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KR20080085714A - 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법 - Google Patents

유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법 Download PDF

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KR20080085714A
KR20080085714A KR1020080024271A KR20080024271A KR20080085714A KR 20080085714 A KR20080085714 A KR 20080085714A KR 1020080024271 A KR1020080024271 A KR 1020080024271A KR 20080024271 A KR20080024271 A KR 20080024271A KR 20080085714 A KR20080085714 A KR 20080085714A
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KR
South Korea
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transistor
node
light emitting
driving
source
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Application number
KR1020080024271A
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English (en)
Inventor
테츠로 야마모토
카츠히데 우치노
Original Assignee
소니 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 구동 트랜지스터, 영상 신호 기록 트랜지스터, 발광 제어 트랜지스터, 및 커패시터부로 구성된 구동 회로를 이용하는 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법을 제공한다. 상기 구동 방법은 제 1 노드에 제 1 노드 초기화 전압을 인가하고, 또한, 제 2 노드에 제 2 노드 초기화 전압을 인가하는 전처리를 행하는 스텝과, 임계치 전압 캔슬 처리를 행하는 스텝과, 발광 제어 트랜지스터를 온 상태를 유지하는 스텝과, 영상 신호를 인가하는 기록 처리를 행하는 스텝과, 영상 신호 기록 트랜지스터를 오프 상태로 하여 전류가 유기 일렉트로 루미네선스 발광부에 공급되어 유기 일렉트로 루미네선스 발광부를 구동하는 스텝을 포함한다.
Figure P1020080024271
유기 일렉트로 루미네선스 발광

Description

유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법{DRIVING METHOD FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE LIGHT EMITTING SECTION}
본 발명은 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법에 관한 것이다.
유기 일렉트로 루미네선스 소자(이하, 단지, 유기 EL 소자라고 약칭한다)를 발광 소자로서 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치(이하, 단지, 유기 EL 표시 장치라고 약칭한다)에서, 유기 EL 소자의 휘도는 유기 EL 소자를 흐르는 전류치에 의해 제어된다. 그리고, 액정 표시 장치와 마찬가지로, 유기 EL 표시 장치에서도, 구동 방식으로서, 단순 매트릭스 방식, 및, 액티브 매트릭스 방식이 공지되어 있다. 액티브 매트릭스 방식은 단순 매트릭스 방식에 비하여 구조가 복잡하게 된다는 결점은 있지만, 화상의 휘도를 높은 것으로 할 수 있는 등, 여러가지의 이점을 갖는다.
유기 EL 소자를 구성하는 유기 일렉트로 루미네선스 발광부(이하, 단지, 발광부라고 약칭한다)를 구동하기 위한 회로로서, 5개의 트랜지스터와 하나의 커패시터부로 구성된 구동 회로(5Tr/1C 구동 회로라고 부른다)가, 예를 들면, 일본국 특개2006-215213으로부터 주지하는 바이다. 이 종래의 5Tr/1C 구동 회로는 도 1에 도 시하는 바와 같이, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig), 구동 트랜지스터(TDrv), 발광 제어 트랜지스터(TEL_C), 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1), 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 5개의 트랜지스터로 구성되고, 또한, 하나의 커패시터부(C1)로 구성되어 있다. 여기서, 구동 트랜지스터(TDrv)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 제 2 노드(ND2)를 구성하고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극은 제 1 노드(ND1)를 구성한다.
또한, 이들의 트랜지스터 및 커패시터부에 관해서는 후에 상세히 설명한다.
예를 들면, 각 트랜지스터는 n채널형의 박막 트랜지스터(TFT)로 이루어지고, 발광부(ELP)는 구동 회로를 덮도록 형성된 층간절연층 등의 위에 마련되어 있다. 발광부(ELP)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(TDrv)의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 한편, 발광부(ELP)의 캐소드 전극에는 전압(VCat)(예를 들면, 0볼트)이 인가된다. 부호 CEL은 발광부(ELP)의 기생 용량을 나타낸다.
구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도 17에 도시한다. [기간-TP(5)1]에서, 임계치 전압 캔슬 처리를 행하기 위한 전처리가 실행된다. 즉, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1) 및 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 온 상태로 함으로써, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VOfs(예를 들면, 0볼트)가 된다. 한편, 제 2 노드(ND2)의 전위는 VSS(예를 들면, -10볼트)가 된다. 그리고, 이로써, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 다른쪽의 소스/드레인 영역(이하, 편의상, 소스 영역이라고 부른다) 사이의 전위차가, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth) 이상이 되고, 구동 트랜지스터(TDrv)는 온 상태로 된다.
뒤이어, [기간-TP(5)2]에서, 임계치 전압 캔슬 처리가 행하여진다. 즉, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위로부터 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 변화한다. 즉, 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위는 상승한다. 그리고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth에 달하면, 구동 트랜지스터(TDrv)가 오프 상태로 된다. 이 상태에서는 제 2 노드의 전위는 대강 (VOfs-Vth)이다. 그 후, [기간-TP(5)3]에서, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 오프 상태로 한다. 다음에, [기간-TP(5)4]에서, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)를 오프 상태로 한다.
뒤이어, [기간-TP(5)5']에서, 구동 트랜지스터(TDrv)에 대한 일종의 기록 처리를 실행한다. 구체적으로는 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1), 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2), 및, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 오프 상태를 유지한 채로, 데이터선(DTL)의 전위를 영상 신호에 상당하는 전압[발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(구동 신호, 휘도 신호)(VSig)로 하고, 뒤이어, 주사선(SCL)을 하이 레벨로 함에 의해 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VSig로 상승한다. 제 1 노드(ND1)의 전위의 변화분에 의거한 전하는 커패시터부(C1), 발광부(ELP)의 기생 용량(CEL), 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 기생 용량에 배분된다. 따라서, 제 1 노드(ND1)의 전위가 변화하면, 제 2 노드(ND2)의 전위도 변화한다. 그렇지만, 발광부(ELP)의 기생 용량(CEL)의 용량치가 큰 값일수록, 제 2 노드(ND2)의 전위의 변화는 작아진다. 그리고, 일반적으로, 발광부(ELP)의 기생 용량(CEL)의 용량치는 커패시터부(C1)의 용량치 및 구동 트랜지스터(TDrv)의 기생 용량의 값보다도 크다. 그래서, 제 2 노드(ND2)의 전위는 거의 변화하지 않는다고 하면, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 다른쪽의 소스/드레인 영역 사이의 전위차(Vgs)는 이하의 식 (A)와 같이 된다.
Vgs≒VSig-(VOfs-Vth) (A)
그 후, [기간-TP(5)6']에서 구동 트랜지스터(TDrv)의 특성(예를 들면, 이동도(μ)의 대소 등)에 의거한 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역(제 2 노드(ND2))의 전위의 보정(이동도 보정 처리)을 행한다. 구체적으로는 구동 트랜지스터(TDrv)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 하고, 뒤이어, 소정의 시간(t'0)이 경과한 후, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 오프 상태로 하고, 제 1 노드(ND1)(구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극)를 부유 상태로 한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 값이 큰 경우, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에서의 전위의 상승량(△V)(전위 보정치)은 커지고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 값이 작은 경우, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에서의 전위의 상승량(△V)(전위 보정치)은 작아진다. 여기서, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차(Vgs)는 식 (A)로부터 이하의 식 (B)와 같이 변형된다. 또한, 이동도 보정 처리를 실행하기 위한 소정의 시간([기간-TP(5)6']의 전(total) 시간(t'0))은 유기 EL 표시 장치의 설계에 즈음하여, 설계치로서 미리 결정하여 두면 좋다.
Vgs≒VSig-(VOfs-Vth)-△V (B)
이상의 조작에 의해, 임계치 전압 캔슬 처리, 기록 처리, 이동도 보정 처리가 완료된다. 그리고, 그 후의 [기간-TP(5)7]에서는 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)가 오프 상태로 되고, 제 1 노드(ND1), 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극은 부유 상태로 되는 한편, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)는 온 상태를 유지하고 있고, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 한쪽의 소스/드레인 영역(이하, 편의상, 드레인 영역이라고 부른다)은 발광부(ELP)의 발광을 제어하기 위한 전류 공급부(전압(VCC), 예를 들면 20볼트)에 접속된 상태에 있다. 따라서, 이상의 결과로서, 제 2 노드(ND2)의 전위가 상승하고, 이른바 부트 스트랩 회로에서와 같은 현상이 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에 생기고, 제 1 노드(ND1)의 전위도 상승한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차(Vgs)는 식 (B)의 값을 유지한다. 또한, 발광부(ELP)를 흐르는 전류는 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역(이하, 편의상, 드레인 영역이라고 부른다)으로부터 소스 영역으로 흐르는 드레인 전류(Ids)이기 때문에, 식 (C)로 표시할 수 있다. 발광부(ELP)는 드레인 전류(Ids)의 값에 따른 휘도로 발광한다. 또한, 계수(k)에 관해서는 후술한다.
Ids = k·μ·(Vgs-Vth)2
=k·μ·(VSig-VOfs-△V)2 (C)
이상으로 개요를 설명한 5Tr/1C 구동 회로의 구동 등에 관해서도, 후에 상세히 설명한다.
그런데, [기간-TP(5)5']의 시작 직전에서는 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)는 오프 상태이고, 또한, 구동 트랜지스터(TDrv)도 오프 상태에 있다. 또한, [기간-TP(5)5']에서도, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)는 오프 상태이다. 따라서, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 다른쪽의 소스/드레인 영역(이하, 편의상, 소스 영역이라고 부른다) 및 구동 트랜지스터(TDrv)의 드레인 영역(이하, 이들의 영역을 총칭하여, 제 3 노드(ND3)라고 부른다)은 전류 공급부(100)와는 전기적으로 접속되지 않은 상태이다.
[기간-TP(5)5']에서, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에는 표시하여야 할 화상의 휘도에 따른 영상 신호(VSig)가 인가된다. 이때, 제 3 노드(ND3)의 전위는 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 드레인 영역 사이의 기생 용량에 의한 커플링에 기인하여 변동한다. 따라서, [기간-TP(5)5']의 종기(ending timing)에서의 제 3 노드(ND3)의 전위는 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에 인가되는 영상 신호(VSig)의 값에 따른 값이 된다.
뒤이어, [기간-TP(5)6']의 시기(starting timing)에서, 발광 제어 트랜지스 터(TEL_C)는 온 상태로 된다. 이때, 제 3 노드(ND3)의 전위는 상술한 영상 신호(VSig)에 따른 값으로부터, 전류 공급부의 전압(VCC)으로 상승한다. 따라서, 이때의 제 3 노드(ND3)의 전위의 변화량은 영상 신호(VSig)의 값에 의존한다.
한편, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 소스 영역과 게이트 전극 사이에도, 기생 용량이 존재한다. 그리고, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 소스 영역과 게이트 전극 사이의 커플링에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 게이트 전극의 전위에 변동이 생긴다. 상술한 바와 같이, [기간-TP(5)6']의 시기에서의 제 3 노드(ND3)의 전위의 변화량은 상술한 영상 신호(VSig)의 값에 의존한다. 따라서, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 게이트 전극의 전위의 변동의 정도도, 상술한 영상 신호(VSig)의 값에 따라 변화한다.
