KR101377798B1

KR101377798B1 - 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR101377798B1
Application number: KR1020107001000A
Authority: KR
Inventors: 신야 오노
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2014-03-24
Also published as: WO2009011092A1; JPWO2009011092A1; JP2012230423A; JP5163646B2; US20100109985A1; CN101743583B; CN101743583A; US8305305B2; KR20100036321A

Abstract

전류 발광 소자와, 상기 전류 발광 소자에 전류를 흐르게 하는 드라이버 트랜지스터와, 상기 드라이버 트랜지스터가 흐르게 하는 전류량을 결정하는 전압을 유지하는 유지 콘덴서와, 화상 신호에 따른 전압을 상기 유지 콘덴서에 기록하는 기록 스위치를 갖는 화소 회로를 복수 배열한 화상 표시 장치이다. 각 화상 회로를 구성하는 트랜지스터는 N채널형 트랜지스터이다. 각 화소 회로는, 인에이블 스위치와, 유지 콘덴서의 전압을 초기화하기 위한 초기화 콘덴서와, 분리 스위치를 더 구비한다.

Description

화상 표시 장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}

이 발명은, 전류 발광 소자를 이용한 액티브 매트릭스형의 화상 표시 장치에 관한 것이다.

스스로 발광하는 유기 일렉트로루미네선스(EL) 소자를 다수 배열한 유기 EL 표시 장치는, 백 라이트가 불필요하고 시야각에도 제한이 없기 때문에, 차세대의 화상 표시 장치로서 기대되고 있다.

유기 EL 소자는, 흐르게 하는 전류량에 따라 휘도를 제어하는 전류 발광 소자이다. 유기 EL 소자를 구동하는 방식으로서는, 단순 매트릭스 방식과 액티브 매트릭스 방식이 있다. 전자는 화소 회로가 단순하지만 대형이며 또한 고정밀한 화상 표시 장치의 실현이 곤란하다. 이 때문에, 최근에는, 전류 발광 소자를 구동하는 드라이버 트랜지스터를 유기 EL 소자마다 구비한 화소 회로를 배열한 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치의 개발이 활발히 행해지고 있다.

드라이버 트랜지스터 및 그 주변 회로는, 일반적으로 박막 트랜지스터를 이용하여 형성된다. 또, 박막 트랜지스터에는 폴리실리콘을 이용한 것과 아몰퍼스 실리콘을 이용한 것이 있다. 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터는 이동도가 작고 임계값 전압의 경시 변화가 크다는 약점이 있지만, 이동도의 균일성이 좋고, 대형화가 용이하며 또한 염가이기 때문에 대형의 유기 EL 표시 장치에 적합하다. 또, 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터의 약점인 임계값 전압의 경시 변화를 화소 회로의 연구에 의해 극복하는 방법에 대해서도 검토되고 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 박막 트랜지스터의 임계값 전압이 변화된 경우여도, 전류 발광 소자에 흐르게 하는 전류량은 임계값 전압의 영향을 받지 않고, 안정된 화상 표시가 가능한 화소 회로를 구비한 유기 EL 표시 장치가 개시되어 있다.

(특허문헌1)일본특허공표2002－514320호공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 화소 회로는 P채널형 트랜지스터를 이용하여 구성되어 있다. 한편, 대형의 화상 표시 장치용의 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터로서는, N채널형 트랜지스터만이 실용화되어 있기 때문에, N채널형 트랜지스터를 이용한 화상 회로를 구성하는 것이 필요하다. 또한, 유기 EL 소자를 용이하게 제조하기 위해서, 드라이버 트랜지스터의 소스에 유기 EL 소자의 애노드를 접속하고, 각 화상 회로의 유기 EL 소자의 캐소드를 공통 전극에 접속할 수 있는 회로 구성이 바람직하다. 또한, 유기 EL의 발광시에 흐르는 전류와 전원선의 전기 저항에 의한 전압 강하로부터 발생하는 발광 휘도의 불균일을 억제하기 위해서, 소스 접지 동작의 화소 보상 회로가 요구되고 있다.

