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KR20160069986A - 표시 장치 및 표시 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 방법 Download PDF

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KR20160069986A
KR20160069986A KR1020150110716A KR20150110716A KR20160069986A KR 20160069986 A KR20160069986 A KR 20160069986A KR 1020150110716 A KR1020150110716 A KR 1020150110716A KR 20150110716 A KR20150110716 A KR 20150110716A KR 20160069986 A KR20160069986 A KR 20160069986A
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light
light emitting
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타케시 오쿠노
에이지 칸다
세이키 타카하시
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

화소마다의 발광 소자의 열화량에 따라서, 당해 발광 소자의 발광량을 보다 바람직한 형태로 보정한다. 매트릭스 형상으로 배치된 화소 회로를 포함하는 표시 장치로서, 상기 화소 회로는, 전류량에 따른 휘도에서 발광하는 발광 소자; 상기 발광 소자로 공급되는 전류량을, 인가된 제 1 전압에 따라서 제어하는 구동 회로; 제어 단자로 인가된 제 1 게이트 전압에 따라서, 상기 발광 소자와 상기 구동 회로 사이의 도통 상태와 비도통 상태를 전환하는 제 1 트랜지스터; 상기 발광 소자로부터 출사되는 광의 휘도를 검출하는 광 센서; 상기 제 1 전압에 따라서 인가된 제 2 전압을 유지하는 용량; 및 상기 제 1 트랜지스터로의 상기 제 1 게이트 전압의 인가를 제어하는 제 2 트랜지스터; 를 구비하고, 상기 제 2 트랜지스터는 상기 광 센서의 검출 결과와, 상기 용량에 유지된 상기 제 2 전압에 따라서 결정되는 제 2 게이트 전압에 기초하여 도통 상태로 전환되고, 상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 2 트랜지스터가 도통 상태로 전환함으로써, 인가되는 상기 제 1 게이트 전압에 기초하여 비도통 상태로 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치가 제공된다.

Description

표시 장치 및 표시 방법 {DISPLAY DEVICE AND DISPLAYING METHOD OF THE SAME, AND PROGRAMING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치, 표시 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.
최근에 있어서는, 표시 장치로서, 유기 EL(Organic Electro-Luminescence) 소자 등의 자발광 소자를 포함하는 화소가 행렬 형상(매트릭스 형상)으로 배치되어 있는 평면형(플랫 패널 형)의 표시 장치가 제공되고 있다.
일본 특허 공개 공보 2001-524090 일본 특허 공개 공보 2006-506307
한편, 유기 EL 소자와 같은 자발광 소자(이후에는, 단지 「발광 소자」로 기재하는 경우가 있다)는 그 발광 휘도와 발광 시간에 비례하여 열화하는 특성이 있는 것으로 알려져 있다. 표시 장치에 표시되는 영상의 내용은 일률적이지 않기 때문에 발광 소자(유기 EL 소자)의 열화도 일률적이지 않다. 예를 들어, 흰색과 같이 휘도가 높은 색을 표시하고 있는 발광 소자는 흑색과 같이 휘도가 낮은 색을 표시하고 있는 발광 소자에 비해 더 쉽게 열화될 수 있다.
열화가 많이 진행된 발광 소자는 열화의 진행이 늦은 다른 발광 소자에 비해 휘도가 상대적으로 저하하는 경향이 있다. 이와 같은 현상은 일반적으로 「이미지·스틱킹(번인:burn-in)」으로서 알려져 있다.
이와 같이, 발광 소자의 열화에 따른 화소 사이의 휘도의 변화를 저감하는 기술의 일 예가 특허 문헌 1(일본 특허 공개 공보 2001-524090)에 개시되어 있다. 즉, 특허 문헌1에 개시된 기술에 따르면, 화소 회로 내에 마련된 포토다이오드에 의해 발광 소자로부터의 광의 일부를 수광하고, 수광 결과에 기초하여 발광 소자로 공급되는 전류량을 제어함으로써, 당해 발광 소자의 휘도 열화를 보상하고 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 따른 기술에서는, 발광 소자로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 트랜지스터를 포화 영역에서 동작시키게 되기 때문에, 당해 트랜지스터의 특성 변동의 영향을 받고, 동작이 불안정하게 되는 경우가 있다.
또한, 다른 일 예로서, 특허 문헌 2(일본 특허 공개 공보 2006-506307)에는, 화소 회로 내에 마련된 포토다이오드에 의해 발광 소자로부터의 광의 일부를 수광하고, 수광 결과에 기초하여 발광 소자의 발광 시간(듀티비)를 제어함으로써, 당해 발광 소자의 휘도 열화를 보상하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 2에 따르면, 발광 시의 듀티비를 제어함으로써 발광 소자의 발광량을 제어하는 구동 방식 때문에, 동영상을 표시하는 경우에 있어서, 본래 표시되어 있지 않은 윤곽이 관측되는 이른바 유사 윤곽이 발생하는 경우가 있다.
여기서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이고, 본 발명의 목적으로 하는 것은 화소마다의 발광 소자의 열화량에 따라서, 당해 발광 소자의 발광량을 보다 바람직한 형태로 보정하는 것이 가능한, 표시 장치, 표시 방법, 및 프로그램을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 화소 회로는 발광 소자, 구동 회로, 제1 트랜지스터, 제1 광 센서, 용량, 및 제2 트랜지스터를 포함한다. 상기 발광 소자는 전류량에 따른 휘도의 광을 출사하고, 상기 구동회로는 인가된 제1 전압에 대응하게 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을 제어한다. 상기 제1 트랜지스터는 제1 제어 단자로 인가된 제1 게이트 전압에 응답하여 상기 발광 소자와 상기 구동 회로의 전기적 연결을 스위칭한다. 상기 제1 광 센서는 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 휘도를 검출한다. 상기 용량은 상기 제1 전압을 반영한 제2 전압을 유지한다. 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터에 상기 제1 게이트 전압을 제공한다. 상기 제2 트랜지스터는 상기 검출된 광의 휘도와 상기 용량에 유지된 상기 제2 전압에 의해 결정되는 제2 게이트 전압에 응답하여 턴-온된다. 상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터가 턴-온될 때 인가되는 상기 제1 게이트 전압에 응답하여 턴-오프된다.
상기 용량에 유지된 상기 제2 전압의 방전 기간은 상기 검출된 광의 휘도에 따라 제어된다. 상기 방전 기간에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간이 제어될 수 있다.
상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 제어 단자, 제1 단자, 및 제2 단자를 포함할 수 있다.
상기 제2 트랜지스터는 제2 제어 단자, 제3 단자, 및 제4 단자를 포함할 수 있다.
상기 제2 트랜지스터의 상기 제3 단자는 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어 단자에 접속될 수 있다. 상기 제1 광 센서의 한 쪽 단자와 상기 용량의 한 쪽 단자 각각은 상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자에 접속될 수 있다.
상기 제1 광센서에 직렬 접속하고 상기 용량에 대해 병렬 접속하며 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 직접 인가되지 않는 제2 광 센서를 더 포함하고, 상기 제2 전압의 방전 기간은 상기 제1 광 센서 및 상기 제2 광 센서의 검출 결과에 의해 제어될 수 있다.
상기 제2 제어 단자와 상기 제3 단자 사이의 전기적 연결을 스위칭하는 제1 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자의 발광 기간 이전에 정의된 준비 기간 동안에 상기 제2 트랜지스터와 상기 제1 스위칭 소자가 턴-온되고, 상기 제2 제어 단자는 상기 제2 트랜지스터의 문턱값 전압을 반영한 전위를 가질 수 있다.
상기 제2 전압에 상기 문턱값 전압이 보상될 수 있다.
상기 준비 기간 동안에 상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자의 전위는 문턱값 전압이 반영되지 않은 값에서 문턱값 전압이 반영된 값으로 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 화소 회로는 제2 용량 및 상기 제1 용량의 한 쪽 단자에 상기 제2 전압을 제공하는 제2 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 용량은 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제1 용량의 한 쪽 단자 사이에 개재한다. 상기 제2 스위칭 소자가 턴-온 될 때, 상기 제2 전압이 상기 제2 용량을 통하여 상기 제1 용량의 상기 한 쪽 단자로 인가된다.
상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자가 상기 제2 트랜지스터의 문턱값 전압을 반영한 전위를 가진 이후에, 상기 제2 스위칭 소자가 턴-온될 수 있다.
