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KR20120049914A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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KR20120049914A
KR20120049914A KR1020127006570A KR20127006570A KR20120049914A KR 20120049914 A KR20120049914 A KR 20120049914A KR 1020127006570 A KR1020127006570 A KR 1020127006570A KR 20127006570 A KR20127006570 A KR 20127006570A KR 20120049914 A KR20120049914 A KR 20120049914A
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signal
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신야 오노
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파나소닉 주식회사
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Abstract

구동 회로의 출력 부하가 저감되어, 표시 품질이 향상된 화상 표시 장치를 제공한다. 복수의 발광 화소를 가지는 표시 장치는, 복수의 발광 화소행을 하나의 구동 블럭으로 한 2 이상의 구동 블럭을 구성하고, 각 발광 화소는, 구동 트랜지스터와, 용량 소자와, 발광 소자와, 구동 트랜지스터의 소스와 고정 전위선을 도통시키는 제1 스위칭 트랜지스터를 구비하고, k번째의 구동 블럭에 속하는 발광 화소(11A)와 제1 신호선(151)을 접속하는 제2 스위칭 트랜지스터, 또는, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 발광 화소(11B)와 제2 신호선(152)을 접속하는 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, 제1 스위칭 트랜지스터의 도통을 제어하는 제어선(131)은, 동일 구동 블럭 내의 전체 발광 화소에서 공통화되어 있다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은, 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 전류 구동형의 발광 소자를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
전류 구동형의 발광 소자를 이용한 표시 장치로서, 유기 일렉트로 루미네센스(EL) 소자를 이용한 표시 장치가 알려져 있다. 이 자발광하는 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치는, 액정 표시 장치에 필요한 백 라이트가 불필요하여 장치의 박형화에 최적이다. 또, 시야각에도 제한이 없기 때문에, 차세대의 표시 장치로서 실용화가 기대되고 있다. 또, 유기 EL 표시 장치에 이용되는 유기 EL 소자는, 각 발광 소자의 휘도가 거기에 흐르는 전류치에 의해 제어되는 점에서, 액정 셀이 거기에 인가되는 전압에 의해 제어되는 것과는 상이하다.
유기 EL 표시 장치에서는, 통상, 화소를 구성하는 유기 EL 소자가 매트릭스 형상으로 배치된다. 복수의 행전극(주사선)과 복수의 열전극(데이터선)의 교점에 유기 EL 소자를 설치하고, 선택한 행전극과 복수의 열전극 사이에 데이터 신호에 상당하는 전압을 인가하도록 하여 유기 EL 소자를 구동하는 것을 패시브 매트릭스형의 유기 EL디스플레이라고 한다.
한편, 복수의 주사선과 복수의 데이터선의 교점에 스위칭 박막 트랜지스터(TFT：Thin　Film　Transistor)를 설치하고, 이 스위칭 TFT에 구동 소자의 게이트를 접속하고, 선택한 주사선을 통해서 이 스위칭 TFT를 온 시켜 신호선으로부터 데이터 신호를 구동 소자에 입력한다. 이 구동 소자에 의해 유기 EL 소자를 구동하는 것을 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치라고 한다.
액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 각 행전극(주사선)을 선택하고 있는 기간만, 거기에 접속된 유기 EL 소자가 발광하는 패시브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치와는 상이하여, 다음의 주사(선택)까지 유기 EL 소자를 발광시키는 것이 가능하기 때문에, 듀티비가 올라가도 디스플레이의 휘도 감소를 초래하는 일은 없다. 따라서, 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 저전압으로 구동할 수 있어, 저소비 전력화가 가능해진다. 그러나, 액티브 매트릭스형의 유기 EL디스플레이에서는, 구동 트랜지스터의 특성의 편차에 기인하여, 동일한 데이터 신호를 부여해도, 각 화소에 있어서 유기 EL 소자의 휘도가 상이하여, 휘도 불균일이 발생한다는 결점이 있다.
이 문제에 대해, 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 구동 트랜지스터의 특성의 편차에 의한 휘도 불균일의 보상 방법으로서, 간단한 화소 회로로, 화소마다의 특성 편차를 보상하는 방법이 개시되어 있다.
도 9는, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 이 도면에 기재된 화상 표시 장치(500)는, 화소 어레이부(502)와, 이것을 구동하는 구동부로 이루어진다. 화소 어레이부(502)는, 행마다 배치된 주사선(701?70m)과, 열마다 배치된 신호선(601?60n)과, 양자가 교차하는 부분에 배치된 행렬 형상의 발광 화소(501)와, 행마다 배치된 급전선(801?80m)을 구비한다. 또, 구동부는, 신호 실렉터(selector)(503)와, 주사선 구동부(504)와, 급전선 구동부(505)를 구비한다.
주사선 구동부(504)는, 각 주사선(701?70m)에 수평 주기(1H)로 순차 제어 신호를 공급하여 발광 화소(501)를 행 단위로 선순차 주사한다. 급전선 구동부(505)는, 이 선순차 주사에 맞추어 각 급전선(801?80m)에 제1 전압과 제2 전압으로 전환하는 전원 전압을 공급한다. 신호 실렉터(503)는, 이 선순차 주사에 맞추어 영상 신호가 되는 휘도 신호 전압과 기준 전압을 전환하여 열 형상의 신호선(601?60n)에 공급한다.
여기서, 열 형상의 신호선(601?60n)은, 각각, 열마다 2개 배치되어 있으며, 한쪽의 신호선은 홀수행의 발광 화소(501)에 기준 전압 및 신호 전압을 공급하고, 다른쪽의 신호선은 짝수행의 발광 화소(501)에 기준 전압 및 신호 전압을 공급하고 있다.
도 10은, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치가 가지는 발광 화소의 회로 구성도이다. 또한, 이 도면에는 1행째 또한 1열째의 발광 화소(501)를 기재하고 있다. 이 발광 화소(501)에 대해 주사선(701), 급전선(801) 및 신호선(601)이 배치되어 있다. 또한, 신호선(601)은 2개 중의 1개가, 발광 화소(501)에 접속되어 있다. 발광 화소(501)는, 스위칭 트랜지스터(511)와, 구동 트랜지스터(512)와, 유지 용량(513)과, 발광 소자(514)를 구비한다. 스위칭 트랜지스터(511)는, 게이트가 주사선(701)에, 소스 및 드레인의 한쪽이 신호선(601)에, 그 다른쪽이 구동 트랜지스터(512)의 게이트에 각각 접속되어 있다. 구동 트랜지스터(512)는, 소스가 발광 소자(514)의 애노드에, 드레인이 급전선(801)에 각각 접속되어 있다. 발광 소자(514)는, 캐소드가 접지 배선(515)에 접속되어 있다. 유지 용량(513)은, 구동 트랜지스터(512)의 소스 및 게이트에 접속되어 있다.
상기 구성에 있어서, 급전선 구동부(505)는, 신호선(601)이 기준 전압인 상태에서, 급전선(801)을 제1 전압(고전압)에서 제2 전압(저전압)으로 전환한다. 주사선 구동부(504)는, 마찬가지로 신호선(601)이 기준 전압인 상태에서, 주사선(701)의 전압을 "H"레벨로 하여 스위칭 트랜지스터(511)를 도통시켜, 기준 전압을 구동 트랜지스터(512)의 게이트에 인가함과 함께, 구동 트랜지스터(512)의 소스를 제2 전압으로 설정한다. 이상의 동작에 의해, 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압 Vt(TFT)의 보정을 위한 준비가 완료된다. 이어서, 급전선 구동부(505)는, 신호선(601)의 전압이 기준 전압에서 신호 전압으로 전환되기 전의 보정 기간에서, 급전선(801)의 전압을 제2 전압에서 제1 전압으로 전환하여, 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압을 유지 용량(513)에 유지시킨다. 다음에, 스위칭 트랜지스터(511)의 전압을 "H"레벨로 하여 신호 전압을 유지 용량(513)에 유지시킨다. 즉, 이 신호 전압은, 먼저 유지된 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압에 가산되어 유지 용량(513)에 기록된다. 그리고, 구동 트랜지스터(512)는, 제1 전압에 있는 급전선(801)으로부터 전류의 공급을 받아, 상기 유지 전압에 따른 구동 전류를 발광 소자(514)에 흐르게 한다.
상기 서술한 동작에서는, 신호선(601)은 열마다 2개 배치되어 있음으로써, 각 신호선이 기준 전압에 있는 시간대를 길게 하고 있다. 따라서, 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압을 유지 용량(513)에 유지하기 위한 보정 기간을 확보하도록 하고 있다.