본 발명의 화상 표시 장치는, 전류 발광 소자와, 전류 발광 소자에 전류를 흐르게 하는 드라이버 트랜지스터와, 드라이버 트랜지스터가 흐르게 하는 전류량을 결정하는 전압을 유지하는 유지 콘덴서와, 화상 신호에 따른 전압을 유지 콘덴서에 기록하는 기록 스위치를 갖는 화소 회로를 복수 배열하고 있다. 각 화소 회로를 구성하는 트랜지스터는 N채널형 트랜지스터이다. 각 화소 회로는 인에이블 스위치와 초기화 콘덴서와 분리 스위치를 더 구비하고 있다. 인에이블 스위치의 드레인은 드라이버 트랜지스터의 소스와 접속된다. 인에이블 스위치의 소스는 전류 발광 소자의 애노드와 접속된다. 유지 콘덴서의 한쪽의 단자는 드라이버 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 유지 콘덴서의 다른쪽의 단자는 초기화 콘덴서의 한쪽의 단자에 접속된다. 초기화 콘덴서의 다른쪽의 단자는 유지 콘덴서의 전압을 초기화하기 위한 트리거 신호를 공급하는 트리거선에 접속된다. 분리 스위치의 드레인은 유지 콘덴서와 초기화 콘덴서가 접속된 절점과 접속된다. 분리 스위치의 소스는 드라이버 트랜지스터의 소스와 접속된다. 이 구성에 의해, 드라이버 트랜지스터의 소스에 전류 발광 소자를 접속한 화소 회로를 N채널형 트랜지스터만을 이용하여 구성한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 화상 표시 장치의 인에이블 스위치를 제어하는 제어 신호는, 트리거선에 공급되는 트리거 신호여도 된다. 이 구성에 의해 화소 회로를 간소화할 수 있다.

또, 본 발명의 화상 표시 장치의 각 화소 회로는, 드라이버 트랜지스터의 게이트에 참조 전압을 인가하기 위한 참조 스위치를 더 구비해도 된다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 유기 EL 표시 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화소 회로의 회로도이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화소 회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화상 표시 장치의 임계값 검출 기간에서의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화상 표시 장치의 기록 기간에서의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화상 표시 장치의 발광 기간에서의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화소 회로의 각 소자의 레이아웃의 일례를 나타낸 도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 액티브 매트릭스형의 화상 표시 장치에 있어서, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 여기에서는 화상 표시 장치로서, 박막 트랜지스터를 이용하여 유기 EL 소자를 발광시키는 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치에 대해서 설명하지만, 본 발명은, 흐르게 하는 전류량에 따라 휘도를 제어하는 전류 발광 소자를 이용한 액티브 매트릭스형의 화상 표시 장치 전반에 적용 가능하다.

(실시의 형태)

도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 유기 EL 표시 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.

본 실시의 형태에 있어서의 유기 EL 표시 장치는, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소 회로(10)와, 주사선 구동 회로(11)와, 데이터선 구동 회로(12)와, 전원선 구동 회로(14)를 구비하고 있다. 주사선 구동 회로(11)는, 화소 회로(10)에 주사 신호 scn, 리셋 신호 rst, 트리거 신호 trg, 머지 신호 mrg의 각각을 공급한다. 데이터선 구동 회로(12)는, 화상 신호에 대응한 데이터 신호 data를 화소 회로(10)에 공급한다. 전원선 구동 회로(14)는, 화소 회로(10)에 전력을 공급한다. 본 실시의 형태에 있어서는, 화소 회로(10)가 n행 m열의 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 것으로서 설명한다.

