KR20090117646A - 표시장치, 표시장치의 구동방법 및 전자기기 - Google Patents

표시장치, 표시장치의 구동방법 및 전자기기 Download PDF

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KR20090117646A
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Abstract

전기광학소자와, 신호 기록 트랜지스터와, 신호 저장용량과, 소자 구동 트랜지스터를, 각각 갖는 화소회로들로서의 역할을 하는 화소 매트릭스를 형성하도록 배치된 화소회로들을 구비한 화소 매트릭스부와; 상기 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 일 전위로부터 다른 전위로 바꾸어서, 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 상기 전기광학소자의 비발광 기간으로 또 이와는 반대로의 천이의 제어를 행하고, 상기 전기광학소자의 비발광 기간의 일부 동안에 상기 전원공급선에의 상기 전원전위의 공급 동작을 정지하는 전원공급부를 구비한 표시장치를 개시한다.
Figure P1020090040008
표시장치, 전기광학소자, 화소, 신호 기록 트랜지스터.

Description

표시장치, 표시장치의 구동방법 및 전자기기{Display apparatus, display-apparatus driving method and electronic instrument}
본 발명은, 일반적으로 표시장치, 표시장치의 구동방법 및 이 표시장치를 이용한 전자기기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 각각 전기광학소자를 구비한 화소들이 매트릭스형으로 2차원 배치된 화소회로들을 이용한 플랫 패널형의 표시장치와, 그 표시장치의 구동방법 및 그 표시장치를 이용한 전자기기에 관한 것이다.
최근, 화상표시를 행하는 표시장치의 분야에서는, 발광장치로서의 역할을 하는 전기광학소자를 각각 구비한 화소회로들이 매트릭스형으로 2차원 배치된 화소회로들을 이용한 플랫 패널형의 표시장치가 급속하게 보급되고 있다. 플랫 패널형의 표시장치의 각 화소회로에서 사용된 전기광학소자는, 디바이스에 흐르는 구동전류치에 따라 발광소자의 발광 휘도가 변화되는 소위 전류구동형의 발광소자이다. 그 소위 전류구동형의 발광소자를 각각 구비한 화소회로들을 이용한 플랫 패널형의 표시장치의 예는, 발광소자인 유기 EL(Electro Luminescence)소자를 각각 구비한 화소회로들을 이용한 유기ＥＬ표시장치이다. 유기ＥＬ표시장치는, 상기 유기EL소자의 유기 박막에 전계를 인가하는 경우 발광하는 현상을 각각 이용하는 유기 EL소자를 각각 구비한 화소회로들을 이용한다.
전기광학소자로서 유기ＥＬ소자를 각각 구비한 화소회로들을 이용한 유기ＥＬ표시장치는 다음과 같은 특징을 가지고 있다. 유기ＥＬ소자는, 10V이하의 인가전압으로 상기 소자가 구동하는 경우에도 그 소자가 작동할 수 있기 때문에 저소비 전력이다. 또한, 유기ＥＬ소자가 자발광 소자이기 때문에, 그 광으로 발생된 화상은, 화소회로마다 이용된 액정에 백라이트로서 알려진 광원에서 발생된 광 휘도를 제어하는 동작에 따라 화상을 표시하는 액정표시장치와 비교하여, 고 시인성을 나타낸다. 게다가, 유기ＥＬ표시장치가 백라이트 등의 조명부재를 필요로 하지 않기 때문에, 이 장치는 경량화 및 박형화가 용이하다. 또한, 유기ＥＬ소자의 응답 시간이 수μｓｅｃ정도로 대단히 짧기 때문에, 표시시에 잔상이 발생하지 않는다.
유기ＥＬ표시장치에서는, 액정표시장치와 같이, 그 구동방식으로서 단순(패시브) 매트릭스 방식 또는 액티브 매트릭스 방식을 채택할 수 있다. 그렇지만, 단순 매트릭스 방식의 표시장치가 구조가 간단할지라도, 전기광학소자의 발광 기간은 이 주사선의 수(즉, 화소회로의 수)의 증가에 따라 감소한다. 그래서, 유기ＥＬ표시장치는,대형이고 고정세 모델을 실현할 때 어려운 문제점이 생긴다.
상술한 이유 때문에, 최근, 액티브 매트릭스 방식의 표시장치의 개발이 열심히 행해지고 있다. 액티브 매트릭스 방식에 따라, 전기광학소자에 흐르는 구동 전류를 제어하는 능동소자는, 그 전기광학소자와 같은 화소회로내에 설치된다. 그 능동소자의 예는, 절연 게이트형 전계효과트랜지스터가 있다. 이 절연 게이트형 전계 효과트랜지스터는 TFT(박막 트랜지스터)가 일반적이다. 액티브 매트릭스 방식의 표시장치는, 각 전기광학소자가 1프레임의 기간에 걸쳐서 발광상태를 지속할 수 있다. 그래서, 액티브 매트릭스 방식을 이용하는 대형 및 고정세의 표시장치를 실현하기 용이하다.
그런데, 일반적으로, 유기ＥＬ소자에 인가된 전압과 여기에 그 전압을 인가한 결과로서 상기 소자에 흐르는 구동전류간의 관계를 나타내는 특성으로서 유기ＥＬ소자에 보인 I-V특성은, 일반적으로 알려진 것처럼, 시간이 경과함에 따라 열화한다. 시간의 경과에 따른 열화를 경시열화라고도 한다. 화소회로 내에 구비된 유기ＥＬ소자에 흐르는 구동전류를 발생하는 소자 구동 트랜지스터로서 N채널형의 ＴＦT를 사용한 화소회로에서는, 유기ＥＬ소자에 그 TFT의 소스 전극이 접속된다. 그래서, 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성의 경시열화에 기인하여, 상기 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 전압 Vg가 변화하고, 그 결과, 유기ＥＬ소자의 발광 휘도도 변화한다. 상기 설명에서, 기술적 용어 '소자 구동 트랜지스터'는, 유기ＥＬ소자에 흐르는 구동전류를 발생하는 TFT를 함축하는데 사용된다.
이것에 대해서 다음과 같이 더 구체적으로 설명한다. 소자 구동 트랜지스터의 소스 게이트에 나타나는 전위는, 소자 구동 트랜지스터와 유기ＥＬ소자의 동작 점으로 결정된다. 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성이 경시열화에 기인하여, 소자 구동 트랜지스터와 유기ＥＬ소자의 동작 점이 바람직하지 않게 변동한다. 그래서, 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가된 전압이 변화하지 않는 경우에도, 소자 구동 트랜지스터의 소스 게이트의 전위가 변화된다. 즉, 이에 따라 소자 구동 트랜지스 터의 게이트와 소스간 전압Ｖｇｓ가 변화된다. 그래서, 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류도 변화된다. 그 결과, 유기ＥＬ소자에 흐르는 구동전류도 변화하여서, 유기ＥＬ소자의 발광 휘도가 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가된 전압이 변화하지 않는 경우에도 변화된다.
또한, 폴리실리콘ＴＦＴ를 소자 구동 트랜지스터로서 사용한 화소회로에서는, 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성의 경시열화에 더해서, 소자 구동 트랜지스터의 임계전압Ｖｔｈ와, 소자 구동 트랜지스터의 채널을 구성하는 반도체 박막의 이동도μ는 경시열화에 기인하여 변화한다. 이하, 소자 구동 트랜지스터의 채널을 구성하는 반도체 박막의 이동도μ를, 간단히 소자 구동 트랜지스터의 이동도μ라고 한다. 또한, 제조 프로세스의 변동에 의해 소자 구동 트랜지스터의 특성을 나타내는 임계전압Ｖｔｈ와 이동도μ가 화소마다 변화한다. 즉, 소자 구동 트랜지스터의 트랜지스터 특성은, 화소마다 변화한다.
소자 구동 트랜지스터의 임계전압Ｖｔｈ와 이동도μ가 제조 프로세스의 변동 및/또는 경시열화에 의해 화소마다 변화하는 경우, 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류도 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 전압이 변하지 않는 경우에도 화소마다 변화한다. 그래서, 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 전압이 변하지 않는 경우에도, 유기ＥＬ소자의 발광 휘도도 화소마다 변하기도 한다. 이 때문에, 화면의 유니포머티가 손상된다.
일본국 공개특허공보 특개 2006-133542호에 기재된 것처럼, 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성, 임계전압Ｖｔｈ 및 이동도μ가 경시열화에 기인하여 변화하는 경우에도 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성의 변동, 소자 구동 트랜지스터의 임계전압Ｖｔｈ의 변동, 및 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 일정한 전압에 대한 소자 구동 트랜지스터의 이동도μ의 변동에 영향을 받지 않는 일정한 값으로 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 유지하기 위해서, 각종의 보정기능을 구비한 구성을 제공하는 것이 필요하다.
각 화소회로의 보정기능들은, 유기ＥＬ소자의 I-V특성 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 보정기능과, 소자 구동 트랜지스터의 임계전압Ｖｔｈ의 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 보정기능과, 소자 구동 트랜지스터의 이동도μ의 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 보정기능으로 이루어진다. 이하, 소자 구동 트랜지스터의 임계전압Ｖｔｈ의 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 프로세스를, 임계전압 보정이라고 하는 한편, 소자 구동 트랜지스터의 이동도μ의 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 프로세스를 이동도 보정 프로세스라고 한다.
상술한 것과 같은 유기ＥＬ소자의 I-V특성 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 보정기능과, 소자 구동 트랜지스터의 임계전압Ｖｔｈ의 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 보정기능과, 소자 구동 트랜지스터의 이동도μ의 변동에 대한 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 보정하는 보정기능을 각 화소회로에 갖게 함으로써, 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성이 경시열화에 기인하여 변화하는 한편, 임계전압Ｖｔｈ 및 이동도μ가 경시열화 및/또는 제조 프로세스에서의 변동에 기인하여 변화하는 경우에도 유기ＥＬ소자의 Ｉ-V특성의 변동, 소자 구동 트랜지스 터의 임계전압Ｖｔｈ의 변동, 및 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 일정한 전압에 대한 소자 구동 트랜지스터의 이동도μ의 변동에 영향을 받지 않는 일정한 값으로 유기ＥＬ소자의 발광 휘도를 유지하는 것이 가능하다. 그렇지만, 화소회로를 구성하는 소자 수가 증가한다. 이 때문에, 화소회로마다 사용된 부품의 수가 증가되는 것으로 인해 화소회로 사이즈의 미세화 문제와, 표시장치의 고선명화의 문제가 생긴다.
이에 대하여, 예로서, 소자 구동 트랜지스터에 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 전환 가능한 화소회로도 제안하였다. 소자 구동 트랜지스터에 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위가 변화될 수 있으므로, 그 화소회로는, 전기광학소자의 발광기간으로부터 비발광 기간으로의 천이와 이와 반대의 천이를 제어하는 트랜지스터를 필요로 하지 않는다. 실제로, 화소회로는, 소자 구동 트랜지스터의 소스 전위를 초기화하는 트랜지스터와, 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전위를 초기화하는 트랜지스터에 관해서도 생략되어 있다. 상기 제안된 화소회로에 관한 보다 많은 정보에 대해서는 일본국 공개특허공보 특개 2007-310311호 등의 문서를 참조하길 바란다. 전기광학소자의 발광기간으로부터 비발광 기간으로의 천이와 이와 반대의 천이를 제어하는 트랜지스터와 소자 구동 트랜지스터의 소스 및 게이트 전위를 초기화하는 트랜지스터를 생략할 수 있으므로, 화소회로마다 사용된 소자 수와 이 소자를 연결하는 배선수를 삭감할 수 있다.
일본국 공개특허공보 특개 2007-310311호에 기재된 종래기술에 의하면, 화소 회로를 구성하는 소자 수와 이 소자를 연결하는 배선수를 삭감할 수 있다. 이와 같이 하여, 화소회로의 사이즈의 미세화 및 표시장치의 고선명화를 꾀할 수 있다. 이 화소회로의 경우, 전원공급선의 전원전위의 변화하여 구동전류를 소자 구동 트랜지스터에 제공하여서 전기광학소자의 발광기간으로부터 비발광 기간으로의 천이와 이와 반대의 천이를 제어하는 구성을 채용한다. 보다 구체적으로, 전기광학소자의 발광기간으로부터 비발광 기간으로의 천이를 행하기 위해서, 전기광학소자가 비발광 상태로 설정되도록 전기광학소자에 대하여 역바이어스가 걸리도록 전원공급선의 전원전위를 저전위로 변화시킨다.