도 11은, 특허 문헌 1에 기재된 화상 표시 장치의 동작 타이밍 차트이다. 이 도면에는, 위로부터 순서대로, 1라인째의 주사선(701) 및 급전선(801), 2라인째의 주사선(702) 및 급전선(802), 3라인째의 주사선(703) 및 급전선(803), 홀수행의 발광 화소에 할당되어진 신호선, 짝수행의 발광 화소에 할당되어진 신호선의 신호 파형이 기재되어 있다. 주사선에 인가되는 주사 신호는, 1수평 기간(1H)씩 순차 1라인마다 시프트해 간다. 1라인 분의 주사선에 인가되는 주사 신호는, 2개의 펄스를 포함하고 있다. 1번째의 펄스는 시간폭이 길며 1H 이상이다. 2번째의 펄스는 시간폭이 좁으며 1H의 일부이다. 1번째의 펄스는 상기 서술한 역치 보정 기간에 대응하고, 2번째의 펄스는 신호 전압 샘플링 기간 및 이동도 보정 기간에 대응하고 있다. 또, 급전선에 공급되는 전원 펄스도 1H 주기로 1라인마다 시프트해 간다. 이에 반해, 각 신호선은 2H에 1회, 신호 전압이 인가되어, 기준 전압에 있는 시간대를 1H 이상 확보하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치에서는, 발광 화소마다 구동 트랜지스터(512)의 역치 전압 Vt(TFT)에 편차가 생겨도, 충분한 역치 보정 기간이 확보됨으로써, 발광 화소마다 당해 편차는 캔슬되어, 화상의 휘도 불균일 억제를 도모할 수 있다.
일본국 특허 공개 2008-122633호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치는, 발광 화소행마다 배치된 주사선 및 급전선의 신호 레벨의 온 오프가 많다. 예를 들면, 역치 보정 기간을 발광 화소행마다 설정해야 한다. 또, 신호선으로부터 스위칭 트랜지스터를 통하여 휘도 신호 전압이 샘플링되면, 계속하여 발광 기간을 설치해야 한다. 따라서, 화소행마다의 역치 보정 타이밍 및 발광 타이밍을 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 표시 패널이 대면적화됨에 따라, 행수도 증가하므로, 각 구동 회로로부터 출력되는 신호가 많아지고, 또, 그 신호 전환의 주파수가 높아져, 주사선 구동 회로 및 급전선 구동 회로의 신호 출력 부하가 커진다.
또, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치는, 구동 트랜지스터의 역치 전압 Vt(TFT)의 보정 기간은 2H 미만이며, 고정밀도의 보정이 요구되는 표시 장치로서는 한계가 있다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명은, 구동 회로의 출력 부하가 저감되며, 고정밀도의 역치 전압 보정에 의해 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 관련된 표시 장치는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 가지는 표시 장치로서, 발광 화소열마다 배치되며, 발광 화소의 휘도를 결정하는 신호 전압을 상기 발광 화소에 부여하는 제1 신호선 및 제2 신호선과, 제1 전원선 및 제2 전원선과, 발광 화소행마다 배치된 주사선과, 발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고, 상기 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 하나의 구동 블럭으로 한 2 이상의 구동 블럭을 구성하며, 상기 복수의 발광 화소의 각각은, 한쪽의 단자가 상기 제2 전원선에 접속되며, 상기 신호 전압에 따른 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자와, 소스 및 드레인의 한쪽이 제1 전원선에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 발광 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 게이트-소스 간에 인가되는 상기 신호 전압을 상기 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와, 한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되며, 다른쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 용량 소자와, 게이트가 상기 제어선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터를 구비하며, k(k는 자연수)번째의 구동 블럭에 속하는 상기 발광 화소는, 게이트가 상기 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 상기 발광 화소는, 게이트가 상기 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하며, 상기 제어선은, 동일 구동 블럭 내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있으며, 상이한 구동 블럭 간에서는 독립되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 표시 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 구동 트랜지스터의 역치 보정 기간 및 타이밍을 구동 블럭 내에서 일치시키는 것이 가능해지므로 신호 레벨의 온에서 오프 혹은 오프에서 온으로의 전환 회수를 줄일 수 있어, 발광 화소의 회로를 구동하는 구동 회로의 부하가 저감된다. 상기 구동 블럭화 및 발광 화소열마다 배치된 2개의 신호선에 의해, 구동 트랜지스터의 역치 보정 기간을 1프레임 기간에 대해 크게 취할 수 있으므로, 고정밀한 구동 전류가 발광 소자에 흘러, 화상 표시 품질이 향상된다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 전기적 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치에서의 홀수 구동 블럭의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다.
도 2b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치에서의 짝수 구동 블럭의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치가 가지는 표시 패널의 일부를 나타낸 회로 구성도이다.
도 4a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 구동 방법의 동작 타이밍 차트이다.
도 4b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 구동 방법에 의해 발광한 구동 블럭 상태 천이도이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치가 가지는 발광 화소 상태 천이도이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 동작 플로차트이다.
도 7은, 주사선 및 신호선의 파형 특성을 설명하는 도이다.
도 8은, 본 발명의 표시 장치를 내장한 박형 플랫 TV의 외관도이다.
도 9는, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 10은, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치가 가지는 발광 화소의 회로 구성도이다.
도 11은, 특허 문헌 1에 기재된 화상 표시 장치의 동작 타이밍 차트이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 관련된 표시 장치는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 가지는 표시 장치로서, 발광 화소열마다 배치되며, 발광 화소의 휘도를 결정하는 신호 전압을 상기 발광 화소에 부여하는 제1 신호선 및 제2 신호선과, 제1 전원선 및 제2 전원선과, 발광 화소행마다 배치된 주사선과, 발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고, 상기 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 하나의 구동 블럭으로 한 2 이상의 구동 블럭을 구성하며, 상기 복수의 발광 화소의 각각은, 한쪽의 단자가 상기 제2 전원선에 접속되며, 상기 신호 전압에 따른 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자와, 소스 및 드레인의 한쪽이 제1 전원선에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 발광 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 게이트-소스 간에 인가되는 상기 신호 전압을 상기 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와, 한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되며, 다른쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 용량 소자와, 게이트가 상기 제어선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터를 구비하며, k(k는 자연수)번째의 구동 블럭에 속하는 상기 발광 화소는, 게이트가 상기 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 상기 발광 화소는, 게이트가 상기 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하며, 상기 제어선은, 동일 구동 블럭 내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있으며, 상이한 구동 블럭 간에서는 독립되어 있다.
본 양태에 의하면, 구동 트랜지스터의 소스와 고정 전위선을 접속하는 제1 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 역치 전압 및 휘도 신호 전압에 대응하는 전압을 유지하는 용량 소자가 배치된 발광 화소 회로, 구동 블럭화된 각 발광 화소에 대한 제어선, 주사선 및 신호선의 배치에 의해, 구동 트랜지스터의 역치 보정 기간 및 그 타이밍을 동일 구동 블럭 내에서 일치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 전류 패스를 제어하는 신호를 출력하여 신호 전압을 제어하는 구동 회로의 부하가 저감된다. 또, 상기 구동 블럭화 및 발광 화소열마다 배치된 2개의 신호선에 의해, 구동 트랜지스터의 역치 보정 기간을, 전체 발광 화소를 재기록하는 시간인 1프레임 기간 Tf 중에서 더 크게 취할 수 있다. 이것은, k번째의 구동 블럭에 있어서 휘도 신호가 샘플링되고 있는 기간에, (k+1)번째의 구동 블럭에 있어서 역치 보정 기간이 설치되는 것에 의한 것이다. 따라서, 역치 보정 기간은, 발광 화소행마다 분할되는 것이 아니라, 구동 블럭마다 분할된다. 따라서, 표시 영역이 대면적화될 수록, 발광 듀티를 감소시키는 일 없이, 1프레임 기간에 대한 상대적인 역치 보정 기간을 길게 설정하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 고정밀도로 보정된 휘도 신호 전압에 기초한 구동 전류가 발광 소자에 흘러, 화상 표시 품질이 향상된다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 표시 장치는, 상기 복수의 발광 화소의 각각은, 상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 고정 전위선 사이에 삽입된 제2 용량 소자를 더 구비해도 된다.
본 양태에 의하면, 제2 용량 소자는, 정상 상태에서 구동 트랜지스터의 소스 전위를 기억한다. 또한, 정상 상태에서의 소스 전위는 구동 트랜지스터의 역치 전압이 된다. 신호 전압이 용량 소자의 제1 전극에 인가된 경우에도, 그 소스 전위는 당해 용량 소자와 제2 용량 소자 사이의 노드에 남아 있다. 따라서, 상기 신호 전압의 인가에 의해, 제1 신호선 혹은 제2 신호선에서의 신호 전압과 기준 전압의 전압차에 따른 전압이, 용량 소자에 인가되게 된다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 표시 장치는, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 제어선 및 상기 주사선을 제어하여 상기 발광 화소를 구동하는 구동 회로를 더 구비하며, 상기 구동 회로는, 상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제2 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제1 신호선으로부터 기준 전압을 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 동시에 인가하고, 상기 제어선으로부터 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 기준 전압보다도 작고 상기 기준 전압과의 차가 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압 이상이 되는 상기 고정 전위선의 고정 전압을 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스에 동시에 인가하며, 상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제2 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제1 신호선과 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 동시에 비도통으로 하고, 상기 주사선으로부터 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제2 신호선으로부터 상기 기준 전압을 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 동시에 인가하며, 상기 제어선으로부터, (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 고정 전압을 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스에 동시에 인가하고, 상기 주사선으로부터 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제2 신호선과 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 동시에 비도통으로 하는 것이다.