이상으로 설명한 바와 같이, [기간-TP(5)6']의 시기에서, 상술한 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 소스 영역과 게이트 전극 사이의 커플링에 기인하여, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 게이트 전극의 전위에 변동이 생긴다. 그 결과, [기간-TP(5)6']의 시간 길이, 즉, 이동도 보정 처리의 시간 길이에 변동이 생기고, 표시되는 화상의 휘도의 균일성이 열화된다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동도 보정 처리의 시간 길이의 변동에 기인하는 표시 화면의 품질의 열화를 억제할 수 있는 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법은,
(A) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 구동 트랜지스터,
(B) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 영상 신호 기록 트랜지스터,
(C) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 발광 제어 트랜지스터, 및,
(D) 한 쌍의 전극을 구비한 커패시터부로 구성된 구동 회로로서,
구동 트랜지스터에서는,
(A-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 발광 제어 트랜지스터의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
(A-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역은 유기 일렉트로 루미네선스 발광부에 구비된 애노드 전극에 접속되고, 또한, 커패시터부의 한쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 2 노드를 구성하고,
(A-3) 게이트 전극은 영상 신호 기록 트랜지스터의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되고, 또한, 커패시터부의 다른쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 1 노드를 구성하고,
영상 신호 기록 트랜지스터에서는,
(B-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선에 접속되어 있고,
(B-2) 게이트 전극은 주사선에 접속되어 있고,
발광 제어 트랜지스터에서는
(C-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 전류 공급부에 접속되어 있고,
(C-2) 게이트 전극은 발광 제어 트랜지스터 제어선에 접속되어 있는 구동 회로를 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법이다.
그리고, 상기 방법은,
(a) 제 1 노드와 제 2 노드 사이의 전위차가, 구동 트랜지스터의 임계치 전압을 초과하며, 또한, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 캐소드 전극과 제 2 노드 사이의 전위차가, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 임계치 전압을 초과하지 않도록, 제 1 노드에 제 1 노드 초기화 전압을 인가하고, 또한, 제 2 노드에 제 2 노드 초기화 전압을 인가하는 전처리를 행하고, 뒤이어,
(b) 제 1 노드의 전위를 유지한 상태에서, 제 1 노드의 전위로부터 구동 트랜지스터의 임계치 전압을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드의 전위를 변화시키는 임계치 전압 캔슬 처리를 행하고, 그 후,
(c) 발광 제어 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 발광 제어 트랜지스터의 온 상태를 유지한 상태로 한 후, 주사선으로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 영상 신호 기록 트랜지스터를 통하여, 데이터선으로부터 영상 신호를 제 1 노드 에 인가하는 기록 처리를 행하고, 뒤이어,
(d) 주사선으로부터의 신호에 의해 영상 신호 기록 트랜지스터를 오프 상태로 함에 의해 제 1 노드를 부유 상태로 하여, 제 1 노드와 제 2 노드 사이의 전위차의 값에 따른 전류를 전류 공급부로부터 구동 트랜지스터를 통하여 유기 일렉트로 루미네선스 발광부에 흐름에 의해, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부를 구동하는 각 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공정(b)에서, 제 1 노드의 전위를 유지한 상태에서, 제 1 노드의 전위로부터 구동 트랜지스터의 임계치 전압을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드의 전위를 변화시키기 위해서는 상기 공정(a)에서의 제 2 노드의 전위에 구동 트랜지스터의 임계치 전압을 가한 전압을 초과하는 전압을 전류 공급부로부터 구동 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역에 인가하면 좋다.
본 발명의 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법에서, 구동 회로는,
(E) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 제 2 노드 초기화 트랜지스터를 또한 구비하고 있고,
제 2 노드 초기화 트랜지스터에서는,
(E-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 제 2 노드 초기화 전압 공급선에 접속되어 있고,
(E-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역은 제 2 노드에 접속되어 있고,
(E-3) 게이트 전극은 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선에 접속되어 있고,
상기 공정(a)에서, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 제 2 노드 초기화 트랜지스터를 통하여, 제 2 노드 초기화 전압 공급선으로부터 제 2 노드에 제 2 노드 초기화 전압을 인가한 후, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 제 2 노드 초기화 트랜지스터를 오프 상태로 하는 형태로 할 수 있다. 그리고, 나아가서는 구동 회로는,
(F) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 제 1 노드 초기화 트랜지스터를 또한 구비하고 있고,
제 1 노드 초기화 트랜지스터에서는,
(F-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 제 1 노드 초기화 전압 공급선에 접속되어 있고,
(F-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역은 제 1 노드에 접속되어 있고,
(F-3) 게이트 전극은 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선에 접속되어 있고,
상기 공정(a)에서, 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 제 1 노드 초기화 트랜지스터를 통하여, 제 1 노드 초기화 전압 공급선으로부터 제 1 노드에 제 1 노드 초기화 전압을 인가하는 형태로 할 수 있다.
구동 회로의 상세는 후술하지만, 상술한 바와 같이, 5개의 트랜지스터와 하나의 커패시터부로 구성된 구동 회로(5Tr/1C 구동 회로), 4개의 트랜지스터와 하나의 커패시터부로 구성된 구동 회로(4Tr/1C 구동 회로라고 부른다), 3개의 트랜지스터와 하나의 커패시터부로 구성된 구동 회로(3Tr/1C 구동 회로라고 부른다)로 구성할 수 있다.
본 발명의 구동 방법에서의 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치)에서는 전류 공급부, 주사선이 접속된 주사 회로, 데이터선이 접속된 영상 신호 출력 회로, 발광 제어 트랜지스터 제어선이 접속된 발광 제어 트랜지스터 제어 회로, 주사선, 데이터선, 발광 제어 트랜지스터 제어선, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부(이하, 단지, 발광부라고 부르는 경우가 있다)의 구성, 구조는 주지의 구성, 구조로 할 수 있다. 구체적으로는 발광부는 예를 들면, 애노드 전극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 캐소드 전극 등으로 구성할 수 있다.
본 발명의 구동 방법에서의 컬러 표시용의 유기 EL 표시 장치에서는 하나의 화소는 복수의 부화소로 구성되어 있는데, 구체적으로는 하나의 화소는 적색 발광 부화소, 녹색 발광 부화소, 청색 발광 부화소의 3개의 부화소로 구성되어 있는 형태로 할 수 있다. 또한, 이들의 3종의 부화소에 다시 1종류 또는 복수종류의 부화소를 가한 1조(組)(예를 들면, 휘도 향상을 위해 백색광을 발광하는 부화소를 가한 1조, 색 재현 범위를 확대하기 위해 보색을 발광하는 부화소를 가한 1조, 색 재현 범위를 확대하기 위해 엘로우를 발광하는 부화소를 가한 1조, 색 재현 범위를 확대하기 위해 엘로우 및 시안을 발광하는 부화소를 가한 1조)로 구성할 수도 있다.
구동 회로를 구성하는 트랜지스터로서, n채널형의 박막 트랜지스터(TFT)를 들 수 있는데, 경우에 따라서는 예를 들면, 발광 제어 트랜지스터에 p채널형의 박막 트랜지스터를 이용할 수도 있다. 나아가서는 실리콘 반도체 기판에 형성된 전계 효과 트랜지스터(예를 들면, MOS 트랜지스터)로 구성할 수도 있다. 커패시터부는 한쪽의 전극, 다른쪽의 전극, 및, 이들의 전극에 끼워진 유전체층(절연층)으로 구 성할 수 있다. 구동 회로를 구성하는 트랜지스터 및 커패시터부는 어떤 평면 내에 형성되고(예를 들면, 지지체상에 형성되고), 발광부는 예를 들면, 층간절연층을 통하여, 구동 회로를 구성하는 트랜지스터 및 커패시터부의 상방에 형성되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 발광부에 구비된 애노드 전극에, 예를 들면, 콘택트 홀을 통하여 접속되어 있다.
본 발명의 구동 방법이 적용된 유기 EL 표시 장치는,
(ㄱ) 주사 회로,
(ㄴ) 영상 신호 출력 회로,
(ㄷ) 제 1의 방향으로 N개, 제 1의 방향과는 다른 제 2의 방향으로 M개, 합계 N×M개의, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 유기 일렉트로 루미네선스 소자,
(ㄹ) 주사 회로에 접속되고, 제 1의 방향으로 늘어나는 M개의 주사선,
(ㅁ) 영상 신호 출력 회로에 접속되고, 제 2의 방향으로 늘어나는 N개의 데이터선,
(ㅂ) 발광 제어 트랜지스터 제어 회로에 접속되고, 제 1의 방향으로 늘어나는 M개의 발광 제어 트랜지스터 제어선, 및,
(ㅅ) 전류 공급부를 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다.
그리고, 각 유기 일렉트로 루미네선스 소자(유기 EL 소자라고 약칭한다)는,
구동 트랜지스터, 영상 신호 기록 트랜지스터, 발광 제어 트랜지스터, 및, 커패시터부를 구비한 구동 회로, 및,
유기 일렉트로 루미네선스 발광부(발광부)로 구성되어 있다.
본 발명의 구동 방법에 의하면, 발광 제어 트랜지스터의 온 상태를 유지한 상태로 한 후, 데이터선으로부터 영상 신호를 제 1 노드에 인가하는 기록 처리에 있어서, 이동도 보정 처리가 동시에 행하여진다. 여기서, 발광 제어 트랜지스터가 미리 온 상태로 유지된 상태에 있기 때문에, 기록 처리의 시간 길이(즉, 이동도 보정 처리의 시간 길이)는 영상 신호 기록 트랜지스터가 온 상태로 된 시간만에 의해 규정된다. 또한, 이동도 보정/기록 처리를 행할 때, 및, 그 전후에서, 제 3 노드의 전위는 개략 전류 공급부의 전압에 유지된 상태에 있기 때문에, 구동 트랜지스터의 게이트 전극의 전위가 변화하여도, 그 영향이 기생 용량에 의해 발광 제어 트랜지스터의 게이트 전극에 전파되는 일도 없다. 그리고, 이와 같이, 발광 제어 트랜지스터의 게이트 전극의 전위 변동이 이동도 보정 처리의 시간 길이에 대해 영향을 주는 일이 없기 때문에, 이동도 보정 처리의 시간 길이의 변동에 기인한 표시 화면의 품질의 열화라는 문제가 발생하는 일도 없다.
이하, 도면을 참조하여, 실시예에 의거하여 본 발명을 설명하지만, 그에 앞서서, 각 실시예에서 이용되는 유기 EL 표시 장치의 개요를 설명한다.