그렇지만, 전기광학소자를 역바이어스 상태로 하면, 전기광학소자가 발광하지 않을지라도 전기광학소자에 전기적 스트레스가 발생된다. 전기광학소자에 전기적 스트레스가 발생하는 기간이 길면, 화면 유니포머티는, 다른 원인 중에서, 전기광학소자의 특성이 저하하고 전기광학소자가 발광할 수 없는 상태에서 결함이 된다는 사실로 인해 손상된다.
상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 발명자들은, 전기광학소자의 비발광시에 역바이어스가 걸려서 발생된 전기광학소자에 주어지는 전기적 스트레스의 양을 경감할 수 있게 한 표시장치를 도입한다. 또한, 본 발명자들은, 그 표시장치의 구동방법 및 그 표시장치를 사용한 전자기기를 도입한다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 전기광학소자와; 영상신호를 신호 저장용량에 기록하는 신호 기록 트랜지스터와; 상기 신호 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상신호를 상기 신호 저장용량에 유지하는 신호 저장용량과; 상기 신호 저장 용량에 유지된 상기 영상신호에 따라 상기 전기광학소자를 구동하는 소자 구동 트랜지스터를 각각 갖는 화소회로로서의 역할을 하는 화소 매트릭스를 형성하도록 배치된 화소회로들을 사용한 표시장치를 제공한다.
상기 소자 구동 트랜지스터를 이용하여서 전기광학소자를 구동하는 동작에 있어서, 상기 소자 구동 트랜지스터에 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 일 전위에서 다른 전위로 바꾸는 것에 의해 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 비발광기간으로 또 이와 반대로의 천이를 제어하고, 상기 전기광학소자의 비발광기간의 일부에서 상기 전원공급선의 상기 전원전위의 공급을 정지한다.
상술한 것처럼, 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 비발광기간으로 천이하기 위해서, 상기 전원공급선의 상기 전원전위를 저전위로 변화시켜 역바이어스를 전기광학소자에 인가하여, 전기광학소자는 비발광 상태로 설정된다. 그렇지만, 전기광학소자가 역바이어스 상태로 설정되면, 전기광학소자에서 전기적 스트레스가 발생한다. 역바이어스로 발생된 전기적 스트레스에 의해 생긴 문제점을 해결하기 위해서, 상기 전기광학장치의 비발광기간의 일부에서, 전원공급선에의 전원전위의 공급 동작을 상기와 같이 정지시킨다. 전원공급선에의 전원전위의 공급 동작으로서 비발광 기간의 일부에서 실행된 동작이 정지되어 있는 동안에, 전원공급선이 플로팅(floating) 상태가 된다. 소자 구동 트랜지스터의 전극들 중 특정 전극은 전원공급선에 접속되는 반면에, 소자 구동 트랜지스터의 다른 전극은 소자 구동 트랜지스터에 대해 소자 구동 트랜지스터의 상기 특정 전극에 반대측의 전기광학소자의 애노드 단자에 접속된다. 이렇게 하여, 소자 구동 트랜지스터의 상기 특정 전극도 플 로팅 상태가 된다. 한편, 소자 구동 트랜지스터의 다른 전극의 전위는, 전기광학소자의 캐소드 단자의 전위와 전기광학소자의 임계전압의 합이 된다. 비발광 기간의 일부 동안에는, 전기광학소자에 역바이어스가 인가되지 않는다. 따라서, 역바이어스가 전기광학소자에 인가되고 있는 기간의 길이를 단축한다. 그 결과, 상기 인가된 역바이어스에 기인한 전기광학소자에서 발생된 전기적 스트레스의 양도 경감한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 비발광 기간 동안에 상기 전기광학소자에 인가된 역바이어스로 발생된 전기적 스트레스의 양을 경감할 수 있다. 그래서, 그 전기적 스트레스에 기인한 발광 불가능 또는 발광 불가능한 상태에서 전기광학소자의 특성이 변화되지 않게 하고 전기광학소자의 결함이 생기지 않게 하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.
[시스템 구성]
도 1은, 본 발명의 실시예들이 적용되는 액티브 매트릭스형 표시장치의 구성의 개략을 나타내는 시스템 구성도다. 일례로서, 액티브 매트릭스형 표시장치에서 사용된 각 화소회로는, 전기광학소자에 흐르는 구동전류의 크기에 의해 결정된 휘도로 발광하는 전기광학소자인 전류구동형의 발광소자를 갖는다. 이러한 전기광학 소자의 전형적인 예는, 유기ＥＬ소자이다. 발광소자인 유기EL소자를 각각 갖는 화소회로들을 이용한 표시장치는, 액티브 매트릭스형 표시장치로서 아래에 설명된 액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치라고 한다.
도 1의 시스템 구성도에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스형 표시장치의 전형적인 예인 유기ＥＬ표시장치(10)는, 화소 매트릭스부(30)와, 이 화소 매트릭스부(30)에서 이용한 복수의 화소회로(PXLC)(20)를 구동하는데 각각 사용된 구동부인 그 화소 매트릭스부(30)를 둘러싸는 위치에 배치된 구동부를 이용한다. 화소 매트릭스부(30)에서, 발광소자를 각각 포함하는 화소회로들(20)은, 2차원 배치되어 화소 매트릭스를 형성한다. 상기 구동부는, 기록 주사 회로(40), 전원공급 주사 회로(50) 및 신호 출력 회로(60)인 것이 일반적이다.
액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치(10)가 컬러 표시를 나타내는 경우에, 각 화소회로(20)는 화소회로(20)로서 각각 기능하는 복수의 부화소회로를 구비한다. 보다 구체적으로는, 컬러 표시용의 액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치(10)에서는, 각 화소회로(20)는, 적색광(R)을 발광하는 부화소회로(즉, R색 광), 녹색광(즉, G색 광)을 발광하는 부화소회로, 청색광(즉, B색 광)을 발광하는 부화소회로의 3개의 부화소회로로 구성된다.
그렇지만, 화소회로로서 각각 기능하는 부화소회로의 조합은, 3원색, 즉 Ｒ,Ｇ 및 Ｂ색의 부화소회로의 조합에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하나의 화소회로로서 기능하는 3원색의 부화소회로에, 다른 색의 부화소회로 혹은 복수의 다른 색에 대한 복수의 부화소회로를 추가할 수 있다. 더 구체적으로는, 예를 들면, 휘도 향상을 위해 백색광(W)을 발광하는 부화소회로를, 하나의 화소회로로서 기능하는 3원색의 부화소회로에 추가할 수 있다. 다른 예로서, 색재현 범위를 확대한 화소회로로서 기능하는 3원색의 부화소회로에, 보색광을 발광하는데 각각 사용된 부화소회로를 추가할 수 있다.
화소 매트릭스부(30)에는 ｍ행 n열을 형성하도록 배치된 화소회로(20)의 ｍ행/n열의 매트릭스에 대하여, 주사선 31-1∼31-m과 전원공급선 32-1∼32-m이 도 1의 블록도에서 행방향 또는 수평방향으로 배선되어 있다. 행방향은, 화소회로(20)가 배치된 매트릭스 행마다의 방향이다. 보다 구체적으로, 각 주사선 31-1∼31-m과 각 전원공급선 32-1∼32-m이 화소회로(20)의 매트릭스의 m행 중 하나에 대해 설치된다. 또한, 화소 매트릭스부(30)에 화소회로(20)의 ｍ행/n열의 매트릭스에는, 도 1의 블록도에 열방향 또는 수직방향으로 각각 배선된 신호선 33-1∼33-n이 배선되어 있다. 상기 열방향은, 화소회로들(20)이 배치된 각 매트릭스 열의 방향이다. 보다 구체적으로, 각 신호선 33-1∼33-n은 화소회로920)의 매트릭스의 n열 중 하나에 대해 설치된다.
주사선 31-1∼31-m의 임의의 특정 주사선은, 기록 주사 회로(40)에서 사용한 출력 단자에 접속되고, 이 출력 단자는 그 특정 주사선(31)이 설치된 행과 연관된다. 마찬가지로, 전원공급선 32-1∼32-m의 임의의 특정 전원공급선은, 전원공급 주사 회로(50)에서 사용한 출력 단자에 접속되고 이 출력단자는 상기 특정 전원공급선(32)이 설치된 행과 연관된다. 한편, 신호선 33-1∼33-n의 임의의 특정 신호선은, 신호 출력 회로(60)에서 사용한 출력단자에 접속되고 이 출력 단자는 그 특정 신호선(33)이 설치된 열과 연관된다.
화소 매트릭스부(30)는, 통상, 유리 기판 등의 투명 절연 기판 위에 형성되어 있다. 이에 따라, 액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치(10)는, 플랫 패널 구조로 되어 있다. 화소 매트릭스부(30)의 화소회로(20)를 구동하는 구동부로서 각각 기능하는 기록 주사 회로(40), 전원공급 주사 회로(50) 및 신호 출력 회로(60) 각각은, 아모르포스 실리콘ＴＦＴ(박막 트랜지스터) 또는 저온 실리콘ＴＦＴ로 구성될 수 있다. 저온 실리콘ＴＦＴ를 사용할 경우에는, 기록 주사 회로(40), 전원공급 주사 회로(50) 및 신호 출력 회로(60) 각각은, 화소 매트릭스부(30)를 형성하는 표시 패널(또는 기판)(70) 위에 설치할 수 있다.
기록 주사 회로(40)는, 클록펄스신호ｃｋ에 동기해서 스타트 펄스ｓｐ를 순차적으로 시프트하는(전송하는) 시프트 레지스터로 구성되어 있다. 이 기록 주사 회로(40)는, 화소 매트릭스부(30)의 화소회로(20)에의 영상신호의 기록 동작에 있어서, 주사선 31-1∼31-m 중 하나에 순차로 기록 펄스(또는 주사 신호) 중 하나 ＷＳ1로서 스타트 펄스ｓｐ를 순차적으로 공급한다. 이렇게 하여 주사선 31-1∼31-m에 공급된 기록 펄스들은, 한번에 영상신호들을 수신 가능하게 되는 상태에서 화소회로(20)를 동일 행에 설치하는 소위 선 순차 주사 동작에서 화소 매트릭스부(30)의 화소회로(20)를 행단위로 순차로 주사하는데 사용된다.
마찬가지로, 전원공급 주사 회로(50)는, 클록펄스신호ｃｋ에 동기해서 스타트 펄스ｓｐ를 순차적으로 시프트하는(전송하는) 시프트 레지스터로 구성되어 있다. 이 전원공급 주사 회로(50)는, 기록 주사 회로(40)에 의한 선 순차 주사동작에 동기하여, 상기 스타트 펄스sp에 의해 결정된 타이밍과 동기하여, 전원공급선 전위 ＤＳ1∼ＤＳｍ를 전원공급선 32-1∼32-m에 각각 공급한다. 각 전원공급선 전위 ＤＳ1∼ＤＳｍ은, 제1전원전위Ｖｃｃｐ로부터 그 제1전원전위Ｖｃｃｐ보다도 낮은 제2전원전위Ｖｉｎｉ로 바뀌고 또 이와 반대로 바뀌어 행단위로 화소회로(20)의 발광 상태 및 비발광 상태를 제어하고 또 행단위로 발광 소자로서 상기 화소회로(20)에 각각 사용된 유기EL소자에 구동전류를 공급한다.