본 양태에 의하면, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 제어선 및 상기 주사선의 전압을 제어하는 구동 회로가, 역치 보정 기간, 신호 전압 기록 기간 및 발광 기간을 제어한다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 표시 장치는, 상기 신호 전압은, 상기 발광 소자를 발광시키기 위한 휘도 신호 전압, 및, 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압에 대응한 전압을 상기 용량 소자에 기억시키기 위한 기준 전압으로 이루어지며, 상기 표시 장치는, 상기 신호 전압을 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선에 출력하는 신호선 구동 회로와, 상기 신호선 구동 회로가 상기 신호 전압을 출력하는 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 회로를 더 구비하고, 상기 타이밍 제어 회로는, 상기 신호선 구동 회로에 상기 제1 신호선으로 상기 휘도 신호 전압을 출력시키고 있는 동안에는 상기 제2 신호선으로 상기 기준 전압을 출력시키고, 상기 제2 신호선으로 상기 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 상기 제1 신호선으로 상기 기준 전압을 출력시키는 것이다.
본 양태에 의하면, k번째의 구동 블럭에 있어서 휘도 신호가 샘플링되고 있는 기간에, (k+1)번째의 구동 블럭에 있어서 역치 보정 기간이 설치된다. 따라서, 역치 보정 기간은, 발광 화소행마다 분할되는 것이 아니라, 구동 블럭마다 분할된다. 따라서, 표시 영역이 대면적화될수록, 상대적인 역치 보정 기간을 길게 설치하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 표시 장치는, 모든 상기 발광 화소를 재기록하는 시간을 Tf로 하고, 상기 구동 블럭의 총수를 N으로 하면, 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압을 검출하는 시간은, 최대로 Tf/N이다.
또, 본 발명은, 이러한 특징적인 수단을 구비하는 표시 장치로서 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 표시 장치에 포함되는 특징적인 수단을 단계로 하는 표시 장치의 구동 방법으로서 실현할 수 있다.
(실시의 형태)
본 실시의 형태에서의 표시 장치는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 가지는 표시 장치로서, 발광 화소열마다 배치된 제1 신호선 및 제2 신호선과, 발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고, 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 한 단위로 한 2 이상의 구동 블럭을 구성하며, 복수의 발광 화소의 각각은, 구동 트랜지스터와, 양단자가 각각 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에 접속된 용량 소자와, 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 발광 소자와, 게이트가 제어선에 접속되고 구동 트랜지스터의 소스와 고정 전위선 사이에 삽입된 제1 스위칭 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 소스와 고정 전위선 사이에 삽입된 제2 용량 소자를 구비하며, 홀수번째의 구동 블럭에 속하는 발광 화소는, 제1 신호선과 구동 트랜지스터의 게이트 사이에 삽입된 제2 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, 짝수번째의 구동 블럭에 속하는 발광 화소는, 제2 신호선과 구동 트랜지스터의 게이트 사이에 삽입된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고, 제어선은, 동일 구동 블럭의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터의 역치 보정 기간을 구동 블럭 내에서 일치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 구동 회로가 출력해야 할 제어선의 갯수가 삭감되어, 구동 회로의 회로 규모가 저감된다. 또, 역치 보정 기간을 1프레임 기간에 대해 크게 취할 수 있으므로, 화상 표시 품질이 향상된다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 전기적 구성을 나타낸 블럭도이다. 이 도면에서의 표시 장치(1)는, 표시 패널(10)과, 타이밍 제어 회로(20)와, 전압 제어 회로(30)를 구비한다. 표시 패널(10)은, 복수의 발광 화소(11A 및 11B)와, 신호선군(12)과, 제어선군(13)과, 주사/제어선 구동 회로(14)와, 신호선 구동 회로(15)를 구비한다.
발광 화소(11A 및 11B)는, 표시 패널(10) 상에, 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 여기서, 발광 화소(11A 및 11B)는, 복수의 발광 화소행을 하나의 구동 블럭으로 하는 2 이상의 구동 블럭을 구성하고 있다. 발광 화소(11A)는, k(k는 자연수)번째의 구동 블럭을 구성하고, 또, 발광 화소(11B)는 (k+1)번째의 구동 블럭을 구성한다. 단, 표시 패널(10)을 N개의 구동 블럭으로 분할했다고 하면, (k+1)는 N 이하의 자연수이다. 이것은, 예를 들면, 발광 화소(11A)는 홀수번째의 구동 블럭을 구성하고, 발광 화소(11B)는 짝수번째의 구동 블럭을 구성한다는 것을 의미한다.
신호선군(12)은, 발광 화소열마다 배치된 복수의 신호선으로 이루어진다. 여기서, 각 발광 화소열에 대해 2개의 신호선이 배치되어 있으며, 홀수번째의 구동 블럭의 발광 화소는 제1 신호선에 접속되고, 짝수번째의 구동 블럭의 발광 화소는 제1 신호선과 상이한 제2 신호선에 접속되어 있다.
제어선군(13)은, 발광 화소마다 배치된 주사선 및 제어선으로 이루어진다.
주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선군(13)의 각 주사선으로 주사 신호를, 또, 각 제어선으로 제어 신호를 출력함으로써, 발광 화소가 가지는 회로 소자를 구동한다.
신호선 구동 회로(15)는, 신호선군(12)의 각 신호선으로 휘도 신호 또는 기준 신호를 출력함으로써, 발광 화소가 가지는 회로 소자를 구동한다.
타이밍 제어 회로(20)는, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 주사 신호 및 제어 신호의 출력 타이밍을 제어한다. 또, 타이밍 제어 회로(20)는, 신호선 구동 회로(15)로부터 제1 신호선 및 제2 신호선에 출력되는 휘도 신호 또는 기준 신호를 출력하는 타이밍을 제어하여, 제1 신호선 및 제2 신호선에 대해, 제1 신호선에 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 제2 신호선에 기준 전압을 출력시키고, 제2 신호선에 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 제1 신호선에 기준 전압을 출력시킨다.
전압 제어 회로(30)는, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 주사 신호 및 제어 신호의 전압 레벨을 제어한다.
도 2a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치에서의 홀수 구동 블럭의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이며, 도 2b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치에서의 짝수 구동 블럭의 발광 화소의 구체적인 회로 구성도이다. 도 2a 및 도 2b에 기재된 발광 화소(11A 및 11B)는, 모두, 유기 EL(일렉트로 루미네센스) 소자(113)와, 구동 트랜지스터(114)와, 스위칭 트랜지스터(115 및 116)와, 정전 유지 용량(117 및 118)과, 제어선(131)과, 주사선(133)과, 제1 신호선(151)과, 제2 신호선(152)을 구비한다.
도 2a 및 도 2b에 있어서, 유기 EL 소자(113)는, 캐소드가 제2 전원선인 전원선(112)에 접속되고 애노드가 구동 트랜지스터(114)의 소스에 접속된 발광 소자이며, 구동 트랜지스터(114)의 구동 전류가 흐름으로써 발광한다.
구동 트랜지스터(114)는, 드레인이 제1 전원선인 전원선(110)에 접속되며, 소스가 유기 EL 소자(113)의 애노드에 접속된 구동 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터(114)는, 게이트-소스 간에 인가된 신호 전압을, 당해 신호 전압에 대응한 드레인 전류로 변환한다. 그리고, 이 드레인 전류를 구동 전류로서 유기 EL 소자(113)에 공급한다. 구동 트랜지스터(114)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
스위칭 트랜지스터(115)는, 게이트가 주사선(133)에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 접속되어 있다. 또, 그 소스 및 드레인의 다른쪽은, 홀수 구동 블럭의 발광 화소(11A)에서는, 제1 신호선(151)에 접속되어 제2 스위칭 트랜지스터로서 기능하고, 짝수 구동 블럭의 발광 화소(11B)에서는, 제2 신호선(152)에 접속되어 제3 스위칭 트랜지스터로서 기능한다.