각 실시예에서의 사용에 적합한 유기 EL 표시 장치는 복수의 화소를 구비한 유기 EL 표시 장치이다. 그리고 하나의 화소는 복수의 부화소(각 실시예에서는 3개의 부화소인 적색 발광 부화소, 녹색 발광 부화소, 청색 발광 부화소)로 구성되어 있고, 각 부화소는 구동 회로(11)와, 이 구동 회로(11)에 접속된 유기 일렉트로 루 미네선스 발광부(발광부(ELP))가 적층된 구조를 갖는 유기 일렉트로 루미네선스 소자(유기 EL 소자)(10)로 구성되어 있다. 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3에서의 유기 EL 표시 장치의 등가 회로도를 각각, 도 1, 도 6, 도 11에 도시하고, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3에서의 유기 EL 표시 장치의 개념도를 각각, 도 2, 도 7, 도 12에 도시한다. 또한, 도 1 및 도 2에는 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 구동 회로를 도시하고, 도 6 및 도 7에는 4트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 구동 회로를 도시하고, 도 11 및 도 12에는 3트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 구동 회로를 도시한다.
여기서, 각 실시예에서의 유기 EL 표시 장치는,
(ㄱ) 주사 회로(101),
(ㄴ) 영상 신호 출력 회로(102),
(ㄷ) 제 1의 방향으로 N개, 제 1의 방향과는 다른 제 2의 방향(구체적으로는 제 1의 방향에 직교하는 방향)으로 M개, 합계 N×M개의, 2차원 매트릭스형상으로 배열된 유기 EL 소자(10),
(ㄹ) 주사 회로(101)에 접속되고, 제 1의 방향으로 늘어나는 M개의 주사선(SCL),
(ㅁ) 영상 신호 출력 회로(102)에 접속되고, 제 2의 방향으로 늘어나는 N개의 데이터선(DTL),
(ㅂ) 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)에 접속되고, 제 1의 방향으로 늘 어나는 M개의 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C), 및,
(ㅅ) 전류 공급부(100)를 구비하고 있다. 또한, 도 2, 도 7 및 도 12에서는 3×3개의 유기 EL 소자(10)를 도시하고 있지만, 이것은 어디까지나 예시에 지나지 않다.
발광부(ELP)는 예를 들면, 애노드 전극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 캐소드 전극 등의 주지의 구성, 구조를 갖는다. 또한, 주사선(SCL)의 일단에 주사 회로(101)가 마련되어 있다. 주사 회로(101), 영상 신호 출력 회로(102), 주사선(SCL), 데이터선(DTL), 전류 공급부(100)의 구성, 구조는 주지의 구성, 구조로 할 수 있다.
구동 회로의 최소 구성 요소를 들면, 이 구동 회로는 최저, 구동 트랜지스터(TDrv), 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig), 발광 제어 트랜지스터(TEL_C), 및, 한 쌍의 전극을 구비한 커패시터부(C1)로 구성되어 있다. 구동 트랜지스터(TDrv)는 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한, n채널형의 TFT로 이루어진다. 또한, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)도, 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한, n채널형의 TFT로 이루어진다. 나아가서는 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)도, 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한, n채널형의 TFT로 이루어진다. 또한, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)나 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 p채널형의 TFT로 구성하여도 좋다.
여기서, 구동 트랜지스터(TDrv)에서는,
(A-1) 한쪽의 소스/드레인 영역(이하, 드레인 영역이라고 부른다)은 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
(A-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역(이하, 소스 영역이라고 부른다)은 발광부(ELP)에 구비된 애노드 전극에 접속되고, 또한, 커패시터부(C1)의 한쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 2 노드(ND2)를 구성하고,
(A-3) 게이트 전극은 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되고, 또한, 커패시터부(C1)의 다른쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 1 노드(ND1)를 구성한다.
또한, 구동 트랜지스터(TDrv)의 드레인 영역과 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 예를 들면, 같은 영역을 차지하고 있고, 이러한 영역을 제 3 노드(ND3)라고 부른다.
또한, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)에서는,
(B-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선(DTL)에 접속되어 있고,
(B-2) 게이트 전극은 주사선(SCL)에 접속되어 있다.
나아가서는 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)에서는,
(C-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 전류 공급부(100)에 접속되어 있고,
(C-2) 게이트 전극은 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL_C)에 접속되어 있다.
보다 구체적으로는 도 16에 일부분의 모식적인 일부 단면도를 도시하는 바와 같이, 구동 회로를 구성하는 트랜지스터(TSig, TDrv) 및 커패시터부(C1)는 지지체상에 형성되고, 발광부(ELP)는 예를 들면, 층간절연층(40)을 통하여, 구동 회로를 구성하는 트랜지스터(TSig, TDrv) 및 커패시터부(C1)의 상방에 형성되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(TDrv)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 발광부(ELP)에 구비된 애노드 전극에, 콘택트 홀을 통하여 접속되어 있다. 또한, 도 16에서는 구동 트랜지스터(TDrv)만을 도시한다. 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)나 다른 트랜지스터는 은폐되어 보이지 않는다.
보다 구체적으로는 구동 트랜지스터(TDrv)는 게이트 전극(31), 게이트 절연층(32), 반도체층(33)에 마련된 소스/드레인 영역(35), 및, 소스/드레인 영역(35) 사이의 반도체층(33)의 부분이 해당하는 채널 형성 영역(34)으로 구성되어 있다. 한편, 커패시터부(C1)는 다른쪽의 전극(36), 게이트 절연층(32)의 연재부로 구성된 유전체층, 및, 한쪽의 전극(37)(제 2 노드(ND2)에 상당한다)으로 이루어진다. 게이트 전극(31), 게이트 절연층(32)의 일부, 및 커패시터부(C1)를 구성한 다른쪽의 전극(36)은 지지체(20)상에 형성되어 있다. 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역(35)은 배선(38)에 접속되고, 다른쪽의 소스/드레인 영역(35)은 한쪽의 전극(37)(제 2 노드(ND2)에 상당한다)에 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(TDrv) 및 커패시터부(C1) 등은 층간절연층(40)으로 덮여 있고, 층간절연층(40)상에, 애노드 전극(51), 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 및, 캐소드 전극(53)으로 이루어지는 발광부(ELP)가 마련되어 있다. 또한, 도면에서는 정공 수송층, 발광층, 및, 전자 수송층을 1층(52)으로 도시하였다. 발광부(ELP)가 마련되어 있지 않은 층간절연층(40)의 부분의 위에는 제 2 층간절연층(54)이 마련되고, 제 2 층간절연층(54) 및 캐소드 전극(53)상에는 투명한 기판(21)이 배치되어 있고, 발광층에서 발광한 광은 기판(21)을 통과하여, 외부로 출사된다. 또한, 한쪽의 전극(37)(제 2 노드(ND2))과 애노드 전극(51)은 층간절연층(40)에 마련된 콘택트 홀에 의해 접속되어 있다. 또한, 캐소드 전극(53)은 제 2 층간절연층(54), 층간절연층(40)에 마련된 콘택트 홀(56, 55)을 통하여, 게이트 절연층(32)의 연재부상에 마련된 배선(39)에 접속되어 있다.
유기 EL 표시 장치는 (N/3)×M개의 2차원 매트릭스형상으로 배열된 화소로 구성되어 있다. 그리고, 각 화소를 구성하는 유기 EL 소자(10)는 선순차(線順次)적으로 구동된다고 하고, 표시 프레임 레이트를 FR(회/초)이라고 한다. 즉, 제 m행째(단, m=1, 2, 3 … M)에 배열된 (N/3)개의 화소의 각각(N개의 부화소)을 구성하는 유기 EL 소자(10)가 동시에 구동된다. 환언하면, 하나의 행을 구성하는 각 유기 EL 소자(10)에서는 그 발광/비발광의 타이밍은 그것들이 속하는 행 단위로 제어된다. 또한, 하나의 행을 구성하는 각 화소에 대해 영상 신호를 기록하는 처리는 모 든 화소에 대해 동시에 영상 신호를 기록하는 처리(이하, 단지, 동시 기록 처리라고 부르는 경우가 있다)라도 좋고, 각 화소마다 순차적으로 영상 신호를 기록하는 처리(이하, 단지, 순차 기록 처리라고 부르는 경우가 있다)라도 좋다. 어느 기록 처리로 하는지는 구동 회로의 구성에 따라 적절히 선택하면 좋다.
여기서, 원칙으로서, 제 m행째, 제 n열(단, n=1, 2, 3 … N)에 위치하는 화소에서의 하나의 부화소를 구성하는 유기 EL 소자(10)에 관한 구동, 동작을 설명하는데, 이러한 부화소 또는 유기 EL 소자(10)를 이하, 제 (n, m)번째의 부화소 또는 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)라고 부른다. 그리고, 제 m행째에 배열된 각 유기 EL 소자(10)의 수평 주사 기간이 종료될 때까지, 각종의 처리(후술하는 임계치 전압 캔슬 처리, 이동도 보정/기록 처리)가 행하여진다. 또한, 이동도 보정/기록 처리는 제 m번째의 수평 주사 기간 내에 행하여지지만, 경우에 따라서는 제 (m-m")번째의 수평 주사 기간부터 제 m번째의 수평 주사 기간에 걸쳐서, 행하여지는 경우도 있다. 한편, 구동 회로의 종류에 따라서는 임계치 전압 캔슬 처리나 이것에 수반하는 전처리를 제 m번째의 수평 주사 기간보다 선행하여 행할 수 있다.
그리고, 상술한 각종의 처리가 전부 종료한 후, 제 m행째에 배열된 각 유기 EL 소자(10)를 구성하는 발광부를 발광시킨다. 또한, 상술한 각종의 처리가 전부 종료한 후, 곧바로 발광부를 발광시켜도 좋고, 소정의 기간(예를 들면, 소정의 행 수분의 수평 주사 기간)이 경과한 후에 발광부를 발광시켜도 좋다. 이 소정의 기간은 유기 EL 표시 장치의 사양이나 구동 회로의 구성 등에 따라서, 적절히 설정할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해, 각종의 처리 종료 후, 곧 바로 발광부를 발광시키는 것으로 한다. 그리고, 제 m행째에 배열된 각 유기 EL 소자(10)를 구성하는 발광부의 발광은 제 (m+m')행째에 배열된 각 유기 EL 소자(10)의 수평 주사 기간의 시작 직전까지 계속된다. 여기서, 「m'」는 유기 EL 표시 장치의 설계 사양에 의해 결정된다. 즉, 어떤 표시 프레임의 제 m행째에 배열된 각 유기 EL 소자(10)를 구성하는 발광부의 발광은 제 (m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속된다. 한편, 제 (m+m')번째의 수평 주사 기간의 시기(始期)로부터, 다음의 표시 프레임에서의 제 m번째의 수평 주사 기간 내에서 이동도 보정/기록 처리가 완료될 때까지, 제 m행째에 배열된 각 유기 EL 소자(10)를 구성하는 발광부는 비발광 상태를 유지한다. 상술한 비발광 상태의 기간(이하, 단지, 비발광 기간이라고 부르는 경우가 있다)을 마련함에 의해, 액티브 매트릭스 구동에 수반하는 잔상(殘像) 흐림이 저감되고, 동화 품위를 보다 우수한 것으로 할 수 있다. 단, 각 부화소(유기 EL 소자(10))의 발광 상태/비발광 상태는 이상에서 설명한 상태로 한정하는 것이 아니다. 또한, 수평 주사 기간의 시간 길이는 (1/FR)×(1/M)초 미만의 시간 길이이다. (m+m')의 값이 M을 초과하는 경우, 초과하는 분의 수평 주사 기간은 다음의 표시 프레임에서 처리된다.