신호 출력 회로(60)는, 도 1의 블록도에 미도시된 신호 공급원으로부터 공급되는 휘도정보를 나타낸 영상신호의 전압 Ｖｓｉｇ 또는 기준전위Ｖｏｆｓ를 적당하게 선택해서 화소 매트릭스부(30)에서 사용한 화소회로(20)에 신호 선 33-1∼33-n을 거쳐서 행단위로 기록한다. 이하의 설명에서, 신호 공급원으로부터 공급되는 휘도정보를 나타낸 영상신호의 전압인 영상 신호 전압 Vsig을, 신호 전압이라고도 한다. 즉, 신호 출력 회로(60)는, 영상 신호 전압Vｓｉｇ을 행단위로 수신 가능한 상태에서 화소회로(20)에 기록하는 선 순차 기록동작의 구동방법을 채용한다. 이것은, 화소회로(20)가 이전에 설명된 것처럼 행단위로 영상신호 전압Vsig를 수신 가능하게 하는 상태로 되어 있기 때문이다.
[화소회로]
도 2는, 화소회로(20)의 구체적인 전형적 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 화소회로(20)는, 상기 소자에 흐르는 전류의 크기에 따라 발광 휘도가 변화되는 전기광학소자(또는 전류구동형의 발광 소자)인 유기ＥＬ소자(21)를 구비한다. 또한, 화소회로(20)는, 유기ＥＬ소자(21)를 구동하는 구동회 로를 갖는다. 유기ＥＬ소자(21)의 캐소드 전극은, 모든 화소회로(20)에서 공유한 공통 전원공급선(34)에 접속된다. 이 공통 전원공급선(34)은, 소위, 베타 배선이라고 한다.
상기와 같이, 유기ＥＬ소자(21)와 아울러, 상기 화소회로(20)는, 소자 구동 트랜지스터(22), 신호 기록 트랜지스터(23) 및 신호 저장용량(24)을 갖는 구동 부품으로 이루어진 구동회로를 갖는다. 전형적인 화소회로(20)의 구성에서, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)각각은 N채널형의 ＴＦＴ이다. 그렇지만, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)의 도전형은, 상기 N채널형에 한정되지 않는다. 즉, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)의 도전형은, 각각 또 다른 도전형일 수 있거나, 서로 다른 도전형일 수 있다.
이때, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)로서 N채널형의 ＴＦT를 사용하면, 아모르포스 실리콘(a-Ｓｉ)프로세스를 화소회로(20)의 제조에 사용할 수 있다. 아모르포스 실리콘(a-Ｓｉ)프로세스를 화소회로(20)의 제조에 사용함으로써 ＴＦＴ를 작성하는 기판의 저비용화, 그에 따라 상기 액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치(10) 자체의 저비용화를 꾀하는 것이 가능하게 된다. 또한, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)를 같은 도전형으로 하면, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)를 같은 프로세스로 작성할 수 있다. 그러므로, 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)의 같은 도전형은 저비용화에 기여할 수 있다.
소자 구동 트랜지스터(22)는, 한쪽의 전극(즉, 소스 또는 드레인 전극)이 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전극에 접속되고, 다른 쪽의 전극(즉, 드레인 또는 소스 전극)이 전원공급선(32), 즉 전원공급선 32-1∼32-m 중 한쪽에 접속되어 있다.
신호 기록 트랜지스터(23)의 게이트 전극은, 주사선 31, 즉 주사선 31-1∼31-m 중 한쪽에 접속되어 있다. 신호 기록 트랜지스터(23)는 한쪽의 전극(즉, 소스 또는 드레인 전극)이 신호 선33, 즉 신호 선 33-1∼33-n 중 한쪽에 접속되는 한편, 다른 쪽의 전극(즉, 드레인 또는 소스 전극)이 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
상기 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)에 있어서, 한쪽의 전극은 소스 또는 드레인 영역에 접속된 금속배선이고, 다른 쪽의 전극은 드레인 도는 소스 영역에 접속된 금속배선이다. 또한, 한쪽의 전극과 다른 쪽의 전극의 전위 관계에 따라, 한쪽의 전극이 소스 또는 드레인 전극이 되는 반면에, 다른 쪽의 전극은 드레인 또는 소스 전극이 된다.
신호 저장용량(24)은, 한쪽의 단자가 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 소자 구동 트랜지스터(22)의 한쪽의 전극 및 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전극에 접속되어 있다.
이때, 유기ＥＬ소자(21)를 구동하는 구동회로의 구성은, 소자 구동 트랜지스터(22), 신호 기록 트랜지스터(23) 및 신호 저장용량(24)을 상기와 같이 이용하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 필요한 경우, 구동회로는, 유기ＥＬ소자(21)의 용량부족분에 대해 유기ＥＬ소자(21)를 보충하는 용량을 갖는 보조 용량을 구비 하여도 된다. 상기 보조 용량의 한쪽의 단자는 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전극에 접속되고, 상기 보조 용량의 다른 쪽의 단자는 유기ＥＬ소자(21)의 캐소드 전극에 접속된다. 상기와 같이, 유기ＥＬ소자(21)의 캐소드 전극은, 고정전위로 설정된 공통 전원공급선(34)에 접속된다.
상기 구성의 화소회로(20)에 있어서, 신호 기록 트랜지스터(23)는, 기록 주사 회로(40)로부터 주사선(31), 즉 주사선 31-1∼31-m 중 한쪽을 통해서 신호 기록 트랜지스터(23)의 게이트 전극에 인가되는 하이(Ｈｉｇｈ)레벨 주사 신호ＷＳ에 의해 도통상태가 된다. 이 신호 기록 트랜지스터(23)의 도통상태에서, 신호 기록 트랜지스터(23)는, 신호 선(33)(즉, 신호 선 33-1∼33-n 중 한쪽)을 통해서 신호출력 회로(60)로부터 공급되는 휘도정보를 나타낸 크기를 갖는 전압으로서 영상신호 전압Ｖｓｉｇ을 샘플링하거나, 신호 선(33)을 통해서 신호출력 회로(60)로부터 공급된 기준 전위Ｖｏｆｓ를 샘플링해서, 화소회로(20)에서 사용된 신호 저장용량(24)에 상기 샘플링된 영상신호 전압Ｖｓｉｇ 또는 상기 샘플링된 기준전위Ｖｏｆｓ를 기록한다. 상기 샘플링된 영상신호 전압Ｖｓｉｇ 또는 상기 샘플링된 기준전위Ｖｏｆｓ는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 인가되어 그 신호 저장용량(24)에 유지된다.
소자 구동 트랜지스터(22)는, 전원공급선(32)(즉, 전원공급선 32-1∼32-m 중 한쪽)의 전위ＤＳ가 제1전원전위Ｖｃｃｐ에 있을 때에는, 특정한 한쪽의 전극이 드레인 전극이 되고, 다른 쪽의 전극이 소스 전극이 된다. 이렇게 기능하는 소자 구동 트랜지스터(22)의 전극들에서, 소자 구동 트랜지스터(22)는, 포화 영역에서 동 작하여 전원공급선(32)으로부터 받은 전류를 유기ＥＬ소자(21)를 구동하는 구동전류로서 흐르게 하여 발광 상태로 되게 한다. 더 구체적으로는, 소자 구동 트랜지스터(22)는, 포화 영역에서 동작 함에 의해, 신호 저장용량(24)에 유지된 영상신호 전압Ｖｓｉｇ의 전압크기에 따른 크기를 갖는 발광 전류인 구동전류를 유기ＥＬ소자(21)에 공급하고 있다. 그 유기 ＥＬ소자(21)는, 발광 상태에서의 구동전류의 크기에 따른 휘도로 발광시킨다.
소자 구동 트랜지스터(22)는, 전위ＤＳ로서 전원공급선(32)(즉, 전원공급선 32-1∼32-m 중 한쪽)의 제1전원전위Ｖｃｃｐ가 제2전원전위Ｖｉｎｉ에 바뀌었을 때에는, 스위칭 트랜지스터로서 동작한다. 스위칭 트랜지스터로서 동작하는 경우, 소자 구동 트랜지스터(22)의 특정 전극은 소스 전극이 되고, 소자 구동 트랜지스터(22)의 다른 쪽 전극은 드레인 전극이 된다. 이러한 스위칭 트랜지스터로서, 소자 구동 트랜지스터(22)는, 유기ＥＬ소자(21)에의 구동전류의 공급을 정지하고, 유기ＥＬ소자(21)를 비발광 상태로 한다. 즉, 소자 구동 트랜지스터(22)는, 유기ＥＬ소자(21)의 발광과 비발광간의 천이를 제어하는 트랜지스터로서의 기능도 갖는다.
이 소자 구동 트랜지스터(22)의 스위칭 동작에 의해, 유기ＥＬ소자(21)가 비발광 상태가 되는 기간인 비발광 기간을 설정하고, 유기ＥＬ소자(21)의 발광 기간 대 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 비율로서 정의된 듀티를 제어한다. 이렇게 제어함으로써, 1프레임 기간에 걸쳐서 화소회로가 발광하는데 따른 잔상 흐려짐 양을 저감할 수 있다. 그래서, 특히, 동영상의 품질은 더욱 우수할 수 있다.
신호 출력 회로(60)로부터 신호 선(33)을 통해서 선택적으로 공급되는 기준 전위Ｖｏｆs는, 신호공급원으로부터 받은 휘도정보를 나타낸 영상신호 전압Ｖｓｉｇ의 기준으로서 사용된 전위이다. 전형적으로, 기준전위Ｖｏｆs는, 흑레벨을 나타낸 전위이다.
제1전원전위Ｖｃｃｐ 또는 제2 전원전위Ｖｉｎｉ 중 한쪽은, 선택적으로 전원공급 주사 회로(50)에서 발생되어 전원공급선(32)에 공급된다. 제1전원전위Ｖｃｃｐ는 유기ＥＬ소자(21)를 발광 구동하는 구동전류를 소자 구동 트랜지스터(22)에 공급하기 위한 전원전위다. 한편, 제2전원전위Ｖｉｎｉ는, 유기ＥＬ소자(21)를 비발광 상태로 하기 위해서 유기ＥＬ소자(21)에 인가된 역바이어스로서의 전원전위이다. 제2전원전위Ｖｉｎｉ는, 기준전위Ｖｏｆｓ보다도 낮은 전위이다. 예를 들면, 제2전원전위Ｖｉｎｉ는, 화소회로(20)에 사용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압을 Ｖｔｈ라고 할 때 (Ｖｏｆｓ-Ｖｔｈ)보다도 낮다. 제2전원전위Ｖｉｎｉ는, (Ｖｏｆｓ-Ｖｔｈ)보다도 충분히 낮은 전위로 설정되는 것이 바람직하다.
[화소 구조]
도 3은, 화소회로(20)의 단면구조의 일 예를 게시하는 단면도다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 유리 기판(201) 위에는, 소자 구동 트랜지스터(22)를 포함한 구동부품이 형성되어 있다. 또한, 화소회로(20)의 구조는, 유리 기판(201) 위에 절연막(202), 절연 평탄화막(203) 및 윈도우 절연막(204)이 그 순차적으로 형성된다. 이 구성에서, 그 윈도우 절연막(204)의 오목부 204A에 유기ＥＬ소자(21)가 설치되어 있다. 도 3은, 구성소자로 구동회로의 소자 구동 트랜지스터(22)만을 나타내고, 구동회로의 다른 구동 부품을 생략한다.
유기ＥＬ소자(21)는, 애노드 전극(205)과, 유기층(206)과, 캐소드 전극(207)으로 구성되어 있다. 애노드 전극(205)은, 일반적으로 윈도우 절연막(204)의 오목부 204A의 저부가 형성된 금속이다. 유기층(206)은, 애노드 전극(205) 위에 형성된 전자수송층, 발광층 및 홀 수송/주입층이다. 캐소드 전극(207)은, 유기층(206) 위에 전체 화소회로(20)에 공통적으로 형성된 투명도전막이 설치되는 것이 일반적이다.
이 유기ＥＬ소자(21)에 구비된 유기층(206)은, 애노드 전극(205) 위에 홀 수송층/홀 주입층(2061), 발광층(2062), 전자수송층(2063) 및 전자주입층이 순차로 퇴적됨으로써 형성된다. 이때, 전자주입층은 도 3에 도시되어 있지 않다. 도 2에 도시된 것처럼 유기ＥＬ소자(21)에 전류가 흐르게 하여 유기ＥＬ소자(21)를 구동하여 발광시키는 소자 구동 트랜지스터(22)에 의해 실행된 동작에서, 전류는 소자 구동 트랜지스터(22)로부터 애노드 전극(205)을 통해서 유기층(206)에 흐른다. 유기층(206)에 전류가 흐름으로써, 발광층(2062)에 있어서 정공과 전자가 재결합하여 발광하게 된다.