주사선 구동 회로(11)는, 도 1에 있어서 행방향으로 배열된 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 주사선(41)에, 각각 독립적으로 주사 신호 scn를 공급한다. 주사선 구동 회로(11)는, 동일하게 행방향으로 배열된 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 리셋선(42)에, 각각 독립적으로 리셋 신호 rst를 공급한다. 주사선 구동 회로(11)는, 동일하게 행방향으로 배열된 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 트리거선(43)에, 각각 독립적으로 트리거 신호 trg를 공급한다. 주사선 구동 회로(11)는, 동일하게 행방향으로 배열된 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 머지선(44)에, 각각 독립적으로 머지 신호 mrg를 공급한다. 또 데이터선 구동 회로(12)는, 도 1에 있어서 열방향으로 배열된 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 데이터선(20)에, 각각 독립적으로 데이터 신호 data를 공급한다. 본 실시의 형태에 있어서는, 주사선(41), 리셋선(42), 트리거선(43), 머지선(44)의 수는 각각 n개, 데이터선(20)의 수는 m개이지만, 주사선(41), 리셋선(42), 트리거선(43), 머지선(44)의 수에 대해서는, 동일하지 않아도 된다.

전원선 구동 회로(14)는, 모든 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 고전압측 전원선(24)과 저전압측 전원선(25)에 전력을 공급한다. 또, 모든 화소 회로(10)에 공통으로 접속된 참조 전압선(26)에 참조 전압 Vref을 공급한다.

도 2는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화소 회로(10)의 회로도이다.

본 실시의 형태에 있어서의 각 화소 회로(10)는, 전류 발광 소자인 유기 EL 소자 D1과, 드라이버 트랜지스터 Q1과, 유지 콘덴서 C1과, 트랜지스터 Q2와, 트랜지스터 Q3과, 트랜지스터 Q4와, 트랜지스터 Q5를 구비하고 있다. 드라이버 트랜지스터 Q1은, 유기 EL 소자 D1에 전류를 흐르게 함으로써 유기 EL 소자 D1을 발광시킨다. 유지 콘덴서 C1은, 드라이버 트랜지스터 Q1이 흐르게 하는 전류량을 결정하는 전압을 유지한다. 트랜지스터 Q2는, 화상 신호에 따른 전압을 유지 콘덴서 C1에 기록하기 위한 기록 스위치이다. 트랜지스터 Q3은, 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트에 참조 전압 Vref을 인가하기 위한 참조 스위치이다. 트랜지스터 Q4는, 유기 EL 소자 D1에 전류를 흐르게 하는 전류 경로에 삽입된 인에이블 스위치이다. 트랜지스터 Q5는, 유지 콘덴서 C1에 전압을 기록할 때에 유지 콘덴서 C1과 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스를 분리하기 위한 분리 스위치이다. 또, 각 화소 회로(10)는, 유지 콘덴서 C1에 드라이버 트랜지스터 Q1의 임계값 전압 Vth를 넘는 전압을 주어 유지 콘덴서 C1의 전압을 초기화하기 위한 초기화 콘덴서 C2를 더 구비하고 있다. 여기서, 화소 회로(10)를 구성하는 드라이버 트랜지스터 Q1 및 트랜지스터 Q2~Q5는 모두 N채널 박막형 트랜지스터이다. 그리고 이들 트랜지스터 Q2~Q5는 인핸스먼트형 트랜지스터인 것으로서 설명하지만, 디프레션형 트랜지스터여도 된다.

인에이블 스위치인 트랜지스터 Q4의 드레인은 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스와 접속되어 있다. 트랜지스터 Q4의 소스는 유기 EL 소자 D1의 애노드와 접속되어 있다. 즉, 드라이버 트랜지스터 Q1의 드레인은 고전압측 전원선(24)에 접속되고, 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스는 트랜지스터 Q4의 드레인에 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터 Q4의 소스는 유기 EL 소자 D1의 애노드에 접속되고, 유기 EL 소자 D1의 캐소드는 저전압측 전원선(25)에 접속되어 있다. 여기서 고전압측 전원선(24)에 공급되어 있는 전압은, 예를 들면 5(V)이며, 저전압측 전원선(25)에 공급되어 있는 전압은, 예를 들면 -15(V)이다.

