KR20060045744A - 표시 장치 - Google Patents

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이사오 아끼마
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

전류 구동형 발광 소자를 구비한 표시 장치에서, 각 화소에 구비된 발광 소자에 공급되는 전류의 변동을 방지하여, 표시 휘도 얼룩을 없게 한다. 영상 데이터 SR에 따라 일정 기간의 펄스 폭이 가변 설정된 펄스 폭 변조 신호 SRP를 발생하는 펄스 폭 변조 회로(10), 펄스 폭 변조 신호 SRP에 따른 펄스 전류 I를 발생하는 전류 발생 회로(20)를 설치한다. 이 펄스 전류 I가 각 화소의 화소 선택용 TFT(51, 52)를 통하여 전류 구동형 발광 소자 L1, L2에 공급된다. 펄스 전류 I는 각 화소마다의 제조·가공 변동에 영향 받지 않고, 안정되고 또한 일정하기 때문에, 표시 휘도 얼룩이 없게 되어, 표시 품위를 향상시킬 수 있다.
전류 구동형 발광 소자, 화소, 펄스 폭 변조 회로, 전류 발생 회로, 화소 선택용 TFT, 펄스 전류, 표시 휘도

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 전체 구성을 설명하는 도면.
도 3은 액티브 매트릭스형의 표시 장치의 일 화소를 도시한 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 펄스 폭 변조 회로
25 : 전류 공급 라인
30 : 전류 발생 회로
31, 32 : 트랜스퍼 게이트
40 : 게이트 라인
41, 42 : 드레인 라인
51, 52 : 화소 선택용 TFT
L1, L2 : 전류 구동형 발광 소자
100 : 영상 처리용 LSI
101 : 프로세서
102 : 프레임 메모리
103 : 타이밍 컨트롤러
200 : 표시 패널
201 : 수평 구동 회로
202 : 수직 구동 회로
203 : 표시 영역
204 : 프리차지 회로
[문헌 1] 일본특허공개 2000- 214800호 공보
본 발명은 전류 구동형 발광 소자를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
도 3은 일반적인 액티브 매트릭스형의 표시 장치의 일 화소를 도시한 회로도이다. 도 3에서, 게이트 라인(1)과 드레인 라인(2)의 교차점마다 일 화소가 배치되어 있다. 참조 부호 3은 N 채널형의 화소 선택용 TFT(thin film transistor), 참조 부호 4는 N 채널형의 구동용 TFT, 참조 부호 5는 전류 구동형 발광 소자(예를 들면, LED 소자나 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), 참조 부호 6은 보조 용량이다.
화소 선택 TFT(3)는, 게이트 라인(1)에 공급되는 선택 신호(수직 주사 신호)가 하이 레벨로 되면 온되어, 드레인 라인(2)에 공급되는 아날로그 영상 데이터를 구동용 TFT(4)의 게이트에 공급한다. 이 아날로그 영상 데이터는 보조 용량(6)에 의해 1 수평 기간만큼 보유된다. 그리고, 구동용 TFT(4)는 전원 PVdd로부터 아날 로그 영상 데이터에 따른 전류를 전류 구동형 발광 소자(5)에 공급한다. 전류 구동형 발광 소자(5)는 구동용 TFT(4)로부터의 공급 전류에 따라 자발광함으로써 아날로그 영상 데이터에 따른 표시가 행하여진다.
그러나, 전류 구동형 발광 소자(5)에의 공급 전류는 화소마다 설치된 구동용 TFT(4)에 의해 발생되기 때문에, 이 공급 전류는, 제조상 생기는 구동용 TFT(5)의 임계값 전압의 변동에 의해 크게 변동된다. 이 때문에, 복수의 화소로 이루어지는 표시 화면에 표시 얼룩이 발생한다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 표시 장치는, 영상 데이터에 따라 일정 기간의 펄스 폭이 가변 설정된 펄스 폭 변조 신호를 발생하는 펄스 폭 변조 회로와, 상기 펄스 폭 변조 신호에 따른 펄스 전류를 발생하는 전류 발생 회로와, 상기 펄스 전류에 의해 발광하는 복수의 전류 구동형 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
<실시예>
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 표시 장치의 회로도이다. 영상 데이터에는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색에 대응한 영상 데이터가 포함되지만, 여기서는 설명을 간단히 하기 위해 R에 대응하는 표시 장치의 부분에 대하여 설명한다. G, B에 대응하는 영상 데이터 SG, SB에 대응하는 부분에 대하여도 마찬가지의 구성이다.