소자 구동 트랜지스터(22)는, 게이트 전극(221)과, 반도체층(222)과, 소스/드레인 영역(223)과, 드레인/소스 영역(224)과, 채널 형성 영역(225)으로 구성되어 있다. 이 구성에서, 소스/드레인 영역(223)은, 반도체층(222)의 측 중 한쪽에 형성되고, 드레인/소스 영역(224)은, 반도체층(222)의 다른쪽과 그 반도체층(222)의 게이트 전극(221)에 대향하는 채널영역(225)에 형성된다. 소스/드레인 영역(223)은 콘택홀을 거쳐서 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전극(205)과 전기적으로 접속되어 있 다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이, 유기ＥＬ소자(21)는, 유리 기판(201) 위에, 절연막(202), 절연 평탄화막(203) 및 윈도우 절연막(204)을, 소자 구동 트랜지스터(22)를 갖는 구동 부품이 형성된 유리 기판(201)과 상기 유기EL소자(21) 사이에 삽입하게 화소회로 단위로 형성된다. 이렇게 유기ＥＬ소자(21)를 형성한 후, 패시베이션막(208)은, 유기ＥＬ소자(21) 위에 형성되고, 밀봉기판(209)과 패시베이션막(208) 사이에 접착제(210)를 삽입하여 밀봉기판(209)에 의해 덮인다. 이렇게 하여, 이 밀봉기판(209)에 의해 유기ＥＬ소자(21)가 밀봉 됨으로써 표시 패널(70)이 형성된다.
[유기ＥＬ표시장치의 회로 동작]
다음에, 상기 화소회로(20)가 매트릭스 모양으로 2차원 배치된 액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치(10)에 의한 회로 동작에 대해서, 도 4의 타이밍/파형도를 기초로 도 5 및 도 6의 동작 설명도를 참조해서 설명한다.
이때, 도 5 및 도 6의 회로동작 설명도에서는, 도면의 간략화를 위해, 신호 기록 트랜지스터(23)를 스위치의 심벌로 도시하고 있다. 또한, 용량(25)은, 유기ＥＬ소자(21)의 등가용량으로서의 도 5 및 도 6의 회로 동작 설명도에 도시되어 있다.
도 4의 타이밍/파형도에는, 주사선 31(31-1∼31-m 중 하나)의 전위(기록 주사신호)ＷＳ의 변화, 전원공급선(32)(32-1∼32-m 중 하나)의 전위(전원전위)ＤＳ의 변화, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ 및 소자 구동 트랜지스터(22) 의 소스 전위Ｖｓ의 변화를 보이고 있다. 또한 게이트 전위Ｖｇ의 파형을 일점쇄선으로 나타내고, 소스 전위Ｖｓ의 파형을 점선으로 나타내어서, 이들 파형을 식별할 수 있게 하고 있다.
[앞의 프레임의 발광 기간]
도 4의 타이밍/파형도에 있어서, 시간t1 이전의 기간은, 현재의 프레임(또는 현재의 필드) 바로 앞의 프레임(도는 필드)에서의 유기ＥＬ소자(21)의 발광 기간이다. 발광 기간에서는, 전원공급선(32)의 전위ＤＳ가 이후, 고전위라고 하는 제1전원전위 Ｖｃｃｐ이고, 신호 기록 트랜지스터(23)는 비도통상태에 있다.
이 때, 제1전원전위 Ｖｃｃｐ가 전원공급선(32)에 공급되어 소자 구동 트랜지스터(22)에 인가됨에 따라, 소자 구동 트랜지스터(22)는 포화 영역에서 동작하도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 발광 기간에서, 도 5a의 회로도에 나타나 있는 바와 같이 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극과 소스전극간 전압Ｖｇｓ에 따른 구동전류(즉, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극간에 흐르는 발광전류 또는 드레인-소스 전류Ｉｄｓ)가, 전원공급선(32)으로부터 소자 구동 트랜지스터(22)에 의해 유기ＥＬ소자(21)에 공급된다. 따라서, 유기ＥＬ소자(21)가 구동전류Ｉｄｓ의 크기에 비례한 휘도로 발광한다.
[임계치 보정 준비 기간]
시간t1이 되면, 선 순차 주사동작의 새로운 프레임(도 4의 타이밍/파형도에서 상술한 현재 프레임을 말함)에 들어간다. 그리고, 도 5b에 나타나 있는 바와 같이, 전원공급선(32)의 전위ＤＳ가 고전위Ｖｃｃｐ로부터 제2 전원전위Vini로 바뀌 어 임계전압 보정준비기간을 시작한다. 이후, 일반적으로 저전위라고도 하는 저전위 Vini는, Ｖｏｆｓ보다 낮은 (Ｖｏｆｓ-Ｖｔｈ)보다 충분히 낮고, 여기에서, Ｖｏｆｓ는 상술한 신호선(33)의 기준전위Ｖｏｆｓ를 나타낸다.
유기ＥＬ소자(21)의 임계전압을 Ｖｔｈｅｌ로 하고 공통 전원공급선(34)의 전위를 Ｖｃａｔｈ로 하는 경우, 상기 저전위Ｖｉｎｉ는 Ｖｉｎｉ <Ｖｔｈｅｌ+Vｃａｔｈ를 만족한다고 한다. 이 경우에, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ가 저전위Ｖｉｎｉ와 거의 같으므로, 유기ＥＬ소자(21)는 역바이어스 상태가 되어서 소광한다.
다음에, 시간t2에서, 주사선(31)의 전위ＷＳ가 저전위로부터 고전위로 이동 함으로써, 도 5c에 나타나 있는 바와 같이 신호 기록 트랜지스터(23)가 도통상태가 되어 임계전압 보정 준비기간이 시작한다. 이 상태에서, 신호 출력 회로(60)로부터 신호 선(33)에 대하여 기준전위Ｖｏｆｓ가 공급되고, 신호 기록 트랜지스터(23)에 의해 게이트 전위Vg로서 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 기준전위Ｖｏｆｓ가 인가된다. 그 때, 상술한 것처럼, 기준전위Ｖｏｆｓ보다도 충분히 낮은 저전위Ｖｉｎｉ는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스전극에 소스 전위Ｖｓ로서 공급되고 있다.
이 때, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ는 (Ｖｏｆｓ-Ｖｉｎｉ)의 전위차가 된다. 그 전위차(Ｖｏｆｓ-Ｖｉｎｉ)가 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ보다도 크지 않으면, 후술하는 임계전압 보정처리를 행하지도 못한다. 이 때문에, 전위 관계 (Ｖｏｆｓ -Ｖｉｎｉ)>Ｖｔｈ를 만족하는 레벨로 저전위Ｖｉｎｉ와 기준전위Ｖｏｆｓ를 설정할 필요가 있다.
소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ를 기준전위Ｖｏｆｓ에, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ를 저전위Ｖｉｎｉ에 각각 고정해서(설정해서) 초기화하는 처리가, 후술하는 임계전압 보정처리를 준비하기 위한 처리다. 이하의 설명에서는, 임계전압 보정처리를 준비하기 위한 처리를, 임계전압 보정준비 처리라고 한다. 이 처리에서, 기준전위Ｖｏｆｓ는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ의 초기화 전위이고, 저전위Ｖｉｎｉ는 소자 구동 트랜지스터(22)의소스 전위Ｖｓ의 초기화전위다.
[임계전압 보정기간]
다음에, 시간t3에서, 도 5d에 나타나 있는 바와 같이 전원공급선(32)의 전위ＤＳ가 저전위Ｖｉｎｉ로부터 고전위Ｖｃｃｐ로 바뀌면, 그대로 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ를 유지하는 상태에서 임계전압 보정기간이 개시된다. 즉, 게이트 전위Ｖｇ로부터 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ를 감산한 전위를 향해서 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ가 상승하기 시작한다.
편의상, 상술한 것처럼 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Vg의 초기화전위로서의 기준전위 Ｖｏｆｓ를 기준전위로 하고, 게이트 전위Vg로부터 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ를 감산한 전위를 향해서 전위Ｖｓ를 상승시키는 처리를 임계전압 보정처리라고 한다. 이 임계전압 보정 처리가 진행하면, 드디어, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ가 소자 구동 트랜지스 터(22)의 임계전압Ｖｔｈ에 수속되어, 이 임계전압Ｖｔｈ에 해당하는 전압은 저장용량(24)에 저장되게 된다.
이때, 임계전압 보정처리를 행하는 임계전압 보정기간 동안에, 전체 구동전류가 신호 저장용량(24)에 흘러, 유기ＥＬ소자(21)에는 부분적으로 흐르지 않도록 하기 위해서, 유기ＥＬ소자(21)가 컷 오프 상태가 되도록 공통 전원공급선(34)의 전위Ｖｃａｔｈ를 미리 설정해둔다.
다음에, 임계전압 보정기간의 끝에 동시에 일어나는 시간t4에서, 주사선(31)의 전위ＷＳ가 저전위측으로 이동함으로써 도 6a에 도시한 것처럼 신호 기록 트랜지스터(23)가 비도통상태가 된다. 이 신호 기록 트랜지스터(23)의 비도통상태에서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극은, 신호 선(33)으로부터 전기적으로 절단됨으로써 플로팅 상태로 된다. 그러나, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ가 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ과 같으므로, 그 소자 구동 트랜지스터(22)는 컷오프 상태에 있다. 따라서, 소자 구동 트랜지스터(22)에 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는 흐르지 않는다.
[신호 기록 및 이동도 보정기간]
다음에, 시간t5에서, 도 6b에 나타나 있는 바와 같이 신호 선(33)의 전위가 기준전위Ｖｏｆｓ로부터 영상신호 전압Ｖｓｉｇ로 바뀐다. 계속해서, 신호 기록 및 이동도 보정기간의 개시와 동시에 일어나는 시간t6에서, 주사선(31)의 전위WS가 고전위측으로 이동함으로써 도 6c에 나타나 있는 바와 같이 신호 기록 트랜지스터(23)가 도통상태가 되어서, 신호 기록 트랜지스터(23)는 영상신호 전압Ｖｓｉｇ 을 샘플링해서 화소회로(20)에 저장한다.
그 샘플링된 영상신호 전압Ｖｓｉｇ을 화소회로(20)에 저장하기 위해 이 신호 기록 트랜지스터(23)에 의한 동작의 결과로서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ가 영상신호 전압Ｖｓｉｇ이 된다. 그리고, 영상신호 전압Ｖｓｉg에 의한 소자 구동 트랜지스터(22)를 구동시에, 해당 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔh와 그 임계전압Ｖｔh에 해당하는 전압으로서 신호 저장용량(24)에 저장된 전압은, 소위 임계전압 보정처리에서 서로 상쇄하고, 그 원리를 나중에 상세하게 후술한다.
이 때, 유기ＥＬ소자(21)는 초기에 컷오프 상태(또는 하이 임피던스 상태)에 있다. 영상신호 전압Ｖｓｉｇ에 의해 구동된 소자 구동 트랜지스터(22)에 전원공급선(32)으로부터 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 유기ＥＬ소자(21) 자체로 들어가는 대신에 유기ＥＬ소자(21)에 병렬로 접속된 상술한 등가용량(25)에 유입되어서, 그 등가용량(25)의 충전처리가 개시된다.
등가용량(25)이 전기적으로 충전되고 있는 동안에, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Vs는 시간의 경과와 함께 상승해 간다. 이미, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 화소마다 Vｔｈ(임계전압) 변동을 보정하였으므로, 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도μ에 따라 서만 화소마다 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ가 변화한다.
