제1 발광 단계에 상당한다.
이 때, 구동 트랜지스터(114)의 소스 전위는, 유기 EL 소자(113)의 캐소드 전위(VCAT)로부터 Vt(EL)만큼 높은 전위가 되고, 식 4로 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00003
또, 상기 식 3에서 규정되는 Vgs 및 식 4에서 규정되는 소스 전위로부터, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전위는, 식 5로 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00004
이상, 발광 화소행을 구동 블록화함으로써, 구동 블록 내에서는, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이 동시에 실행된다. 또, 발광 화소행을 구동 블록화함으로써, 제어선(131)을 구동 블록 내에서 공통화할 수 있다.
또, 주사선(133(k, 1)∼133(k, m))에 있어서는, 주사/제어선 구동 회로(14)와는 개별적으로 접속되어 있지만, 리셋 기간에 있어서는, 구동 펄스의 타이밍이 동일하다. 따라서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 출력하는 펄스 신호의 고주파화를 억제할 수 있으므로, 구동 회로의 출력 부하를 저감할 수 있다.
상술한, 구동 회로의 출력 부하가 작은 구동 방법은, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치(500)에서는 실현 곤란하다. 도 10에 기재된 화소 회로도에서는, 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압(Vth)을 보상하고 있지만, 당해 역치 전압에 상당하는 전압이 유지 용량(513)에 유지된 후, 구동 트랜지스터(512)의 소스 전위는 변동하고 확정되지 않는다. 이 때문에, 화상 표시 장치(500)에서는, 역치 전압(Vth)을 유지한 후, 계속해서 휘도 신호 전압이 가산된 가산 전압의 기록을 즉석에서 실행해야 한다. 또, 상기 가산 전압도 소스 전위의 변동의 영향을 받기 때문에, 계속해서 발광 동작을 즉석에서 실행해야 한다. 즉, 종래의 화상 표시 장치(500)에서는, 발광 화소행마다, 상술한 역치 전압 보상, 휘도 신호 전압 기록 및 발광을 실행하지 않으면 안되고, 도 10에 기재된 발광 화소(501)에서는 구동 블록화는 할 수 없다.
이에 반해, 본 발명의 표시 장치(1)가 갖는 발광 화소(11A 및 11B)는, 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(114)의 게이트와 고정 전위선(119)의 사이에 스위칭 트랜지스터(116)가 부가되고, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 정전 유지 용량(118)의 제2 전극의 사이에 스위칭 트랜지스터(117)가 부가되어 있다. 이로 인해, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 소스 전위가 안정화되므로, 리셋 완료로부터 휘도 신호 전압의 기록까지의 시간, 및, 당해 기록으로부터 발광까지의 시간을, 발광 화소행마다 임의로 설정하는 것이 가능해진다. 이 회로 구성에 의해, 구동 블록화가 가능해지고, 동일 구동 블록 내에서의 리셋 기간 및 발광 기간을 일치시키는 것이 가능해진다.
여기서, 특허 문헌 1에 기재된, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치와, 본 발명의 구동 블록화된 표시 장치에서, 리셋 기간에 의해 규정되는 발광 듀티의 비교를 행한다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 화상 표시 장치에 대해서는, 역치 전압 검출 기간을 리셋 기간이라고 가정하여, 발광 듀티를 산출한다.
