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KR100842511B1 - 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR100842511B1
KR100842511B1 KR1020020008709A KR20020008709A KR100842511B1 KR 100842511 B1 KR100842511 B1 KR 100842511B1 KR 1020020008709 A KR1020020008709 A KR 1020020008709A KR 20020008709 A KR20020008709 A KR 20020008709A KR 100842511 B1 KR100842511 B1 KR 100842511B1
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시미즈요시떼루
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

복수의 화소에 의해 구성된 표시부와, 해당 화소 영역에 표시 신호 전압을 입력하기 위한 신호선을 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 화소 영역 중 적어도 하나에 있어서, 상기 신호선으로부터 상기 화소 영역에 입력된 표시 신호 전압을 기억하는 기억 수단과, 그 표시 신호 전압에 기초하여 상기 화소 영역에서의 화상 출력의 온 기간과 오프 기간을 결정하는 화소 온 기간 결정 수단과, 상기 화상 출력의 온 동작을 1프레임 내에서 복수회 반복시키기 위한 화소 구동 수단을 구비함으로써, 다계조 표시가 가능하고, 또한, 화소 간에서의 표시 특성 변동이 충분히 작은 화상 표시 장치를 제공한다.
유기 발광 다이오드, TFT, 화소 구동 전압, 화소, 인버터 회로, 표시 신호

Description

화상 표시 장치{IMAGE DISPLAY}
도 1은 제1 실시예인 OLED 표시 패널의 구성도.
도 2는 제1 실시예에서의 OLED 소자의 전압-전류 특성도.
도 3은 제1 실시예에서의 인버터 회로의 입력 전압-출력 전압 특성도.
도 4는 제1 실시예에서의 인버터 회로의 입력 전압-전류 특성도.
도 5는 제1 실시예에서의 게이트선, 리세트선, 신호선 동작 파형도.
도 6은 제1 실시예에서의 일 화소의 구성도.
도 7은 제1 실시예에서의 화소 레이아웃도.
도 8은 제1 실시예에서의 화소 단면도.
도 9는 제2 실시예에서의 신호선의 동작 파형도.
도 10은 제3 실시예에서의 신호선의 동작 파형도.
도 11은 제4 실시예에서의 화소의 구성도.
도 12는 제5 실시예에서의 화소의 구성도.
도 13은 제6 실시예에서의 화소의 구성도.
도 14는 제6 실시예에서의 신호선 및 구동 신호선의 구동 파형도.
도 15는 제7 실시예에서의 화상 표시 단말의 구성도.
도 16은 종래 기술을 이용한 발광 표시 디바이스의 구성도.
도 17은 제2 종래 기술을 이용한 발광 표시 디바이스의 구성도.
도 18은 제2 종래 기술을 이용한 발광 표시 디바이스의 동작 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 기억 컨덴서
3 : 인버터 회로
5 : 화소
6 : 게이트선
7 : 신호선
10 : 리세트선
20 : 삼각파 입력 회로
21 : 신호 구동 회로
22 : 게이트 구동 회로
본 발명은 다계조 표시가 가능한 화상 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 화소 간에서의 표시 특성 변동이 충분히 작은 화상 표시 장치에 관한 것이다.
이하에 도 16 및 도 17, 도 18을 이용하여, 2개의 종래 기술에 관해 설명한다.
도 16은 종래 기술을 이용한 발광 표시 디바이스의 구성도이다. 화소 발광체로서의 유기 EL(Organic Electro-luminescent) 소자(204)를 갖는 화소(205)가 표시부에 매트릭스 형상으로 배치되고, 화소(205)는 게이트 라인(206), 소스 라인(207), 전원선(208) 등을 통해 외부의 구동 회로에 접속되어 있다. 각 화소(205)에서는, 소스 라인(207)은 논리 TFT(Thin-Film-Transistor; 201)를 통해 전력 TFT(203)의 게이트 및 기억 컨덴서(202)에 접속되어 있고, 전력 TFT(203)의 일단과 기억 컨덴서(202)의 타단은 공통으로 전원선(208)에 접속되어 있다. 또한 전력 TFT(203)의 타단은 유기 EL 소자(204)를 통해 공통 전원 단자에 접속되어 있다.
이하, 본 제1 종래예의 동작을 설명한다. 게이트 라인(206)이 소정의 화소 행의 논리 TFT(201)를 개폐함으로써, 외부의 구동 회로로부터 소스 라인(207)에 입력되어 있던 신호 전압은 전력 TFT(203)의 게이트 및 기억 컨덴서(202)에 입력, 유지된다. 전력 TFT(203)는 상기 신호 전압에 따른 구동 전류를 유기 EL 소자(204)에 입력하고, 이에 따라 유기 EL 소자(204)는 상기 신호 전압에 대응하여 발광한다.
이러한 종래 기술에 관해서는, 예를 들면 공개 특허 공보/특개평8-241048 등에 상세하게 기재되어 있다.
또 본 종래예에서는 상기 공지예와 일치시켜 유기 EL(Organic Electro-luminescent) 소자라는 호칭을 이용하였지만, 이것은 최근에는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 소자라고 호칭되는 경우가 많다. 본 명세서에서도 이후에는 후자의 호칭을 이용하는 것으로 한다.
다음으로 도 17 및 도 18을 이용하여, 다른 종래 기술을 설명한다.
도 17은 제2 종래 기술을 이용한 발광 표시 디바이스의 구성도이다. 화소 발광체로서의 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 소자(214)를 갖는 화소(215)가 표시부에 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 단 도 17에서는 도면의 간략화를 위해, 단일의 화소만을 기재하고 있다. 화소(215)는 선택선(216), 데이터선(217), 전원선(218) 등을 통해 외부의 구동 회로에 접속되어 있다. 각 화소(215)에서는, 데이터선(217)은 입력 TFT(211)를 통해 캔슬 컨덴서(210)에 접속되어 있고, 캔슬 컨덴서(210)의 타단은 구동 TFT(213)의 게이트, 기억 컨덴서(212), 오토 제로 스위치(221)의 일단에 입력되어 있다. 기억 컨덴서(212)의 타단과 구동 TFT(213)의 일단은 공통으로 전원선(218)에 접속되어 있다. 또한 구동 TFT(213)와 오토 제로 스위치(221)의 타단은 공통으로 EL 스위치(223)의 일단에 접속되고, EL 스위치(223)의 타단은 OLED 소자(214)를 통해 공통 전원 단자에 접속되어 있다. 또 여기서, 오토 제로 스위치(221)와 EL 스위치(223)는 TFT로 구성되어 있고, 이들 게이트는 각각 오토 제로 입력선(AZ; 222)과 EL 입력선(AZB; 224)에 접속되어 있다.
이하, 본 제2 종래예의 동작을 도 18을 이용하여 설명한다. 여기서 도 18에는 화소로의 표시 신호 입력 시에 있어서의 데이터선(217), 오토 제로 입력선(AZ; 222), EL 입력선(AZB; 224), 선택선(216)의 구동 파형이 도시되어 있다. 또 본 화소는 p채널의 TFT로 구성되어 있기 때문에, 도 18의 구동 파형은 상(고전압측)이 TFT의 오프, 하(저전압측)가 TFT의 온에 대응한다.