기록 게인G는 1의 이상값을 갖는다고 가정한다.기록 게인은, 영상신호 전압Ｖｓｉｇ에 대한, 상술한 것과 같은 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ에 대응한 전압으로서 소자 구동 트랜지스터(22)의 게인과 소스전극 사이에서 관측되고 신호 저장용량(24)에 저장된 전압Ｖｇｓ의 비율로서 정의된다. 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ가 (Ｖｏｆｓ-Ｖｔｈ+ΔV)에 도달할 때, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ는 (Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ+Ｖｔｈ-ΔV)가 되고, 여기서 상기 ΔV는 소스전위 Vs의 증분을 나타낸다.
즉, 신호 저장용량(24)에 저장된 전압(Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ+Ｖｔｈ)로부터 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스전위Vs의 증분ΔV를 감산하도록, 또는, 바꾸어 말하면, 신호 저장용량(24)으로부터 전하를 전기적으로 방전하도록, 부귀환 동작을 실행한다. 그 부귀환 동작에서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스전위Vs의 증분ΔV는, 부귀환량으로서 사용된다.
이렇게, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 입력에 다시 부귀환함으로써, 즉, 자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 소자 구동 트랜지스터(22)의 게인과 소스 전극간의 전압 Vgs에 다시 부귀환함으로써, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ의 이동도μ에 대한 의존성을 없앨 수 있다. 즉, 영상신호 전압 Vgs을 샘플링하고 그 샘플링된 영상신호 전압 Vgs을 화소회로(20)에 저장하는 동작에서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 화소마다 이동도μ의 변동을 보정하도록 동시에 이동도 보정처리를 행한다.
더 구체적으로는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 저장되는 영상신호 전압 Vsig의 진폭Ｖｉｎ(=Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ)이 높을수록, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ가 크고, 이에 따라, 부귀환동작의 부귀환량(또는 보정량)으로서 사용된 증분ΔV의 절대치도 커진다. 따라서, 유기EL소자(21)의 발광 휘도의 레벨에 따라 이동도 보정처리를 실행하는 것이 가능하다.
영상신호 전압Vsig의 진폭Ｖｉｎ을 일정한 경우, 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도μ가 클수록, 부귀환동작의 부귀환량(또는 보정량)으로서 사용된 증분ΔV의 절대치도 커진다. 그래서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 화소마다의 이동도(μ) 변동을 보정하는 것이 가능하다. 이동도 보정처리의 원리를 나중에 상세히 설명하겠다.
[발광 기간]
다음에, 신호 기록 및 이동도 보정기간의 끝이나 발광기간의 시작과 동시에 일어나는 시간t7에서, 주사선(31)의 전위ＷＳ가 저전위로 이동함으로써 도 6d에 도시한 것처럼, 신호 기록 트랜지스터(23)가 비도통상태로 된다. 그 전위ＷＳ가 저전위로 됨에 따라, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극은, 신호 선(33)으로부터 전기적으로 절단되어서 플로팅 상태로 된다.
소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극이 플로팅 상태에 있고, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트와 소스전극이 신호 저장용량(24)에 접속되어 있는 것에 의해, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ가 신호 저장용량(24)에 저장된 전하량에 따라 변할 때, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위 Vg도 상기 전위Ｖs의 변동과 연동되는 방식으로 변동한다. 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ이 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ의 변동에 연동해서 변동하는 동작은, 신호 저장용량(24)에서 제공된 커플링 효과에 의거한 부트스트랩 동작이라고 한다.
소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극이 플로팅 상태가 됨과 동시에, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ가 유기ＥＬ소자(21)에 흐르기 시작한다. 이에 따라, 그 전류Ｉｄｓ의 증분에 따라 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전위가 상승한다.
그리고, 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전위가 (Ｖｔｈｅｌ+Ｖｃａｔｈ)의 전위를 초과하면, 유기ＥＬ소자(21)에 구동전류가 흐르기 시작하여서, 유기ＥＬ소자(21)이 발광을 시작한다. 또한 유기ＥＬ소자(21)의 애노드 전위의 상승은, 즉 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ의 상승이다. 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ가 상승하면, 신호 저장용량(24)에서 제공된 커플링 효과에 의거한 부트스트랩 동작에서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ도 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖs의 변동과 연동해서 상승한다.
부트스트랩 동작의 부트스트랩 게인을 1의 이상값이라고 가정한다. 부트스트랩 동작의 부트스트랩 게인은, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ의 상승과 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖs의 상승의 비율로서 정의된다. 부트스트랩 동작의 부트스트랩 게인을 1의 이상값이라고 가정함으로써, 소자 구동 트랜 지스터(22)의 게이트 전위Ｖｇ의 상승은 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖs의 상승과 같다. 그러므로, 발광 기간 동안, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ는, (Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ+Ｖｔｈ-ΔV)로 일정하게 유지된다. 그리고, 시간t8에서, 신호 선(33)의 영상신호 전압Ｖｓｉｇ는, 기준전위Ｖｏｆｓ로 바뀐다.
이상에서 설명한 일련의 동작에 있어서, 임계전압 보정준비처리, 임계전압 보정처리, 영상 신호 전압Ｖｓｉｇ의 신호 저장용량(24)에의 저장의 신호 기록 동작 및 이동도 보정처리의 각종의 처리는, 1H라고 하는 1수평주사 기간에 실행된다. 영상 신호 전압Ｖｓｉｇ의 신호 저장용량(24)에의 저장의 신호 기록 동작 및 이동도 보정처리는, 시간t6-t7의 기간에 동시에 병행하여 실행된다.
[임계전압 보정처리의 원리]
이하, 화소마다 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Vth의 변동에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류를 보정하기 위해서, 도 4의 타이밍/파형도를 참조하여 앞에서 설명된 시간 t3과 t4 사이의 임계전압 보정기간에 실행된 임계전압 보정처리의 원리를 설명한다. 상기와 같이, 소자 구동 트랜지스터(22)는, 도 5d 및 도 6a의 회로도에 도시된 것과 같은 t3과 t4 사이의 임계전압 보정기간에 전원공급선(32)에 공급되고 소자 구동 트랜지스터(22)에 인가된 포화 영역에서 동작하도록 설계되어 있다. 그래서, 소자 구동 트랜지스터(22)는, 정전류원으로서 동작한다. 이에 따라, 유기ＥＬ소자(21)에는 소자 구동 트랜지스터(22)로부터, 다음식(1)로 주어지는 일정한 드레인 -소스간 전류(구동전류 또는 발광전류라고도 함)Ｉｄｓ가 공급된다.
Ｉｄｓ= (1/2)·μ(W/L)Ｃｏｘ(Ｖｇｓ-Ｖｔｈ)2 … (1)
이 식에서, 참조 표시 W는 소자 구동 트랜지스터(22)의 채널 폭, L은 채널길이, Ｃｏｘ는 단위면적당 게이트 용량이다.
도 7에, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ 대 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극과 소스 전극간에 인가된 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ간의 관계를 나타낸 전류-전압특성을 각각 나타낸 곡선의 특성도이다.
도 7의 특성도의 실선은 임계전압Ｖｔｈ1의 소자 구동 트랜지스터(22)를 갖는 화소회로 A에 대한 특성을 나타내고, 그 특성도의 점선은 임계전압Ｖｔｈ1와 다른 임계전압Ｖｔｈ2의 소자 구동 트랜지스터(22)를 갖는 화소회로 B에 대한 특성을 나타낸다. 도 7의 특성도로부터 명백하듯이, 가로축으로 나타낸 게이트-소스간 전압 Vgs의 크기가 동일한 경우, 화소회로 A에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는 Ids1이고, 화소회로 B에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 화소마다 Vth의 변동에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 보정하도록 임계전압 보정처리를 행하지 않으면 상기 드레인-소스간 전류 Ids1와 다른 Ids2이고, 여기서 참조부호 Vth는 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압이다.
도 7의 특성도에 도시된 예에서, 화소회로 B에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ2는, 화소회로 A에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ1보다 크다, 즉 Ｖｔｈ2>Ｖｔｈ1이다. 이 경우에, 가로축으로 나타낸 게이트-소스간 전압 Vgs의 크기가 동일한 경우, 화소회로 A에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는 Ids1이고, 화소회로 B에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는 상기 드레인-소스간 전류 Ids1보다 작은 Ids2이다, 즉 Ｉｄｓ2 <Ｉｄｓ1이다. 즉, 가로축으로 나타낸 게이트-소스간 전압 Vgs의 크기가 동일한 경우에도, 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ가 화소마다 변동하면, 드레인-소스간 전류의 드레인전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류 Ids도 화소마다 변동한다.
한편, 상기 구성의 화소회로(20)에서는, 상술한 것처럼, 발광시의 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가된 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ는 (Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ+Ｖｔｈ-ΔV)이다. 항 Vgs의 대체로서의 역할을 하기 위해 식(Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ+Ｖｔｈ-ΔV)를 식(1)에 대입함으로써, 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 다음식(2)로 나타낸다:
Ｉｄｓ= (1/2)·μ(W/L)Ｃｏｘ(Ｖｓｉｇ-Ｖｏｆｓ-ΔV)2 … (2)
즉, 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ의 항은, 식(2)의 우측 식으로부터 없앤다. 달리 말하면, 소자 구동 트랜지스터(22)로부터 유기ＥＬ소자(21)에 공급되는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ에 더 이상 의존하지 않는다. 그 결과, 소자 구동 트랜지스터(22)의 제조 프로세스의 변동이나 경시 열화에 의해, 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Ｖｔｈ가 화소마다 변동한 경우에도, 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 가로축으로 나타낸 동일한 게이트-소스간 전압Vgs를 화소회로들에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 인가하면 화소마다 변동하지 않는다. 그래서, 동일한 영상신호 전압Vsig을 나타낸 그 게이트-소스간 전압 Vgs가 유기ＥＬ소자(21) 중 하나를 각각 구비한 화소회로(20)에 사용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 인가되면, 각 유기ＥＬ소자(21)의 발광 휘도를 동일한 값으로 유지할 수 있다.
[이동도 보정처리의 원리]
다음에 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도의 변동에 대해 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 보정하기 위해 실행된 이동도 보정처리의 원리를 설명한다. 도 8은, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류 Ids와, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가된 게이트-소스간 전압 Vgs과의 관계를 트랜지스터마다 이동도μ의 변동을 설명하는데 사용된 곡선으로서 표현하는 전류-전압 특성을 각각 나타내는 곡선들을 나타낸 특성도이다. 도 8의 특성도의 실선은 상대적으로 큰 이동도μ의 소자 구동 트랜지스터(22)를 갖는 화소회로A에 대한 특성을 나타내고, 그 특성도의 점선은, 화소회로A에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 임계전압Vth가 화소회로A에 이용된 소자 구동 트 랜지스터(22)의 임계전압Vth과 같을지라도 상대적으로 작은 이동도μ의 소자 구동 트랜지스터(22)를 갖는 화소회로B에 대한 특성을 나타낸다. 도 8의 특성도로부터 명백하듯이, 가로축으로 나타낸 게이트-소스간 전압 Vgs의 크기가 동일한 경우, 화소회로A에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는 Ids1'이고, 화소회로B에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 화소마다 이동도 변동에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 보정하도록 이동도 보정처리를 행하지 않으면 드레인-소스간 전류Ids1'와 다른 Ids2'이다. 소자 구동 트랜지스터(22)로서 화소회로(20)에 폴리실리콘 박막트랜지스터등을 사용하면, 화소회로A와 B간의 이동도μ의 차이 등의 화소마다의 이동도μ의 변동은 피할 수 없다.
화소회로A와 화소회로B간의 이동도μ의 기존의 차이에 따라, 상대적으로 큰 이동도μ의 소자 구동 트랜지스터(22)를 이용하는 화소회로A와 상대적으로 작은 이동도μ의 소자 구동 트랜지스터(22)를 이용하는 화소회로B에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 동일한 영상신호 전압 Vsig를 나타낸 그 게이트-소스간 전압 Vgs가 인가되는 경우에도, 화소회로A에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는 Ids1'이고, 화소회로B에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ는, 화소회로A와 B간의 이동도μ의 차이에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ를 보정하도록 이동도 보정처리를 행하지 않으면 드레인-소스간 전류Ids1'와 상당히 다른 Ids2'이다. 이러한 큰 Ids차이가 소자 구동 트랜지스터(22)간의 드레인-소스 전류의 차이로서 화소마다 μ의 변동에 의해 생기는 경우(여기서 μ는 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도를 나타냄), 화면의 유니포머티가 손상된다.