도 7은, 주사선 및 신호선의 파형 특성을 설명하는 도면이다. 이 도면에 있어, 각 화소행의 1수평 기간(t1H)에 있어서의 리셋 기간은, 기준 전압이 각 화소가 갖는 정전 유지 용량에 인가되는 기간이며, 주사선이 HIGH 레벨 상태인 기간인 PWS에 상당한다. 또, 신호선에 있어서는, 1수평 기간(t1H)은, 신호 전압을 공급하는 기간인 PWD와, 기준 전압을 공급하는 기간인 tD를 포함한다. 또, PWS의 상승 시간 및 하강 시간을, 각각, tR(S) 및 tF(S)로 하고, PWD의 상승 시간 및 하강 시간을, 각각, tR(D) 및 tF(D)로 하면, 1수평 기간(t1H)은 식 6과 같이 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00005
　
또한, PWD=tD로 가정하면, 1수평 기간(t1H)은 식 7과 같이 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00006
이 된다. 식 6 및 식 7로부터, tD는 식 8로 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00007
이 된다. 또, 리셋 기간은 기준 전압 발생 기간 내에 개시하여 종료해야 하기 때문에, 리셋 기간을 최대로 확보했다고 하고, tD는 식 9로 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00008
이 되고, 식 8 및 식 9로부터, PWS는 식 15와 같이 나타내어진다.
Figure 112012019275742-pct00009
을 얻을 수 있다.
상기 식 10에 대해서, 예로서, 주사선 개수가 1080개(＋블랭킹 30개)의 수직 해상도를 가지며, 120Hz 구동하는 패널의 발광 듀티를 비교한다.
종래의 화상 표시 장치에 있어서, 2개의 신호선을 갖는 경우의 1수평 기간(t1H)은, 1개의 신호선을 갖는 경우의 2배이기 때문에,
t1H=｛1초/(120Hz×1110개)｝×2=7.5μS×2=15μS
가 된다. 여기서, tR(D)=tF(D)=2μS, tR(S)=tF(S)=1.5μS로 하고, 이들을 식 10에 대입하면, 리셋 기간인 PWS는, 2.5μS가 된다.
여기서, 충분한 정밀도를 갖기 위한 리셋 기간이 1000μS 필요하다고 하면, 당해 리셋 동작에 필요한 수평 기간은, 1000μS/2.5μS=400수평 기간이 적어도 비발광 기간으로서 필요하다. 따라서, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치의 발광 듀티는, (1110수평 기간-400수평 기간)/1110수평 기간=64% 이하가 된다.
다음에, 본 발명의 구동 블록화된 표시 장치의 발광 듀티를 구한다. 상기 조건과 마찬가지로, 충분한 정밀도를 갖기 위한 리셋 기간이 1000μS 필요하다고 하면, 블록 구동의 경우에는, 도 4a에 기재된 리셋 기간이 상기 1000μS에 상당한다. 이 경우, 1프레임의 비발광 기간은, 상기 리셋 기간과 기록 기간을 포함함으로써, 적어도 1000μS×2=2000μS가 된다. 따라서, 본 발명의 구동 블록화된 화상 표시 장치의 발광 듀티는, (1프레임 시간-2000μS)/1프레임 시간이며, 1프레임 시간으로서 (1초/120Hz)를 대입하여, 76% 이하가 된다.
이상의 비교 결과로부터, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치에 대해서, 본 발명과 같이 블록 구동을 조합함으로써, 같은 리셋 기간을 설정했다고 해도 발광 듀티를 보다 길게 확보할 수 있다. 따라서, 발광 휘도가 충분히 확보되고, 또한, 구동 회로의 출력 부하가 저감된 수명이 긴 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
반대로 말하면, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치와, 본 발명과 같이 블록 구동을 조합한 표시 장치를 같은 발광 듀티로 설정한 경우, 본 발명의 표시 장치의 쪽이, 리셋 기간을 길게 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.
다시, 본 실시의 형태에 관련되는 표시 장치(1)의 구동 방법에 대해 설명한다.
한편, k번째의 구동 블록에 있어서의 구동 트랜지스터(114)의 리셋 기간이 완료하고, 기록 기간이 개시되는 시각 t04의 직후, (k＋1)번째의 구동 블록에 있어서의 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이 개시된다.