상기 제2 트랜지스터의 상기 제4 단자에 상기 제2 전압을 제공하는 제3 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 트랜지스터, 상기 제1 스위칭 소자, 및 상기 제3 스위칭 소자가 턴-온 될때, 상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자로 상기 제2 전압이 인가됨으로써, 상기 제2 제어 단자는 상기 제2 트랜지스터의 문턱값 전압이 반영된 전위를 가질 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는 상기 제1 스위칭 소자에 동기하여 스위칭될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 방법은 상기 제1 광 센서에서 검출된 광의 휘도와 상기 용량에 유지된 상기 제2 전압에 의해 결정되는 제2 게이트 전압에 기초하여 상기 제2 트랜지스터가 턴-온 되는 단계 및 상기 제2 트랜지스터가 턴-온될 때 인가되는 상기 제1 게이트 전압에 기초하여 상기 제1 트랜지스터가 턴-오프되는 단계를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 화소 회로마다의 발광 소자의 열화량에 따라서, 당해 발광 소자의 발광량을 보다 바람직한 형태로 보정하는 것이 가능한, 표시 장치, 표시 방법, 및 프로그램이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표시 장치에 있어서 휘도 열화 보상의 원리에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표시 장치에 있어서 휘도 열화 보상의 원리에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 구성의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 동 실시 형태에 따른 화소 회로의 구성의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명하기 위한 개략적인 타이밍차트이다.
도 6은 도 5에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 도 5에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 도 5에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 도 5에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 11은 발광 휘도에 따른, 보상용 데이터 신호의 제어의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는 발광 휘도에 따른, 보상용 데이터 신호의 제어의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 13은 발광 휘도에 따른, 보상용 데이터 신호의 제어의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 화소 회로의 구성의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 15는 동 실시 형태에 따른 화소 회로의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명하기 위한 개략적인 타이밍차트이다.
도 16은 도 15에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 17은 도 15에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 18은 도 15에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 19는 도 15에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 20은 도 15에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써, 중복 설명을 생략한다.
<1. 보상의 원리>
먼저, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치의 특징을 보다 쉽게 이해하기 위해, 당해 표시 장치가, 화소 회로마다 발광 소자의 열화량에 따라서, 당해 발광 소자의 발광량을 보상(보정)하는 제어(즉, 휘도 열화 보상)의 원리에 대해서 설명한다.
예를 들어, 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치에 있어서 휘도 열화 보상의 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 예를 들어, 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치의 화소 회로의 회로 구성을 나타낸다. 특히, 휘도 열화 보상을 위한 회로에 초초점을 맞추어 모델화하였다. 또한, 도 2는 도 1에서 나타낸 회로의 개략적인 구동 타이밍에 대해서 특히, 발광 소자의 발광 시간에 초점을 맞추어 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 화소 회로는 구동 회로(117), 제어 트랜지스터(EM-TFT), 유기 EL 소자(OLED), 광 센서(Ps), 및 센서 용량(Cs)을 포함한다.
유기 EL 소자(OLED)는 이른바, 전류 구동 소자이고, 공급되는 구동 전류(Ic)에 비례하여 발광 휘도가 변화한다.
구동 회로(117)는 데이터 신호(Data, 휘도에 따른 전압 신호)의 공급을 받아서, 당해 데이터 신호(Data)에 따른 휘도로 유기 EL 소자(OLED)를 발광시킨다. 구동 회로(117)는 데이터 신호(Data)에 대응하는 구동 전류(Ic)를 출력한다.
구동 회로(117)는 예를 들어, 2 개의 트랜지스터와 하나의 유지 용량을 포함하는 이른바 2T1C 회로나, 6 개의 트랜지스터와 하나의 유지 용량을 포함하는 이른바 6T1C 회로 등에 의해 구성될 수 있다. 이와 같은 구성인 경우에는, 구동 회로(117)는 예를 들어, 이른바 구동 트랜지스터를 포함하고, 당해 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 데이터 신호(Data)를 공급함으로써, 당해 데이터 신호(Data)에 따라서 변화하는 소스-드레인 사이 전류를 구동 전류(Ic)로서 출력한다.
물론, 상기에 나타내는 구동 회로(117)의 구성은 어디까지나 일 예이고, 공급된 데이터 신호(Data)에 따라서, 출력되는 구동 전류(Ic)를 제어 가능하면(즉, 데이터 신호(Data)를 아날로그 전류(Ic)로 변환 가능하면), 당해 구동 회로(117)의 구성은 특별히 한정되지 않는다.
제어 트랜지스터(EM-TFT)는 예를 들어, P 채널형의 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)에 의해 구성될 수 있다.
제어 트랜지스터(EM-TFT)의 소스 단자 측에는 구동 회로(117)가 접속되어 있고, 드레인 단자 측에는, 유기 EL 소자(OLED)의 애노드 측이 접속되어 있다. 또한, 유기 EL 소자의 캐소드 측에는 전원 전압(ELVSS)이 접속되어 있다. 즉, 제어 트랜지스터(EM-TFT)가 턴-온된 경우(즉, 소스-드레인 사이에 전류 패스가 형성된 상태)에는, 구동 회로(117)로부터의 구동 전류(Ic)가 제어 트랜지스터(EM-TFT)를 통하여 유기 EL 소자(OLED)로 공급되고, 당해 구동 전류(Ic)에 대응하게 유기 EL 소자(OLED)가 발광하게 된다.
광 센서(Ps)는 예를 들어, 포토다이오드나 포토트랜지스터 등에 의해 구성될 수 있다. 또한, 광 센서(Ps)의 재료로서는, 예를 들어, 폴리 실리콘, 아모퍼스 실리콘 등을 들 수 있다. 광 센서(Ps)는 한 쪽의 단자가 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 소정의 전위의 전극에 접속되어 있다. 광 센서(Ps)는 유기 EL 소자(OLED)로부터의 출사된 광의 일부를 수신한다.
또한, 센서 용량(Cs)의 한 쪽의 단자는 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자에 접속되고, 다른 쪽의 단자는 광 센서(Ps)와 마찬가지로 소정의 전위의 전극에 접속되어 있다. 센서 용량(Cs)은 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자로 인가된 전압을 유지한다.
광 센서(Ps)에 의해 유기 EL 소자(OLED)로부터 출사된 광이 검출되면, 검출된 광의 휘도(즉, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도)에 대응하는 전류가 광 센서(Ps)에 흐른다. 이하, 광 센서(Ps)의 검출 결과(검출된 광의 휘도)에 대응하게 광 센서(Ps)에 흐르는 전류를 「센싱 전류(Is)」로 기재하는 경우가 있다.
센서 용량(Cs)에 유지된 전압은 광 센서(Ps)의 검출 결과에 따른 센싱 전류(Is)에 의해 방전되고, 센서 용량(Cs)의 방전에 의해 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자의 전위가 상승한다. 즉, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자의 전위(Vg)는 광 센서(Ps)에서 검출된 광의 휘도에 따른 센싱 전류(Is), 및 센서 용량(Cs)의 시정수에 의존하여 상승한다. 그리고, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자의 전위(Vg)가 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 문턱값 전압(Vth)에 도달하면, 제어 트랜지스터(EM-TFT)는 턴-오프(즉, 소스-드레인 사이에 전류패스가 차단된 상태) 된다.
이하, 트랜지스터나 스위칭 소자에 전류패스가 형성된 상태를 「턴-온 상태」라 칭하고, 전류패스가 차단된 상태를 「턴-오프 상태」라 칭하는 경우가 있다.
여기서, 도 2를 참조하여, 유기 EL 소자(OLED)의 열화량에 따른, 유기 EL 소자(OLED)의 발광량 보상(보정)에 대해서 설명한다. 도 2에 있어서, 참조 부호(T0)는 1 프레임 기간에 정의된 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간을 나타내고 있다. 또한, 참조 부호(T1)는 열화 전의 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간을 나타내고 있다. 또한, 유기 EL 소자(OLED)의 열화 전의 상태를, 이후에는 「초기 상태」로 기재하는 경우가 있다.
초기 상태에 비해 유기 EL 소자(OLED)의 열화가 진행하면, 열화에 따라 유기 EL 소자(OLED)의 휘도는 저하하기 때문에, 광 센서(Ps)에 따른 센싱 전류(Is)는 유기 EL 소자(OLED)의 열화에 따라 감소한다. 센서 용량(Cs)에 유지된 전압의 방전 시간이 길어지고, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자의 전위(Vg)가 문턱값 전압(Vth)에 도달하는 시간이 길어지기 때문에, 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간도 길어진다. 도 2에 있어서, 참조 부호(T2)로 나타낸 보상 발광 기간은 유기 EL 소자(OLED)의 열화에 따라 연장된 발광 기간을 나타내고 있다.
여기서, 유기 EL 소자(OLED)의 발광량은 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류(즉, 구동 전류(Ic))와 발광 기간의 길이에 비례한다. 그러므로, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치에서는, 유기 EL 소자(OLED)의 열화에 따라 발광 기간을 연장시킴으로써, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화를 보상할 수 있다.
또한, 상기에 설명한 유기 EL 소자(OLED)의 열화에 따라 발광 기간을 연장시키기 위한 화소 회로의 상세한 구성의 일 예에 대하여는 별도로 후술한다.
이상, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치가, 화소 회로마다 발광 소자의 열화량에 따라서 발광 소자의 발광량을 보상(보정)하는 제어의 원리에 대해서 설명하였다.