처음에 도 18에 기재한 타이밍(1)에서는, 선택선(216)이 온, 오토 제로 입력선(AZ; 222)이 온, EL 입력선(AZB; 224)이 오프이다. 이에 대응하여 각각 입력 TFT(211)가 온, 오토 제로 스위치(221)가 온, EL 스위치(223)가 오프된다. 이에 따라 데이터선(217)에 입력되어 있던 오프 레벨의 신호 전압이 캔슬 컨덴서(210)의 일단에 입력됨과 동시에, 오토 제로 스위치(221)가 온됨으로써 다이오드 접속된 구동 TFT(213)의 게이트·소스 전압은 (전원선(218)의 전압+Vth)로 리세트된다. 여기서 Vth는 구동 TFT(213)의 임계치 전압이다. 이 동작에 의해, 화소는 오프 레벨의 신호 전압이 입력된 경우에, 구동 TFT(213)의 게이트가 정확히 임계치 전압으로 오토 제로 바이어스되게 된다.
다음으로 도 18에 기재한 타이밍(2)에서는, 오토 제로 입력선(AZ; 222)이 오프, 데이터선(217)에 소정 레벨의 신호가 입력된다. 이에 따라 각각 오토 제로 스위치(221)가 오프되고, 캔슬 컨덴서(210)의 일단에는 온 레벨의 신호가 입력된다. 이 동작에 의해, 구동 TFT(213)의 게이트 전압은 상기 오토 제로 바이어스 조건 시에 비해, 신호의 입력 레벨을 가산한 분만큼 전압이 변화된다.
다음으로 도 18에 기재한 타이밍(3)에서는, 선택선(216)이 오프, EL 입력선(AZB; 224)이 온된다. 이에 따라 입력 TFT(211)가 온되어 인가되어 있던 입력 레벨의 신호를 캔슬 컨덴서(210)에 기억하고, 또한 EL 스위치(223)가 온된다. 이 동작에 의해, 구동 TFT(213)의 게이트는 임계치 전압으로부터 신호의 입력 레벨을 가산한 분만큼 전압이 변화된 상태로 고정되고, 또한 구동 TFT(213)에 의해 구동되는 신호 전류가 OLED 소자(214)를 소정의 휘도로 발광시킨다.
이러한 종래 기술에 관해서는, 예를 들면 『Digest of Technical Papers, SID98, pp.11-14』 등에 상세하게 기재되어 있다.
상기 종래 기술에 따르면, 다계조 표시가 가능하고, 또한 화소 간에서의 표시 특성 변동이 충분히 작은 화상 표시 장치를 제공하기 위해서는 곤란한 점이 있었다. 이하 이에 관하여 설명한다.
도 16을 이용하여 설명한 제1 종래예에서는, 다계조의 표시를 행하는 것은 곤란하였다. 유기 EL 소자(204)는 전류 구동형의 소자로, 이것을 구동하는 전력 TFT(203)는 전압 입력의 전류 출력 소자로서 기능하고 있다. 그런데 여기서 전력 TFT(203)의 임계치 전압, 즉 Vth에 변동이 있으면, 이 변동 성분은 입력된 신호 전압에 가산되어, 화소마다 고정된 휘도 불균일을 발생시킨다. 일반적으로 TFT는 단결정 Si 소자와 비교하여 개개의 소자 간 변동이 크고, 특히 화소와 같이 다수의 TFT를 사용한 경우에는, 각 소자 간의 특성 변동을 억제하는 것은 매우 곤란하다. 예를 들면 저온 다결정 Si TFT의 경우, 1V 단위로 Vth의 변동이 발생하는 것이 알려져 있다. OLED 소자는 일반적으로 입력 전압에 대해서는 발광 특성이 민감하고, 1V의 입력 전압 차이에 의해 발광 휘도가 배 가까이 변화되는 경우도 있기 때문에, 중간조 표시에서는 이러한 휘도 불균일을 허용할 수 없다. 그래서 이 휘도 불균일을 회피하기 위해서는 입력하는 신호 전압을 온, 오프의 2치로 한정시켜야 하며, 이 때문에 중간조 표시를 포함하는 다계조 표시는 곤란하였다.
이에 대하여 도 17, 도 18을 이용하여 설명한 제2 종래예는 캔슬 컨덴서(210)와 오토 제로 스위치(221)의 도입에 의해, 상기 문제점의 해결을 도모하고 있다. 즉, 본 종래예는 구동 TFT(213)의 Vth 변동을 캔슬 컨덴서(210)의 양단 전압으로 흡수함으로써, OLED 소자(214)에서의 휘도 불균일의 발생 회피를 목적으로 한 것이다. 그러나 본 종래예에서도, Vth 이외의 구동 TFT(213)의 특성 변동에 의해 OLED 소자(214)의 계조 발광 정밀도는 저하된다. 본 종래예에서는, OLED 소자(214)의 구동 전류는 구동 TFT(213)의 전류 출력에 의해 얻어지고 있다. 이것은 예를 들면 구동 TFT(213)의 Vth 변동을 캔슬할 수 있었다고 해도, 구동 TFT(213)에 이동도 변동 등에 기인하는 전류 구동 능력의 변동이 있으면, 마찬가지로 화소마다 이득 변동과 같은 휘도 불균일이 발생되게 되는 것을 의미하고 있다. 상술한 바와 같이 일반적으로 TFT는 개개의 소자 간 변동이 크고, 특히 화소와 같이 다수의 TFT을 사용한 경우에는 각 소자 간의 변동을 억제하는 것은 매우 곤란하다. 예를 들면 저온 다결정 Si TFT의 경우, 수십% 단위로 이동도의 변동이 발생하는 것이 알려져 있다. 이 때문에 본 종래예를 실시해도, 이러한 휘도 불균일의 발생에 기인하는 화소 간의 표시 특성 변동을 충분히 작게 하는 것은 곤란하였다.
또 이상과 같은 화소 간의 표시 특성 변동을 해결하는 방법으로서, 「입력 신호의 진폭을 펄스 폭 변조로 변환하기」 위한 「PWM(Pulse Width Modulation) 신호 변환 회로」를 각 화소에 집적하는 방법이 공개 특허 공보 「특개2000-235370」에 개시되어 있다. 이 방법에서는 OLED 소자의 구동은 온과 오프만으로 제어되기 때문에, 표시 화면이 저온 다결정 Si TFT의 특성 변동에 영향을 받지 않는다라는 사고 방식이다. 그러나 본 공지예에는 이하와 같은 문제점이 있다. 첫번째는 「PWM 신호 변환 회로」도 저온 다결정 Si TFT로 구성하는 것이 저비용화를 위해서는 바람직하지만, 그 경우에는 저온 다결정 Si TFT의 특성 변동 때문에, 이번에는 「PWM 신호 변환 회로」의 출력인 펄스 폭 변조 특성이 변동되게 되는 문제가 있다. 두번째는 종래 알려져 있는 「PWM 표시 방식」에서는 「의사 윤곽」 노이즈에 기인하는 화질 열화가 발생되는 것이다. 이것은 플라즈마 디스플레이에서 문제가 된 현상으로, 표시 기간이 프레임 중에서 시간적으로 치우치게 되면, 동화상에 윤곽 형상의 노이즈가 발생하는 문제이다. 플라즈마 디스플레이에서는 이것을 변조 펄스 폭의 신호 처리로 예방하고 있지만, 화소 내에 설치된 「PWM 신호 변환 회로」로 그와 같은 고도의 신호 처리 기능을 실현하는 것은 현실적이지 않다.