스위칭 트랜지스터(116)는, 게이트가 제어선(131)에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 구동 트랜지스터(114)의 소스에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선(119)에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터이다. 스위칭 트랜지스터(116)는, 고정 전위선(119)의 고정 전압 VR2를 구동 트랜지스터(114)의 소스에 인가하는 타이밍을 결정하는 기능을 가진다. 스위칭 트랜지스터(115 및 116)는, 예를 들면, n형의 박막 트랜지스터(n형 TFT)로 구성된다.
정전 유지 용량(117)은, 한쪽의 단자인 제1 전극이 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 접속되며, 다른쪽의 단자인 제2 전극이 구동 트랜지스터(114)의 소스에 접속된 용량 소자이다. 정전 유지 용량(117)은, 제1 신호선(151) 또는 제2 신호선(152)으로부터 공급된 휘도 신호 전압 및 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압에 대응한 전하를 유지하고, 예를 들면, 스위칭 트랜지스터(115)가 오프 상태가 된 후에, 구동 트랜지스터(114)로부터 유기 EL 소자(113)로 공급하는 신호 전류를 제어하는 기능을 가진다.
정전 유지 용량(118)은, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 고정 전위선(120) 사이에 삽입된 제2 용량 소자이다. 정전 유지 용량(118)은, 우선, 정상 상태에서 구동 트랜지스터(114)의 소스 전위를 기억한다. 또한, 정상 상태에서의 소스 전위는 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압이 된다. 휘도 신호 전압이 스위칭 트랜지스터(115)를 통하여 정전 유지 용량(117)의 제1 전극에 인가된 경우에도, 그 소스 전위의 정보는 정전 유지 용량(117)과 정전 유지 용량(118) 사이의 노드에 남아 있다. 따라서, 상기 휘도 신호 전압의 인가에 의해, 제1 신호선(151) 혹은 제2 신호선(152)에서의 휘도 신호 전압과 기준 전압의 전압차에 따른 전압이, 정전 유지 용량(117)에 인가되게 된다.
또한, 정전 유지 용량(118)의 다른쪽의 단자는, 임의의 고정 전위로 종단되어 있으면 되며, 고정 전위선(119)에 접속되어 있어도 된다. 또, 예를 들면, 전원선(110 또는 112)에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 레이아웃의 자유도가 향상되어, 소자 간의 스페이스를 보다 넓게 확보하는 것이 가능해져, 제품 수율이 향상된다.
또, 정전 유지 용량(118)은, 상기 서술한 바와 같이 회로 소자로서 인위적으로 배치된 것이 아니어도 되며, 예를 들면, 유기 EL 소자(113)가 가지는 기생 용량을 정전 유지 용량(118)으로 판단해도 된다.
제어선(131)은, 주사/제어선 구동 회로(14)에 접속되고, 발광 화소(11A 및 11B)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제어선(131)은, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 고정 전위선(119)를 도통 또는 비도통으로 하는 상태를 발생시키는 기능을 가진다.
주사선(133)은, 발광 화소(11A 및 11B)를 포함하는 화소행에 속하는 각 발광 화소로 휘도 신호 전압 또는 기준 전압인 신호 전압을 기록하는 타이밍을 공급하는 기능을 가진다.
제1 신호선(151) 및 제2 신호선(152)은, 신호선 구동 회로(15)에 접속되고, 각각, 발광 화소(11A 및 11B)를 포함하는 화소열에 속하는 각 발광 화소에 접속되어, 구동 TFT의 역치 전압을 검출하기 위한 기준 전압과, 발광 강도를 결정하는 신호 전압을 공급하는 기능을 가진다.
또한, 도 2a 및 도 2b에는 기재되지 않지만, 전원선(110) 및 전원선(112)은, 각각, 정전원선 및 부전원선이며, 다른 발광 화소에도 접속되어 있으며 전압원에 접속되어 있다. 또, 고정 전위선(119 및 120)은, 다른 발광 화소에도 접속되어 있으며 전압원에 접속되어 있다.
다음에, 제어선(131), 주사선(133), 제1 신호선(151) 및 제2 신호선(152)의 발광 화소 간에서의 접속 관계에 대해서 설명한다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치가 가지는 표시 패널의 일부를 나타낸 회로 구성도이다. 이 도면에는, 2개의 인접하는 구동 블럭 및 각 제어선, 각 주사선 및 각 신호선이 기재되어 있다. 도면 및 이하의 설명에서는, 각 제어선, 각 주사선 및 각 신호선을 "부호(블럭 번호, 당해 블럭에서의 행 번호)", 또는, "부호(블럭 번호)"로 표시하고 있다.
상기 서술한 바와 같이, 구동 블럭이란, 복수의 발광 화소행으로 구성되며, 표시 패널(10) 중에는 2 이상의 구동 블럭이 존재한다. 예를 들면, 도 3에 기재된 각 구동 블럭은, m행의 발광 화소행으로 구성되어 있다.
도 3의 상단에 기재된 k번째의 구동 블럭에서는, 제어선(131)(k)이 당해 구동 블럭 내의 전체 발광 화소(11A)가 가지는 스위칭 트랜지스터(116)의 게이트에 공통되게 접속되어 있다. 한편, 주사선(133)(k, 1)?주사선(133)(k, m)은, 각각, 발광 화소행마다 개별적으로 접속되어 있다.
또, 도 3의 하단에 기재된 (k+1)번째의 구동 블럭에서도, k번째의 구동 블럭과 동일한 접속이 이루어져 있다. 단, k번째의 구동 블럭에 접속된 제어선(131)(k)과 (k+1)번째의 구동 블럭에 접속된 제어선(131)(k+1)은, 상이한 제어선이며, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 개별의 제어 신호가 출력된다. 즉, 제어선(131)은, 동일 구동 블럭 내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있으며, 상이한 구동 블럭 간에서는 독립되어 있다. 여기서, 동일한 구동 블럭 내에 있어서, 제어선이 공통화되어 있다는 것은, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 하나의 제어 신호가, 동일한 구동 블럭 내의 제어선에 동시에 공급되는 것을 말한다. 예를 들면, 동일한 구동 블럭 내에서는, 주사/제어선 구동 회로(14)에 접속된 한 개의 제어선이, 발광 화소행마다 배치된 제어선(131)으로 분기하고 있다. 또, 제어선이, 상이한 구동 블럭 간에서는 독립되어 있다는 것은, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 개별의 제어 신호가, 복수의 구동 블럭에 대해 공급되는 것을 말한다. 예를 들면, 제어선(131)이, 주사/제어선 구동 회로(14)에, 구동 블럭마다, 개별적으로 접속되어 있다.
또, k번째의 구동 블럭에서는, 제1 신호선(151)이 당해 구동 블럭 내의 모든 발광 화소(11A)가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속되어 있다. 한편, (k+1)번째의 구동 블럭에서는, 제2 신호선(152)가 당해 구동 블럭 내의 전체 발광 화소(11B)가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)의 소스 및 드레인의 다른쪽에 접속되어 있다.
상기 구동 블럭화에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 고정 전위선(119)의 접속을 제어하는 제어선(131)의 갯수가 삭감된다. 따라서, 이들 제어선에 구동 신호를 출력하는 주사/제어선 구동 회로(14)의 출력 갯수가 저감하여, 회로 규모의 삭감을 가능하게 한다.
다음에, 본 실시의 형태에 관련된 표시 장치(1)의 구동 방법에 대해서 도 4a를 이용하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 도 2a 및 도 2b에 기재된 구체적 회로 구성을 가지는 표시 장치에 대한 구동 방법을 상세하게 설명한다.
도 4a는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 구동 방법의 동작 타이밍 차트이다. 이 도면에 있어서, 가로축은 시간을 표시하고 있다. 또 세로 방향으로는, 위로부터 순서대로, k번째의 구동 블럭의 주사선(133)(k, 1), 133(k, 2) 및 133(k, m), 제1 신호선(151) 및 제어선(131)(k)에 발생하는 전압의 파형도가 나타나 있다. 또, 이들에 이어서, (k+1)번째의 구동 블럭의 주사선(133)(k+1, 1), 133(k+1, 2) 및 133(k+1, m), 제2 신호선(152) 및 제어선(131)(k+1)에 발생하는 전압의 파형도가 나타나 있다. 또, 도 5는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치가 가지는 발광 화소 상태 천이도이다. 또, 도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 동작 플로차트이다.
우선, 시각 t01에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k, 1)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다. 또, 신호선 구동 회로(15)는, 제1 신호선(151)의 신호 전압을, 휘도 신호 전압에서 구동 트랜지스터(114)가 오프가 되는 기준 전압 VR1로 변화시킨다. 이것에 의해, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 기준 전압 VR1이 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 인가됨으로써, k번째의 구동 블럭에 속하는 1행째의 발광 화소가 소광된다. 이 때, 구동 트랜지스터(114)의 게이트 전위를 VG, 소스 전위를 VS로 하면, VG 및 VS는 식 1로 표시된다.