하나의 트랜지스터가 갖는 2개의 소스/드레인 영역에서, 「한쪽의 소스/드레인 영역」이라는 용어를 전원부에 접속된 측의 소스/드레인 영역이라는 의미로 사용하는 경우가 있다. 또한, 트랜지스터가 온 상태에 있다는 것은 소스/드레인 영역간에 채널이 형성되어 있는 상태를 의미한다. 이러한 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역부터 다른쪽의 소스/드레인 영역에 전류가 흐르고 있는지의 여부는 불문 한다. 한편, 트랜지스터가 오프 상태에 있다는 것은 소스/드레인 영역 사이에 채널이 형성되지 않은 상태를 의미한다. 또한, 어떤 트랜지스터의 소스/드레인 영역이 다른 트랜지스터의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다는 것은 어떤 트랜지스터의 소스/드레인 영역과 다른 트랜지스터의 소스/드레인 영역이 같은 영역을 차지하고 있는 형태를 포함한다. 나아가서는 소스/드레인 영역은 불순물을 함유한 폴리실리콘이나 어모퍼스 실리콘 등의 도전성 물질로 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 금속, 합금, 도전성 입자, 이들의 적층 구조, 유기 재료(도전성 고분자)로 이루어지는 층으로 구성할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 이용한 타이밍 차트에서, 각 기간을 나타내는 횡축의 길이(시간 길이)는 모식적인 것이고, 각 기간의 시간 길이의 비율을 나타내는 것이 아니다.
이하, 실시예에 의거하여, 5Tr/1C 구동 회로, 4Tr/1C 구동 회로, 3Tr/1C 구동 회로를 이용한 발광부(ELP)의 구동 방법을 설명한다.
[실시예 1]
실시예 1은 본 발명의 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법에 관한 것이다. 실시예 1에서는 구동 회로는 5Tr/1C 구동 회로로 구성되어 있다.
5Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도를 도 1에 도시하고, 개념도를 도 2에 도시하고, 구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도 3에 도시하고, 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도 4의 (A) 내지 (D) 및 도 5의 (A) 내지 (E)에 도시한다.
도 1 내지 5의 (E)에 있어서, 이 5Tr/1C 구동 회로는 영상 신호 기록 트랜지 스터(TSig), 구동 트랜지스터(TDrv), 발광 제어 트랜지스터(TEL_C), 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1), 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 5개의 트랜지스터로 구성되고, 또한, 하나의 커패시터부(C1)로 구성되어 있다.
[발광 제어 트랜지스터(TEL_C)]
발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 전류 공급부(100)(전압(VCC))에 접속되고, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 또한, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 온/오프 동작은 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 게이트 전극에 접속된 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)에 의해 제어된다. 또한, 전류 공급부(100)는 유기 EL 소자(10)의 발광부(ELP)에 전류를 공급하고, 발광부(ELP)의 발광을 제어하기 위해 마련되어 있다. 또한, 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)은 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)에 접속되어 있다.
[구동 트랜지스터(TDrv)]
구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 상술한 바와 같이, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 통하여, 전류 공급부(100)에 접속되어 있다. 한편, 구동 트랜지스터(TDrv)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 [1] 발광부(ELP)의 애노드 전극, [2] 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 다른쪽의 소스/드레인 영역, 및, [3] 커패시터부(C1)의 한쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 2 노드(ND2)를 구성한다. 또한, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극은 [1] 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 다른쪽의 소스/드레인 영역, [2] 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 다른쪽의 소스/드레인 영역, 및, [3] 커패시터부(C1)의 다른쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 1 노드(ND1)를 구성한다.
여기서, 구동 트랜지스터(TDrv)는 유기 EL 소자(10)의 발광 상태에서는 이하의 식 (1)에 따라 드레인 전류(Ids)가 흐르도록 구동된다.
Ids=k·μ·(Vgs-Vth)2 (1)
여기서,
μ : 실효적인 이동도
L : 채널 길이
W : 채널 폭
Vgs : 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차
Vth : 임계치 전압
Cox : (게이트 절연층의 비유전율)×(진공의 유전율)/(게이트 절연층의 두께)
k≡(1/2)·(W/L)·Cox로 한다.
유기 EL 소자(10)의 발광 상태에서는 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 드레인 영역으로서 작용하고, 다른쪽의 소스/드레인 영역은 소스 영역으로서 작용한다. 설명의 편의를 위해, 이하의 설명에서, 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역을 단지 드레인 영역이라고 부르고, 다른쪽의 소스/드레인 영역을 단지 소스 영역이라고 부르는 경우가 있다.
이 드레인 전류(Ids)가 유기 EL 소자(10)의 발광부(ELP)를 흐름으로써, 유기 EL 소자(10)의 발광부(ELP)가 발광한다. 나아가서는 이 드레인 전류(Ids)의 값의 대소에 의해, 유기 EL 소자(10)의 발광부(ELP)에서의 발광 상태(휘도)가 제어된다.
[영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)]
영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 한편, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선(DTL)에 접속되어 있다. 그리고, 영상 신호 출력 회로(102)로부터 데이터선(DTL)을 통하여, 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(구동 신호, 휘도 신호)(VSig)가, 한 쪽의 소스/드레인 영역에 공급된다. 또한, 데이터선(DTL)을 통하여, VSig 이외의 여러가지의 신호·전압(프리차지 구동을 위한 신호나 각종의 기준 전압 등)이, 한쪽의 소스/드레인 영역에 공급되어도 좋다. 또한, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 온/오프 동작은 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 게이트 전극에 접속된 주사선(SCL)에 의해 제어된다.
[제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)]
제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 한편, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 한쪽의 소스/드레인 영역에는 제 1 노드(ND1)의 전위(즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극의 전위)를 초기화하기 위한 전압(VOfs)이 공급된다. 또한, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 온/오프 동작은 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 게이트 전극에 접속된 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND1)에 의해 제어된다. 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND1)은 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(104)에 접속되어 있다.
[제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)]
제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 다른쪽의 소스/드레인 영역은 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에 접속되어 있다. 한편, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 한쪽의 소스/드레인 영역에는 제 2 노드(ND2)의 전위(즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역의 전위)를 초기화하기 위한 전압(VSS)이 공급된다. 또한, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 온/오프 동작은 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 게이트 전극에 접속된 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND2)에 의해 제어된다. 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND2)은 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(105)에 접속되어 있다.
[발광부(ELP)]
발광부(ELP)의 애노드 전극은 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에 접속되어 있다. 한편, 발광부(ELP)의 캐소드 전극에는 전압(VCat)이 인가된다. 발광부(ELP)의 기생 용량을 부호 CEL로 나타낸다. 또한, 발광부(ELP)의 발광에 필요하게 되는 임계치 전압을 Vth -EL로 한다. 즉, 발광부(ELP)의 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 Vth -EL 이상의 전압이 인가되면, 발광부(ELP)는 발광한다.
이하의 설명에서, 전압 또는 전위의 값을 이하와 같이 하고 하지만, 이것은 어디까지나 설명을 위한 값이고, 이들의 값으로 한정되는 것이 아니다.
VSig : 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 … 0볼트 내지 10 볼트
VCC : 발광부(ELP)의 발광을 제어하기 위한 전류 공급부의 전압 … 20볼트
VOfs : 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극의 전위(제 1 노드(ND1)의 전위)를 초기화하기 위한 전압 … 0볼트
VSS : 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역의 전위(제 2 노드(ND2)의 전위)를 초기화하기 위한 전압 … -10볼트
Vth : 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압 … 3볼트
VCat : 발광부(ELP)의 캐소드 전극에 인가되는 전압 … 0볼트
Vth -EL : 발광부(ELP)의 임계치 전압 … 3볼트
이하, 5Tr/1C 구동 회로의 동작 설명을 행한다. 또한, 상술한 바와 같이, 각종의 처리(임계치 전압 캔슬 처리, 이동도 보정/기록 처리)가 전부 완료한 후, 곧바로 발광 상태가 시작되는 것으로 하여 설명하지만, 이것으로 한하는 것이 아니다. 후술하는 실시예 2 내지 실시예 3(4Tr/1C 구동 회로, 3Tr/1C 구동 회로)의 설명에서도 마찬가지이다.
[기간-TP(5)-1](도 4의 (A) 참조)
이 [기간-TP(5)-1]은 예를 들면, 전(前)의 표시 프레임에서의 동작이고, 전회의 각종의 처리 완료 후에 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)가 발광 상태에 있는 기간이다. 즉, 제 (n, m)번째의 부화소를 구성하는 유기 EL 소자(10)에서의 발 광부(ELP)에는 후술하는 식 (4)에 의거한 드레인 전류(I'ds)가 흐르고 있고, 제 (n, m)번째의 부화소를 구성하는 유기 EL 소자(10)의 휘도는 이러한 드레인 전류(I'ds)에 대응한 값이다. 여기서, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig), 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1) 및 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)는 오프 상태이고, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C) 및 구동 트랜지스터(TDrv)는 온 상태이다. 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)의 발광 상태는 제 (m+m')행째에 배열된 유기 EL 소자(10)의 수평 주사 기간의 시작 직전까지 계속된다.
도 3에 도시하는 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]은 전회의 각종의 처리 완료 후의 발광 상태가 종료된 후로부터, 다음의 이동도 보정/기록 처리가 행하여지기 직전까지의 동작 기간이다. 즉, 이 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]은 예를 들면, 앞의 표시 프레임에서의 제 (m+m')번째의 수평 주사 기간의 시기(始期)로부터, 현 표시 프레임에서의 제 (m-1)번째의 수평 주사 기간의 종기까지의 어떤 시간 길이의 기간이다. 또한, [기간-TP(5)1] 내지 [기간-TP(5)4]을 현 표시 프레임에서의 제 m번째의 수평 주사 기간 내에 포함하는 구성으로 할 수도 있다.
그리고, 이 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]에서, 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)는 비발광 상태에 있다. 즉, [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)1], [기간-TP(5)3] 내지 [기간-TP(5)4]에서는 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)는 오프 상태이기 때 문에, 유기 EL 소자(10)는 발광하지 않는다. 또한, [기간-TP(5)2]에서는 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)는 온 상태로 된다. 그러나, 이 기간에서는 후술하는 임계치 전압 캔슬 처리가 행하여지고 있다. 임계치 전압 캔슬 처리의 설명에서 상세히 기술하지만, 후술하는 식 (2)를 충족시키는 것을 전제로 하면, 유기 EL 소자(10)가 발광하는 일은 없다.
이하, [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]의 각 기간에 관해, 우선, 설명한다. 또한, [기간-TP(5)1]의 시기(始期)나, [기간-TP(5)1] 내지 [기간-TP(5)4]의 각 기간의 길이는 유기 EL 표시 장치의 설계에 따라 적절히 설정하면 좋다.
