KR20060043679A - 전자 회로, 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

전자 회로, 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 구동 트랜지스터의 게이트에 목표 전압을 기입하는 시간을 단축하는 것을 과제로 한다.
초기화 기간에서는 트랜지스터(211, 212)를 온시키고 용량 소자의 양단을 단락한 상태로 하여, 노드 A 및 B에 전원 전압 VEL로부터 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp를 뺀 전압을 설정시킨다. 기입 기간에서는 트랜지스터(213)를 온시키는 동시에 데이터 신호 X-j를 공급하여, 노드 B의 전압을 OLED 소자(230)에 흐르게 하는 전류에 따른 분만큼 전압 변화시킨다. 이 전압 변화를 용량비로 배분한 분만큼 노드 A는 임계값 전압으로부터 변화한다. 발광 기간에서는 트랜지스터(214)가 온하여 노드 A의 전압에 따른 전류가 OLED 소자(230)에 흐른다.
전기 광학 장치, 제어 회로, 데이터선, 화소 회로, 구동 트랜지스터

Description

전자 회로, 그 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTRONIC CIRCUIT, DRIVING METHOD THEREOF, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 광학 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 상기 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 상기 전기 광학 장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트.
도 4는 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 5는 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 6은 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 7은 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 8은 제 2 실시예에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 도면.
도 9는 상기 전기 광학 장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트.
도 10은 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 11은 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 12는 상기 화소 회로의 동작 설명도.
도 13은 제 3 실시예에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 도면.
도 14는 실시예에 따른 전기 광학 장치를 컬러화한 구성을 나타내는 도면.
도 15는 상기 전기 광학 장치를 사용한 휴대 전화를 나타내는 도면.
도 16은 상기 전기 광학 장치를 사용한 디지털 스틸 카메라를 나타내는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 전기 광학 장치
12 : 제어 회로
14 : Y 드라이버
16 : X 드라이버
102 : 주사선
104, 106, 108 : 제어선
112 : 데이터선
114 : 전원선
200 : 화소 회로
210 : 구동 트랜지스터
211, 212, 213, 214 : 트랜지스터(각각 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 스위칭 소자)
220 : 용량(용량 소자)
230 : OLED 소자(피구동 소자)
1100 : 휴대 전화기
1200 : 디지털 스틸 카메라
본 발명은 유기 발광 다이오드 소자와 같은 전류 구동형 소자를 구동하는 전자 회로, 전자 회로의 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근 액정 소자를 대신하는 차세대 발광 디바이스로서, 유기 일렉트로루미네선스 소자나 발광 폴리머 소자 등이라고 불리는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, 이하 적절히 「OLED 소자」라고 약칭함) 소자가 주목받고 있다. 이 OLED 소자는 자발광형(自發光型)이기 때문에 시야각 의존성이 적고, 또한 백라이트나 반사광이 불필요하다. 이 때문에 광(廣)시야각이나, 저(低)소비전력, 박형화에 적합하다는 등 표시 패널로서 우수한 특성을 갖고 있다.
여기서, OLED 소자는 액정 소자와 같이 전압 유지성을 갖지 않아 전류가 중단되면, 발광 상태를 유지할 수 없게 되는 전류형 피구동 소자이다. 이 때문에, OLED 소자를 액티브 매트릭스 방식으로 구동할 경우, 기입 기간(선택 기간)에 있어서 화소의 계조(階調)에 따른 전압을 구동 트랜지스터의 게이트에 기입하여, 상기 전압을 게이트 용량 등에 의해 유지하고, 상기 게이트 전압에 따른 전류를 구동 트랜지스터가 OLED 소자에 계속하여 흐르게 하는 구성이 일반적으로 되어 있다.
그런데, 이 구성에서는 구동 트랜지스터의 임계값 전압 특성이 불규칙하게 분포됨으로써, 화소마다 OLED 소자의 밝기가 다르고, 이 때문에 표시 품위가 저하된다는 문제가 지적되고 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 최근에는 기입 기간에서 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 접속시키는 동시에, 구동 트랜지스터로부터 데이터선에 정전류를 흐르게 하고, 이것에 의해 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 OLED 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 기입하도록 프로그래밍하여, 구동 트랜지스터의 임계값 전압 특성의 편차를 보상하는 기술이 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조).
[특허문헌 1] 미국 특허 제 6229506호 공보(도 2 참조)
[특허문헌 2] 일본국 특허공개 2003-177709호 공보(도 3 참조)
그러나, 이 기술에서는 예를 들어 구동 트랜지스터가 p채널형인 경우에, OLED 소자에 흐르게 해야 할 전류가 작아지도록 설정할 때, 기입 기간에서는 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전압이 높고, 상기 구동 트랜지스터의 소스와 드레인 사이의 전류가 흐르기 어려운 상태가 되기 때문에, 기입 기간 내에 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 목적으로 하는 전압을 기입할 수 없다고 하는 문제가 새롭게 지적되었다.
본 발명은 상술한 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 구동 트랜지스터의 게이트에 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 신속하게 기입할 수 있는 전자 회로, 그 구동 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기를 제공하는 것을 목 적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전자 회로의 구동 방법은 피구동 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이를 온(on) 또는 오프(off)하는 제 1 스위칭 소자와, 한쪽 끝이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와, 상기 용량 소자의 다른쪽 끝과 상기 구동 트랜지스터의 드레인 사이를 온 또는 오프하는 제 2 스위칭 소자와, 신호선과 상기 용량 소자의 다른쪽 끝 사이를 온 또는 오프하는 제 3 스위칭 소자와, 오프했을 때에 상기 구동 트랜지스터의 제어에 관계없이 상기 피구동 소자에 흐르는 전류를 차단하는 제 4 스위칭 소자를 구비하는 전자 회로의 구동 방법으로서, 적어도 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 온시키고, 그 후 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 오프시키는 제 1 스텝과, 상기 제 3 스위칭 소자를 온시킨 상태에서 상기 신호선에 대하여 상기 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 인가하는 제 2 스텝과, 상기 제 3 스위칭 소자를 오프시키는 한편, 상기 제 4 스위칭 소자의 온 상태가 계속됨으로써 상기 구동 트랜지스터가 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 전류를 상기 피구동 소자에 계속하여 흐르게 하는 제 3 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의하면, 제 1 스위칭 소자가 온함으로써, 구동 트랜지스터가 다이오드 접속되는 동시에, 제 2 스위칭 소자도 온함으로써, 용량 소자의 양단이 단락(短絡)되어 용량 소자의 전압 유지 상태가 소거되고, 용량 소자의 한쪽 끝 및 구동 트랜지스터의 게이트(노드 A), 용량 소자의 다른 쪽 끝(노드 B)은 상기 구동 트랜지스터의 임계값 전압에 따른 전압이 된다. 그 후, 제 1 및 제 2 트랜지스터가 오프되어, 이것에 의해 노드 A는 임계값 전압에 따른 전압으로 유지된다(제 1 스텝). 다음으로, 제 2 스텝에서 노드 B는 데이터선에 인가된 전압(피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압)으로 변화되고, 이 전압 변화에 따른 분만큼 노드 A의 전압도 변화되어 유지된다. 제 3 스텝에서는 변화 후에서의 노드 A의 전압에 따른 전류가 피구동 소자에 계속하여 흐르지만, 이 때 흐르는 전류는 구동 트랜지스터의 임계값 특성이 취소되어 있다. 또한, 제 2 스텝에서는 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 용량 소자의 다른쪽 끝에 인가하는 것으로서, 구동 트랜지스터의 게이트에 직접 인가하지 않기 때문에, 상기 전압의 기입에 필요한 시간을 단축화할 수 있다.