상기한 과제는, 복수의 화소에 의해 구성된 표시부와, 해당 화소 영역에 표시 신호 전압을 입력하기 위한 신호선을 적어도 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 신호선으로부터 제1 용량의 일단에 표시 신호 전압을 입력하기 위해 설치된 제1 스위치 수단과, 제1 용량의 타단에 입력이 접속된 입력 전압 반전 출력 수단과, 입력 전압 반전 출력 수단의 출력에 의해 제어된 발광 수단과, 입력 전압 반전 출력 수단의 입력단과 출력단 사이에 설치된 제2 스위치 수단을 화소 영역의 적어도 하나에 갖고, 또한 상기 표시 신호 전압을 포함하는 소정의 전압 범위 내에서 소인(sweep)되는 화소 구동 전압을 발생하기 위한 화소 구동 전압 발생 수단과, 상기 화소 구동 전압을 화소에서의 제1 용량의 일단에 입력하기 위한 화소 구동 전압 입력 수단을 갖는 것에 의해 해결할 수 있다.
상기 화상 표시 장치에는, 통상, 외부로부터 취득된 표시 신호를 기억하고, 또한 그 데이터 처리를 행하는 표시 신호 처리부가 설치된다.
또한, 본 발명의 과제는, 복수의 화소에 의해 구성된 표시부와, 해당 화소 영역에 표시 신호 전압을 입력하기 위한 신호선을 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 화소 영역의 적어도 하나에서, 상기 신호선으로부터 상기 화소 영역에 입력된 표시 신호 전압을 기억하는 기억 수단과, 그 표시 신호 전압에 기초하여 상기 화소 영역에서의 화상 출력의 온 기간과 오프 기간을 결정하는 화소 온 기간 결정 수단과, 상기 화상 출력의 온 동작을 1프레임 내에서 복수회 반복시키기 위한 화소 구동 수단을 갖는 것에 의해서도 해결할 수 있다.
(제1 실시예)
이하 도 1∼도 8을 이용하여, 본 발명의 제1 실시예에 관해 설명한다.
먼저, 도 1을 이용하여, 본 실시예의 전체 구성에 관해 설명한다.
도 1은 본 실시예인 OLED(Organic Light Emitting Diode) 표시 패널의 구성도이다. 화소 발광체로서의 OLED 소자(4)를 갖는 화소(5)가 표시부에 매트릭스 형상으로 배치되고, 화소(5)는 게이트선(6), 신호선(7), 리세트선(10) 등을 통해 소정의 구동 회로에 접속되어 있다. 또 여기서 게이트선(6) 및 리세트선(10)은 게이트 구동 회로(22)에, 신호선(7)은 신호 구동 회로(21) 및 삼각파 입력 회로(20)에 접속되어 있고, 화소(5), 게이트 구동 회로(22), 신호 구동 회로(21) 및 삼각파 입력 회로(20)는 모두 다결정 Si TFT를 이용하여 유리 기판 상에 구성되어 있다. 각 화소(5)에서는, 신호선(7)은 입력 TFT(1)를 통해 기억 컨덴서(2)에 접속되어 있고, 기억 컨덴서(2)의 타단은 리세트 TFT(9)의 일단과 인버터 회로(3)의 입력 단자에 접속되어 있다. 리세트 TFT(9)의 타단과 인버터 회로(3)의 출력 단자는 공통으로, OLED 소자(4)를 통해 공통 접지 단자에 접지되어 있다.
다음으로 도 6을 이용하여, 상기 인버터 회로(3)에 관해 설명한다.
도 6은 본 실시예에서의 일 화소의 구성도이다. 인버터 회로(3)는 n채널 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 다결정 Si TFT(31)로 구성되어 있고, 양자의 소스는 각각 n채널 소스선(24) 및 p채널 소스선(23)에 접속되어 있다. 또한 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 세로 방향 배선을 저저항 메탈로, 가로 방향 배선을 게이트 메탈로 구성하였기 때문에, 양 소스선(24, 23)은 보다 저저항인 세로 방향 배선으로 실현되어 있다.
이하, 본 실시예의 전체의 동작을 설명하는 것에 앞서서, 도 6에 도시한 인버터 회로(3)의 동작에 대하여 도 2∼도 4를 이용하여 설명한다.
도 3은 인버터 회로(3)의 입력 전압, Vin-출력 전압, Vout 특성으로, 도면에서 실선으로 나타낸 곡선이 이 전압 특성이다. 그런데 여기서 리세트 TFT(9)가 온된 경우를 생각하면, 이 경우에는 Vin과 Vout이 동일하게 된다. 도면에 "A"로 기입된 ○가 그 때의 동작점으로, 입출력 전압은 Vrst로 리세트된다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 이 때 Vrst는 인버터 전압 특성상에 있어서의 논리 반전 임계치가 된다.
다음으로 OLED 소자(4)의 입력 전압, Voled-출력 전류, Ioled 특성을 도 2에 도시하였다. OLED는 다이오드이기 때문에, 도면에 도시한 바와 같이 임의의 전압, Velon을 초과하면 급격하게 그 전류가 상승하는(턴 온하는) 것을 알 수 있다. 일반적으로는 이 OLED 전류 특성은 입력 전압에 대하여 6승 내지 7승 정도의 함수로 된다고 보고되어 있다.
그런데 여기서 도 3에 도시한 인버터 회로(3)의 특성과, 도 2에 도시한 OLED 소자(4)의 특성을 조합하는 것을 생각한다. 즉 인버터 회로(3)의 출력 전압, Vout을 OLED 소자(4)의 입력 전압, Voled로 한다. 또한 도 3에 도시한 바와 같이, Velon을 "A"보다 크게, 또한 인버터 회로(3)의 출력 하이 레벨보다 작도록(인버터 회로(3)의 출력 범위 내에서 OLED 소자(4)가 턴 온하도록), n채널 소스선(24) 및 p채널 소스선(23)의 전압을 설정한다. 이 때 출력, Velon에 대응하는 입력을 Von으로 하면, OLED 소자(4)의 전류, Ioled는 인버터 회로(3)의 입력 전압, Von 근방에서 급격하게 상승될 것이 이해된다.
도 4는 인버터 회로(3)의 입력 전압, Vin을 횡축에, OLED 소자(4)의 전류, Ioled를 종축에 취하여, 이 모습을 나타낸 것이다. Ioled는 Vrst보다 약간 낮은 입력 전압인 Von에서, 거의 구형에 가까운 상승으로 턴 온한다. 또한 인버터 회로(3)의 상승 특성이 충분히 급준하면, 이 Vrst와 Von의 값은 매우 근사한 값으로 되고, 근사적으로는 동일 전압으로 간주할 수 있다.
다음으로 본 실시예의 전체 동작을, 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5는 본 실시예에서의 n행째의 게이트선(6) 및 리세트선(10)과, (n+1)행째의 게이트선(6) 및 리세트선(10), 또한 임의의 신호선(7)의 동작 파형을, 2행분의 화소의 기입 기간(2수평 기간)에 걸쳐 도시한 것이다.
