DE60306107T2

DE60306107T2 - Lichtemittierende Anzeige, Anzeigetafel und Verfahren zu deren Ansteuerung

Info

Publication number: DE60306107T2
Application number: DE60306107T
Authority: DE
Inventors: Oh-Kyong Kwon
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: ATE330308T1; CN1534578A; US20040196224A1; KR100497247B1; EP1465142A1; US7164401B2; JP4070696B2; EP1465142B1; KR20040085655A; CN1323383C; JP2004310013A; DE60306107D1

Description

HINTERGRUND DER ERFFNDUING
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Anzeige, eine Anzeigetafel und ein Verfahren zu deren Ansteuerung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine organische Elektrolumineszenz (EL) – Anzeige.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Üblicherweise regt eine organische EL-Anzeige eine organische Phosphorverbindung zur Lichtemission an und steuert bei Anlegen von Spannung oder von Strom NxM organische, emittierende Zellen zur Bilderanzeige an. Wie in 1 gezeigt, weist eine organische, emittierende Zelle eine Anode aus Indiumzinnoxid (ITO), eine organische, dünne Schicht und eine Kathodenschicht aus Metall auf. Die organische, dünne Schicht weist eine Mehrschichtstruktur auf, welche eine Emissionsschicht (EML), eine Elektronentransportschicht (ETL) und eine Lochtransportschicht (HTL) zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zwischen Elektronen und Löchern und zur Erhöhung der Emissionseffizienz aufweist, und weist weiterhin eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) und eine Lochinjektionsschicht (HIL) auf.
Verfahren zur Ansteuerung organischer, emittierender Zellen weisen das passive Matrixverfahren und das aktive Matrixverfahren auf, wobei Dünnschichttransistoren (TFTs) oder Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) verwendet werden. Das passive Matrixverfahren bildet Kathoden und Anoden aus, welche sich kreuzen, und steuert selektiv Leitungen an. Das aktive Matrixverfahren verbindet einen TFT und einen Kondensator mit jeder ITO-Pixelelektrode, wodurch eine vorgegebene Spannung gemäß der Kapazität aufrechterhalten wird. Das aktive Matrixverfahren wird als ein spannungs-programmierendes Verfahren oder als ein stromprogrammierendes Verfahren entsprechend der Signalformen, die zur Aufrechterhaltung einer Spannung an einem Kondensator bereitgestellt werden, klassifiziert.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 werden konventionelle organische EL-Anzeigen nach dem spannungsprogrammierenden und dem stromprogrammierenden Verfahren beschrieben werden.
2 zeigt eine Pixelschaltung eines konventionellen Spannungsprograrmnierungstyps zur Ansteuerung eines organischen EL-Elements, wobei eines von NxM Pixeln dargestellt wird. Gemäß 2 ist der Transistor M1 an ein organisches EL-Element (im folgenden als OLED bezeichnet) angekoppelt, um Strom für die Lichtemission bereitzustellen. Der Strom von Transistor M1 wird durch eine Datenspannung, welche über den Schalttransistor M2 angelegt wird, gesteuert. In diesem Fall ist der Kondensator C1, welcher die angelegte Spannung für eine vorgegebene Zeitdauer aufrechterhält, zwischen einer Source und einem Gate des Transistors M1 angekoppelt. Die Ansteuerleitung S_n ist an ein Gate des Transistors M2 angekoppelt, und die Datenleitung Dm ist an eine Source des Transistors M2 angekoppelt.
Was den Betrieb des oben konfigurierten Pixels betrifft, so wird, wenn der Transistor M2 gemäß einem Selektierungssignal, welches an das Gate des Schalttransistors M2 angelegt wird, eingeschaltet wird, eine Datenspannung der Datenleitung Dm an das Gate des Transistors M1 angelegt. Dementsprechend fließt ein Strom I_OLED zum Transistor M2 entsprechend einer Spannung V_GS, welche zwischen dem Gate und der Source von C 1 gespeichert wird, und das OLED emittiert Licht entsprechend des Stroms I_OLED.
In diesem Fall ist der Strom, der zum OLED fließt, in Gleichung 1 gegeben. Gleichung 1