이 방법에서는 상기 제 1 스텝에서 상기 제 2 스위칭 소자를 오프시킨 후에, 상기 제 1 스위칭 소자를 오프시킬 수도 있다. 이와 같이, 제 2 및 제 1 스위칭 소자를 차례로 오프시키면, 확실하게 노드 A를 구동 트랜지스터의 임계값 전압에 따른 전압으로 되게 하는 것이 가능해진다.
또한, 이 방법에서는 상기 제 1 스텝에서 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 대략 동시에 온시키는 동시에 상기 제 3 스위칭 소자를 온시켜, 상기 구동 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 전류를 흐르게 하고, 그 후 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 대략 동시에 오프시킬 수도 있다. 이 방법에서는 제 1 및 제 2 스위칭 소자의 온/오프가 공통 제어되기 때문에, 전자 회로에서의 제어선 수를 감소시킬 수 있게 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전자 회로는 피구동 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에서 제 1 기간에서 온하고 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 1 스위칭 소자와, 한쪽 끝이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와, 상기 용량 소자의 다른쪽 끝과 상기 구동 트랜지스터의 드레인 사이에서 상기 제 1 기간의 개시 시에서 적어도 온하고 상기 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 2 스위칭 소자와, 상기 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압이 상기 제 2 기간에서 인가되는 신호선과 상기 용량 소자의 다른쪽 끝 사이에서 상기 제 2 기간에서 온하는 제 3 스위칭 소자와, 상기 제 1 기간에 오프하고 상기 제 2 및 제 3 기간에 온하는 동시에 오프했을 때에 상기 구동 트랜지스터의 제어에 관계없이, 상기 피구동 소자에 흐르는 전류를 차단하는 제 4 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 전자 회로에 의하면, 구동 트랜지스터의 임계값 특성에 의존시키지 않고 피구동 소자에 전류를 흐르게 할 수 있는 동시에, 상기 전류에 따른 전압의 기입에 필요한 시간을 단축화할 수 있다.
이 전자 회로에 있어서, 상기 제 1 및 제 4 스위칭 소자는 서로 다른 도전형의 트랜지스터로서, 이들의 게이트는 공통의 제어선에 접속되는 구성으로 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 전자 회로에서의 제어선 수를 1개분 삭감할 수 있다.
이 구성에 있어서, 상기 제 2 스위칭 소자는 상기 제 4 스위칭 소자와 동일 도전형의 트랜지스터로서, 상기 제 2 스위칭 소자의 게이트도 상기 제어선에 공통 접속되는 구성이 바람직하다. 이것에 의해, 전자 회로에서의 제어선을 1개분 더 삭감할 수 있다.
물론, 상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자는 각각 트랜지스터로서, 그들의 게이트는 서로 다른 제어선에 접속되는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 상기 전자 회로에 있어서, 상기 피구동 소자는 전기 광학 소자인 것이 바람직하며, 특히 유기 발광 다이오드 소자인 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전자 회로는 차례로 선택되는 주사선과, 전기 광학 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압이 인가되는 데이터선의 교차에 대응하여 화소 회로를 갖는 전기 광학 장치로서, 상기 화소 회로는 상기 전기 광학 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에서 제 1 기간에서 온하고 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 1 스위칭 소자와, 한쪽 끝이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와, 상기 용량 소자의 다른쪽 끝과 상기 구동 트랜지스터의 드레인 사이에서 상기 제 1 기간의 개시 시에서 적어도 온하고 상기 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 2 스위칭 소자와, 상기 데이터선과 상기 용량 소자의 다른쪽 끝 사이에서 상기 제 2 기간에서 온하는 제 3 스위칭 소자와, 상기 제 1 기간에 오프하고 상기 제 2 및 제 3 기간에 온하는 동시에 오프했을 때에 상기 구동 트랜지스터의 제어에 관계없이, 상기 전기 광학 소자에 흐르는 전류를 차단하는 제 4 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 전기 광학 장치에 의하면, 구동 트랜지스터의 임계값 특성에 의존하지 않는 전류를 전기 광학 소자에 흐르게 할 수 있는 동시에, 상기 전류에 따른 전압의 기입에 필요한 시간을 단축화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 기기로서는 이 전기 광학 장치를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 광학 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 전기 광학 장치(10)에서는 복수개의 주사선(102)이 횡방향(X방향)으로 연장 접속되는 한편, 복수개의 데이터선(신호선)(112)이 도면에서 종방향(Y방향)으로 연장 설치되어 있다. 그리고, 이들 주사선(102)과 데이터선(112)의 교차의 각각에 대응하도록 화소 회로(전자 회로)(200)가 각각 설치되어 있다.
여기서, 설명의 편의상, 본 실시예에서는 주사선(102)의 개수(행수)를 「360」으로 하고 데이터선의 개수(열수)를 「480」으로 하여, 화소 회로(200)가 세로 360행×가로 480열의 매트릭스 형상으로 배열하는 구성을 상정(想定)한다. 다만, 본 발명을 이 배열로 한정하는 취지는 아니다.
또한, 화소 회로(200)의 배열에서, 주사선(102)에 평행하도록 제어선(104, 108)이 각각 행마다 X방향으로 연장 설치되어 있다. 이 때문에, 주사선(102) 및 제어선(104, 108)이 1세트로 되어, 1행분의 화소 회로(200)에 겸용되어 있다.
또한, 화소 회로(200)에는 후술하는 OLED 소자가 포함되고, 이 OLED 소자로의 전류를 화소 회로(200)마다 제어함으로써 소정의 화상이 계조 표시된다.
Y 드라이버(14)는 1수평 주사 기간마다 1행씩 주사선(102)을 선택하여, 선택한 주사선(102)에 대하여 H레벨의 주사 신호를 공급하는 동시에, 이 선택에 동기(同期)한 각종 제어 신호를 제어선(104, 108)에 각각 공급하는 것이다. 즉, Y 드라이버(14)는 주사선(102) 및 제어선(104, 108)에 대하여 행마다 주사 신호나 제어 신호를 각각 공급하는 것이다.
여기서, 설명의 편의상 i행째(i는 1≤i≤360를 충족시키는 정수이며, 행을 일반화하여 설명하기 위한 것)의 주사선(102)에 공급되는 주사 신호를 GWRT-i로 표기한다. 마찬가지로, i행째의 제어선(104, 108)에 공급되는 제어 신호를 GINI-i 및 GEL-i로 각각 표기한다.
한편, X 드라이버(16)는 Y 드라이버(14)에 의해 선택된 주사선(102)에 대응하는 1행분의 화소 회로, 즉 선택된 행에 위치하는 1∼480열의 화소 회로(200) 각각에 상기 화소 회로(200)의 OLED 소자에 흐르게 해야 할 전류(즉, 화소의 계조)에 따른 전압의 데이터 신호를 1∼480열째의 데이터선(112)을 통하여 각각 공급하는 것이다. 여기서, 데이터 신호는 전압이 낮을수록 화소가 밝아지도록 지정하고, 반대로 전압이 높을수록 화소가 어두워지도록 지정한다.