참조 부호 10은, 계조 수에 따른 비트 수를 갖는 영상 데이터 SR을, 일정 기 간의 펄스 폭이 그 영상 데이터 SR의 크기에 따라 가변된 펄스 폭 변조 신호 SRP로 변환하는 펄스 폭 변조 회로이다.
참조 부호 20은 펄스 폭 변조 신호 SRP에 따른 펄스 전류 I를 발생하는 전류 발생 회로이다. 이 전류 발생 회로(20)에서, M1은, 소스에 전원 전압 PVcc가 인가되고, 게이트 및 드레인이 접속된 P 채널형 MOS 트랜지스터, M2는, 소스에 전원 전압 PVcc가 인가되고, 게이트가 P 채널형 MOS 트랜지스터 M1의 게이트에 공통 접속된 P 채널형 MOS 트랜지스터일 수 있다. 이들 P 채널형 MOS 트랜지스터 M1, M2는 커런트 미러 전류 공급 회로부를 구성한다.
M3는, 드레인이 P 채널형 MOS 트랜지스터 M1의 드레인에 접속되고, 소스가 접지되며, 게이트에 회로 선택 신호 CS가 인가된 N 채널형 MOS 트랜지스터로서, P 채널형 MOS 트랜지스터 M1에 전류를 공급하는 전류원 트랜지스터이다. M4는, 소스가 P 채널형 MOS 트랜지스터 M2의 드레인에 접속되고, 게이트에 펄스 폭 변조 신호 SRP가 인가된 N 채널형 MOS 트랜지스터로서, 드레인으로부터 펄스 폭 변조 신호 SRP에 따른 펄스 전류 I를 전류 공급 라인(25)에 출력한다.
즉, 회로 선택 신호 CS가 하이 레벨일 때, 펄스 폭 변조 신호 SRP가 하이 레벨의 펄스 기간만큼, 커런트 미러를 통하여, N 채널형 MOS 트랜지스터 M3에 흐르는 전류와 동일하지만, 이에 비례한 크기의 펄스 전류 I가 N 채널형 MOS 트랜지스터 M4에 흐른다.
그리고, 전류 공급 라인(25)에는, 스위칭 신호 SW0, *SW0(*SW0는 SW0의 반전 신호)에 따라 스위칭되고, 펄스 전류 I를 드레인 라인(41)에 공급하는 트랜스퍼 게 이트(31)가 접속되어 있다. 스위칭 신호 SW0, *SW0는 수평 주사 신호이며, 도시되지 않은 수평 구동 회로로부터 공급된다.
드레인 라인(41)과 게이트 라인(40)의 교점 부근에는, 표시 패널의 화소 영역을 구성하는 화소 GS1이 배치되어 있다. 화소 GS1은 화소 선택용 TFT(51)와 전류 구동형 발광 소자 L1(예를 들면, LED 소자 또는 유기 EL 소자)을 갖고 있다. 종래와 같은 구동용 TFT는 삭제되어 있다. 화소 선택용 TFT(51)의 게이트에는 게이트 라인(40)이 접속되고, 도시되지 않은 수직 구동 회로로부터 수직 주사 신호가 게이트 라인(40)에 공급된다. 화소 선택용 TFT(51)는 수직 주사 신호에 따라 스위칭되고, 드레인 라인(41)으로부터의 펄스 전류 I를 전류 구동형 발광 소자 L1에 공급한다.
전류 공급 라인(25)에는, 스위칭 신호 SW1, *SW1(*SW1은 SW1의 반전 신호)에 따라 스위칭되고, 펄스 전류 I를 드레인 라인(42)에 공급하는 트랜스퍼 게이트(32)가 접속되어 있다. 스위칭 신호 SW1, *SW1도 수평 주사 신호이다.
드레인 라인(42)과 게이트 라인(40)의 교점 부근에는, 마찬가지로서, 표시 패널의 표시 영역을 구성하는 화소 GS2가 배치되어 있다. 화소 GS2도 화소 CS1과 마찬가지로, 화소 선택용 TFT(72)와 전류 구동형 발광 소자 L2(예를 들면, LED 소자 또는 유기 EL 소자)를 갖고 있다. 또한, 도 1에는 한쌍의 화소 CS1, GS2만을 도시하였지만, 실제의 표시 장치에서는 마찬가지의 구성의 화소가 행 방향 및 열 방향으로 배치되어 있다.
다음으로, 본 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다. 지금, 회로 선택 신호 CS가 하이 레벨일 때, 전류 발생 회로(20)는 활성화 상태로 된다. 그리고, 펄스 폭 변조 신호 SRP가 하이 레벨인 펄스 기간만큼, 커런트 미러를 통하여, N 채널형 MOS 트랜지스터 M3에 흐르는 전류와 동일하지만, 이에 비례한 크기의 펄스 전류 I가 전류 공급 라인(25)에 출력된다.
그리고, 스위칭 신호 SW0가 하이 레벨로 되면, 이 펄스 전류 I는 트랜스퍼 게이트(31)를 통하여 드레인 라인(41)에 공급되고, 또한 화소 선택용 TFT(51)를 통하여 전류 구동형 표시 소자 L1에 공급된다. 