Figure pct00001
여기서, Vt(EL)는 유기 EL 소자(113)의 역치 전압이며, VCAT는, 전원선(112)의 전위이다. VS는, 시각 t01 이전의 발광 상태에서의 전위가, 정전 유지 용량(118)에 의해 유지되어 있다. 또, 이 때, 식 2로 표시되는 관계에 의해 VR1 및 VCAT가 설정된다. 구동 트랜지스터의 역치 전압 Vt(TFT)이 >0V인 경우는, VR1 및 VCAT는, 예를 들면, 0V이다.
Figure pct00002
즉, 구동 트랜지스터(114)의 게이트-소스간 전압 Vgs는, Vgs-Vt(TFT)<0이 되므로 구동 트랜지스터(114)는 오프 상태가 된다.
다음에, 시각 t02에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k, 1)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 1행째의 발광 화소의 소광 동작이 완료된다.
다음에, 상기 서술한 시각 t01?시각 t02의 소광 동작을, k번째의 구동 블럭에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다.
다음에, 시각 t03에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k, 1)?133(k, m)의 전압 레벨을 동시에 LOW로부터 HIGH로 변화시켜, k번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다(도 6의 S11). 또, 신호선 구동 회로(15)는, 이 타이밍에, 제1 신호선(151)의 신호 전압을, 휘도 신호 전압에서 구동 트랜지스터(114)가 오프가 되는 기준 전압 VR1로 변화시키고 있다. 상기 기준 전압을 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 인가하는 동작은, 제1 기준 전압 인가 단계에 상당한다.
다음에, 시각 t04에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131)(k)의 전압 레벨을 동시에 LOW로부터 HIGH로 변화시켜, k번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(116)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이, 고정 전압 VR2가 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(117)의 제2 전극에 인가된다(도 6의 S12). 이 때, VG 및 VS는 식 3으로 표시된다.
Figure pct00003
여기서, VR2는 고정 전위선(119)의 고정 전위이다. 또, 이 때, 식 4로 표시되는 관계에 의해, VR1 및 VR2가 설정된다. VR2는, 예를 들면, -5V이다.
Figure pct00004
따라서, 구동 트랜지스터(114)의 게이트-소스간 전압 Vgs는, 예를 들면 5V가 되어, 구동 트랜지스터(114)가 온 상태가 된다. 이 때, 전원선(110)→구동 트랜지스터(114)→정전 유지 용량(117)의 제2 전극→스위칭 트랜지스터(116)→고정 전위선(119)의 경로로 구동 전류가 흐른다. 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(117)의 제2 전극에 고정 전압 VR2를 인가하는 동작은, 제1 고정 전압 인가 단계에 상당한다.
다음에, 시각 t05에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131)(k)의 전압 레벨을 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화시켜, k번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(116)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 도 5(d)에 나타낸 바와 같이, 전원선(110)→구동 트랜지스터(114)→정전 유지 용량(117)의 제2 전극→정전 유지 용량(117)의 경로로 방전 전류가 흐르기 시작한다. 이 방전 전류는, 구동 트랜지스터(114)의 Vgs가 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 점점 가까워질 때까지 계속한다. 그리고, 도 5(e)에 나타낸 바와 같이, Vgs가 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 도달했을 때, 구동 트랜지스터(114)는 오프 상태가 된다. 이 때, VG 및 VS는 식 5로 표시되며, 정전 유지 용량(117)에는, Vt(TFT)가 유지된다.
Figure pct00005
또한, 시각 t05?시각 t06의 사이, Vgs는 (VR1-VR2)에서 Vt(TFT)로 변화하지만, 유기 EL 소자(113)의 애노드-캐소드간 전압은, 유기 EL 소자(113)의 역치 전압 Vt(EL) 이하의 전압이 되고 있으므로, 유기 EL 소자(113)에는 전류는 흐르지 않는다.
다음에, 시각 t06에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k, 1)?133(k, m)의 전압 레벨을 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화시켜, k번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 한다(도 6의 S13). 상기 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 하여 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 대한 기준 전압의 공급을 정지시키는 동작은, 제1 비도통 단계에 상당한다.
상기 서술한 제1 기준 전압 인가 단계, 제1 고정 전압 인가 단계 및 제1 비도통 단계는, 제1 역치 유지 단계에 상당한다.
또한, 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압을 정전 유지 용량(117)에 유지시키기 위해 흐르는 방전 전류는 미소하기 때문에, 정전 유지 용량(117)에 유지된 전압이 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 점점 가까워져 정상 상태가 되기까지는 시간을 필요로 한다. 따라서, 이 기간이 길수록, 정전 유지 용량(117)에 유지되는 전압은 안정되어, 이 기간을 충분히 길게 확보함으로써, 고정밀한 전압 보상이 실현된다.
이상, 시각 t03?시각 t06의 기간에서는, 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)의 보정이, k번째의 구동 블럭 내에서 동시에 실행되고, k번째의 구동 블럭의 모든 발광 화소(11A)가 가지는 정전 유지 용량(117)에는 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압이 동시에 유지된다.
다음에, 시각 t07?시각 t08의 사이에, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k, 1)의 전압 레벨을 LOW→HIGH→LOW로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다(도 6의 S14). 또, 이 때, 신호선 구동 회로(15)는, 제1 신호선(151)의 신호 전압을 기준 전압에서 휘도 신호 전압 Vdata로 변화시키고 있다. 이것에 의해, 도 5(f)에 나타낸 바와 같이, 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 휘도 신호 전압 Vdata가 인가된다. 이 때, 정전 유지 용량(117)의 제2 전극 및 구동 트랜지스터(114)의 소스에서의 전위 VS는, 신호 전압의 변화량(Vdata-VR1)이 C1 및 C2에서 분배된 전압과, 시각 t06에서의 VS전위인 (VR1-Vt(TFT))의 합이 되며, 식 6으로 표시된다.
Figure pct00006
정전 유지 용량(117)에 유지되는 전위차 Vgs는, VG와 상기 식 6으로 규정된 VS의 차분이며 VG=Vdata로부터, 식 7로 표시된다.
Figure pct00007
즉, 정전 유지 용량(117)에는, 이 휘도 신호 전압 Vdata에 따른 전압과, 먼저 유지된 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압이 가산된 가산 전압이 기록된다. 상기 가산 전압의 기록 동작은, 제1 휘도 유지 단계에 상당한다.
다음에, 상기 서술한 시각 t07?시각 t08의 기록 동작을, k번째의 구동 블럭에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다.
다음에, 시각 t08에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k, 1)의 전압 레벨을, HIGH로부터 LOW로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를, 오프 상태로 한다(도 6의 S15). 이 때, Vgs는 상기 식 7로 규정된 전압이 되어 있다. 또, Vdata는, 예를 들면, 0?5V이기 때문에, Vgs가 Vt(TFT) 이상의 전압이 되어 있으며, 구동 트랜지스터(114)는 온 상태가 되고, 유기 EL 소자(113)에 구동 전류가 흘러, 유기 EL 소자(113)가 상기 식 7에 규정된 Vgs에 따라 발광한다. 이 때, VGS는, 기록 시간을 Δt로 하면, 식 8로 표시된다.
Figure pct00008
다음에, 상기 서술한 시각 t08의 발광 동작을, k번째의 구동 블럭에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다. 즉, k번째의 구동 블럭 내의 모든 발광 화소(11A)에서는, 행순차로 기록 및 발광이 개시된다. 상기 발광 동작은, 제1 발광 단계에 상당한다.
이상, 시각 t08 이후의 기간에서는, 유기 EL 소자(113)의 발광이, k번째의 구동 블럭 내에 있어서 행순차로 실행되고 있다. 여기서, 구동 트랜지스터(114)를 흐르는 드레인 전류 id는, 식 7로 규정된 Vsg에서, 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)를 뺀 전압치를 이용하며, 식 9와 같이 표시된다.
Figure pct00009
여기서, β는 이동도, 게이트 절연막 용량 및 채널 영역의 형상에 관한 특성 파라미터이다. Vgs(0)는 식 10과 같이 표시된다.
Figure pct00010
식 9 및 식 10으로부터, 유기 EL 소자(113)를 발광시키기 위한 드레인 전류 id는, 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 의존하지 않는 전류가 되어 있는 것을 알 수 있다.
이상, 발광 화소행을 구동 블럭화함으로써, 구동 블럭 내에서는, 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT) 보상이 동시에 실행된다. 또, 발광 화소행을 구동 블럭화함으로써, 제어선(131)을 구동 블럭 내에서 공통화할 수 있다.
여기서, 특허 문헌 1에 기재된, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치와, 본 발명의 구동 블럭화된 표시 장치로, 역치 전압 검출 기간에 의해 규정되는 발광 듀티의 비교를 행한다.