[기간-TP(5)0]
상술한 바와 같이, 이 [기간-TP(5)0]에서, 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)는 비발광 상태에 있다. 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig), 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1), 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)는 오프 상태이다. 또한, [기간-TP(5)-1]으로부터 [기간-TP(5)0]으로 이전하는 시점에서, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)가 오프 상태로 되기 때문에, 제 2 노드(ND2)(구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역 또는 발광부(ELP)의 애노드 전극)의 전위는 (Vth -EL+VCat)까지 저하되고, 발광부(ELP)는 비발광 상태로 된다. 또한, 제 2 노드(ND2)의 전위 저하를 모방하도록, 부유 상태의 제 1 노드(ND1)(구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극)의 전위도 저하된다.
[기간-TP(5)1](도 4의 (B) 및 (C) 참조)
이 [기간-TP(5)1]에서, 후술하는 임계치 전압 캔슬 처리를 행하기 위한 전처리가 행하여진다. 즉, 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2) 사이의 전위차가, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)을 초과하고, 또한, 발광부(ELP)의 캐소드 전극과 제 2 노드 사이의 전위차가, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)을 초과하지 않도록, 제 1 노드(ND1)에 제 1 노드 초기화 전압을 인가하고, 또한, 제 2 노드(ND2)에 제 2 노드 초기화 전압을 인가한다. 구체적으로는 [기간-TP(5)1]의 시작시, 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(104) 및 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(105)의 동작에 의거하여 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND1) 및 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND2)을 하이 레벨로 함에 의해, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1) 및 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VOfs(예를 들면, 0볼트)가 된다. 한편, 제 2 노드(ND2)의 전위는 VSS(예를 들면, -10볼트)가 된다. 그리고, 이 [기간-TP(5)1]의 완료 이전에서, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(105)의 동작에 의거하여 제 2 노드 초기화 트랜 지스터 제어선(AZND2)을 로우 레벨로 함에 의해, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 오프 상태로 한다. 또한, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 온 상태 및 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 동시에 온 상태로 하여도 좋고, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)를 먼저 온 상태로 하여도 좋고, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 먼저 온 상태로 하여도 좋다.
이상의 처리에 의해, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth 이상이 되고, 구동 트랜지스터(TDrv)는 온 상태로 된다.
[기간-TP(5)2](도 4의 (D) 참조)
다음에, 제 1 노드(ND1)의 전위를 유지한 상태에서, 구체적으로는 [기간-TP(5)1]에서의 제 2 노드(ND2)의 전위에 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)을 가한 전위를 초과하는 전압을 전류 공급부(100)로부터 구동 트랜지스터(TDrv)의 한쪽의 소스/드레인 영역(드레인 영역)에 인가함에 의해, 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2) 사이의 전위차를 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)에 접근하는(구체적으로는 제 2 노드(ND2)의 전위를 상승시키는) 임계치 전압 캔슬 처리를 행한다. 보다 구체적으로는 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제 어선(CLEL _C)을 하이 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않지만(VOfs=0볼트를 유지), 제 1 노드(ND1)의 전위로부터 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 변화한다. 구체적으로는 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위는 상승한다. 그리고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth에 달하면, 구동 트랜지스터(TDrv)가 오프 상태로 된다. 더욱더 구체적으로는 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위가 (VOfs-Vth=-3볼트>VSS)에 근접하고, 최종적으로 (VOfs-Vth)가 된다. 여기서, 이하의 식 (2)가 보증되어 있으면, 환언하면, 식 (2)를 만족하도록 전위를 선택, 결정하여 두면, 발광부(ELP)가 발광하는 일은 없다. 또한, 정성적으로(qualitatively) 임계치 전압 캔슬 처리에서, 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2) 사이의 전위차(환언하면, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차)가 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)에 근접하는 정도는 임계치 전압 캔슬 처리의 시간에 의해 좌우된다. 따라서, 예를 들면 임계치 전압 캔슬 처리의 시간을 충분히 길게 확보한 경우에는 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2) 사이의 전위차는 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)에 달하고, 구동 트랜지스터(TDrv)는 오프 상태로 된다. 한편, 예를 들면 임계치 전압 캔슬 처 리의 시간을 짧게 설정한 경우에는 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2) 사이의 전위차가 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)보다 크고, 구동 트랜지스터(TDrv)는 오프 상태로는 되지 않는 경우가 있다. 즉, 임계치 전압 캔슬 처리의 결과로서, 반드시 구동 트랜지스터(TDrv)가 오프 상태로 되는 것을 필요로 하지 않는다.
(VOfs-Vth)<(Vth -EL+VCat) (2)
이 [기간-TP(5)2]에서는 제 2 노드(ND2)의 전위는 예를 들면, 최종적으로, (VOfs-Vth)가 된다. 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs)만에 의존하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 결정된다. 환언하면, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)에는 의존하지 않는다.
[기간-TP(5)3](도 5의 (A) 참조)
그 후, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 로우 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 오프 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않고(VOfs=0볼트를 유지), 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위도 변화하지 않고, (VOfs-Vth=-3볼트)를 유지한다.
[기간-TP(5)4](도 5의 (B) 참조)
뒤이어, 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(104)의 동작에 의거하여 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND1)을 로우 레벨로 함에 의해, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)를 오프 상태로 한다. 제 1 노드(ND1) 및 제 2 노드(ND2)의 전위는 실질상, 변화하지 않는다(실제로는 기생 용량 등의 정전 결합에 의해 전위 변화가 생길 수 있지만, 통상, 이들은 무시할 수 있다).
뒤이어, [기간-TP(5)5] 내지 [기간-TP(5)7]의 각 기간에 관해 설명한다. 또한, 후술하는 바와 같이, [기간-TP(5)5]에서, 이동도 보정/기록 처리를 위한 전처리가 행하여지고, [기간-TP(5)6]에서, 이동도 보정/기록 처리가 동시에 행하여진다. 상술한 바와 같이, 이들의 처리는 제 m번째의 수평 주사 기간 내에 행하면 좋지만, 경우에 따라서는 복수의 수평 주사 기간을 걸쳐도 좋다. 후술하는 실시예 2 내지 실시예 3에서도 마찬가지이다. 단, 실시예 1에서는 설명의 편의를 위해, [기간-TP(5)5]의 시기와 [기간-TP(5)6]의 종기란, 각각, 제 m번째의 수평 주사 기간의 시기와 종기에 일치하는 것으로 하여 설명한다.
일반적으로, 구동 트랜지스터(TDrv)를 폴리실리콘 박막 트랜지스터 등으로 제작한 경우, 트랜지스터 사이에서 이동도(μ)에 편차가 생기는 것은 피하기 어렵다. 따라서, 이동도(μ)에 차이가 있는 복수의 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에 같은 값의 영상 신호(VSig)를 인가하였다고 하여도, 이동도(μ)가 큰 구동 트랜지스터(TDrv)를 흐르는 드레인 전류(Ids)와, 이동도(μ)가 작은 구동 트랜지스터(TDrv)를 흐르는 드레인 전류(Ids) 사이에, 차이가 생겨 버린다. 그리고, 이와 같은 차이가 생기면, 유기 EL 표시 장치의 화면의 균일화(유니포미티)가 손상되어 버린다.
[기간-TP(5)5](도 5의 (C) 참조)
따라서 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 대소에 의거한 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역(제 2 노드(ND2))의 전위의 보정(이동도 보정 처리)을 포함한 이동도 보정/기록 처리를 행하는데, 그 전에, 이하의 전처리를 행한다. 즉, 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)으로부터의 신호에 의해 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 온 상태를 유지한 상태로 한다. 구체적으로는 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 하이 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않고(VOfs=0볼트를 유지), 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위도 변화하지 않고, (VOfs-Vth=-3볼트)를 유지한 상태에서, 제 3 노드(ND3)의 전위는 대강 VCC가 된다.
[기간-TP(5)6](도 5의 (D) 참조)
다음에, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 대소에 의거한 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역(제 2 노드(ND2))의 전위의 보정(이동도 보정 처리)을 행하는 동시에, 구동 트랜지스터(TDrv)에 대한 기록 처리를 실행한다. 즉, 이동도 보정/기록 처리를 실행한다.
구체적으로는 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1), 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 오프 상태를 유지한 채로, 영상 신호 출력 회로(102)의 동작에 의거하여, 데이터선(DTL)의 전위를 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(구동 신호, 휘도 신호)(VSig)로 하고, 뒤이어, 주사 회로(101)의 동작에 의거하여 주사선(SCL)을 하이 레벨로 함에 의해, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VSig로 상승한다. 그리고, 소정의 시간(t0)이 경과한 후, 주사 회로(101)의 동작에 의거하여 주사선(SCL)을 로우 레벨로 함에 의해, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 오프 상태로 하고, 제 1 노드(ND1)(구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극)를 부유 상태로 한다. 이상의 결과, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 값이 큰 경우, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에서의 전위의 상승량(△V)(전위 보정치)은 커지고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 값이 작은 경우, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에서의 전위의 상승 량(△V)(전위 보정치)은 작아진다. 여기서, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차(Vgs)는 이하의 식 (3)과 같이 된다.
Vg=VSig
Vs≒VOfs-Vth+△V
Vgs≒VSig-(VOfs-Vth+△V) (3)
즉, 구동 트랜지스터(TDrv)에 대한 이동도 보정/기록 처리에서 얻어진 Vgs 는 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(구동 신호, 휘도 신호)(VSig), 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)에 의존한 전위의 상승량(△V)(전위 보정치)만에 의존하고 있다. 그리고, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)과는 관계가 없다.
또한, 이동도 보정/기록 처리인 [기간-TP(5)6]의 전(全) 시간(t0)은 유기 EL 표시 장치의 설계에 즈음하여, 설계치로서 미리 결정하여 두면 좋다. 또한, 이때의 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역에서의 전위(VOfs-Vth+△V)가 이하의 식 (2')를 만족하도록, [기간-TP(5)6]의 전 시간(t0)은 결정되어 있다. 그리고, 이로써, [기간-TP(5)6]에서, 발광부(ELP)가 발광하는 일은 없다. 나아가서는 이 이동도 보정/기록 처리에 의해, 계수(k)(≡(1/2)·(W/L)·Cox)의 편차의 보정도 동시에 행하여진다.
(VOfs-Vth+△V)<(Vth -EL+VCat) (2')
[기간-TP(5)7](도 5의 (E) 참조)
이상의 조작에 의해, 임계치 전압 캔슬 처리, 이동도 보정/기록 처리가 완료되기 때문에, 주사선(SCL)으로부터의 신호에 따라 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 오프 상태로 함에 의해 제 1 노드(ND1)를 부유 상태로 하여, 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2) 사이의 전위차의 값에 따른 전류를 전류 공급부(100)로부터 구동 트랜지스터(TDrv)를 통하여 발광부(ELP)에 흐름에 의해, 발광부(ELP)를 구동한다. 즉, 발광부(ELP)를 발광시킨다.