유지 콘덴서 C1의 한쪽의 단자는 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트에 접속되어 있다. 유지 콘덴서 C1의 다른쪽의 단자는 초기화 콘덴서 C2의 한쪽의 단자에 접속되어 있다. 초기화 콘덴서 C2의 다른쪽의 단자는 유지 콘덴서 C1의 전압을 초기화하기 위한 트리거 신호 trg를 공급하는 트리거선(43)에 접속되어 있다. 분리 스위치인 트랜지스터 Q5의 드레인은 유지 콘덴서 C1과 초기화 콘덴서 C2가 접속된 절점(이하, 「절점 a」라고 칭한다)과 접속되어 있다. 트랜지스터 Q5의 소스는 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스와 접속되어 있다.

또 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트는 기록 스위치인 트랜지스터 Q2를 통하여 데이터선(20)에 접속됨과 함께, 참조 스위치인 트랜지스터 Q3을 통하여 참조 전압선(26)에 접속되어 있다.

또한, 트랜지스터 Q2의 게이트는 주사선(41)에 접속되고, 트랜지스터 Q3의 게이트는 리셋선(42)에 접속되며, 트랜지스터 Q5의 게이트는 머지선(44)에 접속되어 있다. 또, 트랜지스터 Q4의 게이트가 트리거선(43)에 접속되어 있지만, 이것은 본 실시의 형태에 있어서는 트리거선(43)에 공급되는 트리거 신호 trg가 트랜지스터 Q4를 제어하는 제어 신호도 겸하고 있기 때문에 있다. 물론 트랜지스터 Q4를 제어하는 제어 신호를 독립적으로 설치해도 되지만, 트리거 신호 trg와 겸용함으로써 배선을 줄일 수 있어, 화소 회로(10)를 간소화할 수 있다.

다음에, 본 실시의 형태에 있어서의 화소 회로(10)의 동작에 대해서 설명한다. 도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화소 회로(10)의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 본 실시의 형태에 있어서는, 각 화소 회로(10)는 1필드 기간 내에, 드라이버 트랜지스터 Q1의 임계값 전압 Vth를 검출하는 동작, 화상 신호에 대응한 데이터 신호 data를 유지 콘덴서 C1에 기록하는 동작, 유지 콘덴서 C1에 기록된 전압에 기초하여 유기 EL 소자 D1을 발광시키는 동작을 행한다. 편의상, 임계값 전압 Vth를 검출하는 기간을 임계값 검출 기간 T1, 데이터 신호 data를 기록하는 기간을 기록 기간 T2, 유기 EL 소자 D1을 발광시키는 기간을 발광 기간 T3로 하여, 이하에 동작의 상세를 설명한다. 또한, 임계값 검출 기간 T1, 기록 기간 T2, 발광 기간 T3은 화소 회로(10)의 각각에 대해서 정의되는 것이며, 모든 화소 회로(10)에 대해서 상기 3개 기간의 위상을 일치시킬 필요는 없다. 본 실시의 형태에 있어서는, 행방향으로 배열된 화소 회로(10)에 대해서는 상기 3개 기간의 위상을 일치시키고, 열방향으로 배열된 화소 회로(10)에 대해서는 각각의 기록 기간 T2가 겹치지 않도록 상기 3개 기간의 위상을 어긋나게 구동하고 있다. 이와 같이 위상을 어긋나게 구동함으로써 발광 기간 T3의 시간을 길게 설정할 수 있으므로, 화상 표시 휘도를 향상시키는데 있어서 바람직하다.

(임계값 검출 기간 T1)

도 4는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화상 표시 장치의 임계값 검출 기간 T1에서의 동작을 설명하기 위한 회로도이다. 또한 도 4에는, 설명을 위해, 도 2의 트랜지스터 Q2~Q5를 각각 스위치 SW2~SW5로 치환하고 있다.