이에 의해, 전류 구동형 표시 소자 L1이 펄스 전류 I의 기간에 비례한 발광 강도로 점등되어, 표시가 행하여진다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 각 화소 GS1, CS2의 전류 구동형 발광 소자 L1, L2에 공급되는 전류는, 화소마다 설치된 구동용 TFT에 의해 발생되는 것이 아니라, 화소의 외부에 설치된 전류 발생 회로(20)에 의해 펄스 폭 변조 신호 SRP에 따른 펄스 전류 I로서 발생되므로, 동일 전원 공급원으로부터 공통의 전류 공급이 얻어지기 때문에, 화소 전체에 걸쳐 안정되고 또한 일정한 발광 휘도가 얻어져, 표시 얼룩이 없게 되어, 화면 전체에서의 밝기의 편향이나 개개의 발광 소자마다의 불균일한 발광이 생기지 않는 균일한 화면 전체의 일정 발광 휘도가 얻어지기 때문에, 표시 품위를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 전체 구성에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 참조 부호 100은 영상 신호 처리용 LSI로서, 외부로부터 공급되는 RGB의 영상 데이터에 소정의 신호 처리를 실시하기 위한 프로세서(101), 신호 처리된 영상 데이터를 기억하기 위한 프레임 메모리, 영상 신호 처리용 LSI의 각종 타이밍, 표시 패널(200)의 각종 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(103), 펄스 폭 변조 회로(10) 등을 내장하고 있다.
외부로부터 공급되는 RGB의 영상 데이터는, 계조 수에 따른 비트 수를 가진 영상 데이터로 변환되고, 1 프레임마다 프레임 메모리(102)에 기억된다. 그리고, 프레임 메모리(102)에 기억된 영상 데이터는, 소정의 타이밍에서 펄스 폭 변조 회로(10)에 출력되어, RGB의 펄스 폭 변조 신호가 작성된다.
펄스 폭 변조 회로(10)에서 작성된 RGB의 펄스 폭 변조 신호는 표시 패널(200)에 전송된다. 그리고, 이 펄스 폭 변조 신호는, 표시 패널(200) 내에 설치된 전류 발생 회로(20)에 의해 펄스 전류 I로 변환되고, 이것이 각 화소에 공급된다. 표시 패널(200)은 또한, 수평 구동 회로(201), 수직 구동 회로(202), 표시 영역(203), 드레인 라인의 프리차지 회로(204) 등을 구비하고 있다.
본 발명에 따르면, 각 화소의 전류 구동형 발광 소자에 공급되는 전류는, 화소마다 설치된 구동용 TFT에 의해 발생되는 것이 아니라, 화소의 외부에 설치된 전류 발생 회로에 의해 펄스 폭 변조 신호에 따른 펄스 전류로서 발생하므로, 화소 전체에 걸쳐 안정되고 또한 일정하게 되어, 표시 얼룩이 없게 되어, 화면 전체에서의 밝기 편향이나 개개의 발광 소자마다의 불균일한 발광이 생기지 않는 균일한 화면 전체의 일정 발광 휘도가 얻어지기 때문에, 표시 품위를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 종래의 발광 소자의 구동 방법에서는, 각 화소마다 축적 전하 전압을 전류 변환하기 위해, 각 화소 내에 복수개의 TFT 및 접속 배선을 설치할 필요가 있어, 각 화소의 고개구율화의 장해로 되어 있었지만, 본 발명에 따르면, 각 화소에 설치하는 TFT는 하나이기 때문에, 대폭적인 개구율의 개선을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 외부로부터 일정 전류를 공급하는 구동 방식이기 때문에, 각 화소에 설치하는 TFT도 각 화소 선택 기능만을 만족하면 되므로, TFT는 최소한의 전류 전송이 가능한 사이즈를 갖고 있으면 되고, 또한 TFT의 제조(가공) 프로세스에서의 변동의 영향을 최소한으로 할 수 있다고 하는 효과도 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광 전류가 화면 전체에서 균일하게 되어, 화면 전체의 발광 소자의 수명 열화를 일정화·균일화할 수 있게 되므로, 장기간에 걸쳐 균질한 화상 품위를 실현할 수 있다.

Claims (3)

  1. 영상 데이터에 따라 일정 기간의 펄스 폭이 가변 설정된 펄스 폭 변조 신호를 발생하는 펄스 폭 변조 회로와,
    상기 펄스 폭 변조 신호에 따른 펄스 전류를 발생하는 전류 발생 회로와,
    상기 펄스 전류에 의해 발광하는 복수의 전류 구동형 발광 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 복수의 화소를 구비하고,
    각 화소는, 화소 선택용 트랜지스터와, 상기 화소 선택용 트랜지스터에 접속된 전류 구동형 발광 소자를 구비하고, 또한, 영상 데이터에 따라 일정 기간의 펄스 폭이 가변 설정된 펄스 폭 변조 신호를 발생하는 펄스 폭 변조 회로와, 상기 펄스 폭 변조 신호에 따른 펄스 전류를 발생하는 전류 발생 회로를 구비하고, 상기 펄스 전류를, 상기 화소 선택용 트랜지스터를 통하여 상기 전류 구동형 발광 소자에 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전류 구동형 발광 소자는 LED 소자, 유기 EL 소자 또는 무기 EL 소자인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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