상술한 식(1)의 소자 구동 트랜지스터(22)의 특성식으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도μ가 클수록, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ가 커진다. 따라서, 부귀환동작에 있어서의 귀환량ΔV는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ에 비례하므로, 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도μ가 커질수록, 부귀환동작에 있어서의 귀환량ΔV가 커진다. 도 8의 특성도에 나타나 있는 바와 같이, 이동도μ가 상대적으로 큰 화소회로A의 귀환량ΔV1은, 이동도μ가 상대적으로 작은 화소회로B의 귀환량ΔV2보다 크다.
이동도 보정처리는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs를 다시 Vsig측으로 다시 부귀환하여 실행되고, 여기서 Vsig는 영상신호의 전압을 나타낸다. 이러한 부귀환동작에서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도μ가 커질수록, 부귀환동작이 실행되는 정도가 높아진다. 그 결과, μ의 화소마다의 변동을 제거하는 것이 가능하고, 여기서 μ는 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도이다.
구체적으로는, 이동도μ가 상대적으로 큰 소자 구동 트랜지스터(22)를 이용한 화소회로A에서 실행된 이동도 보정처리의 부귀환동작에서의 귀환량ΔV1을 보정량ΔV1이라고 하면, 화소회로A에서 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs는, Ｉｄｓ1′로부터 Ｉｄｓ1까지 크게 하강한다. 한편, 보정량ΔV1보다 작은 보정량ΔV2를 이동도μ가 상대적으로 작은 소자 구동 트랜지스터(22)를 이용한 화소회로B에 실행된 이동도 보정처리의 부귀환동작의 귀환량ΔV2으로 하는 경우, 화소회로A와 비교하여, 화소회로B에서 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs는, 거의 상기 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ1인 Ｉｄｓ2'로부터 Ｉｄｓ2까지 약간 감소된다. 이 때문에, 화소회로A에서 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs1이 화소회로B에서 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs2와 거의 같으므로, 화소마다 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도의 변동에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs를 보정하는 것이 가능하다.
상술한 것을 다음과 같이 정리한다. 이동도μ가 상대적으로 큰 소자 구동 트랜지스터(22)를 이용하는 화소회로A의 이동도 보정처리로서 실행된 부귀동작에서 얻어진 귀환량ΔV1은, 이동도μ가 상대적으로 작은 소자 구동 트랜지스터(22)를 이용하는 화소회로B에 관해 실행된 이동도 보정처리의 부귀동작에서 얻어진 귀환량ΔV2와 비교해서 크다. 즉, 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도μ가 클수록 소자 구 동 트랜지스터(22)를 이용하는 화소회로에 관해 부귀동작의 귀환량ΔV도 커지고, 그에 따라, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs의 감소량이 커진다.
따라서, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs를 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극측으로서 영상신호 전압Vsig이 제공된 게이트 전극측에 다시 부귀환함으로써, 이동도μ의 값이 다른 소자 구동 트랜지스터(22)의 화소회로들에서 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)를 통해 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄｓ의 크기는 균일화될 수 있다. 그 결과, 화소마다 소자 구동 트랜지스터(22)의 이동도의 변동에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs를 보정하는 것이 가능하다. 즉, 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs의 크기를 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극측에 다시 부귀환하는 부귀환 동작은, 이동도 보정처리이다.
도 9는 상기 영상 신호 전압(또는 샘플링된 전위)과, 도 2에 블록도에 도시된 액티브 매트릭스형 유기EL표시장치에 구비된 화소회로(2)에 이용된 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs의 관계를 각각 도시한 복수의 도면이다. 이 도면은, 임계전압 보정처리 및 이동도 보정처리를 행하거나 행하지 않고 실행된 다양한 방법에 대한 상기 관계를 도시한 것이다.
보다 구체적으로, 도 9a는 상기 영상 신호전압 Vsig와, 임계전압 보정처리도 이동도 보정처리도 행하지 않은 각각 서로 다른 화소회로A 및 B에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs의 관계를 각각 나타낸 2개의 곡선을 도시한 도면이다. 도 9b는, 상기 영상 신호전압 Vsig와, 임계전압 보정처리를 행하지만 이동도 보정처리도 행하지 않은 각각 서로 다른 화소회로A 및 B에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs와의 관계를 각각 나타낸 2개의 곡선을 도시한 도면이다. 도 9c는 상기 영상 신호전압 Vsig와, 임계전압 보정처리 및 이동도 보정처리를 모두 행하는 각각 서로 다른 화소회로A 및 B에 대한 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류Ｉｄs와의 관계를 각각 나타낸 2개의 곡선을 도시한 도면이다. 화소회로A 및 B에 임계전압 보정처리도 이동도 보정처리도 행하지 않은 경우를 나타낸 도 9a의 곡선에 도시된 것처럼, 수평축으로 나타낸 게이트-소스간 전압Vgs가 동일한 크기일 경우, 서로 다른 임계전압Ｖｔｈ와 서로 다른 이동도μ의 값을 갖는 화소회로A와 B간의 드레인-소스간 전류Ids의 큰 차이는, 서로 다른 임계전압Ｖｔｈ와 서로 다른 이동도μ의 값에 의해 생긴 차이로서 관측된다. 한편, 화소회로A 및 B에 임계전압 보정처리를 행하지만 이동도 보정처리를 행하지 않은 경우를 나타낸 도 9b의 곡선에 도시된 것처럼, 수평축으로 나타낸 게이트-소스간 전압Vgs가 동일한 크기일 경우, 서로 다른 임계전압Ｖｔｈ와 서로 다른 이동도μ의 값을 갖는 화소회로A와 B간의 드레인-소스간 전류Ids의 상기 보다 작은 차이는, 서로 다른 임계전압Ｖｔｈ와 서로 다른 이동도μ의 값에 의해 생긴 차이로서 관측된다. 그 차이가 비록 도 9a의 곡선에 도 시된 경우의 차이로부터 어느 정도까지 감소된다고 할지라도, 그 차이는 그대로 유지한다.
화소회로A 및 B에 임계전압 보정처리와 이동도 보정처리를 모두 행하는 경우를 나타낸 도 9c의 곡선에 도시된 것처럼, 수평축으로 나타낸 게이트-소스간 전압Vgs가 동일한 크기일 경우, 서로 다른 임계전압Ｖｔｈ와 서로 다른 이동도μ의 값을 갖는 화소회로A와 B간의 드레인-소스간 전류Ids의 차이는, 서로 다른 임계전압Ｖｔｈ와 서로 다른 이동도μ의 값에 의해 생긴 차이로서 거의 관측되지 않는다. 따라서, 매 계조에 있어서도 유기EL소자(21)의 발광 휘도 변동은 발생하지 않는다. 이 때문에, 고품질의 화상을 표시하는 것이 가능하다.
또한, 도 2에 나타낸 액티브 매트릭스형 유기EL표시장치(10)에 구비된 화소회로(20)는, 임계전압 보정 및 이동도 보정의 기능에 더해서, 상술한 것과 같은 신호 저장용량(24)에서 제공된 커플링 효과에 의거한 부트스트랩 동작의 기능을 가짐으로써 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
즉, 유기ＥＬ소자(21)의 Ｉ-V특성의 경시 열화처리에서의 시간 경과에 따라 저하하기 때문에 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ가 변화한다고 하여도, 신호 저장용량(24)에서 제공된 커플링 효과에 의거한 부트스트랩 동작에 의해, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가된 게이트-소스간 전압Ｖｇｓ를 일정하게 유지할 수 있어, 유기ＥＬ소자(21)에 흐르는 구동전류는, 경시 열화처리에서의 시간 경과에 따라 변화하지 않는다. 그래서, 유기ＥＬ소자(21)의 발광 휘도도 경시 열화처리에서의 시간 경과에 따라 변화하지 않으므로, Ｉ-V특성이 경시 열화처리의 시간 경과에 따라 악화되는 경우에도 유기ＥＬ소자(21)의 Ｉ-V특성의 경시 열화를 수반하는 저하가 없는 화상을 표시하는 것이 가능하다.
[비발광기간 동안에 유기ＥＬ소자에서 발생된 스트레스]
화소회로(20)에서 실행된 동작에 관한 상술한 설명으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 시간 t1과 t2 사이에서 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간에서는, 전원공급선(32)의 전위ＤＳ를 제 2 전원전위Vｉｎｉ로 바꾸어서 유기ＥＬ소자(21)를 역바이어스 상태로 하고 있다. 유기ＥＬ소자(21)를 역바이어스 상태로 함으로써, 유기ＥＬ소자(21)는 발광하지 않아서, 확실하게 소등 상태가 된다.
그렇지만, 유기ＥＬ소자(21)를 역바이어스 상태로 하면, 그 유기ＥＬ소자(21)에 전기적 스트레스가 걸린다. 또한, 이전에도 서술한 것처럼, 유기ＥＬ소자(21)에 전기적 스트레스를 주는 기간이 길다면, 그 스트레스에 기인해서 유기ＥＬ소자(21)의 특성이 변화되거나, 유기ＥＬ소자(21)가 발광할 수 없는 상태에서 결함이 된다. 이 때문에, 표시 화상의 화질은 저하된다. 유기ＥＬ소자(21)의 발광 결함은, 유기ＥＬ소자(21)를 발광할 수 없게 하는 결함이다.
[실시예]
상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부동안에 해당 유기EL소자(21)에 전기적 스트레스를 주지 않게 하여 화소회로(20)를 구동하는 동작을 실현한다. 이 구동동작은, 전원공급 부로서의 전원공급 주사 회로(50)에 의한 제어에 따라 실행된다. 이하에, 유기ＥＬ소자(21)에 전기적 스트레스를 주지 않는 구동법에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 10은, 본 발명의 실시예에 따른 유기ＥＬ표시장치에서 이용된 화소회로(20)가 실행한 동작의 설명에 제공하는 타이밍/파형도다. 이 타이밍/파형도에 나타나 있는 바와 같이, 전원공급 주사 회로(50)는, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부에서 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급을 정지하도록 한다. 상기 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부는, 비발광 기간의 초기부이다. 즉, 상기 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부는, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극의 소스 전위Ｖｓ를 제 2 전원전위Ｖｉｎｉ로 초기화하는 처리의 바로 앞의 부분이다. 상술한 것처럼, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전극은, 소자 구동 트랜지스터(22)에 대해 전원공급선(32)과 반대측의 전극이다. 구체적으로, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부는, 도 10의 시간ｔ1-t10의 기간이다.
상기와 같이, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부에서, 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급을 정지함으로써 전원공급선(32)이 플로팅 상태가 된다. 이에 따라, 전원공급선(32)에 접속된 전극으로서의 소자 구동 트랜지스터(22)의 드레인 전극도 플로팅 상태가 된다. 도 11은, 유기ＥＬ소자(21)에 인가된 전압과 상기 유기ＥＬ소자(21)에 흐르는 구동전류간의 관계를 나타낸 특성도이다. 이 도면에 도시된 것처럼, 상기 구동전류는, 유기ＥＬ소자(21)에 인가된 전압이 유기ＥＬ소자(21)의 임계전압Ｖｔｈｅｌ을 초과하는 경우에 유기ＥＬ소자(21)에 전류가 흐르기 시작한다.
따라서, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부 동안에 전원공급 주사회로(50)가 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급을 정지할 때, 소자 구동 트랜지스터(22)의 소스 전위Ｖｓ는, Ｖｔｈｅｌ+Ｖｃａｔｈ가 된다. 따라서, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부 동안에, 유기ＥＬ소자(21)에는 역바이어스가 걸리지 않는다. 이 때문에, 소자 구동 트랜지스터(22)에 역바이어스가 걸려 있는 기간은, 전원공급 주사회로(50)가 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급을 정지하지 않는 구성과 비교하여 매우 짧다. 이에 따라서, 유기ＥＬ소자(21)에 걸린 역바이어스로 인해 유기ＥＬ소자(21)에 주어지는 전기적 스트레스의 양을 경감할 수 있다. 그러므로, 유기ＥＬ소자(21)에 걸린 역바이어스에 의해 유기ＥＬ소자(21)에 주어지는 전기적 스트레스로 인한 발광할 수 없는 상태에서 유기ＥＬ소자(21)의 특성이 변화되지 않게 하고 유기ＥＬ소자(21)가 결함이 있지 않게 하는 것이 가능하다. 그 결과, 표시된 화질을 향상시킬 수 있다.