1수평 기간의 전반은 표시 신호의 「기입 기간」이고, 도면에 도시한 타이밍(1)에서, 선택된 행(여기서는 n행째)의 게이트선(6) 및 리세트선(10)이 동작한다. 또 여기서 본 실시예에서는 입력 TFT(1), 리세트 TFT(9)는 n채널이기 때문에, 게이트선(6) 및 리세트선(10)은 상(고전압측)이 온, 하(저전압측)가 오프에 대응하고, 선택된 행의 입력 TFT(1) 및 리세트 TFT(9)가 온으로 된다. 리세트 TFT(9)가 온으로 되면, 앞서 인버터 회로(3)의 동작 설명에서 설명한 바와 같이, 인버터 회로(3)의 입출력 전압은 Vrst로 리세트되고, 이 전압은 기억 컨덴서(2)의 일단에 인가된다. 또한 이 때 동시에 각 신호선(7)에는 소정의 표시 신호 전압이 입력되어 있고, 이 표시 신호 전압은 온으로 된 입력 TFT(1)를 통해 기억 컨덴서(2)의 타단에 인가된다. 이 후 리세트선(10)의 전압이 하강하여 리세트 TFT(9)는 오프되지만, 이상의 동작에 의해, 선택된 행의 화소의 각 기억 컨덴서(2)에는 신호선(7)으로부터 상기 표시 신호 전압이 입력되었을 때에 인버터 회로(3)의 입력에 Vrst를 입력하도록, 필요한 신호 전하가 기입되게 된다. 또 상술한 바와 같이 인버터 회로(3)의 상승 특성이 충분히 급준하면, Vrst와 Von의 값은 매우 근사한 값으로 되고, 근사적으로 동일한 전압으로 간주할 수 있다. 즉 이 화소는 신호선(7)으로부터 상기한 표시 신호 전압이 입력되면, 인버터 회로(3)의 출력이 거의 Velon으로 되어, OLED 소자(4)가 턴 온 내지 턴 오프하게 된다. 또 도 5에서는 간략화를 위해, 이 Vrst와 Von의 값을 근사적으로 동일한 전압으로서 나타내고 있다.
1수평 기간의 후반은 선택된 화소 행뿐만 아니라, 모든 화소에 대한 「구동 기간」이다. 도 5에 도시한 타이밍(2)에서는 모든 화소의 게이트선(6)이 동작하고, 모든 화소의 입력 TFT(1)가 온 상태로 된다. 또한 이 기간에는, 각 신호선(7)에는 전 화소에 기입된 표시 신호 전압 레벨을 포함하는 범위에서, 삼각파 형상의 화소 구동 전압이 인가, 소인된다. 입력 TFT(1)가 온되어 있기 때문에, 이 화소 구동 전압은 모든 화소의 각 기억 컨덴서(2)에 입력되지만, 여기서 삼각파 형상의 화소 구동 전압이, 사전에 기입되어 있던 표시 신호 전압에 일치된 화소로부터 순서대로, 인버터 회로(3)의 입력 전압은 Vrst(=Von)로 되고, 그 화소의 OLED(4)가 턴 온(점등)한다. 이에 따라 본 실시예에서는, 사전에 기입된 표시 신호 전압에 기초하여, 각 화소의 점등 시간을 변조함으로써, 다계조의 화소 점등 표시가 가능하다. 이 때 화소 구동 전압의 전압 소인 범위의 하단을 가장 저전압의 표시 신호 전압 레벨과 일치시키면, 가장 저전압의 표시 신호 전압 레벨이 기입된 화소만은 OLED(4)가 전혀 점등되지 않은 흑 레벨로 할 수 있다. 단 현실적으로는 노이즈 등의 영향도 있기 때문에, 전혀 점등되지 않은 흑 레벨을 보증하여 표시 패널의 콘트라스트를 충분히 크게 하기 위해서는, 화소 구동 전압의 소인 전압 범위의 하단은 가장 저전압의 표시 신호 전압 레벨보다 약간 높은 전압으로 해 놓는 것이 바람직하다.
또 본 실시예에 따르면, OLED(4)를 구동하는 인버터 회로(3)를 구성하는 n채널 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 다결정 Si TFT(31)의 특성 변동은 거의 휘도 불균일을 발생시키지 않고, 화소 간의 표시 특성 변동 발생을 회피할 수 있다. 왜냐하면 리세트 TFT(9)가 온되었을 때의 인버터 회로(3)의 입력 전압, Vrst는 앞서 설명 한 바와 같이 TFT 특성의 변동과는 무관하게 근사적으로 Von으로 간주할 수 있기 때문이다. 이를 위한 전제 조건은, 인버터 회로(3)의 출력 상승 특성이 충분히 급준하면 만족된다. 이것은 n채널 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 다결정 Si TFT(31)의 상호 컨덕턴스를 각 TFT의 드레인 컨덕턴스나 OLED(4)의 입력 컨덕턴스보다 충분히 커지도록, 각 소자의 파라미터나 그 동작 조건을 설계함으로써 달성할 수 있다.
다음으로 본 실시예의 구체적인 구조에 대하여, 도 7, 도 8을 이용하여 설명한다.
도 7은 본 실시예의 화소(5)의 레이아웃도이다. 세로 방향으로 신호선(7), n채널 소스선(24), p채널 소스선(23)이 저저항 Al 배선으로 설치되어 있고, 가로 방향으로는 게이트선(6) 및 리세트선(10)이 게이트 배선으로 설치되어 있다. 신호선(7)과 게이트선(6)의 교점에는 저온 다결정 Si TFT 프로세스로 제작된 입력 TFT(1)가 구성되어 있고, 입력 TFT(1)의 타단은 그대로 가로 방향으로 연장되어 기억 컨덴서(2)의 한쪽의 전극을 구성하고 있다. 기억 컨덴서(2)의 대향 전극은, 그대로 n채널 저온 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 저온 다결정 Si TFT(31)의 게이트 전극으로 되어 있다. 여기서 이미 설명한 바와 같이, n채널 저온 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 저온 다결정 Si TFT(31)의 소스는 각각 n채널 소스선(24) 및 p채널 소스선(23)에 접속되어 있고, n채널 저온 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 저온 다결정 Si TFT(31)의 드레인은 공통으로 OLED 소자(4)에 입력되어 있다. 또 이 드레인 단자는 동시에, 리세트선(10)으로 게이트가 구성되어 있는 리세트 TFT(9)의 일단에도 접속되어 있고, 리세트 TFT(9)의 타단은 상술한 기억 컨덴서(2)의 대향 전극에 접 속되어 있다. 또 여기서 OLED 소자(4)에서의 공통 접지 단자는 각 화소 간에서 공통으로 접속되며 또한 접지되어 있지만, 도면의 간략화를 위해 도 7에서는 생략하였다.
도 8은 도 7에 도시한 라인 "L-M-N"에서의 단면도이다. 이미 상술한 바와 같이 입력 TFT(1)의 채널을 구성하는 다결정 Si 아일런드는 가로 방향으로 연장되고, n채널 저온 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 저온 다결정 Si TFT(31)의 게이트 전극 간에서 기억 컨덴서(2)를 구성하고 있다. 여기서 기억 컨덴서(2)는 TFT의 게이트 용량으로 구성되어 있기 때문에, 기억 컨덴서(2)의 채널이 구성되도록, 항상 게이트 용량의 양 전극 사이에는 Vth 이상의 전압이 인가되는 조건 하에서 구동되고 있다. 또 기억 컨덴서(2)는 사전에 충분히 큰 값으로 설계해 두는 것이 중요하다. 이것은 n채널 저온 다결정 Si TFT(32) 및 p채널 저온 다결정 Si TFT(31)의 게이트 전극 입력 용량이 미러 효과에 의해 외관상 매우 커지는 것에 기인한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 구조는 투명한 유리 기판(33) 상에 구성되고, OLED 소자(4)로부터의 발광을 기판 하방으로 추출할 수 있도록 하고 있다.
또 시프트 레지스터와 전환 스위치로 구성되는 게이트 구동 회로(22), 6비트의 DA 변환 회로로 구성되는 신호 구동 회로(21), 외부로부터 입력되는 삼각파를 버퍼하는 삼각파 입력 회로(20)로 이루어진 주변 구동 회로도, 도 8에 도시한 화소부와 마찬가지의 저온 다결정 Si TFT 회로로 구성되어 있다. 이들 회로 형태는 일반적으로 알려져 있는 기술로 실현할 수 있기 때문에, 여기서는 그 설명은 생략한다.