우선, 시각 t11에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k＋1, 1)∼133(k＋1, m)의 전압 레벨을 동시에 LOW로부터 HIGH로 변화시키고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다. 또, 주사선(133(k＋1, 1)∼133(k＋1, m))의 전압 레벨의 상기 변화에 의해, 동시에, 스위칭 트랜지스터(116)를 온 상태로 한다(도 6의 S21). 이 때, 이미 제어선(131(k＋1))의 전압 레벨은 HIGH이며 스위칭 트랜지스터(117)는 온 상태로 되어 있다. 또, 신호선 구동 회로(15)는, 제2 신호선(152)의 신호 전압을, 휘도 신호 전압으로부터 기준 전압(VR1)으로 변화시킨다. 이로 인해, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(118)의 제1 전극에는, 고정 전위선(119)의 고정 전압(VREF)이 인가되고, 스위칭 트랜지스터(117)의 도통에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 소스 및 정전 유지 용량(118)의 제2 전극에는, 제2 신호선(152)의 기준 전압(VR1)이 인가된다. 즉, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전위 및 소스 전위가, 각각, VREF 및 VR1로 리셋된다. 상술한 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 소스에, 각각, 고정 전압(VREF) 및 기준 전압(VR1)을 인가하는 동작은, 제2 리셋 전압 인가 단계에 상당한다.
또, 시각 t11에 있어서, 유기 EL 소자(113)의 발광을 정지시키기 위해, 고정 전압(VREF) 및 기준 전압(VR1)은, 각각, 상기 식 1 및 상기 식 2로 나타내어지는 관계를 만족하도록 미리 설정되어 있다.
이상, 시각 t11에서는, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)가 갖는 유기 EL 소자(113)의 발광을 정지하고, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작을 개시한다.
다음에, 시각 t12에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133(k＋1, 1)∼133(k＋1, m))의 전압 레벨을 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 한다(도 6의 S22). 또, 주사선(133(k＋1, 1)∼133(k＋1, m))의 전압 레벨의 상기 변화에 따라, 동시에, 스위칭 트랜지스터(116)를 오프 상태로 한다. 이로 인해, 시각 t11로부터 개시된 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이 종료한다. 시각 t12에 있어서의 스위칭 트랜지스터(115 및 116)를 비도통으로 하는 동작은, 제2 비도통 단계에 상당한다.
상술한 제2 리셋 전압 인가 단계 및 제2 비도통 단계는, 제2 리셋 단계에 상당한다.
또한, 구동 트랜지스터(114)에 인가되는 게이트-소스 전압과 드레인 전류의 특성은, 히스테리시스를 갖기 때문에, 상술한 리셋 기간을 충분히 확보하여 당해 게이트 및 소스 전위를 정밀도 좋게 초기화해 둘 필요가 있다. 리셋 기간이 불충분한 채 역치 보정 및 기록 동작이 실행되면, 상기 히스테리시스 등에 의해 발광 화소마다의 역치 전압 및 이동도의 변동 이력이 장시간 잔류하게 되고, 화상의 휘도 불균일이 충분히 억제되지 않고, 잔상 등의 표시 열화를 억제할 수 없다. 또, 이 리셋 기간을 충분히 길게 확보함으로써, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전위 및 소스 전위는 안정되고, 고정밀의 리셋 동작이 실현된다.
이상, 시각 t11∼시각 t12의 기간에서는, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이, (k＋1)번째의 구동 블록 내에 있어서 동시에 실행되고, (k＋1)번째의 구동 블록의 모든 발광 화소(11B)가 갖는 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 소스에는, 안정된 리셋 전압인 VREF 및 VR1이 설정된다.
다음에, 시각 t13에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131(k＋1))의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시키고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)가 갖는 스위칭 트랜지스터(117)를 오프 상태로 한다. 이로 인해, 시각 t14로부터 개시되는 휘도 신호 전압의 기록 기간에 있어서, 스위칭 트랜지스터(117)가 비도통 상태가 됨으로써, 당해 기간에 있어서 정전 유지 용량(118)으로부터 구동 트랜지스터(114)의 소스에의 리크 전류가 발생하지 않기 때문에, 정전 유지 용량(118)에 정확한 신호 전압에 대응한 전압을 유지시키는 것이 가능해진다. 또, 스위칭 트랜지스터(117)에 의해, 상기 기간은 상기 리크 전류를 억제하기 위한 고속 기록에 제약되지 않기 때문에, 정확한 휘도 신호 전압의 기록에 필요한 본래의 기록 기간을 확보하는 것이 가능해진다.