도 7은, 주사선 및 신호선의 파형 특성을 설명하는 도이다. 이 도면에 있어서, 각 화소행의 1수평 기간 t1H에서의 역치 전압 Vt(TFT)의 검출 기간은, 기준 전압이 각 화소가 가지는 정전 유지 용량에 인가되는 기간이며, 주사선이 HIGH 레벨 상태의 기간인 PWS에 상당한다. 또, 신호선에서는, 1수평 기간 t1H는, 신호 전압을 공급하는 기간인 PWD와, 기준 전압을 공급하는 기간인 tD를 포함한다. 또, PWS의 상승 시간 및 하강 시간을, 각각, tR (S) 및 tF (S)로 하고, PWD의 상승 시간 및 하강 시간을, 각각, tR(D) 및 tF (D)로 하면, 1수평 기간 t1H는 식 11과 같이 표시된다.
Figure pct00011
또한, PWD=tD로 가정하면, 1수평 기간 t1H는 식 12와 같이 표시된다.
Figure pct00012
가 된다. 식 11 및 식 12로부터, tD는 식 13으로 표시된다.
Figure pct00013
가 된다. 또, Vt(TFT) 검출 기간은 기준 전압 발생 기간 내에 개시하고 종료해야 하기 때문에, Vt(TFT) 검출 시간을 최대로 확보한 것으로 하여, tD는 식 14로 표시된다.
Figure pct00014
가 되고, 식 13 및 식 14로부터, PWS는 식 15와 같이 표시된다.
Figure pct00015
가 얻어진다.
상기 식 15에 대해, 예로서, 주사선 갯수가 1080개(+블랭킹 30개)의 수직 해상도를 가지며, 120Hz 구동하는 패널의 발광 듀티를 비교한다.
종래의 화상 표시 장치에 있어서, 2개의 신호선을 가지는 경우의 1수평 기간 t1H는, 1개의 신호선을 가지는 경우의 2배이기 때문에,
t1H =｛1초/(120Hz×1110개)｝×2=7.5㎲×2=15㎲
가 된다. 여기서, tR (D)=tF (D)=2㎲, tR (S)=tF (S)=1.5㎲로 하고, 이들을 식 15에 대입하면, Vt(TFT)의 검출 기간인 PWS는, 2.5㎲가 된다.
여기서, 충분한 정밀도를 가지기 위한 Vt(TFT) 검출 기간이 1000㎲ 필요하다고 하면, 당해 Vt(TFT) 검출에 필요한 수평 기간은, 1000㎲/2.5㎲=400 수평 기간이 적어도 비발광 기간으로서 필요하다. 따라서, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치의 발광 듀티는, (1110 수평 기간-400 수평 기간)/1110 수평 기간=64% 이하가 된다.
다음에, 본 발명의 구동 블럭화된 표시 장치의 발광 듀티를 구한다. 상기 조건과 마찬가지로, 충분한 정밀도를 가지기 위한 Vt(TFT) 검출 기간이 1000㎲ 필요하다고 하면, 블럭 구동의 경우에는, 도 4a에 기재된 기간 A(역치 검출 준비 기간+역치 검출 기간)가 상기 1000㎲에 상당한다. 이 경우, 1프레임의 비발광 기간은, 상기 기간 A와 기록 기간을 포함하기 때문에, 적어도 1000㎲×2=2000㎲가 된다. 따라서, 본 발명의 구동 블럭화된 화상 표시 장치의 발광 듀티는, (1프레임 시간-2000㎲)/1프레임 시간이며, 1프레임 시간으로서 (1초/120Hz)를 대입하여, 76% 이하가 된다.
이상의 비교 결과로부터, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치에 대해, 본 발명과 같이 블럭 구동을 조합함으로써, 동일한 검출 기간을 설정했다고 해도 발광 듀티를 보다 길게 확보할 수 있다. 따라서, 발광 휘도가 충분히 확보되고, 또한, 구동 회로의 출력 부하가 저감된 장수명의 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
반대로 말하면, 2개의 신호선을 이용한 종래의 화상 표시 장치와, 본 발명과 같이 블럭 구동을 조합한 표시 장치를 동일한 발광 듀티로 설정한 경우, 본 발명의 표시 장치가, 역치 검출 기간을 길게 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.
다시, 본 실시의 형태에 관련된 표시 장치(1)의 구동 방법에 대해서 설명한다.
한편, k번째의 구동 블럭에서의 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 검출 기간이 완료된 시각 t06의 직후, (k+1)번째의 구동 블럭에서의 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 검출이 개시된다.
우선, k번째의 구동 블럭에서의 m행의 발광 화소의 소광 동작의 직후인 시각 t11에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k+1, 1)의 전압 레벨을 LOW로부터 HIGH로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다. 또, 신호선 구동 회로(15)는, 제2 신호선(152)의 신호 전압을, 휘도 신호 전압에서 구동 트랜지스터(114)가 오프가 되는 기준 전압 VR1로 변화시킨다. 이것에 의해, 기준 전압 VR1이 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 인가됨으로써, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 1행째의 발광 화소가 소광된다.
다음에, 시각 t12에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k+1, 1)의 전압 레벨을 HIGH로부터 LOW로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 1행째의 발광 화소의 소광 동작이 완료된다.
다음에, 상기 서술한 시각 t11?시각 t12의 소광 동작을, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다.
다음에, k번째의 구동 블럭에서의 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 검출 기간이 완료되고, 기록 동작이 개시되는 시각 t07의 직후인 시각 t13에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k+1, 1)?133(k+1, m)의 전압 레벨을 동시에 LOW로부터 HIGH로 변화시켜, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 온 상태로 한다(도 6의 S21). 또, 신호선 구동 회로(15)는, 이 타이밍에, 제2 신호선(152)의 신호 전압을, 휘도 신호 전압에서 구동 트랜지스터(114)가 오프가 되는 기준 전압 VR1로 변화시키고 있다. 상기 기준 전압을 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 인가하는 동작은, 제2 기준 전압 인가 단계에 상당한다.
다음에, 시각 t14에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131)(k+1)의 전압 레벨을 동시에 LOW로부터 HIGH로 변화시켜, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(116)를 온 상태로 한다. 이것에 의해, 고정 전압 VR2가 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(117)의 제2 전극에 인가된다(도 6의 S22). 이 때, 전원선(110)→구동 트랜지스터(114)→정전 유지 용량(117)의 제2 전극→스위칭 트랜지스터(116)→고정 전위선(119)의 경로로 구동 전류가 흐른다. 구동 트랜지스터(114)의 게이트 및 정전 유지 용량(117)의 제2 전극에 고정 전압 VR2를 인가하는 동작은, 제2 고정 전압 인가 단계에 상당한다.
다음에, 시각 t15에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 제어선(131)(k+1)의 전압 레벨을 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화시켜, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(116)를 오프 상태로 한다. 이것에 의해, 전원선(110)→구동 트랜지스터(114)→정전 유지 용량(117)의 제2 전극→정전 유지 용량(117)의 경로로 방전 전류가 흐르기 시작한다. 이 방전 전류는, 구동 트랜지스터(114)의 Vgs가 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 점점 가까워질 때까지 계속한다. 그리고, Vgs가 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 도달했을 때, 구동 트랜지스터(114)는 오프 상태가 된다.
또한, 시각 t15?시각 t16의 사이, Vgs는 (VR1-VR2)에서 Vt(TFT)로 변화하지만, 유기 EL 소자(113)의 애노드-캐소드간 전압은 부전압이 되어 있으므로, 유기 EL 소자(113)에는 전류는 흐르지 않는다.
다음에, 시각 t16에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k+1, 1)?133(k+1, m)의 전압 레벨을 동시에 HIGH로부터 LOW로 변화시켜, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 모든 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 한다(도 6의 S23). 상기 스위칭 트랜지스터(115)를 오프 상태로 하여 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 대한 기준 전압의 공급을 정지시키는 동작은, 제2 비도통 단계에 상당한다.
상기 서술한 제2 기준 전압 인가 단계, 제2 고정 전압 인가 단계 및 제2 비도통 단계는, 제2 역치 유지 단계에 상당한다.
또한, 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압을 정전 유지 용량(117)에 유지시키기 위해 흐르는 방전 전류는 미소하기 때문에, 정전 유지 용량(117)에 유지된 전압이 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 점점 가까워져 정상 상태가 되기까지는 시간을 필요로 한다. 따라서, 이 기간이 길수록, 정전 유지 용량(117)에 유지되는 전압은 안정되어, 이 기간을 충분히 길게 확보함으로써, 고정밀한 전압 보상이 실현된다.
이상, 시각 t13?시각 t16의 기간에서는, 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)의 보정이, (k+1)번째의 구동 블럭 내에서 동시에 실행되어, (k+1)번째의 구동 블럭의 모든 발광 화소(11A)가 가지는 정전 유지 용량(117)에는 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압이 동시에 유지된다.