<2. 제1 실시 형태>
[2.1. 표시 장치의 구성]
이어서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치에 대해서 설명한다. 먼저, 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)의 기능 구성의 일 예에 대하여 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)의 구성의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 3에 있어서, 도면의 횡 방향을 행 방향(X 방향), 세로 방향을 열 방향(Y 방향)으로 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 표시부(100), 스캔 드라이버(120), 및 데이터 드라이버(130)를 갖는다.
표시부(100)는 복수의 화소 회로(110)를 갖는다. 데이터 신호에 대응하는 영상은 복수의 화소 회로(110)에 의해 정의되는 표시 화소에서 표시된다. 표시부(100)에는 각각이 행 방향(X 방향)을 향하여 연장된 복수의 주사 선(112 및 113)과, 복수의 초기화 신호 선(116)이 배치된다. 또한, 표시부(100)에는 각각이 열 방향(Y 방향)을 향하여 연장된 복수의 데이터 선(114) 및 보상용 신호 선(115)이 배치된다. 또한, 본 설명에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 표시부(100)에는, n(n은 2 이상의 정수)개의 주사 선(112), n(n은 2 이상의 정수)개의 주사 선(113), 및 n(n은 2 이상의 정수)개의 초기화 신호 선(116)과, m(m은 2 이상의 정수)개의 데이터 선(114) 및 m(m은 2 이상의 정수)개의 보상용 신호 선(115)가 배치될 수 있다.
복수의 화소 회로(110) 각각은 행 방향(X 방향)으로 연장된 복수의 주사 선(112 및 113)과, 열 방향(Y 방향)으로 연장된 복수의 데이터 선(114)이 교차하는 영역에 각각 배치될 수 있다. 화소 회로(110)의 상세한 구성에 대하여는 별도로 후술한다.
또한, 표시부(100)에는, 고전위 전원(VDD, 도 4 참조), 저전위 전원(VGL, 도 4 참조), 전원 전압(ELVDD 및 ELVSS, 도 4 참조)이 접속되고, 도시하지 않은 상위의 제어 회로에 의한 제어에 기초하여, 각 전원으로부터 전원에 대응하는 전압이 인가된다.
스캔 드라이버(120)에는 Y 방향으로 배열된 복수의 주사 선(112 및 113)과, 복수의 초기화 신호 선(116)이 접속되어 있다.
스캔 드라이버(120)는 X 방향으로 배열된 복수의 주사 선(112 및 113)을 통하여 화소행들에 Scan 신호들을 공급한다. 이때, 주사 선(113)에는 주사 선(112)에 Scan 신호가 공급되는 타이밍보다도 1 수평 주사 기간만큼 빠른 타이밍으로 Scan 신호가 공급된다. 즉, i 번째(1 ≤ i ≤ n)의 수평 주사 기간에 공급되는 Scan 신호를 Scan(i) 신호라 하면, 화소 회로(110)는 주사 선(112)을 통하여 Scan(i) 신호를 수신하고 주사 선(113)를 통하여 Scan(i-1) 신호를 수신한다.
또한, 스캔 드라이버(120)는 화소 회로(110)에 Scan 신호를 공급하는 타이밍에 따라서 화소 회로(110)에 초기화 신호(Init)를 공급한다. 또한, 이후의 설명에서는, i 번째의 수평 주사 기간에 대응하여 공급되는 초기화 신호(Init)를 「초기화 신호(Init(i))」로 기재하는 경우가 있다.
데이터 드라이버(130)에는 X 방향으로 배열된 복수의 데이터 선(114) 및 복수의 보상용 신호 선(115)가 접속되어 있다.
데이터 드라이버(130)는 화소열들마다 배열된 데이터 선들(114)을 통하여 화소열들에 대응하는 발광 휘도(바꾸어 말하면, 계조)에 따른 데이터 신호들(Data)(전압 신호)을 공급한다. 또한, 이후의 설명에서는, 제 j 열의 화소 회로(110)에 대해 공급되는 데이터 신호(Data)를 「데이터 신호(Data)(j)」로 기재하는 경우가 있다.
또한, 데이터 드라이버(130)는 화소열들마다 배열된 보상용 신호 선들(115)을 통하여 화소열들에 대응하는 발광 휘도(계조)에 따른 보상용 데이터 신호들(Comp. Data)을 공급한다. 또한, 이후의 설명에서는 제 j 열의 화소 회로(110)에 대해 공급되는 보상용 데이터 신호(Comp. Data)를 「Data(j)」라 기재하는 경우가 있다.
이상, 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)의 기능 구성의 일 예에 대하여 설명하였다. 또한, 상기에 설명한 표시 장치(10)의 기능 구성은 어디까지나 일 예이고, 화소 회로(110)에 대해, 각 신호를 공급하는 것이 가능하면, 스캔 드라이버(120)나 데이터 드라이버(130)의 구성은 특별히 한정되지 않는다.
[2.2. 화소 회로의 구성]
이어서, 도 4를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 일 예에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 4는 도 3에 나타내는 표시부(100)를 구성하는 복수의 화소 회로(110) 중 제 n 행에 배치되는 화소 회로(110)의 일 예를 나타내고 있다. 또한, 표시부(100)를 구성하는 다른 화소 회로(110)에 대하여는, 도 4에 나타내는 화소 회로(110)의 구성과 동일한 구성을 취하는 것이 가능하기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 화소 회로(110)는 유기 EL 소자(OLED), 구동 회로(117), 제어 트랜지스터(M1 및 M3), 스위칭 트랜지스터(M2, M4, M15, 및 M31), 광 센서들(Ps1 및 Ps2), 센서 용량(Cs), 및 용량들(C1 및 C2)을 포함한다.
제어 트랜지스터(M1 및 M3)는 예를 들어, P 채널형의 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)에 의해 구성될 수 있다.
또한, 구동 회로(117)는 도 1을 참조하여 전술한 구동 회로(117)에 상당한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제어 트랜지스터(M1)의 소스 단자 측에는 구동 회로(117)가 접속되어 있고, 드레인 단자 측에는, 유기 EL 소자(OLED)의 애노드 측이 접속되어 있다. 또한, 유기 EL 소자의 캐소드 측에는 전원 전압(ELVSS)이 접속되어 있다.
구동 회로(117)는 스위칭 트랜지스터(M31)를 통하여, 데이터 선(114)에 접속되어 있다. 스위칭 트랜지스터(M31)는 주사 선(112)을 통하여 전달되는 Scan(n) 신호에 응답하여 턴-온 또는 턴-오프된다. 즉, Scan(n) 신호에 기초하여 스위칭 트랜지스터(M31)가 턴-온 됨으로써, 데이터 선(114)을 통하여 전달된 데이터 신호(Data)가 구동 회로(117)로 공급된다. 또한, 구동 회로(117)에는, 도시하지 않은 전원 전압(ELVDD)으로부터 전원 전압이 공급된다.
이와 같은 구성에 의해, 구동 회로(117)는 데이터 선(114) 및 스위칭 트랜지스터(M31)를 통하여 공급된 데이터 신호(Data)에 따른 구동 전류(Ic)를 제어 트랜지스터(M1)의 소스 단자로 공급한다.
제어 트랜지스터(M3)의 소스 단자에는 고전위 전원(VDD)이 접속되고, 드레인 단자에는 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자가 접속된다. 즉, 제어 트랜지스터(M3)가 턴-온 또는 턴-오프됨에 따라 제어 트랜지스터(M1)가 턴-온 또는 턴-오프된다. 또한, 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자가 접속되는 노드를 이후에는, 「노드(Na)」로 기재하는 경우가 있다. 또한, 제어 트랜지스터(M1 및 M3) 각각이 턴-온 상태 또는 턴-오프 상태로 전환하는 타이밍에 대한 상세한 설명은 화소 회로(110)의 구동 타이밍에 맞추어 별도로 후술한다.
용량(C1)은 한 쪽의 단자가 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 접속하는 노드(Nb)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 고전위 전원(VDD)에 접속된다. 또한, 노드(Nb)와 저전위 전원(VGL) 사이에는 스위칭 트랜지스터(M2)가 개재된다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 초기화 신호 선(116)을 통하여 공급되는 초기화 신호(Init)에 따라서 턴-온 또는 턴-오프된다.
또한, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자가 접속되는 노드를 「노드(Na)」라 한 경우 보상용 신호 선(115)과 노드(Na)는 스위칭 트랜지스터(M15) 및 용량(C2)을 통하여 접속된다. 스위칭 트랜지스터(M15)는 주사 선(112)을 통하여 전달되는 Scan(n) 신호에 따라서 턴-온 또는 턴-오프된다. 즉, Scan(n) 신호에 기초하여 스위칭 트랜지스터(M15)가 턴-온 됨으로써, 보상용 신호 선(115)을 통하여 전달된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 노드(Na)로 공급된다.