다음에, 시각 t14∼시각 t15의 사이에, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133(k＋1, 1))의 전압 레벨을, LOW→HIGH→LOW로 변화시키고, 1행째의 발광 화소가 갖는 스위칭 트랜지스터(115)를, 온 상태로 한다(도 6의 S23). 또, 주사선(133(k＋1, 1))의 전압 레벨의 상기 변화에 따라, 동시에, 스위칭 트랜지스터(116)를 온 상태로 한다. 또, 이 때, 신호선 구동 회로(15)는, 제2 신호선(152)의 신호 전압을 기준 전압으로부터 휘도 신호 전압(Vdata)으로 변화시키고 있다. 이로 인해, 정전 유지 용량(118)의 제2 전극에 휘도 신호 전압(Vdata)이 인가되고, 구동 트랜지스터(114)의 게이트에는, 고정 전위선(119)의 고정 전압(VREF)이 인가된다. Vdata의 수치예로서, 예를 들면, Vdata=-5V∼0V이다.
또한, 시각 t14∼시각 t15에 있어서는, 스위칭 트랜지스터(117)가 비도통으로 되어 있고, 구동 트랜지스터(114)의 소스 전위는, 리셋 기간에서의 전위인 VR1을 유지하고 있기 때문에, 유기 EL 소자(113)의 순방향으로 발광 전류는 흐르지 않는다.
따라서, 정전 유지 용량(118)에는, 양 전극이 고정밀도로 리셋된 후, 휘도 신호 전압(Vdata)에 따른 전압이 기록된다. 상기 전압의 기록 동작은, 제2 휘도 유지 단계에 상당한다.
다음에, 시각 t16까지의 기간에 있어서, 상술한 시각 t14∼시각 t15의 기록 동작을, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다.
다음에, 시각 t17에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131(k＋1))의 전압 레벨을, LOW로부터 HIGH로 변화시키고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)가 갖는 스위칭 트랜지스터(117)를 온 상태로 한다(도 6의 S24). 이 때, 이미, 주사선(133(k＋1, 1)∼133(k＋1, m))의 전압 레벨은 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화하고 있으므로, 스위칭 트랜지스터(115 및 116)는 비도통 상태이다. 따라서, 시각 t14∼시각 t16의 기록 기간에 있어서 정전 유지 용량(118)에 유지된 전압이 구동 트랜지스터(114)의 게이트-소스간 전압인 Vgs가 되고, 상기 식 3으로 나타내어진다.
여기서, Vgs는, 예를 들면, 0V∼5V가 되기 때문에, 구동 트랜지스터(114)는 온 상태가 되고, 드레인 전류가 유기 EL 소자(113)로 흘러들고, (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 발광 화소(11B)에서는, 상기 식 3에 규정된 Vgs에 따라서 일제히 발광한다. 이 일제 발광 동작은, 제2 발광 단계에 상당한다.
이상, 발광 화소행을 구동 블록화함으로써, 구동 블록 내에서는, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 동작이 동시에 실행된다. 또, 발광 화소행을 구동 블록화함으로써, 제어선(131)을 구동 블록 내에서 공통화할 수 있다.
또, 주사선(133(k＋1, 1)∼133(k＋1, m))에 있어서는, 주사/제어선 구동 회로(14)와는 개별적으로 접속되어 있지만, 리셋 기간에 있어서는, 구동 펄스의 타이밍이 동일하다. 따라서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 출력하는 펄스 신호의 고주파화를 억제할 수 있으므로, 구동 회로의 출력 부하를 저감할 수 있다.