그런데 이상으로 진술한 본 실시예에서는, 본 발명의 주지를 손상하지 않는 범위에서 몇 개의 변경이 가능하다. 예를 들면 본 실시예에서는 TFT 기판으로서 유리 기판(33)을 이용하였지만, 이것을 석영 기판이나 투명 플라스틱 기판 등의 다른 투명 절연 기판으로 변경하는 것도 가능하고, 또한 OLED 소자(4)의 발광을 상면으로 추출하도록 하면, 불투명 기판을 이용하는 것도 가능하다.
혹은 각 TFT에 관해서도 본 실시예에서는 입력 TFT(1)나 리세트 TFT에 n채널을 이용하였지만, 구동 파형을 적절하게 변경하면, 이들을 p채널이나 CMOS 스위치로 변경하는 것도 가능하다. 인버터 회로(3)에 관해서도, 여기서 이용한 바와 같은 CMOS 인버터로 한정할 필요는 없고, 예를 들면 n채널 TFT를 정전류원 회로로 변경하는 등의 변형이 가능한 것은 물론이다.
또한 본 실시예에서는, 앞서 설명한 바와 같이 기억 컨덴서(2)의 구조를 TFT 게이트 구조와 동일한 프로세스로 형성함으로써, 제조 프로세스의 간략화에 의한 저비용화를 실현하고 있다. 그러나 본 발명이 목적으로 하는 효과를 얻기 위해서는, 반드시 이들 각 구성 요소의 공통화를 도모할 필요는 없고, 기억 컨덴서(2)의 게이트 아래에 고농도 불순물을 도입하거나, 혹은 기억 컨덴서(2)의 구조를 게이트층과 배선층으로 형성하는 등의 변경도 가능하다.
또한 본 실시예의 설명에서는 화소 수나 패널 사이즈 등에 관해서는 굳이 언급하고 있지 않다. 이것은 본 발명이 특별히 이들의 스펙 내지 포맷으로 제한되는 것이 아니기 때문이다. 또한 금회는 표시 신호 전압을 64계조(6비트)의 불연속의 계조 전압으로 하고 있지만, 이것을 예를 들면 아날로그 전압으로 하는 것도 용이 하고, 혹은 신호 전압 계조 수도 특별히 특정한 값으로 제한되는 것은 아니다. 또한 OLED 소자(4)에서의 공통 단자의 전압을 접지 전압으로 하고 있지만, 이 전압 값도 소정의 조건 하에서 변경 가능한 것은 물론이다.
또한 본 실시예에서는 게이트 구동 회로(22), 신호 구동 회로(21), 삼각파 입력 회로(20)를 포함하는 주변 구동 회로는 저온 다결정 Si TFT 회로로 구성하고 있다. 그러나 이들 주변 구동 회로 혹은 그 일부분을 단결정 LSI 회로(Large Scale Integrated circuit)로 구성하여 실장하는 것도, 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
본 실시예에서는 발광 디바이스로서 OLED 소자(4)를 이용하는 것으로 하였다. 그러나 이것 대신에 그 밖의 무기(無機)를 포함하는 일반의 발광 소자를 이용해도 본 발명을 실현하는 것이 가능한 것은 분명하다.
또 발광 디바이스를 적, 녹, 청의 3종류의 색마다 구별하여 작성하여 컬러화를 실현하는 경우에는, 색 밸런스를 취하기 위해 각 발광 디바이스의 면적이나, 구동 전압 조건을 변화시키는 것이 바람직하다. 여기서 구동 전압 조건을 변화시키는 경우, 본 실시예에서는 n채널 소스선(24) 및 p채널 소스선(23)의 전압을 색마다 변화시켜 조정할 수 있다. 이 경우, 배선의 간략화의 관점에서는, 특히 3색은 스트라이프 배치하는 것이 바람직하다. 또한 본 실시예에서 OLED 소자(4)의 공통 단자 전압을 접지 전압으로 한 것에 대해서도, OLED 소자(4)의 공통 단자를 적, 녹, 청의 3종류의 색마다 구별하여 작성하고, 각각 적당한 전압으로 구동하는 것도 가능하다. 또한 이 구동 전압을 표시 조건이나 표시의 도안 등에 의해 적당하게 조 정함으로써, 색 온도 보정 기능을 실현하는 것도 가능하다.
이상의 다양한 변경 등은 본 실시예에 한하지 않고, 이하의 그 밖의 실시예에서도 기본적으로 마찬가지로 적용할 수 있다.
(제2 실시예)
이하 도 9를 이용하여, 본 발명의 제2 실시예에 관해 설명한다.
본 실시예의 구성 및 동작은, 제1 실시예의 도 5에 도시한 신호선(7)의 동작 파형이 다른 것을 제외하면, 기본적으로 제1 실시예의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서 여기서는 구성 및 그 동작의 기재는 생략하고, 본 실시예의 특징인 신호선(7)의 동작 파형에 관해 이하 설명한다.
도 9는 본 제2 실시예에서의 신호선(7)의 동작 파형을 나타낸 것이다. 여기서 제1 실시예에서는 구동 기간 동안의 화소 구동 전압 소인 파형은 수평 기간마다 동일한 파형이 반복된 것이지만, 본 제2 실시예에서는 화소 구동 전압 소인 파형은 3개의 부분으로 분할되어 있고, 3수평 기간을 합쳐 1회의 삼각파를 구성하고 있다.
이에 따라 본 실시예에서는 삼각파의 구동 주파수가 저감되기 때문에, 삼각파 입력 회로(20)의 출력 임피던스를 보다 크게 설계할 수 있고, 구동 소비 전력의 저감이 가능하게 되어 있다.
또 본 실시예에서는 삼각파의 소인 주파수를 수평 기간의 3배로 하였지만, 이것은 일반적으로는 임의의 n배로 하는 것이 가능하고, 모든 화소의 재기록 기간에 상당하는 프레임 주파수로 하거나, 또한 프레임 주파수의 임의의 m배로 하는 것, 혹은 삼각파의 소인 주파수를 표시 화상의 내용(정지 화상이나 동화상 등)이나 그 밖의 사용 방법에 의해 가변으로 하는 것도 가능하다. 단 삼각파의 소인 주파수를 너무 느리게 한 경우, 혹은 수평 기간의 자연수 배로부터 벗어난 경우에는, 시각 상에서 플리커로 되는 경우가 있기 때문에 주의가 필요하다.
또한 삼각파의 소인 주파수를 프레임 주파수 이하로 한 경우에는, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel)에서 문제가 된 것과 마찬가지의 의사 윤곽 잡음이 생길 가능성이 있다. 이 때문에 삼각파의 소인 주파수는 프레임 주파수 이상, 가능하면 프레임 주파수의 2배 이상인 것이 바람직하다.
(제3 실시예)
이하 도 10을 이용하여, 본 발명의 제3 실시예에 관해 설명한다.
본 실시예의 구성 및 동작은, 제1 실시예의 도 5에 도시한 신호선(7)의 동작 파형이 다른 것을 제외하면, 기본적으로 제1 실시예의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서 여기서도 구성 및 그 동작의 기재는 생략하고, 본 실시예의 특징인 신호선(7)의 동작 파형에 관해 이하 설명한다.