제어 트랜지스터(M3)의 드레인 단자(바꾸어 말하면, 노드(Nb))와 게이트 단자(바꾸어 말하면, 노드(Na)) 사이에는 스위칭 트랜지스터(M4)가 개재한다. 스위칭 트랜지스터(M4)는 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자와 드레인 단자 사이를 바이패스함으로써, 제어 트랜지스터(M3)를 다이오드 접속시킨다. 스위칭 트랜지스터(M4)는 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압의 변화를 보상한다. 스위칭 트랜지스터(M4)는 주사 선(113)을 통하여 전달되는 Scan(n-1) 신호에 응답하여 턴-온 또는 턴-오프된다.
광 센서(Ps1 및 Ps2)는 예를 들어, 포토다이오드나 포토트랜지스터 등에 의해 구성될 수 있다. 또한, 광 센서(Ps1 및 Ps2)의 재료로서는 예를 들어, 폴리 실리콘, 아모퍼스 실리콘 등을 들 수 있다.
광 센서(Ps1, 이하 제1 광 센서)는 유기 EL 소자(OLED)로부터 출사된 광의 일부를 수신한다. 제1 광 센서(Ps1)는 한 쪽의 단자가 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자기 접속한 노드(Na)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 저전위 전원(VGL)에 접속된다.
광 센서(Ps2, 이하 제2 광 센서)는 유기 EL 소자(OLED)로부터 출사된 광을 직접 수신하지는 않는다. 화소 회로(110)의 구조 등의 요인에 의해, 주위로부터 침입하여 오는 반사 광이나, 다른 화소 회로(110)로부터 제공되는 광 등의 노이즈 성분을 검출한다. 제2 광 센서(Ps2)는 한 쪽의 단자가 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자가 접속한 노드(Na)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 고전위 전원(VDD)에 접속된다. 이때, 광 센서(Ps1 및 Ps2)는 직렬로 접속된다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 광 센서(Ps1)의 검출 결과에 기초하여, 제1 광 센서(Ps1)를 흐르는 센싱 전류(Is)로부터, 제2 광 센서(Ps2)의 검출 결과에 기초한 노이즈 성분이 제거(캔슬)된다.
센서 용량(Cs)은 한 쪽의 단자가 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자가 접속된 노드(Na)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 저전위 전원(VGL)에 접속된다. 센서 용량(Cs)에 유지된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)는 광 센서들(Ps1 및 Ps2)의 검출 결과에 따라서 방전되고, 상기 방전에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 제어된다. 또한, 상세에 대하여는, 별도 후술한다.
이상, 도 4를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구성의 일 예에 대하여 설명하였다.
[2.3. 구동 타이밍]
이어서, 도 5 ~ 도 10을 참조하여, 도 4에 나타낸, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명하기 위한 개략적인 타이밍차트이다. 또한, 도 6 ~ 도 10은 도 5에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 1 프레임 기간(Frame)을 복수의 기간(T11~T16)으로 나눠서, 화소 회로(110)를 구동한다. 또한, 복수의 기간(T11~T16) 중 일부의 기간(T13~T15)이 유기 EL 소자(OLED)가 발광하는 발광 기간에 상당하고, 다른 기간(T11, T12, 및 T16)이 유기 EL 소자(OLED)가 소등하는 비발광 기간에 상당한다. 또한, 도 5는 복수의 기간(T11~T16)에 나타나는 초기화 신호(Init), Scan(n-1) 신호, 및 Scan(n) 신호의 변화와 노드들(Na 및 Nb)의 전위의 변화를 도시하였다. 또한, 일부의 기간(T11 및 T12)으로 나타낸 기간이 1개의 수평 주사 기간(1H)에 상당한다. 또한, 기간(T11 및 T12)으로 나타낸 기간과 동일한 시간 폭을 갖는 기간(T13 및 T14)으로 나타낸 기간도 1개의 수평 주사 기간(1H)에 상당하게 된다.
먼저, 제1 기간(T11)에 대해 설명한다. 도 6은 제1 기간(T11)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제1 기간(T11) 동안에 초기화 신호(Init)에 따라서 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-온 상태로 전환되고, Scan(n-1) 신호에 따라서 스위칭 트랜지스터(M4)가 턴-온 상태로 전환된다. 또한, 이때, 스위칭 트랜지스터(M15 및 M31)는 턴-오프 상태이다. 또한, 제어 트랜지스터(M1 및 M3)는턴-오프 상태로 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(M2 및 M4)가 턴-온 상태로 전환됨으로써, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자에 저전위 전원(VGL)이 라이트된다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(바꾸어 말하면, 노드(Na)의 전위)가 저전위 전원(VGL)으로 초기화된다.
이어서, 제2 기간(T12)에 대해 설명한다. 도 7은 제2 기간(T12)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제2 기간(T12) 동안에 초기화 신호(Init)에 따라서 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-오프 상태로 전환한다. 또한, 제1 기간(T11) 동안에 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자가 전압(VGL)에 의해 초기화됨으로써, 제2 기간(T12) 동안에 제어 트랜지스터(M3)가 톤-온 상태로 전환한다. 그러므로, 제어 트랜지스터(M3)와 스위칭 트랜지스터(M4) 각각이 턴-온 상태로 되고, 제어 트랜지스터(M3)의 드레인 단자(노드(Nb))와 게이트 단자(노드(Na))가 바이패스된다. 제어 트랜지스터(M3)는 이른바 다이오드 접속 된다.
여기서, 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압을 Vth라 하면, 제어 트랜지스터(M3)가 다이오드 접속됨으로써 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(노드(Na))의 전위는 문턱값 전압(Vth)을 반영한 전위(VDD-Vth)로 제어된다. 이와 같은 제어에 의해, 복수의 화소 회로(110) 사이에 있어서, 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)의 변화가 보상된다.
이어서, 제3 기간(T13) 및 제4 기간(T14)에 대해 설명한다. 도 8은 제3 기간(T13) 및 제4 기간(T14)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제3 기간(T13) 및 제4 기간(T14) 동안에 Scan(n) 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터(M31)가 턴-온 상태로 전환된다. 이것에 의해, 데이터 선(114)을 통하여 전달된 데이터 신호(Data)가 구동 회로(117)로 공급된다.
또한, 제3 기간(T13) 및 제4 기간(T14) 동안에 Scan(n) 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터(M15)가 턴-온 상태로 전환되고, Scan(n-1) 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터(M4)가 턴-오프 상태로 전환된다. 이것에 의해, 보상용 신호 선(115)을 통하여 전달된 보상용 데이터 신호(Comp.Data )가 스위칭 트랜지스터(M15) 및 용량(C2)을 통하여 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(노드(Na))에 라이트된다. 또한, 이때, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)은 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth) 보다 높아지기 때문에, 제어 트랜지스터(M3)는 턴-오프 상태로 전환한다.
또한, 스위칭 트랜지스터(M2)는 초기화 신호(Init)에 의해 제3 기간(T13) 동안에 턴-온 상태로 전환되고, 제4 기간(T14) 동안에 턴-오프 상태로 전환한다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자(노드(Nb))에, 저전위 전원(VGL)이 라이트되고, 제어 트랜지스터(M1)가 턴-온 상태로 전환된다.
이상과 같은 제어에 기초하여, 구동 회로(117)로부터, 데이터 신호(Data)에 대응하는 구동 전류(Ic)가 제어 트랜지스터(M1)를 통하여 유기 EL 소자(OLED)에 공급되고, 유기 EL 소자(OLED)가 구동 전류(Ic)에 대응하는 휘도로 발광한다.
이어서, 제5 기간(T15)에 대해 설명한다. 도 9는 제5 기간(T15)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제5 기간(T15) 동안에 Scan(n) 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터(M15 및 M31)가 턴-오프 상태로 전환된다.
스위칭 트랜지스터(M15)가 턴-오프 상태로 전환되면, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(노드(Na))가 플로팅되고, 센서 용량(Cs)에 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 유지된다. 또한, 유기 EL 소자(OLED)가 발광됨에 따라 발광된 광의 휘도에 대응하는 센싱 전류(Is)가 광 센서들(Ps1 및 Ps2)에 흐른다. 이때, 센싱 전류(Is)에 의해 센서 용량(Cs)에 유지된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 방전되고, 방전에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 저하한다,
이어서, 제6 기간(T16)에 대해 설명한다. 도 10은 제6 기간(T16)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 도 10에 도시된 것과 같이, 광 센서(Ps1 및 Ps2)의 검출된 광의 휘도에 기초하는 센싱 전류(Is)에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)에 도달하도록 낮아지고, 제어 트랜지스터(M3)가 턴-온 상태로 전환한다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자(노드(Nb))에 전압(VDD)이 라이트되고, 제어 트랜지스터(M1)가 턴-오프 상태로 전환된다. 이것에 의해, 구동 회로(117)로부터 유기 EL 소자(OLED)에 공급되는 구동 전류(Ic)가 차단되고, 유기 EL 소자(OLED)는 소등한다.