또한, 설명의 편의상 j열째(j는 1≤j≤480를 충족시키는 정수이며, 열을 일반화하여 설명하기 위한 것)의 데이터선(112)에 공급되는 데이터 신호를 X-j로 표기한다.
또한, 모든 화소 회로(200)에는 OLED 소자의 전원이 되는 고위측 전압 VEL이 전원선(114)을 통하여 각각 공급된다. 또한, 모든 화소 회로(200)는 전압 기준의 전위 Gnd에 공통 접지되어 있다.
또한, 화소의 최저 계조인 흑색을 지정하는 데이터 신호 X-j의 전압은 VEL보다도 낮게, 화소의 최고 계조인 백색을 지정하는 데이터 신호 X-j의 전압은 Gnd보다도 높게 설정된다. 환언하면, 데이터 신호 X-j의 전압 범위는 전원 전압 내가 되도록 설정되어 있다.
제어 회로(12)는 Y 드라이버(14) 및 X 드라이버(16)에 각각 클록 신호(도시 생략) 등을 공급하여 양 드라이버를 제어하는 동시에, X 드라이버(16)에 계조를 화소마다 규정하는 화상 데이터를 공급한다.
본 실시예에 있어서, 매트릭스 형상으로 배열하는 화소 회로(200)는 모두 공통의 구성이다. 그래서, 화소 회로(200)의 구성을 i행 j열에 위치하는 것으로 대표하여 설명한다. 도 2는 i행 j열에 위치하는 화소 회로(200)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 화소 회로(200)는 구동 트랜지스터(210)와, 제 1∼제 4 스위칭 소자로서 기능하는 트랜지스터(211, 212, 213, 214)와, 용량 소자로서 기능하는 용량(220)과, 전기 광학 소자로서의 OLED 소자(230)를 갖는다.
이 중, p채널형 구동 트랜지스터(210)의 소스는 전원선(114)에 접속되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(210)의 드레인은 p채널형 트랜지스터(211)의 드레인 및 n채널형 트랜지스터(212, 214)의 각 드레인에 각각 접속되어 있다.
트랜지스터(214)의 소스는 OLED 소자(230)의 양극(陽極)에 접속되고, 또한 상기 OLED 소자(230)의 음극(陰極)은 전원의 저위측 전압 Gnd에 접지되어 있다. 이 때문에, OLED 소자(230)는 전원의 고위측 전압 VEL 및 저위측 전압 Gnd 사이의 경로에 구동 트랜지스터(210) 및 트랜지스터(214)와 함께 전기적으로 삽입된 구성으로 되어 있다.
한편, 구동 트랜지스터(210)의 게이트는 용량(220)의 한쪽 끝 및 트랜지스터(211)의 소스에 접속되어 있다. 또한, 설명의 편의상 구동 트랜지스터(210)의 게이트(용량(220)의 한쪽 끝)를 노드 A라고 한다.
또한, 이 노드 A에는 용량(222)의 한쪽 끝이 접속되고, 용량(222)의 다른쪽 끝은 전원선(114)에 접속되어 있다. 또한, 이 용량(222)은 구동 트랜지스터(210)의 게이트 용량으로 대용할 수 있기 때문에, 적극적으로 설치할 필요는 없다.
트랜지스터(211, 214)의 게이트는 i행째의 제어선(108)에 공통 접속되어 있다. 이 때문에, 채널형이 상이한 트랜지스터(211, 214)는 상기 제어선(108)에 공급되는 제어 신호 GEL-i의 논리 레벨에 따라 서로 배타적으로 온/오프하게 된다.
트랜지스터(212)의 소스는 용량(220)의 다른쪽 끝과 n채널형 트랜지스터(213)의 드레인에 각각 접속되는 한편, 트랜지스터(212)의 게이트는 i행째의 제어선(104)에 접속되어 있다. 이 때문에, 트랜지스터(212)는 상기 제어선(104)에 공급되는 제어 신호 GINI-i가 H레벨이면 온하고, L레벨이면 오프하게 된다.
또한, 트랜지스터(213)의 소스는 j열째의 데이터선(112)에 접속되고, 그 게 이트는 i행째의 주사선(102)에 접속되어 있다. 이 때문에, 트랜지스터(213)는 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되었을 때에 온하고, j열째의 데이터선(112)에 공급되는 데이터 신호 X-j(의 전압)를 용량(220)의 다른쪽 끝에 인가하게 된다. 여기서, 설명의 편의상 용량(220)의 다른쪽 끝(트랜지스터(212)의 소스, 트랜지스터(213)의 드레인)을 노드 B라고 한다.
또한, 매트릭스형으로 배열하는 화소 회로(200)는 유리 등의 투명 기판에 주사선(102)이나 데이터선(112), 제어선(104, 108) 등과 함께 형성되어 있다. 이 때문에, 구동 트랜지스터(210)나 트랜지스터(211, 212, 213, 214)는 폴리 실리콘 프로세스에 의한 TFT(박막 트랜지스터)에 의해 구성된다. 또한, OLED 소자(230)는 기판 위에서 ITO(산화주석인듐) 등의 투명 전극막을 양극(개별 전극)으로 하고, 알루미늄이나 리튬 등의 단체(單體) 금속막 또는 이들의 적층막을 음극(공통 전극)으로 하여, 발광층을 사이에 삽입한 구성으로 되어 있다.
다음으로, 전기 광학 장치(10)의 동작에 대해서 설명한다. 도 3은 전기 광학 장치(10)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트가다.
우선, Y 드라이버(14)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 1수직 주사 기간(1F)의 개시 시로부터 1행째, 2행째, 3행째, …, 360행째의 주사선(102)을 차례로 1개씩 1수평 주사 기간(1H)마다 선택하여, 선택한 주사선(102)의 주사 신호만을 H레벨로 하고, 다른 주사선으로의 주사 신호를 L레벨로 한다.
여기서, i행째의 주사선(102)이 선택되어 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되는 1 수평 주사 기간(1H)에 착안하여, 상기 수평 주사 기간 및 그 전후의 동작에 대해서 도 3과 함께 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 변화되는 타이밍보다도 기간 Ti만큼 선행한 타이밍 t1로부터 i행 j열에서의 화소 회로(200)의 기입 동작의 사전 준비가 개시된다. 한편, 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로부터 다시 L레벨로 변화되어도, 기입한 전압에 의거한 발광을 유지하는 동작이 계속된다.
이 때문에, i행 j열의 화소 회로(200)의 동작에 대해서는 대별(大別)하면, 타이밍 t1로부터 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 변화될 때까지의 제 1 기간 (1), 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되는 제 2 기간 (2), 및 주사 신호 GWRT-i가 L레벨로 변화된 후의 제 3 기간 (3)의 3개로 나눌 수 있다.
이들 제 1 내지 제 3 기간에 대해서는 그 동작 내용에 착안하여, 각각 초기화 기간 (1), 기입 기간 (2) 및 발광 유지 기간 (3)이라고 칭하기로 한다. 이 중의 초기화 기간 (1)에 대해서는, 본 실시예에서는 다시 2개의 기간 (1a) 및 (1b)로 나눌 수 있다.