다음에, 시각 t17?시각 t18의 사이에, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k+1, 1)의 전압 레벨을, LOW→HIGH→LOW로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를, 온 상태로 한다(도 6의 S24). 또, 이 때, 신호선 구동 회로(15)는, 제2 신호선(152)의 신호 전압을 기준 전압에서 휘도 신호 전압 Vdata로 변화시키고 있다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 게이트에 휘도 신호 전압 Vdata가 인가된다. 즉, 정전 유지 용량(117)에는, 이 휘도 신호 전압 Vdata에 따른 전압과, 먼저 유지된 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT)에 상당하는 전압이 가산된 가산 전압이 기록된다. 상기 가산 전압의 기록 동작은, 제2 휘도 유지 단계에 상당한다.
다음에, 상기 서술한 시각 t17?시각 t18의 기록 동작을, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다.
다음에, 시각 t18에 있어서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 주사선(133)(k+1, 1)의 전압 레벨을, HIGH로부터 LOW로 변화시켜, 1행째의 발광 화소가 가지는 스위칭 트랜지스터(115)를, 오프 상태로 한다(도 6의 S25). 이 때, Vgs가 Vt(TFT) 이상의 전압이 되어 있으며, 구동 트랜지스터(114)는 온 상태가 되고, 유기 EL 소자(113)에 구동 전류가 흘러, 유기 EL 소자(113)가 상기 식 7에 규정된 Vgs에 따라 발광한다.
다음에, 상기 서술한 시각 t18의 발광 동작을, (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 2행째부터 m행째의 발광 화소에 대해서, 행순차로 실행한다. 즉, (k+1)번째의 구동 블럭 내의 전체 발광 화소(11B)에서는, 행순차로 기록 및 발광이 개시된다. 상기 발광 동작은, 제2 발광 단계에 상당한다.
이상, 시각 t18 이후의 기간에서는, 유기 EL 소자(113)의 발광이, (k+1)번째의 구동 블럭 내에서 행순차로 실행되고 있다.
이상, 발광 화소행을 구동 블럭화함으로써, 구동 블럭 내에서는, 구동 트랜지스터(114)의 역치 전압 Vt(TFT) 보상이 동시에 실행된다. 또, 발광 화소행을 구동 블럭화함으로써, 제어선(131)을 구동 블럭 내에서 공통화할 수 있다.
또, 주사선(133)(k+1, 1)?133(k+1, m)에서는, 주사/제어선 구동 회로(14)와는 개별적으로 접속되어 있지만, 역치 전압 보상 기간에서는, 구동 펄스의 타이밍이 동일하다. 따라서, 주사/제어선 구동 회로(14)는, 출력하는 펄스 신호의 고주파화를 억제할 수 있으므로, 구동 회로의 출력 부하를 저감할 수 있다.
이상, 시각 t17 이후의 기간에서는, 유기 EL 소자(113)의 발광이, (k+1)번째의 구동 블럭 내에서 동시에 실행되고 있다.
이상의 동작이, 표시 패널(10) 내의 (k+2)번째의 구동 블럭 이후에서도 순차 실행된다.
도 4b는, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 구동 방법에 의해 발광한 구동 블럭 상태 천이도이다. 이 도면에는, 어느 발광 화소열에서의, 구동 블럭마다의 발광 기간 및 비발광 기간이 나타나 있다. 세로 방향은 복수의 구동 블럭을, 또, 가로축은 경과 시간을 나타낸다. 여기서, 비발광 기간이란, 상기 서술한 역치 보정 기간을 포함한다.
본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 발광 기간은, 동일 구동 블럭 내에서도 발광 화소행마다 순차 설정된다. 따라서, 구동 블럭 내에서도, 행주사 방향에 대해 발광 기간이 연속적으로 나타난다.
이상, 스위칭 트랜지스터(116) 및 정전 유지 용량(118)이 배치된 발광 화소 회로, 구동 블럭화된 각 발광 화소에 대한 제어선, 주사선 및 신호선의 배치, 및 상기 구동 방법에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 역치 보정 기간 및 그 타이밍을 동일 구동 블럭 내에서 일치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 전류 패스를 제어하는 신호를 출력하는 주사/제어선 구동 회로(14)나 신호 전압을 제어하는 신호선 구동 회로(15)의 부하가 저감된다. 또, 상기 구동 블럭화 및 발광 화소열마다 배치된 2개의 신호선에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 역치 보정 기간을, 전체 발광 화소를 재기록하는 시간인 1프레임 기간 Tf 중에서 더 크게 취할 수 있다. 이것은, k번째의 구동 블럭에 있어서 휘도 신호가 샘플링되고 있는 기간에, (k+1)번째의 구동 블럭에 있어서 역치 보정 기간이 설치되는 것에 의한 것이다. 따라서, 역치 보정 기간은, 발광 화소행마다 분할되는 것이 아니라, 구동 블럭마다 분할된다. 따라서, 표시 영역이 대면적화되어도 주사/제어선 구동 회로(14)의 출력수를 그다지 증대시키는 일 없으며, 또한, 발광 듀티를 감소시키는 일 없이, 1프레임 기간에 대한 상대적인 역치 보정 기간을 길게 설정하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 고정밀도로 보정된 휘도 신호 전압에 기초한 구동 전류가 발광 소자에 흘러, 화상 표시 품질이 향상된다.
예를 들면, 표시 패널(10)을 N개의 구동 블럭으로 분할한 경우, 각 발광 화소에 부여되는 역치 보정 기간은, 최대 Tf/N이 된다. 여기서 본 발명에서의 역치 보정 기간은, 도 4a에 기재된 타이밍 차트에서의 리셋 기간과 역치 검출 기간으로 구성된다. 이에 반해, 발광 화소행마다 상이한 타이밍에 역치 보정 기간을 설정하는 경우, 발광 화소행이 M행(M>>N)인 것으로 하면, 최대 Tf/M이 된다. 또, 특허 문헌 1에 기재된 신호선을 발광 화소열마다 2개 배치한 경우에도, 최대 2Tf/M이다.
또, 구동 블럭화에 의해, 구동 트랜지스터(114)의 소스와 고정 전위선(119)의 도통을 제어하는 제어선을 구동 블럭 내에서 공통화할 수 있다. 따라서, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터 출력되는 제어선의 갯수가 삭감된다. 따라서, 구동 회로의 부하가 저감된다.
예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 종래의 화상 표시 장치(500)에서는, 발광 화소행 당 2개의 제어선(급전선 및 주사선)이 배치되어 있다. 화상 표시 장치(500)이 M행의 발광 화소행으로 구성되어 있다고 하면, 제어선은 합계 2M개가 된다.
이에 반해, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 표시 장치(1)에서는, 주사/제어선 구동 회로(14)로부터, 발광 화소행 당 1개의 주사선, 구동 블럭마다 1개의 제어선이 출력된다. 따라서, 표시 장치(1)가 M행의 발광 화소행으로 구성되어 있다고 하면, 제어선(주사선을 포함한다)의 합계는 (M+N)개가 된다.
대면적화가 이루어져, 발광 화소의 행수가 큰 경우, M>>N이 실현되므로, 이 경우에는, 본 발명에 관련된 표시 장치(1)의 제어선 갯수는, 종래의 화상 표시 장치(500)의 제어선 갯수에 비해, 약 1/2로 삭감할 수 있다.
이상, 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명에 관련된 표시 장치는, 상기 서술한 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다. 실시의 형태에서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시의 형태나, 실시의 형태에 대해 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각할 수 있는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 관련된 표시 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
또한, 이상 서술한 실시의 형태에서는, 스위칭 트랜지스터의 게이트의 전압 레벨이 HIGH인 경우에 온 상태가 되는 n형 트랜지스터로서 기술하고 있지만, 이들을 p형 트랜지스터로 형성하여, 주사선의 극성을 반전시킨 화상 표시 장치에서도, 상기 서술한 각 실시의 형태와 동일한 효과를 나타낸다.
또, 이상에서 서술한 실시의 형태에서는, 유기 EL 소자는 캐소드측을 다른 화소와 공통화하여 접속되어 있지만, 애노드측을 공통화하여, 캐소드측을 화소 회로와 접속한 화상 표시 장치에서도, 상기 서술한 각 실시의 형태와 동일한 효과를 나타낸다.
또, 예를 들면, 본 발명에 관련된 표시 장치는, 도 8에 기재된 박형 플랫 TV에 내장된다. 본 발명에 관련된 표시 장치가 내장됨으로써, 영상 신호를 반영한 고정밀한 화상 표시가 가능한 박형 플랫 TV가 실현된다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명은, 특히, 화소 신호 전류에 의해 화소의 발광 강도를 제어함으로써휘도를 변동시키는 액티브형의 유기 EL플랫 패널 디스플레이에 유용하다.