또한, 상술한 일련의 동작은 표시 장치(10)의 각 구성을 동작시키는 장치의 CPU를 기능시키기 위한 프로그램에 의해 달성할 수 있다. 이 프로그램은 그 장치에 인스톨된 OS(Operating System)를 통하여 실행되도록 구성할 수 있다. 또한, 이 프로그램은 상술한 처리를 실행하는 구성이 포함되는 장치가 읽기 가능하면, 기억되는 위치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 장치의 외부로부터 접속되는 기록 매체에 프로그램이 저장될 수도 있다. 이 경우에는 프로그램이 저장된 기록 매체를 장치에 접속함으로써, 그 장치의 CPU에 프로그램을 실행시키도록 구성하면 된다.
이상, 도 5 내지 도 10을 참조하여, 도 4에 도시된 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명하였다. 또한, 상기에 설명한 예에있어서 P 채널 형의 제어 트랜지스터(M1 및 M3)를 적용하는 경우를 예에 설명하였으나, 제어 트랜지스터(M1 및 M3)는 반드시 P 채널형의 트랜지스터에 한정되지 않는다. 구체적인 일 예로서, 제어 트랜지스터(M1 및 M3)를 N 채널형의 트랜지스터로 하여 구성할 수 있다. 또한, 그 경우에는, 각 신호의 전위의 관계를 각 트랜지스터의 특성에 맞춰서 적절하게 변경할 수 있다.
[2.4. 보상용 데이터 신호의 제어]
본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 있어서, 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 제어의 일 예에 대하여 설명한다.
도 5 및 도 8을 참조하여 전술한 바와 같이, 하나의 프레임 기간(Frame) 중의 제3 및 제4 기간(T13 및 T14, 도 5 참조)에 있어서, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)은 보상용 데이터 신호(Comp.Data)에 기초하여 결정된다. 또한, 제3 및 제4 기간(T13 및 T14, 도 5 참조)에 있어서 게이트 전압(Vg)은 광 센서들(Ps1 및 Ps2)의 센싱 전류(Is)에 의해 변화되는 제5 기간(T15)의 게이트 전압(Vg)의 초기 값에 상당한다. 즉, 게이트 전압(Vg)의 초기 값에 의해유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간(특히, 제5 기간(T15))이 변화하게 된다.
또한, 계조에 따른 데이터 신호(Data)에 의해 유기 EL 소자(OLED)의 발광 휘도도 변화되고, 발광 휘도의 변화에 의해 제1 광 센서(Ps1)를 흐르는 센싱 전류(Is)도 변화한다.
구체적인 일 예로서, 흰색(255 계조)를 표시시키는 경우, 유기 EL 소자(OLED)의 발광 휘도는 높아진다. 발광 휘도가 높아짐에 따라 제1 광 센서(Ps1)를 흐르는 센싱 전류(Is)가 커지고 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간은 짧아진다.
흰색(255 계조)을 표시시키는 경우에 비해 회색 등의 중간 계조(예를 들어, 128 계조)를 표시시키는 경우, 유기 EL 소자(OLED)의 발광 휘도는 낮아지고 제1 광 센서(Ps1)를 흐르는 센싱 전류(Is)도 작아진다. 그러므로, 흰색(255 계조)을 표시시키는 경우에 비해 회색 등의 중간 계조(예를 들어, 128 계조)를 표시시키는 경우, 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간은 길어지는(예를 들어, 2 배의 길이로 되는) 경향이 있다.
한편으로, 상기에 나타내는 바와 같이, 표시시키는 계조에 의존하여 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간이 변화되면 보상 정밀도에 영향을 미친다. 계조 표시를 위해 발광된 광과 휘도 열화 보상을 위해 발광된 광 중 제1 광 센서(Ps1)의 검출 대상이 되는 광을 판별하는 것이 곤란하기 때문이다.
이와 같은 상황을 감안하여, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에서는, 발광 휘도(계조)에 따라서 보상용 데이터 신호(Comp.Data)를 제어하고 있다. 여기서, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 발광 휘도(계조)에 따른, 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 제어의 일 예에 대하여 설명한다. 도 11 내지 도 13은 발광 휘도(계조)에 따른 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 제어의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
예를 들어, 도 11은 발광 휘도(계조)에 따른 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 제어에 대해서 설명하기 위해, 모델화된 화소 회로의 회로 구성의 일 예를 나타내고 있다. 도 11에 도시된 화소 회로는 도 1을 참조하여 설명한 화소 회로에 비해 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자에 보상용 데이터 신호(Comp.Data)를 공급하기 위한 구성을 더 포함하고 있다.
즉, 도 11에 도시된 화소 회로에 따르면, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자로 공급된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 센서 용량(Cs)에 유지된다. 또한, 센서 용량(Cs)에 유지된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)는 광 센서(Ps)의 검출 결과에 따른 센싱 전류(Is)에 의해 방전되고, 센서 용량의 방전에 의해 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자의 전위가 상승한다. 그리고, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 단자의 전위(Vg)가 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 문턱값 전압(Vth)으로 상승하면, 제어 트랜지스터(EM-TFT)는 턴-오프 상태로 된다.
여기서, 도 12를 참조한다. 도 12는 발광 휘도(계조)에 의존하지 않고 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 전압 값을 고정 한 경우에 있어서, 발광 휘도들(계조) 각각의 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)의 시계열에 따른 변화의 일 예를 나타내고 있다. 도 12에 나타내는 그래프에 있어서, 횡축은 시간(t)을 나타내고 있고, 종축은 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)을 나타내고 있다. 또한, 도 12에 나타내는 예에서는, 흰색(255 계조)를 표시시키는 경우와 회색 등의 중간 계조(128 계조)를 표시시키는 경우 각각에 대해서 시계열에 따른 게이트 전압(Vg)의 변화를 예시적으로 나타내고 있다. 또한, 도 12에 나타내는 예에서는, 유기 EL 소자(OLED)가 열화하지 않은 상태(초기 상태)인 것으로 가정한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 전압 값이 발광 휘도(계조)에 의존하지 않고 일정하기 때문에, 흰색(255 계조)의 게이트 전압(Vg)의 초기 값과 중간 계조(128 계조)의 게이트 전압(Vg)의 초기 값은 서로 동일하다. 또한, 도 12에 나타내는 게이트 전압(Vg)의 전압 값(Vginit)은 도 12에 나타내는 예에 있어서, 게이트 전압(Vg)의 초기 값을 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)은 광 센서(Ps)를 흐르는 센싱 전류(Is)에 의해 초기 값(Vginit)으로부터 시계열에 따라 상승한다. 그리고, 게이트 전압(Vg)이 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 문턱값 전압(Vth)에 도달하면, 제어 트랜지스터(EM-TFT)는 턴-오프 상태로 전환되고, 유기 EL 소자(OLED)는 소등한다.
이때, 도 12에 나타내는 바와 같이, 게이트 전압(Vg)이 문턱값 전압(Vth)에 도달하는 기간은 광 센서(Ps)에 의해 검출된 유기 EL 소자(OLED)의 발광 휘도에 따라 다르다. 예를 들어, 도 12에 도시된 거소가 같이 유기 EL 소자(OLED)가 흰색(255 계조)를 표시하는 경우에 비해 중간 계조(128 계조)를 표시하는 경우, 게이트 전압(Vg)이 문턱값 전압(Vth)에 도달하는 시간이 길어진다(예를 들어 2배 길어진다.).
도 13은 발광 휘도(계조)에 따라 다르게 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 전압 값을 제어한 경우, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)의 시계열에 따른 변화를 예시적으로 나타내고 있다. 또한, 도 12에 나타내는 그래프에 있어서 횡축 및 종축은 도 12에 나타내는 그래프와 동일하다. 또한, 도 13에 나타내는 예에서는, 도 12에 나타내는 예와 마찬가지로, 흰색(255 계조)를 표시시키는 경우와, 회색 등의 중간 계조(128 계조)를 표시시키는 경우의 쌍방에 대해서, 시계열에 따른 게이트 전압(Vg)의 변화의 일 예를 나타내고 있다. 또한, 도 13에 나타내는 예에서는, 유기 EL 소자(OLED)가 열화하지 않은 상태(초기 상태) 인 것으로 한다.
도 13에 있어서, 참조 부호(Vg128)는 중간 계조(128 계조)를 표시시키는 경우에 있어서 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 전압 값에 따른 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)의 초기 값의 일 예를 나타내고 있다. 또한, 참조 부호(Vg255)는 흰색(255 계조)를 표시시키는 경우에 있어서 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 전압 값에 따른 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)의 초기 값의 일 예를 나타내고 있다.