이하, 이들 기간의 동작에 대해서 차례로 설명하기로 한다.
우선, 타이밍 t1 전에서 주사 신호 GWRT-i, 제어 신호 GEL-i 및 GINI-i는 모두 L레벨이다. 그리고, 타이밍 t1에 도달하면, 초기화 기간 (1) 중 최초의 기간 (1a)로 되고, Y 드라이버(14)는 제어 신호 GINI-i만을 H레벨로 한다. 이 때문에, 화소 회로(200)에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, L레벨의 제어 신호 GEL-i에 의해 트랜지스터(211)가 온하고 있기 때문에, 구동 트랜지스터(210)가 다이오드로서 기능한다. 이 때문에, 노드 A는 전원 전압 VEL로부터 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp를 뺀 전압 (VEL-Vthp)로 된다. 또한, 트랜지스터(212)도 온하기 때문에, 노드 B는 노드 A와 동일한 전위로 되고, 용량(220)의 전하 축적 상태도 소거된다.
구동 트랜지스터(210)의 드레인은 p채널형 트랜지스터(211)의 드레인 및 n채널형 트랜지스터(212, 214)의 각 드레인에 각각 접속되어 있기 때문에, 확실하게 용량(220)의 2개의 전극을 동일한 전위로 할 수 있고, 용량(220)의 전하 축적 상태도 소거할 수 있다.
여기서, 기간 (1a)에서는 트랜지스터(211)의 온에 의해 구동 트랜지스터(210)는 다이오드로서 기능하지만, p채널형 구동 트랜지스터(210)의 게이트 전압이 전원 전압 VEL에 가깝기 때문에, 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르기 어려운 상태에 있다. 이 때문에, 노드 A가 전압 (VEL-Vthp)에 도달할 때까지는 실제로는 비교적 긴 시간이 필요하게 된다. 다만, 본 실시예에서는 기간 (1a)에서 트랜지스터(211, 212)가 함께 온하여 용량(220)의 양단이 단락 상태로 되기 때문에, 용량(220)의 충(充)방전에 의한 시간 손실을 고려하지 않아도 된다. 또한, 기간 (1a)가 다음 기입 기간 (2)와는 무관하기 때문에, 기간 (1a)에 필요한 기간, 즉, 노드 A가 전압 (VEL-Vthp)에 도달할 때까지의 시간은 기입 기간 (2)보다도 시간적으로 앞의 기간에 서 충분히 확보할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 X 드라이버(16)는 전압이 높을수록 화소가 어두워지도록 데이터 신호를 출력하지만, 데이터 신호의 전압과 기간 (1a)의 최종 타이밍에서의 노드 A의 전압 (VEL-Vthp)는 화소의 최저 계조(흑색)를 지정하는 데이터 신호의 최고 전압값이 전압 (VEL-Vthp) 이하의 관계에 있다.
따라서, 화소를 서서히 밝게 하는 것을 지정함에 따라, 데이터 신호는 전압 (VEL-Vthp)에 대하여 저하(低下) 방향으로 이간하게 된다.
다음으로, 초기화 기간 (1)의 기간 (1b) 개시 타이밍에 도달하면, Y 드라이버(14)는 제어 신호 GINI-i를 L레벨로 복귀시킨다. 이 때문에, 화소 회로(200)에서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(212)가 오프하지만 트랜지스터(211)의 온이 계속됨으로써, 구동 트랜지스터(210)는 계속하여 다이오드로서 기능한다.
이어서, 기입 기간 (2)의 개시 타이밍에서 Y 드라이버(14)는 제어 신호 GEL-i를 H레벨로 복귀시키기 때문에, 이 개시 타이밍에서는 노드 A는 전압 (VEL-Vthp)이다. 다만, 노드 A는 용량(222)에 의해서만 유지되는 것에 불과하기 때문에, 노드 B가 전압 변화하면 노드 A도 전압 변화하게 된다.
여기서, 기입 기간 (2)에서 Y 드라이버(14)는 주사 신호 GWRT-i를 H레벨로 되게 하기 때문에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(213)가 온하는 한편, X 드라이버(16)는 i행 j열의 화소 계조에 따른 계조 전압의 데이터 신호 X-j를 j열째의 데이터선(112)에 공급하기 때문에, 노드 B는 초기화 기간 (1)의 전압 (VEL-Vthp)로부터 계조 전압으로 변화하게 된다.
상술한 바와 같이, 데이터 신호의 최고 전압값은 전압 (VEL-Vthp) 이하이기 때문에, 데이터 신호 X-j의 전압은 (VEL-Vthp-ΔV)로서 표시할 수 있다. 또한, ΔV는 초기화 기간 (1)에서의 노드 B의 전압 (VEL-Vthp)로부터의 전압 변화(저하)분을 나타내며, 화소를 밝게 함에 따라 커진다.
이와 같이, 노드 B는 초기화 기간 (1)에서부터 기입 기간 (2)에 걸쳐 전압 (VEL-Vthp)에서 데이터 신호 X-j의 전압 (VEL-Vthp-ΔV)로 저하된다. 따라서, 노드 A는 노드 B에서의 전압 변화분 ΔV를 용량(220)과 구동 트랜지스터(210)의 게이트 용량의 용량비로 배분한 분만큼 초기화 기간 (1)의 전압 (VEL-Vthp)로부터 저하된다.
상세하게는, 용량(220)의 사이즈를 Ca로 하고 구동 트랜지스터(210)의 게이트 용량을 Cb로 했을 때에, 노드 A는 전압 (VEL-Vthp)로부터 {ΔV·Ca/(Ca+Cb)}만큼 저하되기 때문에, 결과적으로, 노드 A의 전압 Vg는 다음 식과 같이 표시할 수 있다.
Vg=VEL-Vthp-ΔV·Ca/(Ca+Cb) …(a)
또한, 기입 기간 (2)에서 제어 신호 GEL-i가 H레벨로 되면, 트랜지스터(214)가 온하기 때문에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 노드 A의 전압 Vg에 따른 전류 IEL이 전원선(114)→구동 트랜지스터(210)→트랜지스터(214)→OLED 소자(230)→접지(Gnd)라는 경로로 흐른다. 이 때문에, OLED 소자(230)는 상기 전류에 따른 밝기로 발광을 개시하게 된다.
그리고, 발광 유지 기간 (3)에 도달하면, Y 드라이버(14)는 주사 신호 GWRT-i를 L레벨로 하는 한편, 제어 신호 GEL-i를 H레벨로 유지한다. 이 때문에, 화소 회로(200)에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(213)가 오프하지만 용량(220)에서의 전압 유지 상태가 변화하지 않기 때문에, 노드 A는 전압 Vg로 유지된다. 이것에 의해, 발광 유지 기간 (3)에서는 OLED 소자(230)가 상기 전류 IEL에 따른 밝기로 계속하여 발광하게 된다.
기입 기간 (2) 및 발광 유지 기간 (3)에서 OLED 소자(230)에 흐르는 전류 IEL은 구동 트랜지스터(210)의 소스와 드레인 사이의 도통 상태에 따라 결정되고, 상기 도통 상태는 노드 A의 전압에 의해 설정된다. 여기서, 구동 트랜지스터(210)의 소스로부터 본 게이트의 전압은 노드 A의 전압 Vg 그 자체이기 때문에, 전류 IEL은 다음과 같이 표시된다.