1 : 표시 장치 10 : 표시 패널
11a, 11b, 501 : 발광 화소 12 : 신호선군
13 : 제어선군 14 : 주사/제어선 구동 회로
15 : 신호선 구동 회로 20 : 타이밍 제어 회로
30 : 전압 제어 회로 110, 112 : 전원선
113 : 유기 EL 소자 114, 512 : 구동 트랜지스터
115, 116, 511 : 스위칭 트랜지스터 117, 118 : 정전 유지 용량
119, 120 : 고정 전위선 131 : 제어선
133, 701, 702, 703 : 주사선 151 : 제1 신호선
152 : 제2 신호선 500 : 화상 표시 장치
502 : 화소 어레이부 503 : 신호 실렉터
504 : 주사선 구동부 505 : 급전선 구동부
513 : 유지 용량 514 : 발광 소자
515 : 접지 배선 601 : 신호선
801, 802, 803 : 급전선

Claims (7)

  1. 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 발광 화소를 가지는 표시 장치로서,
    발광 화소열마다 배치되며, 발광 화소의 휘도를 결정하는 신호 전압을 상기 발광 화소에 부여하는 제1 신호선 및 제2 신호선과,
    제1 전원선 및 제2 전원선과,
    발광 화소행마다 배치된 주사선과,
    발광 화소행마다 배치된 제어선을 구비하고,
    상기 복수의 발광 화소는, 복수의 발광 화소행을 하나의 구동 블럭으로 한 2 이상의 구동 블럭을 구성하며,
    상기 복수의 발광 화소의 각각은,
    한쪽의 단자가 상기 제2 전원선에 접속되며, 상기 신호 전압에 따른 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자와,
    소스 및 드레인의 한쪽이 제1 전원선에 접속되며, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 발광 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 게이트-소스 간에 인가되는 상기 신호 전압을 상기 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와,
    한쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되며, 다른쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속된 용량 소자와,
    게이트가 상기 제어선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 용량 소자의 다른쪽의 단자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터를 구비하며,
    k(k는 자연수)번째의 구동 블럭에 속하는 상기 발광 화소는,
    게이트가 상기 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 더 구비하고,
    (k+1)번째의 구동 블럭에 속하는 상기 발광 화소는,
    게이트가 상기 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 더 구비하며,
    상기 제어선은, 동일 구동 블럭 내의 전체 발광 화소에서는 공통화되어 있으며, 상이한 구동 블럭 간에서는 독립되어 있는, 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 발광 화소의 각각은,
    상기 구동 트랜지스터의 소스와 상기 고정 전위선 사이에 삽입된 제2 용량 소자를 더 구비하는, 표시 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 제어선 및 상기 주사선을 제어하여 상기 발광 화소를 구동하는 구동 회로를 더 구비하며,
    상기 구동 회로는,
    상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제2 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제1 신호선으로부터 기준 전압을 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 동시에 인가하고,
    상기 제어선으로부터 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 기준 전압보다도 작고 상기 기준 전압과의 차가 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압 이상이 되는 상기 고정 전위선의 고정 전압을 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스에 동시에 인가하며,
    상기 주사선으로부터 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제2 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제1 신호선과 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 동시에 비도통으로 하고,
    상기 주사선으로부터 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제2 신호선으로부터 상기 기준 전압을 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 동시에 인가하며,
    상기 제어선으로부터, (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제1 스위칭 트랜지스터를 온 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 고정 전압을 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스에 동시에 인가하고,
    상기 주사선으로부터 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 오프 상태로 하는 전압을 동시에 인가함으로써, 상기 제2 신호선과 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 동시에 비도통으로 하는, 표시 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 전압은, 상기 발광 소자를 발광시키기 위한 휘도 신호 전압, 및, 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압에 대응한 전압을 상기 용량 소자에 기억시키기 위한 기준 전압으로 이루어지며,
    상기 표시 장치는,
    상기 신호 전압을 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선에 출력하는 신호선 구동 회로와,
    상기 신호선 구동 회로가 상기 신호 전압을 출력하는 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 회로를 더 구비하고,
    상기 타이밍 제어 회로는, 상기 신호선 구동 회로에 상기 제1 신호선으로 상기 휘도 신호 전압을 출력시키고 있는 동안에는 상기 제2 신호선으로 상기 기준 전압을 출력시키고, 상기 제2 신호선으로 상기 휘도 신호를 출력시키고 있는 동안에는 상기 제1 신호선으로 상기 기준 전압을 출력시키는, 표시 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 상기 발광 화소를 재기록하는 시간을 Tf로 하고, 상기 구동 블럭의 총수를 N으로 하면,
    상기 구동 트랜지스터의 역치 전압을 검출하는 시간은,
    최대로 Tf/N인, 표시 장치.
  6. 복수의 신호선 중 하나의 신호선으로부터 공급된 휘도 신호 전압 또는 기준 전압을 당해 전압에 대응한 신호 전류로 변환하는 구동 트랜지스터와, 상기 신호 전류가 흐름으로써 발광하는 발광 소자를 구비하는 발광 화소가 매트릭스 형상으로 배치되며, 복수의 상기 발광 화소행을 하나의 구동 블럭으로 한 2 이상의 구동 블럭을 구성하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    k(k는 자연수)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트 및 소스에 접속된 용량 소자에, 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압에 대응한 전압을 동시에 유지시키는 제1 역치 유지 단계와,
    상기 제1 역치 유지 단계 후, k번째의 구동 블럭이 가지는 상기 발광 화소에 있어서, 상기 용량 소자에, 상기 역치 전압에 대응한 전압에 상기 휘도 신호 전압이 가산된 가산 전압을 발광 화소행 순서로 유지시키는 제1 휘도 유지 단계와,
    상기 제1 역치 유지 단계 후, (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 용량 소자에, 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압에 대응한 전압을 동시에 유지시키는 제2 역치 유지 단계를 포함하고,
    상기 제1 역치 유지 단계는,
    발광 화소열마다 배치된 제1 신호선으로부터 상기 기준 전압을 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 동시에 인가하는 제1 기준 전압 인가 단계와,
    상기 제1 기준 전압 인가 단계 후, 모든 발광 화소에 공통으로 배치된 고정 전위선으로부터, 상기 기준 전압보다도 작고 상기 기준 전압과의 차가 상기 구동 트랜지스터의 역치 전압 이상이 되는 고정 전압을 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스에, 소정의 기간, 동시에 인가하는 제1 고정 전압 인가 단계와,
    상기 제1 고정 전압 인가 단계 후, 상기 제1 신호선과 k번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 동시에 비도통으로 하는 제1 비도통 단계를 포함하고,
    상기 제2 역치 유지 단계는,
    발광 화소열마다 배치된 제2 신호선으로부터 상기 기준 전압을 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 동시에 인가하는 제2 기준 전압 인가 단계와,
    상기 제2 기준 전압 인가 단계 후, 상기 고정 전위선으로부터, 상기 고정 전압을 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 소스에, 소정의 기간, 동시에 인가하는 제2 고정 전압 인가 단계와,
    상기 제2 고정 전압 인가 단계 후, 상기 제2 신호선과 (k+1)번째의 구동 블럭이 가지는 모든 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 동시에 비도통으로 하는 제2 비도통 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 발광 소자는, 한쪽의 단자가 제1 전원선에 접속되며, 다른쪽의 단자가 상기 구동 트랜지스터의 소스에 접속되고,
    상기 제1 기준 전압 인가 단계에서는,
    게이트가 발광 화소행마다 배치된 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제1 신호선에 접속된 제2 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, 상기 제1 신호선으로부터 상기 기준 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 인가하고,
    상기 제2 기준 전압 인가 단계에서는,
    게이트가 발광 화소행마다 배치된 주사선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 제2 신호선에 접속된 제3 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, 상기 제2 신호선으로부터 상기 기준 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 인가하고,
    제1 고정 전압 인가 단계 및 제2 고정 전압 인가 단계에서는,
    게이트가 발광 화소행마다 배치된 제어선에 접속되며, 소스 및 드레인의 한쪽이 상기 구동 트랜지스터의 소스 및 상기 용량 소자에 접속되고, 소스 및 드레인의 다른쪽이 상기 고정 전위선에 접속된 제1 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, 상기 고정 전압을 상기 구동 트랜지스터의 소스에 인가하고,
    상기 제1 비도통 단계에서는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터를 비도통으로 함으로써, 상기 제1 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 비도통으로 하고,
    상기 제2 비도통 단계에서는,
    상기 제3 스위칭 트랜지스터를 비도통으로 함으로써, 상기 제2 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 비도통으로 하며,
    상기 제1 휘도 유지 단계에서는,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터를 도통시킴으로써, 상기 제1 신호선으로부터 상기 휘도 신호 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 인가하는, 표시 장치의 구동 방법.
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