도 13에 나타내는 예에서는, 흰색(255 계조) 및 중간 계조(128 계조)을 표시하는 경우, 제어 트랜지스터(EM-TFT)의 게이트 전압(Vg)이 문턱값 전압(Vth)에 도달하기까지의 기간(즉, 도 13 중의 기준 발광 기간(T5))이 일정하게 되도록 게이트 전압(Vg)의 초기 값(Vg255 및 Vg128)이 조정되어 있다.
구체적인 일 예로서, 중간 계조(128 계조)를 표시한 경우에 비해 흰색(255 계조)를 표시한 경우에 단위 시간당 게이트 전압(Vg)의 변화량이 2배 일 수 있다. 흰색(255 계조)를 표시한 경우에 있어서, 문턱값 전압(Vth)에 도달하기까지의 게이트 전압(Vg)의 변화량이 중간 계조(128 계조)를 표시한 경우의 2 배가 되도록, 게이트 전압(Vg)의 초기 값(Vg256 및 Vg128)을 설정할 수 있다. 또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 흰색(255 계조)에 대응하는 게이트 전압(Vg)의 초기 값(Vg255)과 중간 계조(128 계조)에 대응하는 게이트 전압(Vg)의 초기 값(Vg128) 사이의 대소 관계는 Vg255 < Vg128로 된다.
또한, 흰색(255 계조) 및 중간 계조(128 계조) 이외의 다른 계조에 대해서도, 기준 발광 기간(T5)이 일정하게 되도록, 게이트 전압(Vg)의 초기 값을 설정할 수 있다. 물론, 반드시 모든 계조에 대해 게이트 전압(Vg)의 초기 값을 설정하는 필요는 없고, 일부의 계조에 대하여는, 보간 처리에 기초하여 게이트 전압(Vg)의 초기 값이 산출될 수 있다.
이상과 같이, 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가, 발광 휘도(계조)에 따라서 제어됨으로써, 초기 상태(즉, 열화 전)의 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간이, 발광 휘도(계조)에 의존하지 않고 일정하게 되도록 제어된다. 이와 같은 구성에 의해, 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간은 계조 데이터에 영향을 미치지 않기 때문에, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 유기 EL 소자(OLED)의 열화량을 검출하고 검출 결과에 따라서 발광 기간을 연장하는 것이 가능하게 된다.
이상, 도 11 ~ 도 13를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 있어서, 보상용 데이터 신호(Comp.Data)의 제어의 일 예에 대하여 설명하였다.
[2.5. 정리]
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 발광 휘도(계조)에 따른 데이터 신호(Data)에 따라서 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 제어를 수행하기 위한 구동 회로(117)와 구동 회로(117)의 후단에 위치하는 유기 EL 소자(OLED)의 발광량을 보정하기 위한 회로 군을 구비한다. 이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 발광 휘도(계조)에 따른 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 제어와 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화의 보상을 독립하여 제어하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1 광 센서(Ps1)의 검출 결과에 대응하게 센서 용량(Cs)의 방전 기간이 변화하고, 센서 용량(Cs)의 방전에 대응하게 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 제어된다. 이것에 의해, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에 따르면, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화량에 대응하게 센서 용량(Cs)의 방전 기간이 연장되고, 방전 기간이 연장됨에 따라 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간(특히, 도 5의 제5 기간(T15))이 연장된다. 즉, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에 의하면, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화량에 대응하게 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간이 연장되기 때문에, 결과적으로 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화를 보상하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기에 나타낸 화소 회로(110)의 구성(도 4 참조)과 화소 회로(110)의 제어(도 5 내지 도 10)에 의해 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화의 보상에 따른 제어를 화소 회로(110) 내부에서 완결시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 유기 EL 소자(OLED)의 발광을 제어하기 위해 제어 트랜지스터(M1)의 온/오프가 제어 트랜지스터(M3)의 온/오프에 의해 제어될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에서는, 제어 트랜지스터(M1)의 온/오프 시간이 더 짧아지도록 제어될 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에서는, 복수의 화소 회로(110) 사이에 있어서 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)의 편차가 보상되기 때문에, 문턱값 전압(Vth)의 변화에 따른 제어 트랜지스터(M1)의 전환 타이밍의 변화가 제어된다. 즉, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화에 따른 보상 발광 기간을 더 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 보다 바람직한 형태로, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 설정과 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화량에 따른 발광량의 보정을 실현하는 것이 가능하게 된다.
<3. 제2 실시 형태>
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 대해서 설명한다. 또한, 제2 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 전술한 제1 실시 형태에 따른 표시 장치(10)와, 화소 회로(110)의 구성이나, 화소 회로(110)의 구동 타이밍이 특히 다르다. 그러므로, 본 설명에서는, 화소 회로(110)의 구성, 및, 화소 회로(110)의 구동 타이밍에 초점을 맞추어 설명하고, 그 외의 구성에 대하여는, 상세한 설명은 생략한다.
[3.1. 화소 회로의 구성]
먼저, 도 14를 참조하여, 제2 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구성의 일 예에 대하여 설명한다. 도 14는 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구성의 일 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 14에서는, 도 3에 나타내는 표시부(100)를 구성하는 복수의 화소 회로(110) 중, 제 n 행에 배치되는 화소 회로(110)의 일 예를 나타내고 있다. 또한, 표시부(100)를 구성하는 다른 화소 회로(110)에 대하여는, 도 14에 나타내는 화소 회로(110)의 구성과 동일할 수 있기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 유기 EL 소자(OLED), 구동 회로(117), 제어 트랜지스터(M1 및 M3), 스위칭 트랜지스터(M2, M4, M25, M26, 및 M31), 광 센서들(Ps1 및 Ps2), 센서 용량(Cs), 및 용량(C1)을 포함한다.
또한, 도 14에 나타내는, 구동 회로(117), 제어 트랜지스터(M1 및 M3), 및 유기 EL 소자(OLED)는 전술한 제1 실시 형태(도 4 참조)에 따른, 구동 회로(117), 제어 트랜지스터(M1 및 M3), 및 유기 EL 소자(OLED)에 상당한다. 마찬가지로, 광 센서들(Ps1 및 Ps2), 및 센서 용량(Cs)은 전술한 제1 실시 형태(도 4 참조)에 따른, 광 센서들(Ps1 및 Ps2), 및 센서 용량(Cs)에 상당한다. 또한, 도 14에 나타내는, 스위칭 트랜지스터(M2, M4, 및 M31), 및 용량(C1)은 전술한 제1 실시 형태(도 4 참조)에 따른, 스위칭 트랜지스터(M2, M4, 및 M31), 및 용량(C1)에 상당한다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 제어 트랜지스터(M1)의 소스 단자 측에는 구동 회로(117)가 접속되어 있고, 드레인 단자 측에는, 유기 EL 소자(OLED)의 애노드 측이 접속되어 있다. 또한, 유기 EL 소자의 캐소드 측에는 전원 전압(ELVSS)이 접속되어 있다.
구동 회로(117)는 스위칭 트랜지스터(M31)를 통하여, 데이터 선(114)에 접속되어 있다. 스위칭 트랜지스터(M31)는 주사 선(112)를 통하여 전달되는 Scan(n) 신호에 따라서, 턴-온 또는 턴-오프한다. 즉, Scan(n) 신호에 기초하여 스위칭 트랜지스터(M31)가 턴-온 상태(즉, 도통 상태)로 됨으로써, 데이터 선(114)를 통하여 전달된 데이터 신호(Data)가 구동 회로(117)로 공급된다. 또한, 구동 회로(117)에는, 도시하지 않은 전원 전압(ELVDD)으로부터 전원 전압이 공급된다.
이와 같은 구성에 의해, 구동 회로(117)는 데이터 선(114) 및 스위칭 트랜지스터(M31)를 통하여 공급된 데이터 신호(Data)에 따른 구동 전류(Ic)를 후단에 위치하는 제어 트랜지스터(M1)의 소스 단자로 공급한다.
제어 트랜지스터(M3)의 소스 단자는 스위칭 트랜지스터(M25)를 통하여 고전위 전원(VDD)이 접속되고, 드레인 단자는 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 접속된다. 스위칭 트랜지스터(M25)는 후술하는 Sense 신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프한다. 또한, Sense 신호는 예를 들어, 스캔 드라이버(120)가 각 화소 회로(110)에 대해 공급할 수 있다. 각 화소 회로(110)에 대해 소정의 타이밍에서 Sense 신호를 공급하는 것이 가능하면, Sense 신호의 공급원은 특히 한정되지 않는다.
또한, 제어 트랜지스터(M3)의 소스 단자는 스위칭 트랜지스터(M26)를 통하여 보상용 신호 선(115)이 접속된다. 스위칭 트랜지스터(M25)는 주사 선(113)을 통하여 전달되는 Scan(n-1) 신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프된다. 즉, Scan(n-1) 신호에 기초하여 스위칭 트랜지스터(M26)가 턴-온됨으로써, 보상용 신호 선(115)를 통하여 전달된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 제어 트랜지스터(M3)의 소스 단자로 공급된다.