IEL=(β/2)(VEL-Vg-Vthp)2 …(b)
또한, 이 식에서 β는 구동 트랜지스터(210)의 이득계수이다.
여기서, 식 (b)에 식 (a)를 대입하여 정리하면,
IEL=(β/2){ΔV·Ca/(Ca+Cb)}2 …(c)
로 된다. 이 식 (c)에 표시되는 바와 같이, OLED 소자(230)에 흐르는 전류 IEL은 구동 트랜지스터(210)의 임계값 Vthp에 의존하지 않고, 전압 변화분 ΔV에 의해서만 결정된다(용량 Ca, Cb 및 이득계수 β는 고정값임).
발광 유지 기간 (3)이 미리 지정된 기간만큼 계속되면, Y 드라이버(14)는 제어 신호 GEL-i를 L레벨로 한다. 이것에 의해, 트랜지스터(214)가 오프하기 때문에, 전류 경로가 차단되는 결과, OLED 소자(230)는 소등하게 된다.
여기서, Y 드라이버(14)는 1행째에서 360행째까지 대응하는 제어 신호 GEL-1∼GEL-360의 H레벨 기간이 동일해지도록 제어한다. 환언하면, 모든 OLED 소자(230)에 대하여 1수직 주사 기간에서 발광 유지 기간 (3)이 차지하는 비율이 일정해지도록 제어한다. 이 때문에, 발광 유지 기간 (3)을 길게 하면 화면 전체가 밝아지는 한편, 짧게 하면 화면 전체를 어둡게 할 수 있다.
또한, 발광 유지 기간 (3)의 최장(最長)은 1수직 주사 기간(1F) 중 초기화 기간 (1) 및 기입 기간 (2)를 제외한 기간의 전역(全域)이다. 이 때문에, i행째로 말하자면, 제어 신호 GEL-i는 주사 신호 GWRT-i가 H레벨에서 L레벨로 변화하는 타이밍으로부터 1수직 주사 기간(1F) 경과하여 다시 i행째의 주사선(102)이 선택되는 타이밍보다 기간 Ti만큼 선행한 타이밍 t1까지의 기간에서 H레벨을 취할 수 있다.
여기서는 i행 j열의 화소 회로(200)의 동작에 대해서 설명했지만, i행의 다른 화소에 대해서도 모두 초기화 기간 (1), 기입 기간 (2) 및 발광 유지 기간 (3)의 동작이 동시 병렬적으로 실행된다.
또한, 여기서는 i행째에 대해서 착안하여 설명했지만, 1행째에서 360행째까지에 대해서도 1수평 주사 기간(1H)마다 차례로 주사선(102)이 선택되어, 상기 선택 기간에서 기입 기간 (2)의 동작이 실행된다. 그리고, 기입 기간 (2)의 전에는 초기화 기간 (1)이, 기입 기간 (2)의 후에는 발광 유지 기간 (3)이 각각 실행된다. 예를 들어, i행째에 연속되는 (i+1)행째에 대해서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 주사 신호 GWRT-(i+1)이 H레벨로 되는 타이밍보다 기간 Ti만큼 선행한 타이밍 t2로부터 초기화 기간 (1)로 되고, 그 후 주사 신호 GWRT-(i+1)이 H레벨로 되는 기간에서 기입 기간 (2)로 된다. (i+1)행째의 기입 기간에서, j열째의 데이터선(112)에는 (i+1)행 j열의 화소 계조에 따른 전압의 데이터 신호 X-j가 공급되어 그 전압 변화분이 노드 A에 기입되고, 그 후 발광 유지 기간 (3)으로 된다.
따라서, 초기화 기간 (1)이 인접하는 2행 이상에 걸쳐 병행하여 실행되는 경우도 있을 수 있다. 마찬가지로, 발광 유지 기간 (3)도 인접하는 2행 이상에 걸쳐 병행하여 실행된다.
이 제 1 실시예에 의하면, 초기화 기간 (1)에서 트랜지스터(211)의 온에 의해 구동 트랜지스터(210)를 다이오드 접속하는 동시에, 트랜지스터(212)의 온에 의해 용량(220)의 전압 유지 상태를 소거하고, 그 후 트랜지스터(212)의 오프 및 트 랜지스터(211)의 오프를 거쳐, 노드 A를 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp에 따른 전압 (VEL-Vthp)로 되게 한다. 여기서, 노드 A가 전압 (VEL-Vthp)에 도달할 때까지 비교적 장시간을 필요로 하지만, 본 실시예에 의하면, 행이 선택되는 기입 기간 (2)와는 시간적으로 앞의 기간에서 충분히 긴 기간을 확보하여 초기화 기간 (1)로서 할당하고 있기 때문에, 초기화 기간 (1)의 장기화는 문제되지 않는다.
또한, 제 1 실시예에 있어서, 기입 기간 (2)에서는 데이터 신호 X-j를 노드 B에 인가하여 용량(220)의 다른쪽 끝을 전압 변화시키고, 이 전압 변화에 의한 전하의 재분배에 의해, 구동 트랜지스터(210)의 게이트에 OLED 소자(230)에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 기입하고 있다. 이 때문에, 초기화 기간 (1)의 확보와 상응하여 구동 트랜지스터(210)의 게이트에 OLED 소자(230)에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 직접 기입하는 방식과 비교하여, 전압의 기입에 필요한 시간을 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 발광 유지 기간 (3)에서, OLED 소자(230)에 흐르는 전류는 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp에 의존하지 않는다. 이 때문에, 화소 회로(200)마다 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp가 불규칙하게 분포되어도, OLED 소자(230)에 흐르게 하는 전류를 균일하게 일치시킬 수 있다.
따라서, 제 1 실시예에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 고해상도화에 따라 화소 수가 증가하여도, 데이터 신호의 기입 시간을 짧게 할 수 있는 동시에, OLED 소자(230)에 흐르는 전류의 균일성을 확보하는 것이 가능해진다.
<제 2 실시예>
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기 광학 장치에 대해서 설명한다. 이 제 2 실시예에 따른 전기 광학 장치는 제 1 실시예에서의 화소 회로를 도 8에 나타내는 화소 회로(200)로 치환한 것이다.
도 2에 나타내는 화소 회로(제 1 실시예)에서는 트랜지스터(211, 214)의 온/오프를 제어선(108)에 의해 공급되는 제어 신호 GEL-i에 의해 공통 제어하는 한편, 트랜지스터(212)의 온/오프에 대해서는 별도의 제어선(104)에 의해 공급되는 제어 신호 GINI-i에 의해 제어하는 구성이었지만, 도 8에 나타내는 화소 회로(200)에서는 트랜지스터(212)를 p채널형으로 변경하는 동시에 트랜지스터(212)의 게이트를 제어선(108)에 접속하여, 트랜지스터(211, 214)뿐만 아니라 트랜지스터(212)에 대해서도 공통으로 제어하는 구성으로 한 것이다. 이 때문에, 도 1 및 도 2에서의 제어선(104)이 제 2 실시예에서는 불필요하게 된다.