이상, 시각 t17 이후의 기간에서는, 유기 EL 소자(113)의 발광이, (k＋1)번째의 구동 블록 내에 있어서 동시에 실행되고 있다.
이상의 동작이, 표시 패널(10) 내의 (k＋2)번째의 구동 블록 이후에 있어서도 순차적으로 실행된다.
도 4b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 구동 방법에 의해 발광한 구동 블록의 상태 전이도이다. 이 도면에는, 어느 발광 화소열에 있어서의, 구동 블록마다의 발광 기간 및 비발광 기간이 나타내어져 있다. 종 방향은 복수의 구동 블록을, 또, 횡축은 경과 시간을 나타낸다. 여기서, 비발광 기간이란, 상술한 리셋 기간 및 휘도 신호 전압의 기록 기간을 포함한다.
본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 발광 기간은, 동일 구동 블록으로 일제히 설정된다. 따라서, 구동 블록간에서는, 행 주사 방향에 대해서 발광 기간이 계단형상으로 나타난다.
이상, 스위칭 트랜지스터(116 및 117)가 배치된 발광 화소 회로, 구동 블록화된 각 발광 화소에의 제어선, 주사선 및 신호선의 배치, 및 상기 구동 방법에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 기간 및 그 타이밍을 동일 구동 블록 내에서 일치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 전류 패스를 제어하는 신호를 출력하는 주사/제어선 구동 회로(14)나 신호 전압을 제어하는 신호선 구동 회로(15)의 부하가 저감한다. 또한, 상기 구동 블록화 및 발광 화소열마다 배치된 2개의 신호선에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 리셋 기간을, 전체 발광 화소를 재기록하는 시간인 1프레임 기간(Tf) 중에서 크게 취할 수 있다. 이것은, k번째의 구동 블록에 있어서 휘도 신호가 샘플링되어 있는 기간에, (k＋1)번째의 구동 블록에 있어서 리셋 기간이 설치됨에 따른 것이다. 따라서, 리셋 기간은, 발광 화소행마다 분할되는 것이 아니라, 구동 블록마다 분할된다. 따라서, 표시 영역이 대면적화되어도 주사/제어선 구동 회로(14)의 출력수를 그다지 증대시키지 않고, 또한, 발광 듀티를 감소시키지 않고, 1프레임 기간에 대한 상대적인 리셋 기간을 길게 설정하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 고정밀도로 보정된 휘도 신호 전압에 기초한 구동 전류가 발광 소자에 흐르고, 화상 표시 품질이 향상된다.
예를 들면, 표시 패널(10)을 N개의 구동 블록으로 분할한 경우, 각 발광 화소에 부여되는 리셋 기간은, 최대 Tf/N이 된다. 이에 대해, 발광 화소행마다 다른 타이밍으로 리셋 기간을 설정하는 경우, 발광 화소행이 M행(M＞＞N)이라고 하면, 최대 Tf/M이 된다. 또, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 신호선을 발광 화소열마다 2개 배치한 경우에서도, 최대 2Tf/M이다.
또, 구동 블록화에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 정전 유지 용량(118)의 제2 전극의 도통을 제어하는 제어선을 구동 블록 내에서 공통화할 수 있다. 따라서, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 제어선의 개수가 삭감된다. 따라서, 구동 회로의 부하가 저감된다.
예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치(500)에서는, 발광 화소행당 2개의 제어선(급전선 및 주사선)이 배치되어 있다. 화상 표시 장치(500)가 M행의 발광 화소행으로 구성되어 있다고 하면, 제어선은 합계 2M개가 된다.
이에 대해서, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치(1)에서는, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터, 발광 화소행당 1개의 주사선, 구동 블록마다 1개의 제어선이 출력된다. 따라서, 표시 장치(1)가 M행의 발광 화소행으로 구성되어 있다고 하면, 제어선(주사선을 포함한다)의 합계는 (M＋N)개가 된다.