또한, 이후에는, 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자가 접속되는 노드를 「노드(Nb)」로 기재하는 경우가 있다. 또한, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자가 접속되는 노드를 「노드(Na)」로 기재하는 경우가 있다.
용량(C1)의 한 쪽 단자가 노드(Nb)에 접속되고, 다른 쪽 단자가 고전위 전원(VDD)에 접속된다. 또한, 노드(Nb)와 저전위 전원(VGL) 사이에는 스위칭 트랜지스터(M2)가 개재한다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 초기화 신호 선(116)을 통하여 공급되는 초기화 신호(Init)에 의해 턴-온 또는 턴-오프한다.
제어 트랜지스터(M3)의 드레인 단자(바꾸어 말하면, 노드(Nb))와, 게이트 단자(바꾸어 말하면, 노드(Na)) 사이에는 스위칭 트랜지스터(M4)가 개재한다. 스위칭 트랜지스터(M4)는 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자와 드레인 단자 사이를 바이패스함으로써, 제어 트랜지스터(M3)를 다이오드 접속시킨다. 스위칭 트랜지스터(M4)에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압의 변화가 보상될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(M4)는 주사 선(113)을 통하여 전달되는 Scan(n-1) 신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프한다.
광 센서(Ps1, 이하 제1 광 센서)는 유기 EL 소자(OLED)로부터의 광의 일부가 조사되도록 마련되어 있다. 제1 광 센서(Ps1)는 한 쪽의 단자가 노드(Na)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 저 전위 전원(VGL)에 접속된다.
광 센서(Ps2, 이하 제2 광센서)는 유기 EL 소자(OLED)로부터의 직접 광이 차폐되도록 배치된다. 제2 광센서(Ps2)는 화소 회로(110)의 구조 등의 요인에 의한 노이즈 광, 즉 주위로부터 침입하여 오는 반사 광이나 다른 화소 회로(110)에서 출사된 광을 노이즈 성분으로써 검출한다. 광 센서(Ps2)의 한 쪽 단자가 노드(Na)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 고전위 전원(VDD)에 접속된다. 이때, 광 센서들(Ps1 및 Ps2)은 직렬로 접속된다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 광 센서(Ps1)의 검출 결과에 기초하여 제1 광 센서(Ps1)를 흐르는 센싱 전류(Is)를 산출하고, 광 센서(Ps2)의 검출 결과에 기초하여 노이즈 성분이 제거(캔슬)된다.
센서 용량(Cs)은 한 쪽의 단자가 노드(Na)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 저전위 전원(VGL)에 접속된다. 센서 용량(Cs)은 노드(Na)에 대해 공급된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)를 유지한다. 센서 용량(Cs)에 유지된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)는 광 센서들(Ps1 및 Ps2)의 검출 결과에 따라서 방전되고, 상기 방전에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 제어된다.
이상, 도 14를 참조하여 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구성의 일 예에 대하여 설명하였다.
[3.2. 구동 타이밍]
도 15 내지 도 20을 참조하여, 도 14에 나타낸, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명한다. 도 15는 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명하기 위한 개략적인 타이밍차트이다. 또한, 도 16 내지 도 20은 도 15에 나타낸 각 타이밍에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 1 프레임 기간(Frame)을 복수의 기간들(T21~T25)로 나눠서 화소 회로(110)를 구동한다. 또한, 기간들(T21~T25) 중 일부의 기간(T23 및 T24)이 유기 EL 소자(OLED)가 발광하는 발광 기간에 상당하고, 다른 일부의 기간(T21, T22, 및 T25)이 유기 EL 소자(OLED)가 소등하는 비발광 기간에 상당한다. 또한, 도 15는 기간들(T21~T25)에 있어서, 초기화 신호(Init), Scan(n-1) 신호, Scan(n) 신호, 및 Sense 신호의 변화를 나타내고, 노드(Na 및 Nb)의 전위의 변화를 나타내고 있다. 또한, 일부의 기간(T21 및 T22)으로 나타낸 기간이 1개의 수평 주사 기간(1H)에 상당한다.
먼저, 제1 기간(T21)에 대해 설명한다. 도 16은 제1 기간(T21)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제1 기간(T21) 동안에 초기화 신호(Init)에 따라서 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-온 상태로 전환되고, Scan(n-1) 신호에 따라서 스위칭 트랜지스터(M4 및 M26)가 턴-온 상태로 전환한다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(M2 및 M4)가 턴-온 상태로 전환함으로써, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자에 저전위 전원(VGL)이 라이트되고, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(바꾸어 말하면, 노드(Na)의 전위)가 저전위 전원(VGL)에 의해 초기화된다. 그리고, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자가 저전위 전원(VGL)에 의해 초기화됨으로써, 제어 트랜지스터(M3)는 턴-온 상태로 전환한다. 또한, 이때, 스위칭 트랜지스터(M25 및 M31)는 턴-오프 상태이다. 또한, 제어 트랜지스터(M1)도 턴-오프 상태로 된다.
이어서, 제2 기간(T22)에 대해 설명한다. 도 17은 제2 기간(T22)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제2 기간(T22) 동안에 초기화 신호(Init)에 의해 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-오프 상태로 전환한다. 이것에 의해, 제2 기간(T22) 동안에 제어 트랜지스터(M3)는 드레인 단자(노드(Na))와 게이트 단자(노드(Na))가 바이패스된다. 이른바, 제어 트랜지스터(M3)는 다이오드 접속된다.
보상용 신호 선(115)을 통하여 전달된 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 스위칭 트랜지스터(M26)를 통하여 제어 트랜지스터(M3)의 소스 단자로 공급된다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(노드(Na))의 전위가 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)과 보상용 데이터 신호(Comp.Data)를 반영한 전위(Comp. Data-Vth)로 제어된다. 이와 같은 제어에 의해, 복수의 화소 회로(110)들의 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)의 변화가 보상된다.
이어서, 제3 기간(T23)에 대해 설명한다. 도 18은 제3 기간(T23)에 있어서, 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제3 기간(T23) 동안에 Scan(n) 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(M31)가 턴-온 상태로 전환한다. 이것에 의해, 데이터 선(114)를 통하여 전달된 데이터 신호(Data)가 구동 회로(117)로 공급된다.
또한, 제3 기간(T23) 동안에 초기화 신호(Init)에 의해 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-온 상태로 전환한다. 또한, Scan(n-1) 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(M26 및 M4)가 턴-오프 상태로 전환한다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자(노드(Na))에, 저전위 전원(VGL)이 라이트되고, 제어 트랜지스터(M1)가 턴-온 상태로 전환한다.
또한, 제3 기간(T23) 동안에 Sense 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(M25)가 턴-온 상태로 전환한다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M3)의 소스 단자가 고전위 전원(VDD)에 접속된다.
이상과 같은 제어에 기초하여, 구동 회로(117)로부터 데이터 신호(Data)에 따른 구동 전류(Ic)가 제어 트랜지스터(M1)를 통하여 유기 EL 소자(OLED)에 공급되고, 유기 EL 소자(OLED)가 구동 전류(Ic)에 따른 휘도로 발광한다.
이어서, 제4 기간(T24)에 대해 설명한다. 도 19는 기간(T24) 동안에 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 제4 기간(T24) 동안에 초기화 신호(Init)에 의해 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-오프 상태로 전환한다.
스위칭 트랜지스터(M2)가 턴-오프 상태로 전환하면, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자(노드(Na))가 플로팅되고, 센서 용량(Cs)에 문턱값 전압(Vth)이 보상된 보상용 데이터 신호(Comp. Data-Vth)가 유지된다. 또한, 유기 EL 소자(OLED)가 발광함에 따라센싱 전류(Is)가 광 센서(Ps1)에 흐른다. 센싱 전류(Is)에 의해 센서 용량(Cs)에 유지된 보상용 데이터 Data-Vth)가 방전되고, 방전에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 저하한다.
이어서, 제5 기간(T25)에 대해 설명한다. 도 20은 제5 기간(T25) 동안에 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 접속 관계를 나타내고 있다. 도 20에 나타내는 상태에서는, 광 센서들(Ps1 및 Ps2)의 검출 결과에 기초한 센싱 전류(Is)에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)에 도달하고, 제어 트랜지스터(M3)가 턴-온 상태로 전환한다. 이것에 의해, 제어 트랜지스터(M1)의 게이트 단자(노드(Nb))에, 고전위 전원(VDD)이 라이트되고, 제어 트랜지스터(M1)가 턴-오프 상태로 전환한다. 이것에 의해, 구동 회로(117)으로부터 유기 EL 소자(OLED)에 공급되는 구동 전류(Ic)가 차단되고, 유기 EL 소자(OLED)는 소등한다.