또한, 도 8에 있어서 트랜지스터(211, 212)는 모두 p채널형이고 트랜지스터(214)는 n채널형이기 때문에, 제어 신호 GEL-i가 H레벨이면, 트랜지스터(211, 212)는 모두 오프하고 트랜지스터(214)는 온하는 한편, 제어 신호 GEL-i가 L레벨이면, 트랜지스터(211, 212)는 모두 온하고 트랜지스터(214)는 오프하게 된다. 즉, 트랜지스터(211, 212)와 트랜지스터(214)는 서로 도전형이 다르기 때문에, 배타적으로 온/오프하게 된다.
여기서, 트랜지스터(211, 212)를 모두 동일한 채널형으로 하면, 트랜지스터 (211, 212)의 임계값 전압이 동등해지기 때문에, 다른 채널형으로 구성한 경우에 비하여 동일한 제어 신호 GINI-i에 의해 동작을 확실하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 동일한 제어 신호 GINI-i에 대하여 한쪽의 트랜지스터가 온하고, 다른쪽 트랜지스터가 오프하는 등의 오(誤)동작을 방지할 수 있다. 또한, 동일한 채널형으로 함으로써, 트랜지스터에 불순물을 주입할 때의 마진을 마련할 필요가 없어, 트랜지스터(211)와 트랜지스터(212)를 보다 근접하게 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 화소 영역에서의 트랜지스터 점유 영역을 최소한으로 할 수 있는 동시에, 트랜지스터(211)와 트랜지스터(212)의 트랜지스터 특성을 균일하게 제조하는 것이 가능하다. 또한, 구동 트랜지스터(210)가 트랜지스터(211) 및 트랜지스터(212)와 동일한 채널형이면, 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 동일한 채널형만으로 구성함으로써, 화소 회로에 공급하는 신호에 대한 전원의 전압 범위를 최저한으로 할 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 전자 회로를 실현할 수 있다.
다음으로, 제 2 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 도 9는 제 2 실시예에 따른 전기 광학 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트가다.
우선, Y 드라이버(14)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시예와 동일하게 1수직 주사 기간(1F)의 개시 시로부터 1행째, 2행째, 3행째, …, 360행째의 주사선(102)을 차례로 1개씩 1수평 주사 기간(1H)마다 선택하여, 선택한 주사선(102)의 주사 신호만을 H레벨로 하고, 다른 주사선으로의 주사 신호를 L레벨로 한다.
여기서, i행째의 주사선(102)이 선택되어 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되는 1 수평 주사 기간(1H)에 착안하여, 상기 수평 주사 기간 및 그 전후의 동작에 대해서 도 9와 함께 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되는 1수평 주사 기간(1H)에 대해서는, 제어 신호 GEL-i가 L레벨인 초기화 기간 (1)과 제어 신호 GEL-i가 H레벨인 기입 기간 (2)로 대별할 수 있다.
제 2 실시예에 있어서, i행째의 초기화 기간 (1) 전에서는 주사 신호 GWRT-i 및 제어 신호 GEL-i는 모두 L레벨이다. 그리고, 초기화 기간 (1)에 도달하면, Y 드라이버(14)는 제어 신호 GEL-i를 L레벨로 한 상태에서 주사 신호 GWRT-i를 H레벨로 한다. 또한, X 드라이버(16)는 모든 데이터선(112)에 공급하는 데이터 신호를 초기 전압 Vini로 한다.
초기화 기간 (1) 이전에서는 제어 신호 GEL-i가 L레벨이기 때문에, 트랜지스터(214)가 오프하지만, 트랜지스터(211, 212)가 모두 온하고 또한 주사 신호 GWRT-i가 H레벨이기 때문에, 트랜지스터(213)도 온한다. 따라서, 화소 회로(200)에서는 다음 조건을 만족시키는 경우에 전류가 도 10에 나타낸 바와 같이, 전원선(114)→구동 트랜지스터(210)→트랜지스터(212)→트랜지스터(213)→데이터선(112)이라는 경로로 흐른다. 여기서, 상기 경로에 전류가 흐르는 조건은, 데이터선(112)의 초기 전압 Vini가 전원선(114)의 전압 VEL로부터 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp를 뺀 전압 (VEL-Vthp)보다도 낮은 것이다. 이 때문에, 초기 전압 Vini는 (VEL-Vthp-α)로 표시할 수 있다. 여기서, α는 플러스 값이면 좋지만, 본 실시예에서는 대략 제로(zero)에 가까운 수로 한다. 또한, 초기 전압 Vini와 데이터 신호는 화소의 최저 계조(흑색)를 지정하는 데이터 신호의 최고 전압값이 초기 전압 (VEL-Vthp-α) 이하의 관계에 있다. 이 때문에, 제 2 실시예에 있어서도 화소를 서서히 밝게 하는 것을 지정함에 따라, 데이터 신호가 전압 (VEL-Vthp)에 대하여 저하 방향으로 이간하게 된다.
이와 같이 초기화 기간 (1)에서는, 전압차는 작지만 전원선(114)으로부터 데이터선(112)까지 전류가 흐른다. 또한, 초기화 기간 (1)에서는 트랜지스터(211, 212)가 모두 온하여 용량(220)의 양단이 단락 상태로 된다. 이 때문에, 용량(220)의 충방전에 의한 시간 손실이 발생하지 않기 때문에, 노드 A는 비교적 단시간에 데이터선(112)과 대략 동일한 초기 전압 (VEL-Vthp-α)로 된다.
이어서, 기입 기간 (2)의 개시 타이밍에서, Y 드라이버(14)는 주사 신호 GWRT-i를 H레벨로 유지한 상태에서 제어 신호 GEL-i를 H레벨로 한다. 이 때문에, 이 개시 타이밍에서는 노드 A는 전압 (VEL-Vthp-α)이다. 다만, 노드 A는 용량(222)에 의해서만 유지되는 것에 불과하기 때문에, 제 1 실시예와 동일하게 노드 B가 전압 변화하면, 노드 A도 전압 변화하게 된다.
한편, 기입 기간 (2)에서, X 드라이버(16)는 i행 j열의 화소 계조에 따른 계 조 전압의 데이터 신호 X-j를 j열째의 데이터선(112)에 공급한다. 이 때문에, 노드 B는 초기화 기간 (1)의 전압 (VEL-Vthp-α)로부터 계조 전압으로 저하되기 때문에, 데이터 신호 X-j의 전압은 (VEL-Vthp-α-ΔV)로서 표시할 수 있다.
따라서, 노드 A는 도 11에 나타낸 바와 같이, 노드 B에서의 전압 변화분 ΔV를 용량(220)과 구동 트랜지스터(210)의 게이트 용량의 용량비로 배분한 분만큼 초기화 기간 (1)의 전압 (VEL-Vthp-α)로부터 저하하게 된다.
또한, 기입 기간 (2)에서 제어 신호 GEL-i가 H레벨로 되면, 트랜지스터(214)가 온하기 때문에, 도 11에 나타낸 바와 같이, 노드 A의 전압 Vg에 따른 전류 IEL이 제 1 실시예와 동일하게 전원선(114)→구동 트랜지스터(210)→트랜지스터(214)→OLED 소자(230)→접지(Gnd)라는 경로로 흐른다. 이 때문에, OLED 소자(230)는 상기 전류에 따른 밝기로 발광을 개시하게 된다.