우선, 임계값 검출 기간 T1의 전, 즉 1필드 전의 발광 기간의 후반에서는, 주사 신호 scn, 리셋 신호 rst, 머지 신호 mrg는 각각 로우 레벨이며 트리거 신호 trg는 하이 레벨이다. 따라서, 스위치 SW2, 스위치 SW3, 스위치 SW5는 오프 상태이며, 스위치 SW4는 온 상태이다. 이 때의 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1을 전압 VC1(0), 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스 전압 Vs를 전압 Vs(0)로 하면, 절점 a의 전압 Va는 후술하는 바와 같이 전압 Vs(0)과 동일하다. 즉, 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트 전압을 전압 Vg로 하면,

이다.

임계값 검출 기간 T1의 최초의 시각 t11에서, 트리거 신호 trg를 로우 레벨로 하고 스위치 SW4를 오프 상태로 한다. 트리거 신호 trg의 하이 레벨의 전압과 로우 레벨의 전압의 차를 전압차 ΔV로 하면, 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트 전압 Vg 및 절점 a의 전압 Va도 전압차 ΔV 만큼 저하된다. 그리고, 게이트 전압 Vg 및 절점 a의 전압 Va는,

가 된다.

그 후의 시각 t12에서, 리셋 신호 rst를 하이 레벨로 하고 스위치 SW3을 온 상태로 한다. 그러면 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트 전압 Vg가 참조 전압 Vref에 동일해지고, 절점 a의 전압 Va도 변화되어,

가 된다. 따라서 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1은,

가 된다.

여기서 중요한 것은, 스위치 SW3을 온 상태로 한 후에 스위치 SW5를 온 상태로 했을 때에, 드라이버 트랜지스터 Q1을 온 상태로 할 수 있도록 절점 a의 전압 Va가 충분히 낮아지는 것이다. 바꾸어 말하면, 이 때에, 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1이 임계값 전압 Vth와 비교하여 충분히 커지는 것이다. 예를 들면 본 실시의 형태에 있어서, Vs(0)=-5(V), Vref=0(V), VC1(0)=0(V), ΔV=30(V), 또한 유지 콘덴서 C1의 용량과 초기화 콘덴서 C2의 용량이 동일하다고 가정한다. 그러면, 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1은 17.5(V)이며, 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스 전압 Va가 -17.5(V)가 되어, 임계값 전압 Vth와 비교하여 충분히 커진다. 이 때문에, 드라이버 트랜지스터 Q1을 온 상태로 하는 것이 가능하다.

다음에, 시각 t13에서 머지 신호 mrg를 하이 레벨로 하고 스위치 SW5를 온 상태로 한다. 그러면, 임계값 전압 Vth보다 높은 전압으로 충전된 유지 콘덴서 C1이 스위치 SW5를 통하여 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트·소스간에 접속된다. 이 때문에, 드라이버 트랜지스터 Q1은 온 상태가 되고, 유지 콘덴서 C1의 전하를 방전하여 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스 전압 Vs가 상승을 시작한다. 그리고, 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트·소스간 전압 Vgs가 임계값 전압 Vth와 동일해진 시점에서 드라이버 트랜지스터 Q1은 오프 상태가 된다. 따라서, 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1은 임계값 전압 Vth에 동일해진다. 즉,

이다.

이 후, 시각 t14에서, 머지 신호 mrg를 로우 레벨로 하고 스위치 SW5를 오프 상태로 한다. 그리고 시각 t15에서, 리셋 신호 rst를 로우 레벨로 하고 스위치 SW3을 오프 상태로 한다.

(기록 기간 T2)

도 5는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화상 표시 장치의 기록 기간 T2에서의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.

기록 기간 T2의 시각 t21에서, 주사 신호 Scn를 하이 레벨로 하고 스위치 SW2를 온 상태로 한다. 그러면 이 때 데이터선(20)에 공급되어 있는 데이터 신호 data에 대응한 전압 Vdata가, 유지 콘덴서 C1의 한쪽의 단자에 인가된다. 그 때문에, 유지 콘덴서 C1과 초기화 콘덴서 C2에 의해 전압 Vdata를 용량 분할한 전압만큼 유지 콘덴서 C1의 전압 VC1이 증가하여,

가 된다.

그 후의 시각 t22에서, 주사 신호 Scn를 로우 레벨로 하고 스위치 SW2를 오프 상태로 한다.