이상, 도 15 내지 도 20을 참조하여, 도 14에 나타낸, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)를 구성하는 각 소자의 구동 타이밍의 일 예에 대하여 설명하였다. 또한, 상기에 설명한 예에서는, 제어 트랜지스터(M1 및 M3) P 채널 형의 제어 트랜지스터(M1 및 M3)를 예시적으로 설명하였으나, 제어 트랜지스터(M1 및 M3)는 P 채널형의 트랜지스터에는 한정되지 않는다. 구체적인 일 예로서, 제어 트랜지스터(M1 및 M3)를 N 채널형의 트랜지스터로서 구성할 수 있다. 또한, 그 경우에는, 각 신호의 전위의 관계를 각 트랜지스터의 특성에 맞춰서 적절하게 변경할 수 있다.
[3.3. 정리]
본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 이상 설명한 화소 회로(110)의 회로 구성, 및 화소 회로(110)의 제어에 기초하여 전술한 제1 실시 형태에 따른 표시 장치(10)와 동일한 작용 효과를 나타내는 것이 가능하게 된다.
즉, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 발광 휘도(계조)에 따른 데이터 신호(Data)에 따라서 유기 EL 소자(OLED)의 휘도를 제어하기 위한 구동 회로(117)와 구동 회로(117)의 후단에 위치하는 유기 EL 소자(OLED)의 발광량을 보정하기 위한 회로 군을 구비한다. 이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 발광 휘도(계조)에 따른 유기 EL 소자(OLED)의 휘도를 제어할 수 있고, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화의 보상을 제어할 수 있다. 상기 2개의 제어를 독립적으로 실시할 수 있다.
또한, 구동 회로(117)의 후단에 위치하는 회로 군을 참조하면, 광 센서(Ps1)의 검출 결과에 따라서 센서 용량(Cs)의 방전 기간이 변화하고, 센서 용량(Cs)의 방전에 의해 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 전압(Vg)이 제어된다. 이것에 의해, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에서는, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화량에 대응하게 센서 용량(Cs)의 방전 기간이 연장되고, 방전 기간의 연장에 의해 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간(특히, 도 15의 기간(T24))가 연장된다. 즉, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에 의하면, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화량에 대응하게 유기 EL 소자(OLED)의 발광 기간이 연장되기 때문에, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화를 보상하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기에 나타낸 화소 회로(110)의 구성(도 14)과 화소 회로(110)의 제어(도 15 내지 도 20)에 의해, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화의 보상에 따른 제어를 화소 회로(110) 내부에서 완결시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 유기 EL 소자(OLED)의 발광을 제어하기 위한 제어 트랜지스터(M1)의 스위칭이 제어 트랜지스터(M3)의 스위칭에 의해 제어될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에서는 제어 트랜지스터(M1)의 스위칭 시간이 보다 짧아지도록 제어된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에서는, 복수의 화소 회로(110) 사이에 있어서 제어 트랜지스터(M3)의 문턱값 전압(Vth)의 변화가 보상되기 때문에, 문턱값 전압(Vth)의 변화에 따른, 제어 트랜지스터(M1)의 전환 타이밍의 변화가 제어된다. 즉, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 유기 EL 소자(OLED)의 휘도 열화에 따른 보상 발광 기간을 고정밀도로 제어하는 것이 가능하게 된다.
또한, 전술한 제1 실시 형태에 따른 화소 회로(110, 도 8 참조)에서는, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자에는 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 용량(C2)을 통해 라이트되어 있다. 이것에 대해, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110, 도 17 참조)에서는, 제어 트랜지스터(M3)의 게이트 단자에는 보상용 데이터 신호(Comp.Data)가 스위칭 트랜지스터(M26) 및 제어 트랜지스터(M3)를 통하여 라이트된다. 이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 전술한 제1 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에 비해, 용량 소자의 수가 감소된다. 일반적으로, 화소 회로 중에 있어서 용량 소자가 차지하는 면적은 다른 소자에 비해 커지는 경향이 있다. 그러므로, 본 실시 형태에 따른 화소 회로(110)는 전술한 제1 실시 형태에 따른 화소 회로(110)에 비해, 보다 소형화하는 것이 가능하게 되는 경우가 있다.
<4. 정리>
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 속하는 기술의 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각 종의 변경예 또는 수정예에 착안하여 얻는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 해석된다.
10 표시 장치 100 표시부
110 화소 회로 112 주사 선
113 주사 선 114 데이터 선
115 보상용 신호 선 116 초기화 신호 선
117 구동 회로 120 스캔 드라이버
130 데이터 드라이버

Claims (11)

  1. 매트릭스 형상으로 배치된 화소 회로를 포함하는 표시 장치에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    전류량에 따른 휘도의 광을 출사하는 발광 소자;
    인가된 제1 전압에 대응하게 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을 제어하는 구동 회로;
    제1 제어 단자로 인가된 제1 게이트 전압에 응답하여 상기 발광 소자와 상기 구동 회로의 전기적 연결을 스위칭하는 제1 트랜지스터;
    상기 발광 소자로부터 출사된 광의 휘도를 검출하는 제1 광 센서;
    상기 제1 전압을 반영한 제2 전압을 유지하는 용량; 및
    상기 제1 트랜지스터에 상기 제1 게이트 전압을 제공하는 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터는 상기 검출된 광의 휘도와 상기 용량에 유지된 상기 제2 전압에 의해 결정되는 제2 게이트 전압에 응답하여 턴-온되고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터가 턴-온될 때 인가되는 상기 제1 게이트 전압에 응답하여 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 용량에 유지된 상기 제2 전압의 방전 기간은 상기 검출된 광의 휘도에 따라 제어되고,
    상기 방전 기간에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간이 제어되는 표시 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 제어 단자, 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터는 제2 제어 단자, 제3 단자, 및 제4 단자를 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터의 상기 제3 단자는 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어 단자에 접속되고,
    상기 제1 광 센서의 한 쪽 단자와 상기 용량의 한 쪽 단자 각각은 상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 광센서에 직렬 접속하고 상기 용량에 대해 병렬 접속하며 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 직접 인가되지 않는 제2 광 센서를 더 포함하고, 상기 제2 전압의 방전 기간은 상기 제1 광 센서 및 상기 제2 광 센서의 검출 결과에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 제어 단자와 상기 제3 단자 사이의 전기적 연결을 스위칭하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하고,
    상기 발광 소자의 발광 기간 이전에 정의된 준비 기간 동안에 상기 제2 트랜지스터와 상기 제1 스위칭 소자가 턴-온되고, 상기 제2 제어 단자는 상기 제2 트랜지스터의 문턱값 전압을 반영한 전위를 갖고,
    상기 제2 전압에 상기 문턱값 전압이 보상된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 준비 기간 동안에 상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자의 전위는 문턱값 전압이 반영되지 않은 값에서 문턱값 전압이 반영된 값으로 변경되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    제2 용량; 및
    상기 제1 용량의 한 쪽 단자에 상기 제2 전압을 제공하는 제2 스위칭 소자;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 용량은 상기 제2 스위칭 소자와 상기 제1 용량의 한 쪽 단자 사이에 개재하고,
    상기 제2 스위칭 소자가 턴-온 될 때, 상기 제2 전압이 상기 제2 용량을 통하여 상기 제1 용량의 상기 한 쪽 단자로 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자가 상기 제2 트랜지스터의 문턱값 전압을 반영한 전위를 가진 이후에, 상기 제2 스위칭 소자가 턴-온되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터의 상기 제4 단자에 상기 제2 전압을 제공하는 제3 스위칭 소자를 더 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터, 상기 제1 스위칭 소자, 및 상기 제3 스위칭 소자가 턴-온 될때, 상기 제2 트랜지스터의 상기 제2 제어 단자로 상기 제2 전압이 인가됨으로써, 상기 제2 제어 단자는 상기 제2 트랜지스터의 문턱값 전압이 반영된 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 소자는 상기 제1 스위칭 소자에 동기하여 스위칭되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 매트릭스 형상으로 배치된 화소 회로들을 포함하는 표시 장치의 영상 표시 방법에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    전류량에 따른 휘도의 광을 출사하는 발광 소자;
    인가된 제1 전압에 대응하게 상기 발광 소자에 공급되는 전류량을 제어하는 구동 회로;
    제1 제어 단자로 인가된 제1 게이트 전압에 응답하여 상기 발광 소자와 상기 구동 회로의 전기적 연결을 스위칭하는 제1 트랜지스터;
    상기 발광 소자로부터 출사된 광의 휘도를 검출하는 제1 광 센서;
    상기 제1 전압을 반영한 제2 전압을 유지하는 용량; 및
    상기 제1 트랜지스터에 상기 제1 게이트 전압을 제공하는 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 광 센서에서 검출된 광의 휘도와 상기 용량에 유지된 상기 제2 전압에 의해 결정되는 제2 게이트 전압에 기초하여 상기 제2 트랜지스터가 턴-온 되는 단계; 및
    상기 제2 트랜지스터가 턴-온될 때 인가되는 상기 제1 게이트 전압에 기초하여 상기 제1 트랜지스터가 턴-오프되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법.
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