도 10은 본 제3 실시예에서의 신호선(7)의 동작 파형을 나타낸 것이다. 여기서 제1 실시예에서는 구동 기간 동안의 화소 구동 전압 소인 파형은 연속하여 변화하는 삼각파이었지만, 본 제3 실시예에서 기입 신호는 4계조(2비트)임과 동시에, 화소 구동 전압 소인 파형도 4계조의 계단 파형으로 되어 있다. 또 여기서는 특히, 4계조의 각 기입 신호 전압 레벨은 화소 구도 전압 소인 파형에서의 계단 파형의 각 계단 전압 레벨의 정확히 중간 값이 되도록 설정되어 있다.
이에 따라 본 실시예에서는, 잡음 등에 기인하는 미묘한 신호선 전압의 변화 가 OLED 소자(4)의 발광에 반영되는 경우가 거의 없게 되기 때문에, 보다 S/N이 좋은 표시를 얻을 수 있다. 4계조의 각 기입 신호 전압 레벨은 화소 구동 전압 소인 파형에서의 계단 파형의 각 계단 전압 레벨의 정확히 중간 값이 되도록 설정되어 있기 때문에, 각 계단 전압 레벨의 절반 이하의 잡음에서는 대응하는 전압 레벨이 어긋나는 일은 없기 때문이다.
또 본 실시예에서는 기입 신호 및 화소 구동 전압 소인 파형을 4계조(2비트)로 하였지만, 분명히 본 발명은 그 신호 계조 수를 제한하는 것은 아니다. 예를 들면 마찬가지의 사고 방식으로부터 64계조(6비트) 등, 임의의 계조 표시를 실현할 수 있다. 단 이전의 S/N의 사고 방식으로부터는 각 계조 간의 전압 차가 작아질 수록 잡음에 대해서는 약해지기 때문에 주의가 필요하다.
또 본 실시예를 포함하여, 이상의 실시예에서는 화소 구동 전압 소인 파형은 기본적으로 선형이었다. 그러나 상기한 S/N의 관점이나, 혹은 γ특성의 관점에서, 비선형의 화소 구동 전압 소인을 행하는 것도 필요에 따라 가능하다.
(제4 실시예)
이하 도 11을 이용하여, 본 발명의 제4 실시예에 관해 설명한다.
본 실시예의 구성 및 동작은, 제1 실시예의 도 6에 도시한 화소 구조가 다른 것을 제외하면, 기본적으로 제1 실시예의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서 여기서도 전체의 구성 및 그 동작의 기재는 생략하고, 본 실시예의 특징인 화소 구조에 관해 이하 설명한다.
도 11은 제4 실시예에서의 일 화소의 구성도이다.
화소 발광체로서의 OLED 소자(44)를 갖는 화소(45)는, 게이트선(46), 신호선(47), 리세트선(50), p채널 소스선(54)을 통해 주변의 구동 회로에 접속되어 있다. 신호선(47)은 게이트선(46)으로 제어되는 입력 TFT(41)을 통해 기억 컨덴서(42)에 접속되어 있고, 기억 컨덴서(42)의 타단은 리세트선(50)으로 제어되는 리세트 TFT(49)의 일단과 p채널 다결정 Si TFT(51)의 게이트 단자에 접속되어 있다. 리세트 TFT(49)의 타단과 p채널 다결정 Si TFT(51)의 일단은 공통으로, OLED 소자(44)를 통해 공통 접지 단자에 접지되어 있다. 또한 p채널 다결정 Si TFT(51)의 게이트는 보조 용량(40)을 통해 p채널 다결정 Si TFT(51)의 소스에 접속되어 있고, p채널 다결정 Si TFT(51)의 소스는 p채널 소스선(54)에 접속되어 있다. 또한 본 실시예에서도 세로 방향 배선을 저저항 메탈로, 가로 방향 배선을 게이트 메탈로 구성하였기 때문에, 신호선(47)과 p채널 소스선(54)은 보다 저저항인 세로 방향 배선으로 실현되어 있다. 여기서, 본 제4 실시예에서는, 제1 실시예에서의 인버터 회로(3)는 등가적으로 OLED 소자(44)를 부하로 한 p채널 다결정 Si TFT(51)로 구성되어 있게 된다. 또 보조 용량(40)은, OLED 소자(44)를 부하로 한 p채널 다결정 Si TFT(51)로 구성되는 인버터 회로의 입력 용량 값을 안정화시키기 위해 부가된 것이다. 단 등가 인버터 회로의 동작 특성이 안정적이면, 보조 용량(40)은 없어도 상관없다.
본 제4 실시예의 화소부의 동작은, 기본적으로는 제1 실시예의 것과 마찬가지이다. 단 본 실시예에서는 입력 TFT(41)와 리세트 TFT(49)는 n채널이 아니라 p채널 저온 다결정 Si TFT로 구성되어 있기 때문에, 게이트선(46)과 리세트선(50) 의 구동 파형이 제1 실시예와는 반전되어 있는 것에 주의가 필요하다.
본 실시예에서는, 화소(45)를 구성하는 TFT의 수가 감소되어 있고, 보다 고 수율로 저가격의 표시 패널을 제공하는 것이 가능하다. 또한 화소에 n채널 다결정 Si TFT가 존재하지 않기 때문에, 주변 회로를 외부 부착 LSI로 구성하거나, 혹은 마찬가지로 n채널 다결정 Si TFT를 이용하지 않고서 p채널의 회로만으로 구성하면, n채널 다결정 Si TFT를 형성하지 않고서 표시 패널을 제조하는 것도 가능하다. 이 경우에는 n채널 형성 공정이 불필요해지기 때문에, 보다 저가격인 표시 패널을 실현할 수 있다.
(제5 실시예)
이하 도 12를 이용하여, 본 발명의 제5 실시예에 관해 설명한다.
본 실시예의 구성 및 동작은, 제1 실시예의 도 6에 도시한 화소 구조가 다른 것을 제외하면, 기본적으로 제1 실시예의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서 여기서도 전체의 구성 및 그 동작의 기재는 생략하고, 본 실시예의 특징인 화소 구조에 관해 이하에 설명한다.
도 12는 제5 실시예에서의 일 화소의 구성도이다.
화소 발광체로서의 OLED 소자(64)를 갖는 화소(65)는, 게이트선(66), 신호선(67), 리세트선(70), n채널 소스선(73) 및 p채널 소스선(74)을 통해 주변의 구동 회로에 접속되어 있다. 신호선(67)은 게이트선(66)으로 제어되는 입력 TFT(61)를 통해 기억 컨덴서(62)에 접속되어 있고, 기억 컨덴서(62)의 타단은 리세트선(70)으로 제어되는 리세트 TFT(69)의 일단과 p채널 다결정 Si TFT(71) 및 n채 널 다결정 Si TFT(72)의 게이트 단자에 접속되어 있다. 리세트 TFT(69)의 타단과 p채널 다결정 Si TFT(71) 및 n채널 다결정 Si TFT(72)의 드레인은 공통으로 OLED 구동 TFT(70)의 게이트에 입력하고, OLED 구동 TFT(70)의 드레인은 OLED 소자(64)를 통해 공통 접지 단자에 접지되어 있다. 또한 p채널 다결정 Si TFT(71) 및 OLED 구동 TFT(70)의 소스는 모두 p채널 소스선(74)에 접속되고, n채널 다결정 Si TFT(72)의 소스는 n채널 소스선(73)에 접속되어 있다. 또한 본 실시예에서도 세로 방향 배선을 저저항 메탈로, 가로 방향 배선을 게이트 메탈로 구성하였기 때문에, 신호선(67)과 n채널 소스선(73) 및 p채널 소스선(74)은 보다 저저항인 세로 방향 배선으로 실현되어 있다. 여기서 본 제5 실시예에서는, 제1 실시예에서의 인버터 회로(3)는 등가적으로 OLED 구동 TFT(70)를 버퍼로서 갖게 된다.