(발광 기간 T3)

도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 화상 표시 장치의 발광 기간 T3에서의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.

시각 t31에서 머지 신호 mrg를 하이 레벨로 하고 스위치 SW5를 온 상태로 한다. 이것에 의해 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트·소스간 전압 Vgs가 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1과 동일해진다.

그 후의 시각 t32에서, 트리거 신호 trg를 하이 레벨로 하고 스위치 SW4를 온 상태로 한다. 그러면 유기 EL 소자 D1에 전류가 흘러, 유기 EL 소자 D1이 화상 신호에 대응한 휘도로 발광한다. 이 때 유기 EL 소자 D1에 흐르는 전류 Ipxl는,

가 된다. 또한, β는 드라이버 트랜지스터 Q1의 이동도 μ, 게이트 절연막 용량 Cox, 채널 길이 L, 채널폭 W에 의존하여 정해지는 계수이며,

으로 나타내진다.

이와 같이, 유기 EL 소자 D1에 흐르는 전류 Ipxl에는 임계값 전압 Vth의 항이 포함되지 않는다. 따라서, 드라이버 트랜지스터 Q1의 임계값 전압 Vth가 경시 변화에 따라 변동한 경우여도 유기 EL 소자 D1에 흐르는 전류 Ipxl는 그 영향을 받는 일이 없다.

그리고 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스 전압 Vs가 절점 a의 전압 Va과 동일해진 이후의 시각 t33에서, 머지 신호 mrg를 로우 레벨로 하고 스위치 SW5를 오프 상태로 한다. 그러나 스위치 SW5를 오프 상태로 해도 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트 전압 Vg는 변화되지 않는다. 즉, 절점 a의 전압 Va와 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스 전압 Vs과도 여전히 동일한 상태이며, 유기 EL 소자 D1에 흐르는 전류 Ipxl도 변화되지 않는다.

또한 본 실시의 형태에 있어서는, 임계값 검출 기간 T1, 기록 기간 T2, 발광 기간 T3의 시간을, 각각 1ms, 16μs, 15ms로 설정했다. 그러나 이들 시간은 유기 EL 소자 D1의 특성, 유지 콘덴서 C1의 용량, 그 외에, 화소 회로(10)를 구성하는 각 소자의 특성 등에 따라 최적으로 설정하는 것이 바람직하다. 또 정지 화상에서는 휘도를 높게 하기 위해서 발광 기간 T3의 시간을 길게 설정하고, 동화상에서는 발광의 응답 속도를 고려하여 발광 기간 T3의 시간을 약간 짧게 설정하는 등, 표시하는 화상의 종류에 따라 설정해도 된다.

또 상기 서술한 설명에서는, 고전압측 전원선(24)의 전압을 5(V), 저전압측 전원선(25)의 전압을 -15(V), 참조 전압 Vref을 0(V)으로 했다. 그러나 이들의 전압값도 화소 회로(10)를 구성하는 각 소자의 특성 등에 따라 최적으로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면 드라이버 트랜지스터 Q1이 인핸스먼트형 트랜지스터이면, 참조 전압 Vref을 고전압측 전원선(24)의 전압과 동일하게 함으로써 참조 전압선(26)을 생략할 수 있다. 또 이 생략에 의해, 화소 회로(10)의 각 소자 및 배선의 레이아웃을 간소화할 수 있다.

도 7은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의, 참조 전압 Vref을 고전압측 전원선(24)의 전압과 동일한 전압으로 설정한 경우의 화소 회로(10)의 각 소자의 레이아웃의 일례를 나타낸 도이다. 도 7에 있어서, 화소 회로(10)를 구성하는 드라이버 트랜지스터 Q1, 트랜지스터 Q2~Q5, 유지 콘덴서 C1, 초기화 콘덴서 C2, 유기 EL 소자 D1의 각 소자는, 각각 도 2와 동일한 부호를 붙여 나타내고 있다.