구체적으로는 소정의 시간(t0)이 경과한 후, 주사 회로(101)의 동작에 의거하여 주사선(SCL)을 로우 레벨로 함에 의해, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 오프 상태로 하고, 제 1 노드(ND1)(구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극)를 부유 상태로 한다. 한편, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)는 온 상태를 유지하고 있고, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 드레인 영역은 발광부(ELP)의 발광을 제어하기 위한 전류 공급부(100)(전압(VCC), 예를 들면 20볼트)에 접속된 상태에 있다. 따라서, 이상의 결과로서, 제 2 노드(ND2)의 전위는 상승한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 구동 트랜지 스터(TDrv)의 게이트 전극은 부유 상태에 있고, 게다가, 커패시터부(C1)가 존재하기 때문에, 이른바 부트 스트랩 회로에서와 같은 현상이 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극에 생기고, 제 1 노드(ND1)의 전위도 상승한다. 그 결과, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차(Vgs)는 식 (3)의 값을 유지한다. 또한, 제 2 노드(ND2)의 전위가 상승하고, (Vth -EL+VCat)를 초과하기 때문에, 발광부(ELP)는 발광을 시작한다. 이때, 발광부(ELP)를 흐르는 전류는 구동 트랜지스터(TDrv)의 드레인 영역으로부터 소스 영역에 흐르는 드레인 전류(Ids)이기 때문에, 식 (1)로 표시할 수 있다. 여기서, 식 (1)과 식 (3)에서, 식 (1)은 이하의 식 (4)와 같이 변형할 수 있다.
Ids=k·μ·(VSig-VOfs-△V)2 (4)
따라서 발광부(ELP)를 흐르는 전류(Ids)는 예를 들면, VOfs를 0볼트로 설정하였다고 한 경우, 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(VSig)의 값으로부터, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)에 기인한 제 2 노드(ND2)(구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역)에서의 전위 보정치(△V)의 값을 뺀 값의 2승에 비례한다. 환언하면, 발광부(ELP)를 흐르는 전류(Ids)는 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)에는 의존하지 않는다. 즉, 발광 부(ELP)의 발광량(휘도)은 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)의 영향, 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)의 영향을 받지 않는다. 그리고, 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)의 휘도는 이러한 전류(Ids)에 대응한 값이다.
게다가, 이동도(μ)가 큰 구동 트랜지스터(TDrv)일수록, 전위 보정치(△V)가 커지기 때문에, 식 (4)의 좌변의 Vgs의 값이 작아진다. 따라서, 식 (4)에서, 이동도(μ)의 값이 크더라도, (VSig-VOfs-△V)2의 값이 작아지는 결과, 드레인 전류(Ids)를 보정할 수 있다. 즉, 이동도(μ)가 다른 구동 트랜지스터(TDrv)에서도, 영상 신호(VSig)의 값이 같으면, 드레인 전류(Ids)가 개략 같아지는 결과, 발광부(ELP)를 흐르고, 발광부(ELP)의 휘도를 제어하는 전류(Ids)가 균일화된다. 즉, 이동도(μ)의 편차(나아가서는 k의 편차)에 기인하는 발광부의 휘도의 편차를 보정할 수 있다.
발광부(ELP)의 발광 상태를 제 (m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속한다. 이 시점은 [기간-TP(5)-1]의 끝에 상당한다.
이상에 의해, 유기 EL 소자(10)[제 (n, m)번째의 부화소(유기 EL 소자(10))]의 발광의 동작이 완료된다.
실시예 1의 구동 방법에 의하면, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 온 상태를 유지한 상태에서, 데이터선(DTL)으로부터 영상 신호(VSig)를 제 1 노드(ND1)에 인가 하는 기록 처리에서 이동도 보정 처리가 동시에 행하여진다. 따라서, 이동도 보정/기록 처리의 시간 길이는 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)가 온 상태로 된 시간만에 의해 규정된다. 또한, 이동도 보정/기록 처리를 행할 때, 및, 그 전후에서, 제 3 노드(ND3)의 전위는 개략 전류 공급부의 전압(VCC)에 유지된 상태에 있기 때문에, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극의 전위가 영상 신호(VSig)로 변화하여도, 그 영향이 기생 용량에 의해 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 게이트 전극에 전파되는 일도 없다. 그러므로, 이동도 보정 처리의 시간 길이의 변동에 기인한 표시 화면의 품질의 열화라는 문제가 발생하는 일이 없다.
[실시예 2]
실시예 2는 실시예 1의 변형이다. 실시예 2에서는 구동 회로는 4Tr/1C 구동 회로로 구성되어 있다. 4Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도를 도 6에 도시하고, 개념도를 도 7에 도시하고, 구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도 8에 도시하고, 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도 9의 (A) 내지 (D) 및 도 10의 (A) 내지 (D)에 도시한다.
이 4Tr/1C 구동 회로에서는 전술한 5Tr/1C 구동 회로로부터, 제 1 노드 초기화 트랜지스터(TND1)가 생략되어 있다. 즉, 이 4Tr/1C 구동 회로는 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig), 구동 트랜지스터(TDrv), 발광 제어 트랜지스터(TEL_C), 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 4개의 트랜지스터로 구성되고, 또한, 하나의 커패시터 부(C1)로 구성되어 있다.
[발광 제어 트랜지스터(TEL_C)]
발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[구동 트랜지스터(TDrv)]
구동 트랜지스터(TDrv)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 구동 트랜지스터(TDrv)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)]
제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)]
영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 단, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선(DTL)에 접속되어 있는데, 영상 신호 출력 회로(102)로부터, 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(VSig)뿐만 아니라, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs)도 공급된다. 이 점이, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 동작과 상위하고 있다. 또한, 영상 신호 출력 회로(102)로부터, 데이터선(DTL)을 통하여, VSig나 VOfs 이외의 신호·전압(예를 들면, 프리차지 구동을 위한 신호)이, 한쪽의 소스/드레인 영역에 공급되어도 좋다.
[발광부(ELP)]
발광부(ELP)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 발광부(ELP)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
이하, 4Tr/1C 구동 회로의 동작 설명을 행한다.
[기간-TP(4)-1](도 9의 (A) 참조)
이 [기간-TP(4)-1]은 예를 들면, 앞의 표시 프레임에서의 동작이고, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)-1]과 같은 동작이다.
도 8에 도시하는 [기간-TP(4)0] 내지 [기간-TP(4)4]은 도 3에 도시하는 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]에 대응하는 기간이고, 다음의 이동도 보정/기록 처리가 행하여지기 직전까지의 동작 기간이다. 그리고, 5Tr/1C 구동 회로와 마찬가지로, [기간-TP(4)0] 내지 [기간-TP(4)4]에서, 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)는 비발광 상태에 있다. 단, 4Tr/1C 구동 회로의 동작에서는 도 8에 도시하는 [기간- TP(4)5] 내지 [기간-TP(4)6] 외에, [기간-TP(4)2] 내지 [기간-TP(4)4]도 제 m번째의 수평 주사 기간에 포함되는 점이, 5Tr/1C 구동 회로의 동작과는 다르다. 또한, 설명의 편의를 위해, [기간-TP(4)2]의 시기, 및, [기간-TP(4)6]의 종기는 각각, 제 m번째의 수평 주사 기간의 시기, 및, 종기에 일치하는 것으로 하여 설명한다.
이하, [기간-TP(4)0] 내지 [기간-TP(4)4]의 각 기간에 관해, 설명한다. 또한, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 바와 마찬가지로, [기간-TP(4)1]의 시기나, [기간-TP(4)1] 내지 [기간-TP(4)4]의 각 기간의 길이는 유기 EL 표시 장치의 설계에 따라 적절히 설정하면 좋다.
[기간-TP(4)0]
이 [기간-TP(4)0]은 예를 들면, 앞의 표시 프레임부터 현 표시 프레임에서의 동작이고, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)0]과, 실질적으로 같은 동작이다.
[기간-TP(4)1](도 9의 (B) 참조)
이 [기간-TP(4)1]은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)1]에 상당한다. 이 [기간-TP(4)1]에서, 후술하는 임계치 전압 캔슬 처리를 행하기 위한 전처리가 행하여진다. [기간-TP(4)1]의 시작시, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어 회 로(105)의 동작에 의거하여 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND2)을 하이 레벨로 함에 의해, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 2 노드(ND2)의 전위는 VSS(예를 들면, -10볼트)가 된다. 또한, 제 2 노드(ND2)의 전위 저하를 모방하도록, 부유 상태의 제 1 노드(ND1)(구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극)의 전위도 저하된다. 또한, [기간-TP(4)1]에서의 제 1 노드(ND1)의 전위는 [기간-TP(4)-1]에서의 제 1 노드(ND1)의 전위(전 프레임의 VSig의 값에 따라 정해진다)에 의해 좌우되기 때문에, 일정한 값을 취하는 것이 아니다.
[기간-TP(4)2](도 9의 (C) 참조)
그 후, 영상 신호 출력 회로(102)의 동작에 의거하여 데이터선(DTL)의 전위를 VOfs로 하고, 주사 회로(101)의 동작에 의거하여 주사선(SCL)을 하이 레벨로 함에 의해, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VOfs(예를 들면, 0볼트)가 된다. 제 2 노드(ND2)의 전위는 VSS(예를 들면, -10볼트)를 유지한다. 그 후, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어 회로(105)의 동작에 의거하여 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선(AZND2)을 로우 레벨로 함에 의해, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)를 오프 상태로 한다.
또한, [기간-TP(4)1]의 시작과 동시에, 또는 [기간-TP(4)1]의 도중에, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 온 상태로 하여도 좋다.
이상의 처리에 의해, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth 이상이 되고, 구동 트랜지스터(TDrv)는 온 상태로 된다.
[기간-TP(4)3](도 9의 (D) 참조)
다음에, 임계치 전압 캔슬 처리가 행하여진다. 즉, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 하이 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않지만(VOfs=0볼트를 유지), 제 1 노드(ND1)의 전위로부터 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 변화한다. 즉, 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위는 상승한다. 그리고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth에 달하면, 구동 트랜지스터(TDrv)가 오프 상태로 된다. 구체적으로는 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위가 (VOfs-Vth=-3볼트)에 근접하고, 최종적으로 (VOfs-Vth)가 된다. 여기서, 상술한 식 (2)가 보증되어 있으면, 환언하면, 식 (2)를 만족하도록 전위를 선택, 결정하여 두면, 발광부(ELP)가 발광하는 일은 없다.
이 [기간-TP(4)3]에서는 제 2 노드(ND2)의 전위는 예를 들면, 최종적으로, (VOfs-Vth)가 된다. 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs)만에 의존하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 결정된다. 그리고, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)과는 관계가 없다.
[기간-TP(4)4](도 10의 (A) 참조)
그 후, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 로우 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 오프 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않고(VOfs=0볼트를 유지), 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위도, 실질상, 변화하지 않고(실제로는 기생 용량 등의 정전 결합에 의해 전위 변화가 생길 수 있지만, 통상, 이들은 무시할 수 있다), (VOfs-Vth=-3볼트)를 유지한다.