본 제5 실시예의 화소부의 동작은 기본적으로는 제1 실시예의 동작과 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명은 생략한다.
본 실시예에서는, p채널 다결정 Si TFT(71) 및 n채널 다결정 Si TFT(72)로 구성되는 인버터 회로와 OLED 소자(64)와는, OLED 구동 TFT(70)에 의한 버퍼에 의해서 분리되어 있기 때문에, 인버터 회로는 OLED 소자(64)의 특성과는 무관하게 구동된다. 따라서 인버터 회로의 동작 안정성이 증가되어 보다 동작 특성이 좋은 인버터 회로를 실현할 수 있고, 그 결과 화소 간의 발광 특성의 변동을 보다 저감할 수 있다.
(제6 실시예)
이하 도 13, 도 14를 이용하여, 본 발명의 제6 실시예에 관해 설명한다.
본 실시예의 구성 및 동작은, 제1 실시예의 도 6에 도시한 화소 구조가 다른 것을 제외하면, 기본적으로 제1 실시예의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서 여기서도 전체의 구성 및 그 동작의 기재는 생략하고, 본 실시예의 특징인 화소 구조에 관해 이하 설명한다.
도 13은 제6 실시예에서의 일 화소의 구성도이다.
화소 발광체로서의 OLED 소자(84)를 갖는 화소(85)는 게이트선(86), 신호선(87), 리세트선(90), p채널 소스선(94), 구동 신호선(96), 구동 게이트선(97)을 통해 주변의 구동 회로에 접속되어 있다. 신호 구동 회로(21)(도시하지 않음)로부터 신장되는 신호선(87)은 게이트선(86)으로 제어되는 입력 TFT(81)를 통해 기억 컨덴서(82)에 접속되어 있고, 동시에 삼각파 입력 회로(20)(도시하지 않음)로부터 신장되는 구동 신호선(96)도 구동 게이트선(97)으로 제어되는 구동 입력 TFT(98)를 통해 마찬가지로 기억 컨덴서(82)에 접속되어 있다. 기억 컨덴서(82)의 타단은 리세트선(90)으로 제어되는 리세트 TFT(89)의 일단과 p채널 다결정 Si TFT(91)의 게이트 단자에 접속되어 있다. 리세트 TFT(89)의 타단과 p채널 다결정 Si TFT(91)의 일단은 공통으로 OLED 소자(84)를 통해 공통 접지 단자에 접지되어 있다. 또한 p채널 다결정 Si TFT(91)의 소스는 p채널 소스선(94)에 접속되어 있다. 또한 본 실시예에서도 세로 방향 배선을 저저항 메탈로, 가로 방향 배선을 게이트 메탈로 구성하였기 때문에, 신호선(87), 구동 신호선(96), p채널 소스선(94)은 보다 저저항인 세로 방향 배선으로 실현되어 있다. 여기서 본 제6 실시예에서는, 제1 실시예에서의 인버터 회로(3)가 등가적으로 OLED 소자(84)를 부하로 한 p채널 다결정 Si TFT(91)로 구성되어 있는 것은 제4 실시예와 마찬가지이다.
본 제6 실시예의 화소부의 동작은, 기본적으로는 제1 실시예의 동작과 마찬가지이다. 단 본 실시예에서는 기억 컨덴서(82)로의 입력 경로는, 신호선(87)을 경유하는 것과 구동 신호선(96)을 경유하는 것 2가지가 구분되어 사용되고 있다. 이하 이에 관해 도 14를 이용하여 설명한다.
도 14는 신호선(87) 및 구동 신호선(96)의 구동 파형이다. 선택된 화소 행에서는 「기입 기간」에 선택된 행의 게이트선(86)이 온되고, 신호선(87)과 입력 TFT(81)를 경유하여 표시 신호 전압이 기입된다. 한편 선택되어 있지 않은 그 밖의 화소 행에서는 항상 모든 구동 게이트선(97)이 온되고, 구동 신호선(96)과 구동 입력 TFT(98)를 경유하여 삼각파인 화소 구동 전압이 입력되며, 각 화소에 사전에 기입되어 있는 표시 신호에 대응하여 OLED 소자(84)가 발광한다.
본 실시예에서는, 화소에 대하여 표시 신호 전압과 화소 구동 전압 중 어느 하나가 각각, 신호선(87)과 구동 신호선(96)이라는 각각의 배선을 경유하여 입력된다. 이 때문에 선택된 화소에 표시 신호 전압이 기입되고 있는 기간 내에도, 기입 선택되어 있지 않은 화소는 항상 발광 구동되는 것이 가능하고, 동일한 전류 구동 조건에서는 표시 휘도가 향상된다. 또한 선택된 화소 행에서는 「기입 기간」을 최대로 1수평 기간으로까지 연장하는 것이 가능하다. 따라서 기입의 시상수를 확대할 수 있어, 표시 신호 전압 기입 시의 소비 전력 저감도 가능하다.
(제7 실시예)
이하 도 15를 이용하여, 본 발명에서의 제7 실시예에 관해 설명한다.
도 15는 제7 실시예인 화상 표시 단말(PDA: Personal Digital Assistants; 100)의 구성도이다.
무선 인터페이스(I/F) 회로(101)에는 압축된 화상 데이터 등이 외부로부터 블루투스(bluetooth) 규격에 기초하는 무선 데이터로서 입력되고, 무선 I/F 회로(101)의 출력은 I/O(Input/Output) 회로(102)를 통해 데이터 버스(103)에 접속된다. 데이터 버스(103)에는 이 이외에 마이크로 프로세서(104), 표시 패널 컨트롤러(105), 프레임 메모리(106) 등이 접속되어 있다. 또한 표시 패널 컨트롤러(105)의 출력은 OLED 표시 패널(110)에 입력되어 있고, OLED 표시 패널(110)에는 화소 매트릭스(111), 게이트 구동 회로(22), 신호 구동 회로(21) 등이 설치되어 있다. 또 화상 표시 단말(100)에는 또한 삼각파 발생 회로(112), 전원(107)이 설치되어 있고, 삼각파 발생 회로(112)의 출력은 OLED 표시 패널(110)에 입력되어 있다. 또 여기서 OLED 표시 패널(110)은 패널 내에 삼각파 입력 회로(20)가 설치되어 있지 않은 것을 제외하면, 앞서 설명한 제1 실시예와 동일한 구성 및 동작을 갖고 있기 때문에, 그 내부의 구성 및 동작의 기재는 여기서는 생략한다.
이하에 본 제7 실시예의 동작을 설명한다. 처음에 무선 I/F 회로(101)는 명령에 따라 압축된 화상 데이터를 외부로부터 취득하고, 이 화상 데이터를 I/O 회로(102)를 통해 마이크로 프로세서(104) 및 프레임 메모리(106)로 전송한다. 마이크로 프로세서(104)는 사용자로부터의 명령 조작을 받아, 필요에 따라 화상 표시 단말(100)을 구동하고, 압축된 화상 데이터의 디코드나 신호 처리, 정보 표시를 행한다. 여기서 신호 처리된 화상 데이터는 프레임 메모리(106)에 일시적으로 축적된다.