그리고, 발광 유지 기간 (3)에 도달하면, Y 드라이버(14)는 주사 신호 GWRT-i를 L레벨로 하는 한편, 제어 신호 GEL-i를 H레벨로 유지한다. 이 때문에, 화소 회로(200)에서는 도 12에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(213)가 오프하지만 용량(220)에서의 전압 유지 상태가 변화하지 않기 때문에, 노드 A는 전압 Vg로 유지된다. 이것에 의해, 발광 유지 기간 (3)에서는 OLED 소자(230)가 상기 전류 IEL에 따른 밝기로 계속하여 발광하게 된다.
또한, 제 2 실시예에서는 제 1 실시예와는 달리, 초기화 기간 (1)의 종료 시 에서의 노드 A의 전압은 α만큼 낮고, 또한 기입 기간 (2) 및 발광 유지 기간 (3)에서 OLED 소자(230)에 흐르는 전류 IEL을 나타내는 식 (c)에는 α의 성분이 남게 되지만, 구동 트랜지스터(210)의 임계값 Vthp에 의존하지 않는 점에는 변함이 없다. 원래, 상술한 바와 같이, 제 2 실시예에서는 α를 제로에 가까운 플러스 값으로 설정하고 있기 때문에, 그 영향에 대해서는 거의 무시할 수 있다.
이 제 2 실시예에 의하면, 제 1 실시예와는 달리 i행째의 초기화 기간 (1)은 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되는 기간의 전반(前半)에서 실행되지만, 용량(220)의 양단을 단락한 상태에서 전류를 흐르게 함으로써, 노드 A를 전압 (VEL-Vthp-α)로 유지시키기 때문에, 단기간이라도 상관없다. 또한, 기입 기간 (2)에 대해서도 주사 신호 GWRT-i가 H레벨로 되는 기간의 후반(後半)에서 실행되지만, 초기화 기간 (1)에서 이미 데이터선(112)은 전원 전압 VEL에 가까운 초기 전압 Vini로 프리차지된 상태에 있고, 기입 기간 (2)에서 데이터선(112)은 초기 전압에서 계조 전압으로 변화될 뿐이기 때문에, 데이터선(112)에 기생 용량이 있더라도, 그 변화에 필요한 시간은 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 제 2 실시예에서는 초기화 기간 (1) 및 기입 기간 (2)가 짧아도 되는 것이다.
또한, 제 2 실시예에서는 발광 유지 기간 (3)에서 OLED 소자(230)에 흐르는 전류가 구동 트랜지스터(210)의 임계값 전압 Vthp에 의존하지 않는 점은 제 1 실시예와 동일하다.
따라서, 제 2 실시예에 따른 전기 광학 장치에 의하면, 고해상도화에 따라 화소 수가 증가하여도, 데이터 신호의 기입 시간을 짧게 할 수 있는 동시에, OLED 소자(230)에 흐르는 전류의 균일성을 확보하는 것이 가능해진다.
또한, 제 2 실시예에 의하면, 제 1 실시예와 비교하여 제어선(104)이 불필요해지기 때문에, 1행당 배선 수가 삭감되는 결과, 제조 수율 향상이나, 보텀 에미션형의 경우에 개구율을 향상시킨 밝은 표시가 가능해진다.
<제 3 실시예>
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기 광학 장치에 대해서 설명한다. 이 제 3 실시예에 따른 전기 광학 장치는 제 1 실시예에서의 화소 회로를 도 13에 나타내는 화소 회로(200)로 치환한 것이다.
도 2(제 1 실시예)에서는 트랜지스터(211, 212)의 게이트가 도 8(제 2 실시예)에서는 트랜지스터(211, 212, 214)의 게이트가 각각 공통 제어선에 접속되는 구성으로 했지만, 도 13에 나타내는 화소 회로(200)에서는 반대로 트랜지스터(211, 212, 214)의 게이트를 서로 다른 제어선(104, 106, 108)에 각각 접속하여, 온/오프를 독립적으로 제어하는 구성으로 한 것이다.
이 때문에, 제 3 실시예에서는 제어선(104, 106, 108)에 각각 공급되는 제어 신호 GSET-i, GINI-i, GEL-i 중, 예를 들어 제어 신호 GSET-i를 도 3의 제어 신호 GINI-i와 동일 신호로 함으로써 제 1 실시예와 같이 동작시킬 수도 있고, 제어 신호 GSET-i, GINI-i를 도 9의 제어 신호 GEL-i와 동일 신호로 함으로써 제 2 실시예와 같이 동작시 킬 수도 있다. 이 때문에, 제 3 실시예에 의하면, 회로 동작의 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 제 1 내지 제 3 실시예에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 각 실시예에서는 단색 화소에 대해서 계조 표시를 하는 구성으로 되어 있었지만, 예를 들어 도 14에 나타낸 바와 같이, R(적색), G(녹색), B(청색)에 대응시켜 화소 회로(200R, 200G, 200B)를 배열시키는 동시에, 이들 3화소에 의해 1도트를 구성하여 컬러 표시를 행하는 것으로 할 수도 있다. 그리고, 컬러 표시시키는 경우, OLED 소자(230R, 230G, 230B)는 각각 적색, 녹색, 청색으로 발광하도록 발광층이 선택된다.
이와 같이, 컬러 표시시키는 구성에서 OLED 소자(230R, 230G, 230B)의 발광 효율이 서로 다른 경우에는, 전원 전압 VEL을 색마다 다르게 할 필요도 있다.
다만, 도 14에 나타낸 바와 같이 주사선(102), 제어선(104, 108)에 대해서는 공용할 수 있다.
또한, 도 14는 제 1 실시예(도 2 참조)를 컬러 표시로 하는 경우의 구성예를 나타내는 도면이다. 제 2 실시예(도 8 참조) 및 제 3 실시예(도 13 참조)를 사용하여 컬러 표시하는 구성으로 할 수도 있다.
각 실시예에서는 구동 트랜지스터(210)를 p채널형으로 했지만, n채널형으로 하여도 좋다. 또한, 트랜지스터(211, 212, 213, 214)의 채널형에 대해서도 마찬가 지이다. 다만, 도 2에 나타낸 구성으로 하는 경우에는, 트랜지스터(211, 214)의 채널형에 대해서는 상술한 바와 같이 한쪽을 p채널형, 다른쪽을 n채널형으로 할 필요가 있다. 또한, 도 8에 나타낸 구성으로 하는 경우에는, 트랜지스터(211, 212)에 대해서는 n 또는 p 중 한쪽 채널형으로 통일하는 동시에, 트랜지스터(214)에 대해서는 다른쪽 채널형으로 할 필요가 있다.
또한, 이들 각 트랜지스터를 p채널형 및 n채널형을 상보형(相補型)으로 조합시킨 트랜스미션 게이트로 구성하여, 전압 강하를 거의 무시할 수 있을 정도로 억제할 수도 있다.
또한, 트랜지스터(214)의 소스 측에 OLED 소자(230)를 접속하지 않고, 트랜지스터(214)의 드레인 측에 OLED 소자(230)를 접속하여도 좋다.