데이터선(20)은 도 7에 있어서 화소 회로(10)의 좌측에 열방향으로 배치되고, 고전압측 전원선(24)은 화소 회로(10)의 우측에 열방향으로 배치되어 있다. 도 7에 있어서는, 이 고전압측 전원선(24)은 참조 전압선(26)을 겸하고 있다. 또, 주사선(41)은 도 7에 있어서 화소 회로(10)의 상측에 행방향으로 배치되고, 리셋선(42)은 주사선(41)의 하측에 행방향으로 배치되며, 머지선(44)은 더 하측에 행방향으로 배치되고, 트리거선(43)은 더 하측에 행방향으로 배치되어 있다. 그리고, 열방향으로 배치된 데이터선(20) 및 고전압측 전원선(24)을 제1의 층의 배선으로 구성하고, 행방향으로 배치된 주사선(41), 리셋선(42), 머지선(44) 및 트리거선(43)을 제1의 층과는 다른 제2의 층의 배선으로 구성할 수 있다. 이와 같이, 참조 전압 Vref을 고전압측 전원선(24)의 전압과 동일한 전압으로 설정함으로써, 화소 회로(10)의 각 소자 및 배선의 레이아웃을 간소화할 수 있다.

또 본 실시의 형태에 있어서는, 유지 콘덴서 C1의 용량과 초기화 콘덴서 C2의 용량이 동일하다고 가정하여 화소 회로(10)의 동작을 설명했다. 그러나, 이들 용량값도 화소 회로(10)를 구성하는 각 소자의 특성이나 구동 조건 등에 따라 최적으로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면 유지 콘덴서 C1의 용량은, 드라이버 트랜지스터 Q1의 게이트·소스 전극간이나 게이트·드레인 전극간에 존재하는 기생 용량이나, 트랜지스터 Q2, Q3의 오프 리크 전류 등의 영향에 의해, 발광 기간 T3의 사이에 단자간의 전압 VC1이 변화되지 않도록 충분히 크게 설정하는 것이 바람직하다. 또, 유지 콘덴서 C1에 데이터 신호 data를 기록할 수 있고, 또한 유지 콘덴서 C1을 확실히 초기화할 수 있도록 초기화 콘덴서 C2의 용량을 설정하는 것이 바람직하다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 실시의 형태에 의하면, 드라이버 트랜지스터 Q1의 임계값 전압 Vth가 경시 변화에 따라 변동한 경우여도 유기 EL 소자 D1에 흐르는 전류 Ipxl는 그 영향을 받는 일이 없고, 화상 신호에 대응한 휘도로 유기 EL 소자 D1을 발광시킬 수 있다. 또한 본 실시의 형태에 의하면, 유기 EL 소자 D1은 발광 기간 T3에서 화상 신호에 대응한 휘도로 발광하고, 임계값 검출 기간 T1의 개시시에서의 유지 콘덴서 C1의 리셋 기간에서 화상 신호에 무관하게 발광하는 일이 없다. 이 때문에, 본 실시의 형태에 의하면, 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있다.

또, 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1에 의해 유기 EL 소자 D1의 휘도가 정해지기 때문에, 유지 콘덴서 C1의 단자간의 전압 VC1이 상정 외의 변동을 일으키지 않도록 구동할 필요가 있다. 그 때문에, 도 3에 나타낸 시퀀스에 기초하여 각 트랜지스터를 제어함으로써 유지 콘덴서 C1의 전압을 확실히 제어할 수 있다.

이와 같이 본 실시의 형태에 의하면, 드라이버 트랜지스터 Q1의 소스에 유기 EL 소자 D1을 접속하고, 유기 EL 소자 D1의 캐소드를 저전압측 전원선(25)에 공통으로 접속하는 화소 회로(10)를, N채널형 트랜지스터만을 이용하여 구성할 수 있다. 그리고 본 실시의 형태에 있어서의 화소 회로(10)는 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터를 이용하여 대형의 표시 장치를 구성한 경우에 최적이지만, N채널형 폴리실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 경우여도 바람직하다.