여기서 마이크로 프로세서(104)가 표시 명령을 내린 경우에는, 그 지시에 따라 프레임 메모리(106)로부터 표시 패널 컨트롤러(105)를 통해 OLED 표시 패널(110)에 화상 데이터가 입력되고, 화소 매트릭스(111)는 입력된 화상 데이터를 실시간으로 표시한다. 이 때 표시 패널 컨트롤러(105)는 동시에 화상을 표시하기 위해 필요한 소정의 타이밍 펄스를 출력하고, 이와 동기하여 삼각파 발생 회로(112)는 삼각파 형상의 화소 구동 전압을 출력한다. 또 OLED 표시 패널(110)이 이들 신호를 이용하여, 화소 매트릭스(111)에 6비트 화상 데이터로부터 생성된 표시 데이터를 실시간으로 표시하는 것에 관해서는, 제1 실시예에서 설명한 바와 같다. 또 여기서 전원(107)에는 2차 전지가 포함되어 있고, 이들 화상 표시 단말(100) 전체를 구동하는 전력을 공급한다.
본 실시예에 따르면, 다계조 표시가 가능하고, 또한 화소 간에서의 표시 특성 변동이 충분히 작은 화상 표시 단말(100)을 제공할 수 있다.
또 본 실시예에서는 화상 표시 디바이스로서, 제1 실시예에서 설명한 OLED 표시 패널과 유사한 패널을 이용하였지만, 이 이외의 그 밖의 본 발명의 실시예에 기재된 바와 같은 다양한 표시 패널을 이용하는 것이 가능한 것은 분명하다.
본 발명에 따르면, 다계조 표시가 가능하고, 또한 화소 간에서의 표시 특성 변동이 충분히 작은 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (32)

  1. 복수의 화소에 의해 구성된 표시부와, 상기 화소 영역에 표시 신호 전압을 입력하기 위한 신호선을 갖는 화상 표시 장치에 있어서,
    상기 신호선으로부터 제1 용량의 일단에 표시 신호 전압을 입력하기 위해 설치된 제1 스위치 수단과, 상기 제1 용량의 타단에 입력이 접속된 입력 전압 반전 출력 수단과, 상기 입력 전압 반전 출력 수단의 출력에 의해 제어되는 발광 수단과, 상기 입력 전압 반전 출력 수단의 입력단과 출력단 사이에 설치된 제2 스위치 수단을 상기 복수의 화소 영역 중 적어도 하나에 갖고, 또한, 상기 표시 신호 전압을 포함하는 소정의 전압 범위 내에서 소인(掃引)되는 화소 구동 전압을 발생하기 위한 화소 구동 전압 발생 수단과, 상기 화소 구동 전압을 상기 화소에서의 상기 제1 용량의 일단에 입력하기 위한 화소 구동 전압 입력 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 수단은 발광 다이오드 소자인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 소자는, 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 소자인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 스위치 수단 및 입력 전압 반전 출력 수단은, 다결정 Si-TFT(Thin-Film-Transistor)를 이용하여 투명 기판 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입력 전압 반전 출력 수단은, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 인버터 회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 입력 전압 반전 출력 수단은, 다결정 Si-TFT(Thin-Film-Transistor)와, 부하로 되는 발광 다이오드 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다결정 Si-TFT의 게이트와 소스 사이에는 제2 용량이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압 발생 수단이 발생하는, 소정의 전압 범위 내에서 소인되는 화소 구동 전압은 삼각파인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압 발생 수단이 발생하는, 소정의 전압 범위 내에서 소인되는 화소 구동 전압은 계단 파형인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표시 신호 전압은, 상기 계단 파형에서 이산적으로 분포하는 각 화소 구동 전압의, 인접하는 2개의 전압의 실질적 중간 값을 취하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 신호선과 제1 스위치 수단은, 상기 화소 구동 전압 입력 수단을 겸하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압 입력 수단은, 상기 신호선과 병행으로 설치된 화소 구동 전압선과, 상기 화소 구동 전압선과 상기 제1 용량의 일단 사이에 설치된 제3 스위치 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 표시 신호 전압은, 다결정 Si-TFT(Thin-Film-Transistor)를 이용하여 구성한 D-A 변환기에 의해 발생시킨 것인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 표시 신호 전압은, 단결정 Si-LSI(Large Scale Integrated circuit)에 의해 발생시킨 것인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 제1 용량은 다결정 Si-TFT의 게이트 절연막 용량으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압은, 화소 일행(一行)분의 표시 신호 전압 기입 타이밍과 동기하여 소인되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압은, 화소 복수 행분의 표시 신호 전압 기입 타이밍과 동 기하여 소인되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압은 모든 화소의 표시 신호 전압 기입 타이밍과 동기하여 소인되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압의 소인 반복 주파수는 가변인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압의 인가 기간은, 화소 일행분의 표시 신호 전압의 기입 기간과 교대로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  21. 복수의 화소에 의해 구성된 표시부와, 외부로부터 취득된 표시 신호를 기억하고, 또한 그 데이터 처리를 행하는 표시 신호 처리부와, 상기 화소 영역에 표시 신호 전압을 입력하기 위한 신호선을 갖는 화상 표시 장치에 있어서,
    상기 신호선으로부터 제1 용량의 일단에 표시 신호 전압을 입력하기 위해 설치된 제1 스위치 수단과, 상기 제1 용량의 타단에 입력이 접속된 입력 전압 반전 출력 수단과, 상기 입력 전압 반전 출력 수단의 출력에 의해 제어되는 발광 수단과, 상기 입력 전압 반전 출력 수단의 입력단과 출력단 사이에 설치된 제2 스위치 수단을 상기 복수의 화소 영역 중 적어도 하나에 갖고, 또한, 상기 표시 신호 전압을 포함하는 소정의 전압 범위 내에서 소인되는 화소 구동 전압을 발생하기 위한 화소 구동 전압 발생 수단과, 상기 화소 구동 전압을 상기 화소에서의 상기 제1 용량의 일단에 입력하기 위한 화소 구동 전압 입력 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  22. 복수의 화소에 의해 구성된 표시부와,
    상기 화소 내에 발광 수단을 갖는 화상 표시 장치에 있어서,
    상기 발광 수단의 점등 및 비점등을 제어하기 위한 점등 제어 수단과,
    제1 단자가 상기 점등 제어 수단에 접속된 용량과,
    표시 신호 전압을 생성하기 위한 표시 신호 전압 생성 수단과,
    소정의 화소 구동 전압을 생성하기 위한 화소 구동 전압 생성 수단을 갖고,
    상기 용량의 제2 단자에 상기 표시 신호 전압과 상기 화소 구동 전압을 양자 택일적으로 인가 가능한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 발광 수단은 발광 다이오드 소자인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 소자는, 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 소자인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압 생성 수단이 발생하는, 소정의 전압 범위 내에서 소인되는 화소 구동 전압은 삼각파인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압 생성 수단이 발생하는, 소정의 전압 범위 내에서 소인되는 화소 구동 전압은 계단 파형인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 표시 신호 전압은, 상기 계단 파형에서 이산적으로 분포하는 각 화소 구동 전압의, 인접하는 2개의 전압의 실질적 중간 값을 취하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압은, 화소 일행분의 표시 신호 전압 기입 타이밍과 동기하여 소인되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압은, 화소 복수 행분의 표시 신호 전압 기입 타이밍과 동기하여 소인되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압은 모든 화소의 표시 신호 전압 기입 타이밍과 동기하여 소인되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압의 소인 반복 주파수는 가변인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  32. 제22항에 있어서,
    상기 화소 구동 전압의 인가 기간은, 화소 일행분의 표시 신호 전압의 기입 기간과 교대로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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