대면적화가 이루어지고, 발광 화소의 행수가 큰 경우, M＞＞N이 실현되므로, 이 경우에는, 본 발명에 관련되는 표시 장치(1)의 제어선 개수는, 종래의 화상 표시 장치(500)의 제어선 개수에 비해, 약 1/2로 삭감할 수 있다.
이상, 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명에 관련되는 표시 장치는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것은 아니다. 실시의 형태에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시의 형태나, 실시의 형태에 대해서 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 관련되는 표시 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
또한, 도 2a 및 도 2b에 기재된 발광 화소(11A 및 11B)에 있어서, 정전 유지 용량(118)의 제2 전극과 고정 전위선이, 용량 소자를 통해 접속되어도 된다. 이 경우, 휘도 신호 전압의 기록 기간에 있어서 정전 유지 용량(118)에는 식 3에서 규정된 전압(Vgs)이 유지되어 있지만, 그 후, 당해 전압의 유지로부터 발광까지의 타이밍이 발광 화소행마다 달라도, 정전 유지 용량(118)의 제2 전극의 전위가 상기 용량 소자에 의해 확정되므로 정전 유지 용량(118)의 제1 전극의 전위도 확정되고, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전압이 확정된다. 한편, 구동 트랜지스터(114)의 소스 전위는 이미 정상 상태이므로, 상기 용량 소자는, 결과적으로 구동 트랜지스터(114)의 소스 전위를 유지하는 기능도 갖는다. 또한, 상기 용량 소자는, 임의의 고정 전위에서 종단되어 있으면 되고, 예를 들면, 고정 전위선(119)에 접속되어 있어도 된다. 또, 예를 들면, 전원선(110 또는 112)에 접속되어 있어도 된다. 또 예를 들면, 전단의 주사선(133)에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 레이아웃의 자유도가 향상되고, 소자간의 스페이스를 보다 넓게 확보하는 것이 가능해지고, 수율이 향상된다.
또한, 이상 설명한 실시의 형태에서는, 스위칭 트랜지스터의 게이트의 전압 레벨이 HIGH인 경우에 온 상태가 되는 n형 트랜지스터로서 기술하고 있지만, 이들을 p형 트랜지스터로 형성한 발광 화소에도, 상기 실시의 형태에서 설명한 구동 블록화를 적용할 수 있다.
도 8a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 변형예를 나타내는 홀수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이며, 도 8b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 변형예를 나타내는 짝수 구동 블록의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다. 도 8a 및 도 8b에 기재된 발광 화소(21A 및 21B)는, 모두, 유기 EL 소자(213)와, 구동 트랜지스터(214)와, 스위칭 트랜지스터(215, 216 및 217)와, 정전 유지 용량(118)과, 제어선(131)과, 주사선(133)과, 제1 신호선(151)과, 제2 신호선(152)을 구비한다. 또, 도 9는, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 표시 장치의 변형예를 나타내는 구동 방법의 동작 타이밍 차트이다. 도 8a 및 도 8b에 기재된 발광 화소(21A 및 21B)의 각 구성 요소의 기능, 또, 도 9에 기재된 구동 방법의 각 동작의 기능에 대해서는, 상술한 실시의 형태에 관련되는 각 구성 요소의 기능 및 각 동작의 기능과 같기 때문에, 여기에서는 설명을 생략 한다.
도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 p형 트랜지스터로 형성하고, 도 9에 나타내는 바와 같이 주사선의 극성을 반전시킨 타이밍 차트로 구동되는 표시 장치에서도, 상술한 각 실시의 형태와 같은 효과를 나타낸다.
또, 이상으로 설명한 실시의 형태에서는, 유기 EL 소자는 캐소드측을 다른 화소와 공통화하여 접속되어 있지만, 애노드측을 공통화하여, 캐소드측을 화소 회로와 접속한 표시 장치에서도, 상술한 각 실시의 형태와 같은 효과를 나타낸다.
