표시장치 및 그 구동 방법과 전자기기 document_id A220623105190

발광소자로서 유기 EL디바이스를 사용한 평면 자발광형의 표시장치의 개발이 최근 한창 행해지고 있다. 유기 EL디바이스는 유기박막에 전계를 인가하면 발광하는 현상을 이용한 디바이스이다. 유기 EL디바이스는 인가전압이 10V이하에서 구동하므로 저소비 전력이다. 또 유기 EL디바이스는 자체 빛을 발하는 자발광 소자이기 때문에, 조명 부재를 필요로 하지 않아 경량화 및 박형화가 용이하다. 또한 유기 EL디바이스의 응답 속도는 수μs정도로 매우 고속이므로, 동영상 표시시의 잔상이 발생하지 않는다. 유기 EL디바이스를 화소에 사용한 평면 자발광형의 표시장치 중에서도, 특히 구동소자로서 박막트랜지스터를 각 화소에 집적 형성한 액티브 매트릭스형의 표시장치의 개발이 한창이다. 액티브 매트릭스형 평면 자발광 표시장치는, 예를 들면 이하의 특허문헌 1 내지 5에 기재되어 있다. [특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개 2003-255856 [특허문헌 2] 일본국 공개특허공보 특개 2003-271095 [특허문헌 3] 일본국 공개특허공보 특개 2004-133240 [특허문헌 4] 일본국 공개특허공보 특개 2004-029791 [특허문헌 5] 일본국 공개특허공보 특개 2004-093682 도 23은 종래의 액티브 매트릭스형 표시장치의 일 예를 도시하는 모식적인 회로도다. 표시장치는 화소 어레이부(1)와 주변의 구동부로 구성되어 있다. 구동부는 수평 셀렉터(3)와 라이트 스캐너(4)를 구비하고 있다. 화소 어레이부(1)는 열 모양의 신호선 SL과 행 모양의 주사선 WS을 구비하고 있다. 각 신호선 SL과 주사선 WS의 교차 부분에 화소(2)가 배치되어 있다. 도면에서는 이해를 쉽게 하기 위해, 1개의 화소(2)만을 나타내고 있다. 라이트 스캐너(4)는 시프트 레지스터를 구비하고 있으며, 외부에서 공급되는 클록 신호 ck에 따라 동작하여 마찬가지로 외부에서 공급되는 스타트 펄스 sp를 순차 전송하는 것으로, 주사선 WS에 순차 제어신호를 출력한다. 수평 셀렉터(3)는 라이트 스캐너(4)측의 선 순차 주사에 맞추어 영상신호를 신호선 SL에 공급한다. 화소(2)는 샘플링용 트랜지스터 T1과 구동용 트랜지스터 T2와 저장용량 C1과 발광소자 EL로 구성되어 있다. 구동용 트랜지스터 T2는 P채널형으로, 그 한쪽의 전류단인 소스는 전원 라인에 접속하고, 다른 쪽의 전류단인 드레인은 발광 소자 EL에 접속하고 있다. 구동용 트랜지스터 T2의 제어단인 게이트는 샘플링용 트랜지스터 T1을 통해 신호선 SL에 접속하고 있다. 샘플링용 트랜지스터 T1은 라이트 스캐너(4)로부터 공급되는 제어신호에 따라 전도하여, 신호선 SL으로부터 공급되는 영상신호를 샘플링하여 저장용량 C1에 기록한다. 구동용 트랜지스터 T2는 저장용량 C1에 기록된 영상신호를 게이트 전압 Vgs으로서 그 게이트에 받고, 드레인 전류 IDS을 발광소자 EL에 흘린다. 이에 따라 발광소자 EL는 영상신호에 따른 휘도로 발광한다. 게이트 전압 Vgs은, 소스를 기준으로 한 게이트의 전위를 나타내고 있다. 구동용 트랜지스터 T2는 포화 영역에서 동작하고, 게이트 전압 Vgs과 드레인 전류 Ids의 관계는 이하의 특성식 (1)로 나타낸다. Ids = (1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth) ···(1) 2 여기에서 μ는 구동용 트랜지스터의 이동도, W는 구동용 트랜지스터의 채널 폭, L은 구동용 트랜지스터의 채널길이, Cox는 구동용 트랜지스터의 단위 면적당 게이트 절연막용량, Vth는 구동용 트랜지스터의 임계 전압이다. 특성식에서 알 수 있는 바와 같이 구동용 트랜지스터 T2는 포화 영역에서 동작할 수 있고, 게이트 전압 Vgs에 따라 드레인 전류 IDS을 공급하는 정전류원으로서 기능한다. 도 24는, 발광소자 EL의 전압/전류특성을 나타내는 그래프다. 가로축에 애노드 전압 V을 나타내고, 세로축에 구동전류 IDS을 취하고 있다. 또한 발광소자 EL의 애노드 전압은 구동용 트랜지스터 T2의 드레인 전압이 되고 있다. 발광소자 EL는 전류/전압특성이 경시 변화하여, 특성 커브가 시간의 경과와 함께 옆으로 가는 경향에 있다. 이 때문에 구동전류 Ids가 일정해도 애노드 전압(드레인 전압) V이 변화된다. 그 점, 도 23에 나타낸 화소 회로(2)는 구동용 트랜지스터 T2가 포화 영역에서 동작하고, 드레인 전압의 변동에 관계없이 게이트에서 전압 Vgs에 따른 구동전류 IDS를 흘려보낼 수 있기 때문에, 발광소자 EL의 특성 경시변화에 관계없이 발광 휘도를 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 도 25는, 종래의 화소회로의 다른 예를 도시하는 회로도다. 먼저 나타낸 도 23의 화소회로와 다른 점은, 구동용 트랜지스터 T2가 P채널형에서 N채널형으로 바뀌고 있는 것이다. 회로의 제조 프로세스상은, 화소를 구성하는 모든 트랜지스터를 N채널형으로 하는 것이 유리할 경우가 많다.