뒤이어, [기간-TP(4)5] 내지 [기간-TP(4)7]의 각 기간에 관해 설명한다. 이들의 기간은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)5] 내지 [기간-TP(5)7]과, 실질적으로 같은 동작이다.
[기간-TP(4)5](도 10의 (B) 참조)
다음에, 이동도 보정/기록 처리를 위한 전처리를 행한다. 구체적으로는 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)5]과 같은 동작을 행하면 좋다. 즉, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 하이 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다.
[기간-TP(4)6](도 10의 (C) 참조)
다음에, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 대소에 의거한 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역(제 2 노드(ND2))의 전위의 보정(이동도 보정 처리)을 행하는 동시에, 구동 트랜지스터(TDrv)에 대한 기록 처리를 실행한다. 즉, 이동도 보정/기록 처리를 실행한다. 구체적으로는 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)6]과 같은 동작을 행하면 좋다. 즉, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 오프 상태를 유지한 채로, 영상 신호 출력 회로(102)의 동작에 의거하여 데이터선(DTL)의 전위를 VOfs로부터, 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(VSig)로 전환한 후, 주사 회로(101)의 동작에 의거하여 주사선(SCL)을 하이 레벨로 함에 의해, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위 는 VSig로 상승하고, 제 2 노드(ND2)의 전위는 대강 (VOfs-Vth+△V)로 상승한다. 이로써, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 바와 마찬가지로, 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2)의 전위차, 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차(Vgs)로서, 식 (3)에서 설명한 값을 얻을 수 있다. 또한, [기간-TP(4)6]의 전 시간(t0)은 유기 EL 표시 장치의 설계에 즈음하여, 설계치로서 미리 결정하여 두면 좋다.
즉, 4Tr/1C 구동 회로에서도, 구동 트랜지스터(TDrv)에 대한 이동도 보정/기록 처리에서 얻어진 Vgs 는 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(VSig), 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth), 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)에 의존한 전위의 상승량(△V)(전위 보정치)만에 의존하고 있다. 그리고, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)과는 관계가 없다.
[기간-TP(4)7](도 10의 (D) 참조)
이상의 조작에 의해, 임계치 전압 캔슬 처리, 이동도 보정/기록 처리가 완료된다. 그리고, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)7]과 같은 처리가 이루어지고, 제 2 노드(ND2)의 전위가 상승하고, (Vth -EL+VCat)를 초과하기 때문에, 발광 부(ELP)는 발광을 시작한다. 이때, 발광부(ELP)를 흐르는 전류는 전술한 식 (4)에서 얻을 수 있기 때문에, 발광부(ELP)를 흐르는 전류(Ids)는 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)에는 의존하지 않는다. 즉, 발광부(ELP)의 발광량(휘도)은 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)의 영향, 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)의 영향을 받지 않는다. 더하여, 구동 트랜지스터(TDrv)에서의 이동도(μ)의 편차에 기인한 드레인 전류(Ids)의 편차 발생을 억제할 수 있다.
그리고, 발광부(ELP)의 발광 상태를 제 (m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속한다. 이 시점은 [기간-TP(4)-1]의 끝에 상당한다.
이상에 의해, 유기 EL 소자(10)[제 (n, m)번째의 부화소(유기 EL 소자(10))]의 발광의 동작이 완료된다.
[실시예 3]
실시예 3도, 실시예 1의 변형이다. 실시예 3에서는 구동 회로는 3Tr/1C 구동 회로로 구성되어 있다. 3Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도를 도 11에 도시하고, 개념도를 도 12에 도시하고, 구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도 13에 도시하고, 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도 14의 (A) 내지 (D) 및 도 15의 (A) 내지 (E)에 도시한다.
이 3Tr/1C 구동 회로에서는 전술한 5Tr/1C 구동 회로로부터, 제 1 노드 초기 화 트랜지스터(TND1), 및, 제 2 노드 초기화 트랜지스터(TND2)의 2개의 트랜지스터가 생략되어 있다. 즉, 이 3Tr/1C 구동 회로는 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig), 발광 제어 트랜지스터(TEL_C), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 3개의 트랜지스터로 구성되고, 또한, 하나의 커패시터부(C1)로 구성되어 있다.
[발광 제어 트랜지스터(TEL_C)]
발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[구동 트랜지스터(TDrv)]
구동 트랜지스터(TDrv)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 구동 트랜지스터(TDrv)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
[영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)]
영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 단, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선(DTL)에 접속되어 있는데, 영상 신호 출력 회로(102)로부터, 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(VSig)뿐만 아니라, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs -H) 및 전압(VOfs -L)도 공급된다. 이 점이, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 동작과 상위하고 있다. 또한, 영상 신호 출력 회로(102)로부터, 데이터선(DTL)을 통하여, VSig나 VOfs -H/VOfs -L 이외의 신호·전압(예를 들면, 프리차지 구동을 위한 신호)이, 한쪽의 소스/드레인 영역에 공급되어도 좋다. 전압(VOfs -H) 및 전압(VOfs -L)의 값으로서, 한정하는 것은 아니지만,
예를 들면, VOfs -H=약 30볼트
VOfs -L=약 0볼트를 예시할 수 있다.
[CEL과 C1의 값의 관계]
후술하는 바와 같이, 3Tr/1C 구동 회로에서는 데이터선(DTL)을 이용하여 제 2 노드(ND2)의 전위를 변화시킬 필요가 있다. 상술한 5Tr/1C 구동 회로나 4Tr/1C의 구동 회로에서는 값(cEL)은 값(c1) 및 값(cgs)과 비교하여 충분히 큰 값인 것으로 하고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극의 전위의 변화분(VSig-VOfs)에 의거한 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역(제 2 노드(ND2))의 전위의 변화를 고려하지 않고 설명을 행하였다. 한편, 3Tr/1C 구동 회로에서는 값(c1)을 설계상, 다른 구동 회로보다도 큰 값(예를 들면, 값(c1)을 값(cEL)의 약 1/4 내지 1/3 정도)으로 설정한다. 따라서, 다른 구동 회로보다도, 제 1 노드(ND1)의 전위 변화에 의해 생기는 제 2 노 드(ND2)의 전위 변화의 정도는 크다. 이 때문에, 3Tr/1C의 설명에서는 제 1 노드(ND1)의 전위 변화에 의해 생기는 제 2 노드(ND2)의 전위 변화를 고려하여 설명을 행한다. 또한, 도시한 구동의 타이밍 차트도, 제 1 노드(ND1)의 전위 변화에 의해 생기는 제 2 노드(ND2)의 전위 변화를 고려하여 도시하였다.
[발광부(ELP)]
발광부(ELP)의 구성은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 발광부(ELP)의 구성과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
이하, 3Tr/1C 구동 회로의 동작 설명을 행한다.
[기간-TP(3)-1](도 14의 (A) 참조)
이 [기간-TP(3)-1]은 예를 들면, 앞의 표시 프레임에서의 동작이고, 실질적으로, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)-1]과 같은 동작이다.
도 13에 도시하는 [기간-TP(3)0] 내지 [기간-TP(3)4]은 도 3에 도시하는 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]에 대응하는 기간이고, 다음의 이동도 보정/기록 처리가 행하여지기 직전까지의 동작 기간이다. 그리고, 5Tr/1C 구동 회로와 마찬가지로, [기간-TP(3)0] 내지 [기간-TP(3)4]에서, 제 (n, m)번째의 유기 EL 소자(10)는 비발광 상태에 있다. 단, 3Tr/1C 구동 회로의 동작에서는 도 13에 도시하는 바와 같이, [기간-TP(3)5] 내지 [기간-TP(3)6] 외에, [기간-TP(3)1] 내지 [기간-TP(3)4]도 제 m번째의 수평 주사 기간에 포함되는 점이, 5Tr/1C 구동 회로의 동작과는 다르다. 또한, 설명의 편의를 위해, [기간-TP(3)1]의 시기, 및, [기간-TP(3)6]의 종기는 각각, 제 m번째의 수평 주사 기간의 시기, 및, 종기에 일치하는 것으로 하여 설명한다.
이하, [기간-TP(3)0] 내지 [기간-TP(3)4]의 각 기간에 관해, 설명한다. 또한, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 바와 마찬가지로, [기간-TP(3)1] 내지 [기간-TP(3)4]의 각 기간의 길이는 유기 EL 표시 장치의 설계에 따라 적절히 설정하면 좋다.
[기간-TP(3)0](도 14의 (B) 참조)
이 [기간-TP(3)0]은 예를 들면, 앞의 표시 프레임부터 현 표시 프레임에서의 동작이고, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)0]과, 실질적으로 같은 동작이다.
[기간-TP(3)1](도 14의 (C) 참조)
그리고, 현 표시 프레임에서의 제 m행째의 수평 주사 기간이 시작한다. [기간-TP(3)1]의 시작시, 영상 신호 출력 회로(102)의 동작에 의거하여 데이터선(DTL)의 전위를 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs -H)으로 하고, 뒤이어, 주사 회로(101)의 동작에 의거하여 주사선(SCL)을 하이 레벨로 함에 의해, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VOfs -H가 된다. 상술한 바와 같이, 커패시터부(C1)의 값(c1)을 설계상, 다른 구동 회로보다도 큰 값으로 하였기 때문에, 소스 영역의 전위(제 2 노드(ND2)의 전위)는 상승한다. 그리고, 발광부(ELP)의 양단의 전위차가 임계치 전압(Vth-EL)을 초과하기 때문에, 전위 발광부(ELP)는 도통 상태로 되지만, 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역의 전위는 재차, (Vth -EL+VCat)까지, 곧바로 저하된다. 또한, 이 과정에서, 발광부(ELP)가 발광할 수 있지만, 발광은 한순간이고, 실용상, 문제로는 되지 않는다. 한편, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극은 전압(VOfs -H)을 유지한다.
[기간-TP(3)2](도 14의 (D) 참조)
그 후, 영상 신호 출력 회로(102)의 동작에 의거하여, 데이터선(DTL)의 전위를 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs -H)으로부터 전압(VOfs -L)으로 변경함에 의해, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VOfs -L가 된다. 그리고, 제 1 노드(ND1)의 전위의 저하에 수반하여, 제 2 노드(ND2)의 전위도 저하된다. 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극의 전위의 변화분(VOfs -L-VOfs -H)에 의거한 전하가, 커패시터부(C1), 발광부(ELP)의 기생 용량(CEL), 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 기생 용량에 배분된다. 또한, 후술하는 [기간-TP(3)3]에서의 동작의 전제로서, [기간-TP(3)2]의 종기에서, 제 2 노드(ND2)의 전위가 VOfs -L-Vth보다도 낮은 것이 필요하게 된다. VOfs -H의 값 등은 이 조건을 충족시키도록 설정되어 있다. 즉, 이상의 처리에 의해, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth 이상이 되고, 구동 트랜지스터(TDrv)는 온 상태로 된다.