[전원공급 주사 회로]
다음에, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부 동안에, 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급을 정지하는 전원공급 주사 회로(50)의 구체적인 구성에 관하여 설명한다.
<제 1 실시예>
도 12는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로 50A의 구성을 나타낸 블록도다. 이 블록도에 도시된 것처럼, 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A는, 제１ 시프트 레지스터(51), 제2 시프트 레지스터(52) 및 출력부(53)를 갖는 구성으로 되어 있다.
제１ 시프트 레지스터(51)는, 기록주사동작으로서 도 1의 블록도에 도시된 기록 주사 회로(40)에 의한 수직주사동작과 동기하여, 전위ＤＳ를 바꾸기 위한 주사 펄스ＳＰ를 출력하도록 구성된 부이다. 제2 시프트 레지스터(52)는, 제１ 시프트 레지스터(51)에 의한 주사에 동기하여, 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급 정지동작의 제어를 행하기 위한 제어 펄스ＣＰ를 출력한다.
출력부(53)는, 화소 매트릭스부(30)의 화소 행수에 대응한 개수의 버퍼(531)를 갖는 구성으로 되어 있다. 도 12의 블록도는, 모든 화소 행의 버퍼(531)의 대표로서 화소 행i에 대한 버퍼 531i만을 도시한다. 또한, 버퍼 531i는 1단계 구성을 갖는다. 그렇지만, 실제로는, 버퍼 531i는 다단 구성을 가질 수도 있는 것은 물론이다.
버퍼 531i는, Ｐ채널 MOS트랜지스터Ｑｐ 및 Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ과, 스위치 소자ＳＷ로 구성되어 있다. Ｐ채널 MOS트랜지스터Ｑｐ 및 Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ의 게이트 전극은, 입력 노드Ｎｉｎ를 통해 서로 접속된다. 마찬가지로, Ｐ채널 MOS트랜지스터Ｑｐ 및 Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ의 드레인 전극도, 출력 노드Ｎｏｕｔ를 통해 서로 접속된다. 스위치 소자ＳＷ의 일 단자는, Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ의 소스 전극에 접속된다. Ｐ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｐ의 소스 전극은 정측 전원전위ＶＤＤ의 전원 라인에 접속되어 있고, 스위치 소자ＳＷ의 타 단자는, 부측 전원전위ＶＳＳ의 전원 라인에 접속되어 있다.
Ｐ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｐ 및 Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ의 게이트 전 극을 서로 접속하는 입력 노드Ｎｉｎ는, 버퍼 531i의 입력 노드이다. 이 입력 노드Ｎｉｎ에는, 제１ 시프트 레지스터(51)로부터 주사 펄스ＳＰ가 공급된다. 마찬가지로, Ｐ채널 ＭＯＳ트랜지스터Qp 및 Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ의 드레인 전극을 서로 접속하는 출력 노드Ｎｏｕｔ는, 버퍼 531i의 출력 노드이다. 이 출력 노드Ｎｏｕｔ는, ｉ번째 화소 행의 전원공급선 32-i의 일단에 접속되어 있다. 스위치 소자ＳＷ는, 제2 시프트 레지스터(52)에서 발생된 제어 펄스ＣＰ에 의해 온(폐쇄)/오프(개방) 상태로 제어가 행해진다.
도 13은 전원공급 주사회로 50A에 발생된 전원공급선(32)의 전위ＤＳ, 주사 펄스ＳＰ 및 제어 펄스ＣＰ의 타이밍 관계를 나타낸 타이밍도다.
주사 펄스ＳＰ가 로우(Ｌｏｗ)레벨일 때, 즉 시간t1까지와 시간t2이후는, Ｐ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｐ가 도통상태가 되고, 정측 전원전위ＶＤＤ를 제 1 전원전위Ｖｃｃｐ로서 전원공급선 32-i에 공급한다. 한편, 주사 펄스ＳＰ가 하이(Ｈｉｇｈ)레벨일 때, 즉 시간t1으로부터 시간t2까지의 기간은, Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ이 도통상태가 된다. 그렇지만, 시간t1으로부터 시간t10까지의 기간에서는, 제어 펄스ＳＰ가 로우레벨이 됨으로써, 스위치 소자ＳＷ가 오프 상태가 된다. 이 스위치 소자ＳＷ가 오프 상태가 됨으로써, 전원공급선 32-i에 대한 제 1 전원전위 Ｖｃｃｐ 또는 제 2 전원전위 Ｖｉｎｉ인 전위DS의 공급이 정지된다. 그리고, 시간t10에서, 제어 펄스ＳＰ는, 로우레벨로부터 하이레벨로 변화함으로써, 스위치 소자ＳＷ가 온 상태가 된다. 이 스위치 소자ＳＷ가 온 상태가 됨으로써, Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ은, 부측 전원전위ＶＳＳ를 제 2 전원전위Ｖｉｎｉ로서 전원공급선 32-i에 공급한다.
<제 2 실시예>
도 14는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 화소 매트릭스부(30)와 전원공급 주사 회로50B를 나타낸 구성을 나타낸 블록도이다. 도 14의 블록도에서, 도 12의 블록도에 도시된 구성에 사용된 각각의 대응부와 동일한 부분은, 그 대응부와 동일한 참조표시로 나타낸다. 상기 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A와 같이, 제 2 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50B는, 제１ 시프트 레지스터(51), 제 2 시프트 레지스터(52) 및 출력부(53)를 갖는 구성으로 되어 있다.
그렇지만, 상기 제 2 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50B의 출력부(53)에 이용된 버퍼 531i의 구성은, 상기 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A의 출력부(53)에서 이용된 버퍼 531i의 구성과 다르다. 구체적으로는, 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A의 출력부(53)에서 이용된 버퍼 531i의 구성에서는, 스위치 소자ＳＷ는, Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ의 소스 전극과 부측 전원전위ＶＳS의 전원 라인과의 사이에 접속된다. 이에 대하여, 제 2 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50B의 출력부(53)에서 이용된 버퍼 531i의 구성에서, 스위치 소자ＳＷ는 출력 노드Ｎｏｕｔ와 전원공급선 32-i와의 사이에 접속된다.
스위치 소자ＳＷ는, 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A와 마찬가지로, 제어 펄스ＳＰ에 의해 제어된다. Ｎ채널 ＭＯＳ트랜지스터Ｑｎ이 도통상태일 때, 부측 전원전위ＶＳＳ는, 제 2 전원전위Ｖｉｎｉ로서 출력 노드Ｎｏｕｔ에 의해 전원공급선 32-i에 출력된다. 그렇지만, 스위치 소자ＳＷ가 시간t1과 시간t10 사이 의 기간 동안에는 오프 상태가 되므로, 제 2 전원전위Ｖｉｎｉ로서 출력 노드Ｎｏｕｔ에 의해 전원공급선 32-i에 부측 전원전위ＶＳＳ를 출력하는 동작은 정지된다. 시간t10과 시간t2 사이의 기간에서, 스위치 소자ＳＷ는 온 상태가 됨으로써, 전원공급선 32-i에 제 2 전원전위Ｖｉｎｉ로서 출력 노드Ｎｏｕｔ에 의해 부측 전원전위ＶＳＳ를 출력한다.
상술한 것처럼 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A와 제 2 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50B를 사용함으로써, 화소회로(20)에 특별한 제어 소자를 사용하지 않고서 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부 동안에 그 유기ＥＬ소자(21)에 역바이어스가 걸리지 않도록 할 수 있다.
그렇지만, 또한, 전원공급 주사 회로(50)의 구현은, 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50A와 제 2 실시예에 따른 전원공급 주사 회로50B에 한정되지 않는다. 즉, 전원공급 주사 회로(50)의 구성은, 유기ＥＬ소자(21)의 비발광 기간의 일부 동안에 전원공급선(32)에의 전위ＤＳ의 공급을 정지할 수 있는 구성이라면 어떠한 것이어도 된다.
[변형 예]
전형적인 예로서 각각 상기 설명된 상기 실시예들에서는, 유기ＥＬ소자(21)를 구동하는 회로로서 화소회로(20)에 이용된 구동회로는, 기본적으로, 2개의 트랜지스터, 즉 소자 구동 트랜지스터(22) 및 신호 기록 트랜지스터(23)로 이루어진다. 그렇지만, 본 발명의 응용은, 본 화소 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은, 소자 구동 트랜지스터(22)의 게이트 전극에 기준전위Ｖｏｆｓ를 선택적으로 공급하는 스위칭 트랜지스터를 갖는 구성을 구비한 다양한 고안 가능한 화소 구성에도 응용될 수 있다.
또한, 상기 각 실시예가 전기광학소자로서 유기ＥＬ소자를 각각 갖는 화소회로(20)를 이용하는 액티브 매트릭스형 유기ＥＬ표시장치에 적용할지라도, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 한정되지 않는다. 구체적으로는, 본 발명은, 디바이스에 흐르는 전류치에 따른 휘도로 발광하는 전류구동형의 발광장치(또는 전기광학소자)를 각각 갖는 화소회로들을 각각 이용하는 표시장치 전반에 대하여 적용가능하다. 이러한 전류구동형의 전기광학소자의 예들로는, 무기ＥＬ소자, ＬＥＤ(발광 다이오드)소자 및 반도체 레이저 소자이다.
[적용 예]
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는, 모든 분야에서 사용된 기기로서 도 15 내지 도 19의 도면에 도시된 다양한 전자기기에 사용되는 것이 일반적이다. 상기 전자기기의 전형적인 예들은, 디지털 카메라, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화 등의 휴대단말장치, 비디오카메라가 있다. 이들 전자기기의 각각에서, 표시장치는, 여기에 공급되거나 화상 또는 영상으로서 여기에서 발생된 영상신호를 표시하는데 사용된다.
각 기구의 표시 유닛으로서 모든 분야에 사용된 다양한 전자기기에서의 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 이용함으로써, 각 전자기기는, 고품위의 화상을 표시할 수 있다. 즉, 그 실시예들의 설명으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에서 제공한 표시장치는, 비발광 기간 동안 역바이어스를 전기광학소 자에 인가하는 유기ＥＬ소자(21)에서 발생된 전기적 스트레스의 양을 경감할 수 있다. 그러므로, 유기ＥＬ소자(21)의 특성이 변화되지 않게 하고 유기ＥＬ소자(21)가 전기적 스트레스로 인해 발광할 수 없는 상태에서 결함이 있지 않게 하는 것이 가능하다. 그 결과, 표시된 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는, 봉지된 구성의 모듈 형상으로 구성된 장치를 구비한다. 예를 들면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는, 화소 매트릭스부(30)에 투명한 유리 등의 재료로 이루어진 대향부에 그 표시 모듈을 부착하여서 생성된 표시 모듈로서 구현된 구성에 설계된다. 이 투명한 대향부에는, 칼라필터, 보호막 등의 소자는, 상기한 차광막에 더해서 설치될 수 있다. 이때, 화소 매트릭스부(30)로서의 표시 모듈은, 외부 소스로부터 수신된 신호를 화소 매트릭스부(30)에 공급하는 회로, 화소 매트릭스부(30)로부터 수신된 신호를 외부 목적지에 공급하는 회로 및 ＦＰＣ(플렉시블 인쇄회로) 등의 소자를 구비하여도 된다.
이하에, 본 발명의 실시예들을 적용한 전자기기의 구체적인 구현을 설명한다.
도 15는, 본 발명의 실시예들을 적용한 TV 세트의 외관을 나타내는 사시도다. 본 발명의 실시예들을 적용한 전자기기의 전형적인 구현으로서 TV 세트는, 프론트 패널(102)과, 일반적으로 필터 유리판(103)인 영상표시 화면부(101)를 이용한다. TV 세트는, 그 영상표시 화면부(101)로서 TV 세트에서 본 발명의 실시예들에서 제공한 표시장치를 사용하여 구성된다.