또한, OLED 소자(230)는 전류 구동형 소자의 일례이며, 이것 대신에 무기 EL 소자나, 필드 에미션(FE) 소자, LED 등의 다른 발광 소자, 더 나아가서는 전기 영동(泳動) 소자, 일렉트로크로믹 소자 등을 사용하여도 좋다.
다음으로, 상술한 실시예에 따른 전기 광학 장치를 전자 기기에 사용한 예에 대해서 설명한다.
우선, 상술한 전기 광학 장치(10)를 표시부에 적용한 휴대 전화에 대해서 설명한다. 도 15는 이 휴대 전화의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 15에 있어서, 휴대 전화(1100)는 복수의 조작 버튼(1102) 이외에, 수화구(1104) 및 송화구(1106)와 함께, 표시부로서 상술한 전기 광학 장치(10)를 구비하는 것이다.
다음으로, 상술한 전기 광학 장치(10)를 파인더에 사용한 디지털 스틸 카메라에 대해서 설명한다.
도 16은 이 디지털 스틸 카메라의 배면(背面)을 나타내는 사시도이다. 은염 카메라는 피사체의 광상(光像)에 의해 필름을 감광시키는 것에 대하여, 디지털 스틸 카메라(1200)는 피사체의 광상을 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상(撮像) 소자에 의해 광전 변환하여 촬상 신호를 생성 및 기억하는 것이다. 여기서, 디지털 스틸 카메라(1200)에서의 케이스(1202) 배면에는 상술한 전기 광학 장치(10)의 표시면이 설치된다. 이 전기 광학 장치(10)는 촬상 신호에 의거하여 표시를 행하기 때문에, 피사체를 표시하는 파인더로서 기능하게 된다. 또한, 케이스(1202)의 전면(前面) 측(도 16에서는 이면 측)에는 광학 렌즈나 CCD 등을 포함한 수광(受光) 유닛(1204)이 설치되어 있다.
촬영자가 전기 광학 장치(10)에 의해 표시된 피사체상을 확인하여 셔터 버튼(1206)을 누르면, 그 시점에서의 CCD의 촬상 신호가 회로 기판(1208)의 메모리에 전송 및 기억된다. 또한, 이 디지털 스틸 카메라(1200)에 있어서, 케이스(1202)의 측면에는 외부 표시를 행하기 위한 비디오 신호 출력 단자(1212)와 데이터 통신용의 입출력 단자(1214)가 설치되어 있다.
또한, 전자 기기로서는 도 15의 휴대 전화나, 도 16의 디지털 스틸 카메라 이외에도, 텔레비전이나, 뷰파인더형, 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 카 네비게이션(car navigation) 장치, 소형 무선 호출기, 전자수첩, 전자계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자 기기의 표시부로서 상술한 전기 광학 장치를 적용할 수 있다. 또한, 직접 화상이나 문자 등을 표시하는 전자 기기의 표시부에 한정되지 않고, 피감광체에 광을 조사함으로써 간접적으로 화상 또는 문자를 형성하기 위해 사용되는 인쇄 기기의 광원으로서 적용할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 구동 트랜지스터의 게이트에 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 신속하게 기입할 수 있는 전자 회로, 그 구동 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 피구동 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이를 온(on) 또는 오프(off)하는 제 1 스위칭 소자와,
    한쪽 끝이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와,
    상기 용량 소자의 다른쪽 끝과 상기 구동 트랜지스터의 드레인 사이를 온 또는 오프하는 제 2 스위칭 소자와,
    신호선과 상기 용량 소자의 다른쪽 끝 사이를 온 또는 오프하는 제 3 스위칭 소자와,
    오프했을 때에 상기 구동 트랜지스터의 제어에 관계없이, 상기 피구동 소자에 흐르는 전류를 차단하는 제 4 스위칭 소자를 구비하는 전자 회로의 구동 방법으로서,
    적어도 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 온시키고, 그 후, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 오프시키는 제 1 스텝과,
    상기 제 3 스위칭 소자를 온시킨 상태에서, 상기 신호선에 대하여 상기 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압을 인가하는 제 2 스텝과,
    상기 제 3 스위칭 소자를 오프시키는 한편, 상기 제 4 스위칭 소자의 온 상태가 계속됨으로써, 상기 구동 트랜지스터가 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 전류를 상기 피구동 소자에 계속하여 흐르게 하는 제 3 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 회로의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스텝에서,
    상기 제 2 스위칭 소자를 오프시킨 후에, 상기 제 1 스위칭 소자를 오프시키는 전자 회로의 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스텝에서,
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 대략 동시에 온시키는 동시에, 상기 제 3 스위칭 소자를 온시켜 상기 구동 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 전류를 흐르게 하고, 그 후, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자를 대략 동시에 오프시키는 전자 회로의 구동 방법.
  4. 피구동 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에서, 제 1 기간에서 온하고, 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 1 스위칭 소자와,
    한쪽 끝이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와,
    상기 용량 소자의 다른쪽 끝과 상기 구동 트랜지스터의 드레인 사이에서, 상기 제 1 기간의 개시 시에서 적어도 온하고, 상기 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 2 스위칭 소자와,
    상기 피구동 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압이, 상기 제 2 기간에서 인가되는 신호선과 상기 용량 소자의 다른쪽 끝 사이에서, 상기 제 2 기간에서 온하는 제 3 스위칭 소자와,
    상기 제 1 기간에 오프하고, 상기 제 2 및 제 3 기간에 온하는 동시에, 오프했을 때에 상기 구동 트랜지스터의 제어에 관계없이, 상기 피구동 소자에 흐르는 전류를 차단하는 제 4 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 4 스위칭 소자는 서로 다른 도전형의 트랜지스터로서, 그들의 게이트는 공통의 제어선에 접속되는 전자 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 소자는 상기 제 4 스위칭 소자와 동일 도전형의 트랜지스터로서, 상기 제 2 스위칭 소자의 게이트도 상기 제어선에 공통 접속되는 전자 회로.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자는 각각 트랜지스터로서, 그들의 게이트는 서로 다른 제어선에 접속되는 전자 회로.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피구동 소자는 전기 광학 소자인 전자 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전기 광학 소자는 유기 발광 다이오드 소자인 전자 회로.
  10. 순차적으로 선택되는 주사선과 전기 광학 소자에 흐르게 해야 할 전류에 따른 전압이 인가되는 데이터선의 교차에 대응하여 화소 회로를 갖는 전기 광학 장치로서,
    상기 화소 회로는,
    상기 전기 광학 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에서, 제 1 기간에서 온하고, 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 1 스위칭 소자와,
    한쪽 끝이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속된 용량 소자와,
    상기 용량 소자의 다른쪽 끝과 상기 구동 트랜지스터의 드레인 사이에서, 상기 제 1 기간의 개시 시에서 적어도 온하고, 상기 제 2 및 제 3 기간에서 오프하는 제 2 스위칭 소자와,
    상기 데이터선과 상기 용량 소자의 다른쪽 끝 사이에서, 상기 제 2 기간에서 온하는 제 3 스위칭 소자와,
    상기 제 1 기간에 오프하고, 상기 제 2 및 제 3 기간에 온하는 동시에, 오프했을 때에 상기 구동 트랜지스터의 제어에 관계없이, 상기 전기 광학 소자에 흐르는 전류를 차단하는 제 4 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 제 10 항에 기재된 전기 광학 장치를 갖는 전자 기기.
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