또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 행방향으로 배열된 화소 회로(10)에 대해서는 임계값 검출 기간 T1, 기록 기간 T2, 발광 기간 T3의 3개 기간의 위상을 일치시키고, 열방향으로 배열된 화소 회로(10)에 대해서는 각각의 기록 기간 T2가 겹치지 않도록 상기 3개 기간의 위상을 어긋나게 구동하는 구성에 대해서 설명했다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 1필드 기간을 임계값 검출 기간 T1, 기록 기간 T2, 발광 기간 T3을 포함한 3개 기간으로 분할하여, 모든 화소 회로(10)를 동기시켜 구동해도 된다. 즉 참조 전압 Vref을 데이터선(20)으로부터 공급함으로써 트랜지스터 Q3을 생략할 수 있어, 트랜지스터수의 삭감을 도모할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에 있어서 나타낸 전압값 등의 각 수치는 어디까지나 일례를 나타낸 것이며, 이러한 수치는 유기 EL 소자 D1의 특성이나 화상 표시 장치의 사양 등에 따라 적합하게 최적으로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 화상 표시 장치에 의하면, 드라이버 트랜지스터의 소스에 전류 발광 소자를 접속한 화소 회로를, N채널형 트랜지스터를 이용하여 화소 회로를 구성하는 것이 가능해져, 전류 발광 소자를 이용한 액티브 매트릭스형의 화상 표시 장치로서 유용하다.

10: 화소 회로 11: 주사선 구동 회로
12: 데이터선 구동 회로 14: 전원선 구동 회로
20: 데이터선 24: 고전압측 전원선
25: 저전압측 전원선 26: 참조 전압선
41: 주사선 42: 리셋선
43: 트리거선 44: 머지선
D1: 유기 EL 소자 C1: 유지 콘덴서
C2: 초기화 콘덴서 Q1: 드라이버 트랜지스터
Q2, Q3, Q4, Q5: 트랜지스터 SW2, SW3, SW4, SW5: 스위치

Claims

전류 발광 소자와, 상기 전류 발광 소자에 전류를 흐르게 하는 드라이버 트랜지스터와, 상기 드라이버 트랜지스터가 흐르게 하는 전류량을 결정하는 전압을 유지하는 유지 콘덴서와, 화상 신호에 따른 전압을 상기 유지 콘덴서에 기록하는 기록 트랜지스터를 갖는 화소 회로를 복수 배열한 화상 표시 장치로서,
상기 화소 회로의 각각을 구성하는 트랜지스터는 N채널형 트랜지스터이며, 상기 화소 회로의 각각은 인에이블 트랜지스터와 초기화 콘덴서와 분리 트랜지스터를 더 구비하고, 상기 인에이블 트랜지스터의 드레인은 상기 드라이버 트랜지스터의 소스와 접속되고, 상기 인에이블 트랜지스터의 소스는 상기 전류 발광 소자의 애노드와 접속되며, 상기 유지 콘덴서의 한쪽의 단자는 상기 드라이버 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 상기 유지 콘덴서의 다른쪽의 단자는 상기 초기화 콘덴서의 한쪽의 단자에 접속되며, 상기 초기화 콘덴서의 다른쪽의 단자는 상기 유지 콘덴서의 전압을 초기화하기 위한 트리거 신호를 공급하는 트리거선에 접속되고, 상기 기록 트랜지스터는 상기 유지 콘덴서의 상기 한쪽의 단자에 접속되고, 상기 분리 트랜지스터의 드레인은 상기 유지 콘덴서와 상기 초기화 콘덴서가 접속된 절점(節點)과 접속되며, 상기 분리 트랜지스터의 소스는 상기 드라이버 트랜지스터의 소스와 접속된 화상 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 인에이블 트랜지스터를 제어하는 제어 신호는 상기 트리거선에 공급되는 트리거 신호인 화상 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 화소 회로의 각각은, 상기 드라이버 트랜지스터의 게이트에 참조 전압을 인가하기 위한 참조 트랜지스터를 더 구비한 화상 표시 장치.