[기간-TP(3)3](도 15의 (A) 참조)
다음에, 임계치 전압 캔슬 처리가 행하여진다. 즉, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 하이 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않지만(VOfs -L=0볼트를 유지), 제 1 노드(ND1)의 전위로부터 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 변화한다. 즉, 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위는 상승한다. 그리고, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth에 달하면, 구동 트랜지스터(TDrv)가 오프 상태로 된다. 구체적으로는 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위가 (VOfs -L-Vth=-3볼트)에 근접하고, 최종적으로 (VOfs -L-Vth)가 된다. 여기서, 상술한 식 (2)가 보증되어 있으면, 환언하면, 식 (2)를 만족하도록 전위를 선택, 결정하여 두면, 발광 부(ELP)가 발광하는 일은 없다.
이 [기간-TP(3)3]에서는 제 2 노드(ND2)의 전위는 예를 들면, 최종적으로, (VOfs-L-Vth)가 된다. 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs-L)만에 의존하여, 제 2 노드(ND2)의 전위는 결정된다. 그리고, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)과는 관계가 없다.
[기간-TP(3)4](도 15의 (B) 참조)
그 후, 영상 신호 기록 트랜지스터(TSig)의 온 상태를 유지한 채로, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 로우 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 오프 상태로 한다. 그 결과, 제 1 노드(ND1)의 전위는 변화하지 않고(VOfs -L=0볼트를 유지), 부유 상태의 제 2 노드(ND2)의 전위도 변화하지 않고, (VOfs -L-Vth=-3볼트)를 유지한다.
뒤이어, [기간-TP(3)5] 내지 [기간-TP(3)7]의 각 기간에 관해 설명한다. 이들은 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)5] 내지 [기간-TP(5)7]과, 실질적으로 같은 동작이다.
[기간-TP(3)5](도 15의 (C) 참조)
다음에, 이동도 보정/기록 처리를 위한 전처리를 행한다. 구체적으로는 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)5]과 같은 동작을 행하면 좋다. 즉, 발광 제어 트랜지스터 제어 회로(103)의 동작에 의거하여 발광 제어 트랜지스터 제어선(CLEL _C)을 하이 레벨로 함에 의해, 발광 제어 트랜지스터(TEL_C)를 온 상태로 한다.
[기간-TP(3)6](도 15의 (D) 참조)
그 후, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)의 대소에 의거한 구동 트랜지스터(TDrv)의 소스 영역(제 2 노드(ND2))의 전위의 보정(이동도 보정 처리), 및, 기록 처리를 동시에 실행한다. 즉, 이동도 보정/기록 처리를 행한다. 구체적으로는 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)6]과 같은 동작을 행하면 좋다. 또한, 이동도 보정/기록 처리를 실행하기 위한 소정의 시간([기간-TP(3)6]의 전 시간(t0))은 유기 EL 표시 장치의 설계에 즈음하여, 설계치로서 미리 결정하여 두면 좋다. 이상의 결과로서, 제 1 노드(ND1)의 전위는 VSig로 상승하고, 제 2 노드(ND2)의 전위는 대강 (VOfs-Vth+△V)로 상승한다. 이로써, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 바와 마찬가지로, 제 1 노드(ND1)와 제 2 노드(ND2)의 전위차, 즉, 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차(Vgs)로서, 식 (3)에서 설명한 값을 얻을 수 있다.
즉, 3Tr/1C 구동 회로에서도, 구동 트랜지스터(TDrv)에 대한 이동도 보정/기록 처리에서 얻어진 Vgs 는 발광부(ELP)에서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호(VSig), 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth), 구동 트랜지스터(TDrv)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압(VOfs -L), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 이동도(μ)에 의존한 전위의 상승량(△V)(전위 보정치)만에 의존하고 있다. 그리고, 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)과는 관계가 없다.
[기간-TP(3)7](도 15의 (E) 참조)
이상의 조작에 의해, 임계치 전압 캔슬 처리, 이동도 보정/기록 처리가 완료된다. 그리고, 5Tr/1C 구동 회로에서 설명한 [기간-TP(5)7]과 같은 처리가 이루어져서, 제 2 노드(ND2)의 전위가 상승하고, (Vth -EL+VCat)를 초과하기 때문에, 발광부(ELP)는 발광을 시작한다. 이때, 발광부(ELP)를 흐르는 전류는 전술한 식 (4)에서 얻을 수 있기 때문에, 발광부(ELP)를 흐르는 전류(Ids)는 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL), 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)에는 의존하지 않는다. 즉, 발광부(ELP)의 발광량(휘도)은 발광부(ELP)의 임계치 전압(Vth -EL)의 영향, 및, 구동 트랜지스터(TDrv)의 임계치 전압(Vth)의 영향을 받지 않는다. 더하여, 구동 트랜지스터(TDrv)에서의 이동도(μ)의 편차에 기인한 드레인 전류(Ids)의 편차 발생을 억제할 수 있다.
그리고, 발광부(ELP)의 발광 상태를 제 (m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속한다. 이 시점은 [기간-TP(4)-1]의 끝에 상당한다.
이상에 의해, 유기 EL 소자(10)[제 (n, m)번째의 부화소(유기 EL 소자(10))]의 발광의 동작이 완료된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였지만, 본 발명은 이들의 실시예로 한정되는 것이 아니다. 실시예에서 설명한 유기 EL 표시 장치를 구성하는 각종의 구성 요소의 구성, 구조는 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다.
도 1은 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 1의 구동 회로의 등가 회로도.
도 2는 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 1의 구동 회로의 개념도.
도 3은 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 1의 구동 회로의 구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도시하는 도면.
도 4의 (A) 내지 (D)는 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 1의 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시하는 도면.
도 5의 (A) 내지 (E)는 도 4의 (D)에 계속하여, 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 1의 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시하는 도면.
도 6은 4트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 2의 구동 회로의 등가 회로도.
도 7은 4트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 2의 구동 회로의 개념도.
도 8은 4트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 2의 구동 회로의 구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도시하는 도면.
도 9의 (A) 내지 (D)는 4트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시 예 2의 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시하는 도면.
도 10의 (A) 내지 (D)는 도 9의 (D)에 계속하여, 4트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 2의 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시하는 도면.
도 11은 3트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 3의 구동 회로의 등가 회로도.
도 12는 3트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 3의 구동 회로의 개념도.
도 13은 3트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 3의 구동 회로의 구동의 타이밍 차트를 모식적으로 도시하는 도면.
도 14의 (A) 내지 (D)는 3트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 3의 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시하는 도면.
도 15의 (A) 내지 (E)는 도 14의 (D)에 계속하여, 3트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 실시예 3의 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도시하는 도면.
도 16은 유기 일렉트로 루미네선스 소자의 일부분의 모식적인 일부 단면도.
도 17은 5트랜지스터/1커패시터부로 기본적으로 구성된 종래의 구동 회로의 등가 회로도.

Claims (3)

  1. (A) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 구동 트랜지스터,
    (B) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 영상 신호 기록 트랜지스터,
    (C) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 발광 제어 트랜지스터, 및,
    (D) 한 쌍의 전극을 구비한 커패시터부로 구성된 구동 회로로서,
    구동 트랜지스터에서는,
    (A-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 발광 제어 트랜지스터의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있고,
    (A-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역은 유기 일렉트로 루미네선스 발광부에 구비된 애노드 전극에 접속되고, 또한, 커패시터부의 한쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 2 노드를 구성하고,
    (A-3) 게이트 전극은 영상 신호 기록 트랜지스터의 다른쪽의 소스/드레인 영역에 접속되고, 또한, 커패시터부의 다른쪽의 전극에 접속되어 있고, 제 1 노드를 구성하고,
    영상 신호 기록 트랜지스터에서는,
    (B-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 데이터선에 접속되어 있고,
    (B-2) 게이트 전극은 주사선에 접속되어 있고,
    발광 제어 트랜지스터에서는,
    (C-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 전류 공급부에 접속되어 있고,
    (C-2) 게이트 전극은 발광 제어 트랜지스터 제어선에 접속되어 있는 구동 회로를 이용한 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법으로서,
    (a) 제 1 노드와 제 2 노드 사이의 전위차가, 구동 트랜지스터의 임계치 전압을 초과하고, 또한, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 캐소드 전극과 제 2 노드 사이의 전위차가, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 임계치 전압을 초과하지 않도록, 제 1 노드에 제 1 노드 초기화 전압을 인가하고, 또한, 제 2 노드에 제 2 노드 초기화 전압을 인가하는 전처리를 행하고, 뒤이어,
    (b) 제 1 노드의 전위를 유지한 상태에서, 제 1 노드의 전위로부터 구동 트랜지스터의 임계치 전압을 뺀 전위를 향하여, 제 2 노드의 전위를 변화시키는 임계치 전압 캔슬 처리를 행하고, 그 후,
    (c) 발광 제어 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 발광 제어 트랜지스터의 온 상태를 유지한 상태로 한 후, 주사선으로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 영상 신호 기록 트랜지스터를 통하여, 데이터선으로부터 영상 신호를 제 1 노드에 인가하는 기록 처리를 행하고, 뒤이어,
    (d) 주사선으로부터의 신호에 의해 영상 신호 기록 트랜지스터를 오프 상태로 함에 의해 제 1 노드를 부유 상태로 하고, 제 1 노드와 제 2 노드 사이의 전위차의 값에 따른 전류를 전류 공급부로부터 구동 트랜지스터를 통하여 유기 일렉트 로 루미네선스 발광부에 흐름에 의해, 유기 일렉트로 루미네선스 발광부를 구동하는 각 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    구동 회로는,
    (E) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 제 2 노드 초기화 트랜지스터를 또한 구비하고 있고,
    제 2 노드 초기화 트랜지스터에서는,
    (E-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 제 2 노드 초기화 전압 공급선에 접속되어 있고,
    (E-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역은 제 2 노드에 접속되어 있고,
    (E-3) 게이트 전극은 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선에 접속되어 있고,
    상기 공정(a)에서, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 제 2 노드 초기화 트랜지스터를 통하여, 제 2 노드 초기화 전압 공급선으로부터 제 2 노드에 제 2 노드 초기화 전압을 인가한 후, 제 2 노드 초기화 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 제 2 노드 초기화 트랜지스터를 오프 상태로 하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    구동 회로는,
    (F) 소스/드레인 영역, 채널 형성 영역, 및, 게이트 전극을 구비한 제 1 노드 초기화 트랜지스터를 또한 구비하고 있고,
    제 1 노드 초기화 트랜지스터에서는,
    (F-1) 한쪽의 소스/드레인 영역은 제 1 노드 초기화 전압 공급선에 접속되어 있고,
    (F-2) 다른쪽의 소스/드레인 영역은 제 1 노드에 접속되어 있고,
    (F-3) 게이트 전극은 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선에 접속되어 있고,
    상기 공정(a)에서, 제 1 노드 초기화 트랜지스터 제어선으로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 제 1 노드 초기화 트랜지스터를 통하여, 제 1 노드 초기화 전압 공급선으로부터 제 1 노드에 제 1 노드 초기화 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 발광부의 구동 방법.
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