또, 예를 들면, 본 발명에 관련되는 표시 장치는, 도 10에 기재된 바와 같은 박형 플랫 TV에 내장된다. 본 발명에 관련되는 표시 장치가 내장됨으로써, 영상 신호를 반영한 고정밀의 화상 표시가 가능한 박형 플랫 TV가 실현된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 특히, 화소 신호 전류에 의해 화소의 발광 강도를 제어함으로써 휘도를 변동시키는 액티브형의 유기 EL 플랫 패널 디스플레이에 유용하다.
1 : 표시 장치 10 : 표시 패널
11A, 11B, 21A, 21B, 501 : 발광 화소
12 : 신호선군 13 : 제어선군
14 : 주사/제어선 구동 회로 15 : 신호선 구동 회로
20 : 타이밍 제어 회로 30 : 전압 제어 회로
110, 112 : 전원선 113, 213 : 유기 EL 소자
114, 214, 512 : 구동 트랜지스터
115, 116, 117, 215, 216, 217, 511 : 스위칭 트랜지스터
118 : 정전 유지 용량 119 : 고정 전위선
131 : 제어선 133, 701, 702, 703 : 주사선
151 : 제1 신호선 152 : 제2 신호선
500 : 화상 표시 장치 502 : 화소 어레이부
503 : 신호 셀렉터 504 : 주사선 구동부
505 : 급전선 구동부 513 : 유지 용량
514 : 발광 소자 515 : 접지 배선
601 : 신호선 801, 802, 803 : 급전선

Claims (9)

  1. 매트릭스형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 갖는 표시 장치로서,
    발광 화소열마다 배치되고, 발광 화소의 휘도를 결정하는 신호 전압을 상기 발광 화소에 부여하는 제1 신호선 및 제2 신호선과,
    제1 전원선 및 제2 전원선과,
    발광 화소행마다 배치된 주사선과,
    발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고,
    상기 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 1 구동 블록으로 한 2 이상의 구동 블록을 구성하고,
    상기 복수의 발광 화소의 각각은,
    한쪽의 단자가 상기 제2 전원선에 접속되고, 상기 신호 전압에 따른 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자와,
    소스 및 드레인의 한쪽이 제1 전원선에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 발광 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 게이트-소스간에 인가되는 상기 신호 전압을 상기 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와,
    한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와,
    게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 한쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터와,
    게이트가 상기 제어선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 구비하고,
    k(k는 자연수)번째의 구동 블록에 속하는 상기 발광 화소는,
    게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고,
    (k＋1)번째의 구동 블록에 속하는 상기 발광 화소는,
    게이트가 상기 주사선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제4 스위칭 트랜지스터를 더 구비하는, 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어선은, 동일 구동 블록 내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있고, 상이한 구동 블록간에서는 독립되어 있는, 표시 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 제어선 및 상기 주사선을 제어하여 상기 발광 화소를 구동하는 구동 회로를 더 구비하고,
    상기 구동 회로는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제3 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 상기 제1 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하고,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제3 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제1 신호선을 동시에 비도통으로 하고,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제4 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 상기 제2 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하고,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터가 온 상태에서, 상기 주사선으로부터 (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터 및 제4 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제2 신호선을 동시에 비도통으로 하는, 표시 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 전압은, 상기 발광 소자를 발광시키기 위한 휘도 신호 전압, 및, 상기 구동 트랜지스터를 리셋하기 위한 기준 전압으로 이루어지고,
    상기 표시 장치는,
    상기 신호 전압을 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선에 출력하는 신호선 구동 회로와,
    상기 신호선 구동 회로가 상기 신호 전압을 출력하는 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 회로를 더 구비하고,
    상기 타이밍 제어 회로는, 상기 신호선 구동 회로에 상기 제1 신호선으로 상기 휘도 신호 전압을 출력시키고 있는 동안에는 상기 제2 신호선으로 상기 기준 전압을 출력시키고, 상기 제2 신호선으로 상기 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 상기 제1 신호선으로 상기 기준 전압을 출력시키는, 표시 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    모든 상기 발광 화소를 재기록하는 시간을 Tf로 하고, 상기 구동 블록의 총수를 N으로 하면,
    상기 구동 트랜지스터를 리셋하기 위한 리셋 기간은,
    최대로 Tf/N인, 표시 장치.