도 16은, 본 발명의 실시예들을 적용한 디지탈 카메라의 외관의 사시도를 각 각 나타내는 복수의 도면이다. 보다 구체적으로, 도 16a는 디지털 카메라의 정면 위치에서 본 디지털 카메라의 외관의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 16b는 디지털 카메라의 뒷면 위치에서 본 디지털 카메라의 외관의 사시도를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예들을 적용한 전자기기의 전형적인 구현인 디지탈 카메라는, 플래쉬를 발생하는 발광부(111), 표시부(112), 메뉴 스위치(113), 셔터 버튼(114)을 이용한다. 디지탈 카메라는, 그 표시부(112)로서 디지털 카메라에 본 발명의 실시예들에서 제공한 표시장치를 이용하여 구성된다.
도 17은, 본 발명의 실시예들을 적용한 노트형 퍼스널 컴퓨터의 외관을 나타내는 사시도이다. 본 발명의 실시예들을 적용한 전자기기의 전형적인 구현으로서 노트형 퍼스널 컴퓨터는, 사용자에 의해 문자를 입력하도록 조작되는 키보드(122)와, 화상을 표시하는 표시부(123)를 포함한 본체(121)를 이용한다. 노트형 퍼스널 컴퓨터는, 그 표시부(123)로서 본 발명의 실시예들에서 제공한 표시장치를 표시부(123)로서 사용하여 구성된다.
도 18은, 본 발명의 실시예들을 적용한 비디오카메라의 외관을 나타내는 사시도다. 본 발명의 실시예들을 적용한 전자기기의 전형적인 구현으로서 비디오카메라는, 본체(131), 촬영렌즈(132), 스타트/스톱 스위치(133) 및 표시부(134)를 이용한다. 비디오 카메라의 전방면에 설치된 순방향으로 배향된 촬영렌즈(132)는, 촬영 피사체의 사진을 찍기 위한 렌즈이다. 스타트/스톱 스위치(133)는, 사용자에 의해 촬영동작을 시작 또는 정지하도록 조작되는 스위치이다. 비디오 카메라는, 표시부(134)로서 비디오 카메라에 본 발명의 실시예들을 제공한 표시장치를 사용하여 구성된다.
도 19는, 본 발명의 실시예들을 제공한 휴대전화기 등의 휴대 단말장치의 외관을 각각 나타낸 복수의 도면이다. 보다 구체적으로, 도 19a는 이미 연 상태에서의 휴대전화기의 정면도이다. 도 19b는 이미 연 상태에서의 휴대전화기의 측면도이다. 도 19c는 이미 닫은 상태에서의 휴대전화기의 정면도이다. 도 19d는 이미 닫은 상태에서의 휴대전화기의 좌측면도이다. 도 19e는 이미 닫은 상태에서의 휴대전화기의 우측면도이다. 도 19f는 이미 닫은 상태에서의 휴대전화기의 평면도이다. 도 19g는 이미 닫은 상태에서의 휴대전화기의 하면도다. 본 발명의 실시예들을 적용한 전자기기의 전형적인 구현으로서 휴대전화기는, 상측 케이스(141), 하측 케이스(142), 힌지인 연결부(143), 디스플레이부(144), 서브 디스플레이부(145), 픽처 라이트(146) 및 카메라(147)를 이용한다. 휴대전화기는, 디스플레이부(144) 및/또는 서브 디스플레이부(145)로서 휴대전화기에서 본 발명의 실시예들에서 제공된 표시장치를 이용하여 구성된다.
본 출원은, 일본특허청에 2008년 5월 8일에 출원된 일본우선권 특허출원번호 JP 2008-121999에 개시된 것과 관련된 내용을 포함하고, 그것의 전체 내용은 증명서로 포함된다.
당업자는, 첨부된 청구항 또는 그와 동등한 것의 범위 내에 있는 한 설계 요구사항 및 다른 요인들에 따라 여러 가지 변형, 조합, 세부 조합 및 변경을 하여도 된다는 것을 알아야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 액티브 매스릭스형 유기ＥＬ표시장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 유기ＥＬ표시장치의 화소회로의 구체적 전형적인 구성을 나타내는 도면,
도 3은 화소회로의 일반적인 구조의 단면을 나타낸 단면도,
도 4는 유기ＥＬ표시장치에 의해 실행된 기본 회로 동작의 설명에 제공하는 설명적인 타이밍/파형도,
도 5a 내지 5d는 상기 기본 회로 동작의 제 1 부분의 설명에 제공하는 복수의 설명도,
도 6a 내지 6d는 상기 기본 회로 동작의 제 2 부분의 설명에 제공하는 복수 의 설명도,
도 7은 소자 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스 전류 Ids와, 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가된 게이트-소스 전압 Vgs간의 관계를 트랜지스터마다 임계전압Ｖｔｈ의 변동을 설명하는데 사용된 곡선으로서 표현하는 전류-전압 특성을 각각 나타내는 곡선들을 나타낸 특성도,
도 8은 소자 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스 전류 Ids와, 소자 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가된 게이트-소스 전압 Vgs간의 관계를 트랜지스터마다 이동도μ의 변동을 설명하는데 사용된 곡선으로서 표현하는 전류-전압 특성을 각각 나타내는 곡선들을 나타낸 특성도,
도 9a 내지 9c는 다양한 경우에 대해 영상 신호 전압 Vsig와, 소자 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 흐르는 드레인-소스 전류 Ids간의 관계를 각각 나타내는 복수의 도면이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 유기ＥＬ표시장치의 화소회로에 의해 실행된 회로 동작의 설명에 제공하는 타이밍/파형도,
도 11은 유기ＥＬ소자에 인가된 전압과 상기 유기EL소자에 흐르는 구동전류간의 관계를 나타낸 특성을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 화소 매트릭스부와 전원공급 주사 회로의 구성을 나타낸 블록도,
도 13은 전원공급선의 전위ＤＳ, 주사 펄스ＳＰ 및 제어 펄스ＣＰ가 제 1 실시예에 따른 전원공급 주사회로에서 발생된 타이밍간의 관계를 나타내는 타이밍도,
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 화소 매트릭스부와 전원공급 주사 회로의 구성을 나타낸 블록도,
도 15는 본 발명의 실시예들이 적용되는 TV 세트의 외관을 나타내는 사시도,
도 16a는 디지털 카메라의 앞쪽 위치에서 본 디지털 카메라의 외관을 나타내는 사시도,
도 16b는 디지털 카메라의 뒤쪽 위치에서 본 디지털 카메라의 외관을 나타내는 사시도,
도 １７은 본 발명의 실시예들을 적용하는 노트형 퍼스널 컴퓨터의 외관을 나타내는 사시도,
도 １８은 본 발명의 실시예들을 적용하는 비디오 카메라의 외관을 나타내는 사시도,
도 19a는 연 상태의 휴대전화기의 정면도,
도 19b는 연 상태의 휴대전화기의 측면도,
도 19c는 닫은 상태의 휴대전화기의 정면도,
도 19d는 닫은 상태의 휴대전화기의 좌측면도,
도 19e는 닫은 상태의 휴대전화기의 우측면도,
도 19f는 닫은 상태의 휴대전화기의 평면도,
도 19g는 닫은 상태의 휴대전화기의 하면도다.

Claims (7)

  1. 전기광학소자와,
    영상신호를 기록하는 신호 기록 트랜지스터와,
    상기 신호 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상신호를 유지하는 신호 저장용량과,
    상기 신호 저장용량에 유지된 상기 영상신호에 따라 상기 전기광학소자를 구동하는 소자 구동 트랜지스터를, 각각 갖는 화소회로들로서의 역할을 하는 화소 매트릭스를 형성하도록 배치된 화소회로들을 구비한 화소 매트릭스부와;
    상기 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 일 전위로부터 다른 전위로 바꾸어서, 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 상기 전기광학소자의 비발광 기간으로 또 이와는 반대로의 천이의 제어를 행하고,
    상기 전기광학소자의 비발광 기간의 일부 동안에 상기 전원공급선에의 상기 전원전위의 공급 동작을 정지하는 전원공급부를 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원공급부는, 상기 소자 구동 트랜지스터에 관계되고 상기 소자 구동 트랜지스터에 대해 상기 전원공급선과 반대측에 배치된 특정 전극의 전위를 초기화하는 동작의 시작에서 끝나는 상기 비발광 기간의 일부 동안에 상기 전원공급선에의 상기 전원전위의 공급 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원공급부는, 상기 소자 구동 트랜지스터의 상기 특정 전극의 전위를 초기화하는 상기 동작에서, 상기 전기광학소자에 대하여 역바이어스가 인가되게 하는 전위로 상기 전원전위를 설정하고,
    상기 전기광학소자의 발광기간에, 상기 전원공급부는, 상기 전기광학소자에 대하여 순바이어스가 인가되게 하는 다른 전위로 상기 전원전위를 설정하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전원공급부는, 상기 전원공급부가 상기 전기광학소자에 대하여 상기 순 바이어스를 인가하고 있는 기간으로서 사용된 상기 발광기간의 길이를 조정하여서 상기 전기광학소자의 상기 비발광 기간에 대한 상기 전기광학소자의 발광 기간의 비율을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 전기광학소자와,
    영상신호를 기록하는 신호 기록 트랜지스터와,
    상기 신호 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상신호를 유지하는 신호 저장용량과,
    상기 신호 저장용량에 유지된 상기 영상신호에 따라 상기 전기광학소자를 구동하는 소자 구동 트랜지스터를, 각각 갖는 화소회로들로서의 역할을 하는 화소 매트릭스를 형성하도록 배치된 화소회로들을 구비한 표시장치의 구동방법으로서,
    상기 구동방법은,
    상기 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 일 전위로부터 다른 전위로 바꾸어서, 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 상기 전기광학소자의 비발광 기간으로 또 이와는 반대로의 천이의 제어를 행하는 단계와,
    상기 전기광학소자의 비발광 기간의 일부 동안에 상기 전원공급선에의 상기 전원전위의 공급 동작을 정지하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  6. 전기광학소자와,
    영상신호를 신호 저장용량에 기록하는 신호 기록 트랜지스터와,
    상기 신호 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상신호를 유지하는 신호 저장용량과,
    상기 신호 저장용량에 유지된 상기 영상신호에 따라 상기 전기광학소자를 구동하는 소자 구동 트랜지스터를, 각각 갖는 화소회로들로서의 역할을 하는 화소 매트릭스를 형성하도록 배치된 화소회로들을 구비한 화소 매트릭스부와;
    상기 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 일 전위로부터 다른 전위로 바꾸어서, 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 상기 전기광학소자의 비발광 기간으로 또 이와는 반대로의 천이의 제어를 행하고,
    상기 전기광학소자의 비발광 기간의 일부 동안에 상기 전원공급선에의 상기 전원전위의 공급 동작을 정지하는 전원공급부를 구비한 표시장치를 사용한 것을 특징으로 하는 전자기기.
  7. 전기광학소자와,
    영상신호를 기록하는 신호 기록 트랜지스터와,
    상기 신호 기록 트랜지스터에 의해 기록된 상기 영상신호를 유지하는 신호 저장용량과,
    상기 신호 저장용량에 유지된 상기 영상신호에 따라 상기 전기광학소자를 구동하는 소자 구동 트랜지스터를, 각각 갖는 화소회로들로서의 역할을 하는 화소 매 트릭스를 형성하도록 배치된 화소회로들을 구비한 화소 매트릭스 수단과;
    상기 소자 구동 트랜지스터에 흐르는 구동전류를 공급하는 전원공급선의 전원전위를 일 전위로부터 다른 전위로 바꾸어서, 상기 전기광학소자의 발광기간으로부터 상기 전기광학소자의 비발광 기간으로 또 이와는 반대로의 천이의 제어를 행하고,
    상기 전기광학소자의 비발광 기간의 일부 동안에 상기 전원공급선에의 상기 전원전위의 공급 동작을 정지하는 전원공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치.
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