  6. 복수의 신호선 중 하나의 신호선으로부터 공급된 휘도 신호 전압 또는 기준 전압을 당해 전압에 대응한 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와, 상기 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자를 구비하는 발광 화소가 매트릭스형상으로 배치되고, 복수의 상기 발광 화소행을 1 구동 블록으로 한 2 이상의 구동 블록을 구성하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    k(k는 자연수)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스를 동시에 리셋하는 제1 리셋 단계와,
    상기 제1 리셋 단계 후, 한쪽의 단자가 k번째의 구동 블록이 갖는 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자에, 상기 휘도 신호 전압에 대응한 전압을 발광 화소행 순으로 유지시키는 제1 휘도 유지 단계와,
    상기 제1 리셋 단계 후, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스를 동시에 리셋하는 제2 리셋 단계를 포함하고,
    상기 제1 리셋 단계는,
    k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 발광 화소열마다 배치된 제1 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하는 제1 리셋 전압 인가 단계와,
    k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제1 신호선을 동시에 비도통으로 하는 제1 비도통 단계를 포함하고,
    상기 제2 리셋 단계는,
    (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 발광 화소열마다 배치된 제2 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하는 제2 리셋 전압 인가 단계와,
    (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제2 신호선을 동시에 비도통으로 하는 제2비도통 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 발광 소자는, 한쪽의 단자가 제1 전원선에 접속되고, 다른쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속되고,
    상기 제1 리셋 전압 인가 단계에서는,
    게이트가 발광 화소행마다 배치된 제어선에 접속되고, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 도통시킨 상태에서, 게이트가 발광 화소행마다 배치된 주사선에 접속되고 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터와, 게이트가 상기 주사선에 접속되고 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전위선으로부터의 고정 전압 및 상기 제1 신호선으로부터의 기준 전압을 동시에 인가하고,
    상기 제2 리셋 전압 인가 단계에서는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터를 도통시킨 상태에서, 상기 제1 스위칭 트랜지스터와, 게이트가 상기 주사선에 접속되고 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제4 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에, 각각, 상기 고정 전압 및 상기 제2 신호선으로부터의 상기 기준 전압을 동시에 인가하고,
    상기 제1 비도통 단계에서는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터를 도통시킨 상태에서, 상기 제1 스위칭 트랜지스터와 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 비도통으로 함으로써, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제1 신호선을 동시에 비도통으로 하고,
    상기 제2 비도통 단계에서는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터를 도통시킨 상태에서, 상기 제1 스위칭 트랜지스터와 상기 제4 스위칭 트랜지스터를 비도통으로 함으로써, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 고정 전위선을 동시에 비도통으로 하고, 또한, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 제2 신호선을 동시에 비도통으로 하고,
    상기 제1 휘도 유지 단계에서는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터를 비도통으로 한 상태에서, 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, 상기 제1 신호선으로부터 상기 휘도 신호 전압을 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 인가하는, 표시 장치의 구동 방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 휘도 유지 단계 후, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전류로서, k번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 발광 소자에, 동시에 상기 신호 전류를 흐르게 하여 발광시키는 제1 발광 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 리셋 단계 후, 한쪽의 단자가 (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자에, 상기 휘도 신호 전압에 대응한 전압을 발광 화소행 순으로 유지시키는 제2 휘도 유지 단계와,
    상기 제2 휘도 유지 단계 후, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전류로서, (k＋1)번째의 구동 블록이 갖는 모든 상기 발광 소자에, 동시에 상기 신호 전류를 흐르게 하여 발광시키는 제2 발광 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
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