in der I_OLED der Strom, der zum OLED fließt, V_GS eine Spannung zwischen der Source und dem Gate des Transistors M1, V_TH eine Schwellenspannung am Transistor M1 und β eine Konstante ist.
Wie in Gleichung 1 angegeben, wird der Strom, der der angelegten Datenspannung entspricht, zum OLED geleitet, und das OLED emittiert Licht entsprechend dem bereitgestellten Strom gemäß der Pixelschaltung in 2. In diesem Fall hat die angelegte Datenspannung mehrstufige Werte innerhalb eines vorgegebenen Bereichs zur Darstellung von Graustufen.
Ein Problem der konventionellen Pixelschaltung nach dem spannungsprogrammierenden Verfahren liegt jedoch darin, dass es aufgrund einer Abweichung einer Schwellenspannung V_TH eines TFT und aufgrund von Abweichungen der Elektronenbeweglichkeit, welche durch eine Ungleichmäßigkeit des Montagevorgangs verursacht werden, schwierig ist, einen hohen Grauwert zu erhalten. So müssen zum Beispiel im Fall der Ansteuerung eines TFT eines Pixels mit 3 Volt (3V) für jedes Intervall Spannungen von 12mV (=3V/256) am Gate des TFT bereitgestellt werden, um 8-bit (256) Grauwerte darzustellen, und falls die Schwellenspannung des TFT aufgrund der Ungleichmäßigkeit des Montagevorgangs abweicht, ist es schwierig, einen hohen Grauwert darzustellen. Da sich der Wert β in Gleichung 1 aufgrund der Abweichungen der Elektronenbeweglichkeit ändert, wird es außerdem noch schwieriger, einen hohen Grauwert darzustellen.
Gesetzt den Fall, dass die Stromquelle, welche den Strom für die Pixelschaltung bereitstellt, über das gesamte Paneel hinweg gleichmäßig ist, so kann die Pixelschaltung nach dem stromprogrammierenden Verfahren gleichmäßige Anzeige-Eigenschaften haben, auch wenn ein Ansteuer-Transistor in jedem Pixel ungleichmäßige Strom-Spannungs-Charakteristiken aufweist.
3 zeigt eine Pixelschaltung nach einem konventionellen stromprogrammierenden Verfahren zur Ansteuerung des OLED, wobei einer von NxM Pixeln dargestellt wird. Gemäß 3 ist der Transistor M1 an das OLED angekoppelt, um den Strom zur Lichtemission bereitzustellen, und der Strom des Transistors M1 wird durch den Datenstrom, welcher über den Transistor M2 angelegt wird, gesteuert.
Wenn Transistor M2 und M3 durch das Selektierungssignal der Ansteuerleitung S_n eingeschaltet werden, wird zunächst der Transistor M1 als Diode verschaltet, und die dem Datenstrom I_DATA entsprechende Spannung der Datenleitung Dm wird im Kondensator C1 gespeichert. Als nächstes wird das Selektierungssignal der Ansteuerleitung S_n auf ein hohes Level eingestellt, so dass der Transistor M4 eingeschaltet wird. Dann wird die Spannung von der Spannungsversorgung VDD bereitgestellt, und der der im Kondensator C1 gespeicherten Spannung entsprechende Strom fließt für eine Lichtemission zur OLED. In diesem Fall entspricht der zur OLED fließende Strom der folgenden Gleichung.
Gleichung 2
Eigenschaften lassen sich erhalten, wenn die Programmierstromquelle so eingestellt wird, dass sie über das gesamte Paneel hinweg gleichmäßig ist. Da jedoch der Strom I_OLED, der zur OLED fließt, ein Feinstrom ist, erfordert die Steuerung über die Pixelschaltung durch den Feinstrom I_DATA so viel Zeit, um die Datenleitung aufzuladen, dass das problematisch ist.
Gesetzt den Fall, dass die Belastungskapazität der Datenleitung zum Beispiel 30pF ist, erfordert es mehrere Millisekunden Zeit, die Datenleitung mit einem Datenstrom von mehreren Hundert nA aufzuladen. Daraus ergibt sich das Problem, dass die Ladedauer in Anbetracht der Leitungszeit von mehreren zehn Mikrosekunden nicht ausreichend ist.
Weiterhin offenbart He Y u.a : „Current-source A-SI:H thin film transistor circuit for active matrix organic light emitting displays", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, IEEE INC. NEW YORK, US, Vol. 21, No. 12, Dezember 2000 (2000-12), S. 590-592, XP000975801 ISSN: 0741-3106 ein Paneel, auf dem eine Vielzahl von Datenleitungen zur Übertragung eines Datenstroms, welcher Videosignale anzeigt, eine Vielzahl von Ansteuerleitungen zur Übertragung eines Selektierungssignals und eine Vielzahl von Pixelschaltungen ausgebildet sind, wobei die Pixelschaltungen aus einer Vielzahl von Pixeln gebildet werden, welche durch die Datenleitungen und die Ansteuerleitungen definiert sind, wobei mindestens eine Pixelschaltung aufweist:
ein lichtemittierendes Element, welches Licht entsprechend eines angelegten Stroms emittiert, einen ersten Transistor (T3), der eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode zur Bereitstellung eines Steuerstroms für das lichtemittierende Element aufweist, einen zweiten Transistor (T4), der eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode aufweist, wobei die zweite Hauptelektrode des zweiten Transistors (T4) mit der ersten Hauptelektrode des zweiten Transistors (T3) verbunden ist, einen dritten Transistor (T1) und einem vierten Transistor (T2), wobei die ersten Hauptelektroden des drittens Transistors (T1) und vierten Transistors (T2) mit der Datenleitung verbunden sind und die Steuerelektroden des dritten Transistors (T1) und vierten Transistors (T2) mit der Selektierungsleitung verbunden sind und die zweite Hauptelektrode des dritten Transistors (T1) mit der Steuerelektrode des ersten Transistors (T1) verbunden ist und die zweite Hauptelektrode des vierten Transistors (T2) mit der ersten Hauptelektrode des ersten Transistors (T3) und der ersten Hauptelektrode des zweiten Transistors (T4) verbunden ist.
Auch kann die Anzeige, die He Y u.a. betrifft, nicht die Schwellenspannung von Transistoren oder die Elektronenbeweglichkeit kompensieren. Daher ist ein ausreichendes Aufladen der Datenleitung nicht gewährleistet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird eine lichtemittierende Anzeige zur Verfügung gestellt, mit der die Schwellenspannung von Transistoren oder die Elektronenbeweglichkeit kompensiert werden kann und die Datenleitung ausreichend aufgeladen werden kann.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine lichtemittierende Anzeige zur Verfügung gestellt, wobei die lichtemittierende Anzeige aufweist:
ein Paneel, auf dem eine Vielzahl von Datenleitungen zur Übertragung eines Datenstroms, welcher Videosignale anzeigt, eine Vielzahl von Ansteuerleitungen zur Übertragung eines Selektierungssignals und eine Vielzahl von Pixelschaltungen ausgebildet sind, wobei die Pixelschaltungen aus einer Vielzahl von Pixeln gebildet werden, welche durch die Datenleitungen und die Ansteuerleitungen definiert sind,
wobei mindestens eine Pixelschaltung aufweist:
ein lichtemittierendes Element, welches Licht entsprechend eines angelegten Stroms emittiert,
einen ersten Transistor, der eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode zur Bereitstellung eines Steuerstroms für das lichtemittierende Element aufweist,
einen zweiten Transistor, der eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode aufweist, wobei der zweite Transistor als Diode verschaltet ist, indem die Steuerelektrode des zweiten Transistors an die zweite Hauptelektrode des zweiten Transistors angekoppelt ist,
einen ersten Schalter zur Übertragung eines Datenstroms von der Datenleitung zur zweiten Hauptelektrode des zweiten Transistors in Reaktion auf ein Selektierungssignal der Ansteuerleitung,
ein erstes Speicherelement, das einen ersten Anschluss, der an die erste Hauptelektrode des ersten Transistors und an eine erste Hauptelektrode des zweiten Transistors angekoppelt ist, und einen zweiten Anschluss, der an die Steuerelektrode des ersten Transistors angekoppelt ist, aufweist, wobei der zweite Anschluss weiterhin an die Steuerelektrode des zweiten Transistors in Reaktion auf ein erstes Level eines ersten Steuersignals angekoppelt ist,
ein zweites Speicherelement, das zwischen den zweiten Anschluss des ersten Speicherelements und die Steuerelektrode des zweiten Transistors gekoppelt ist, und
einen zweiten Schalter zur Kopplung des ersten Transistors und des lichtemittierenden Elements in Reaktion auf ein zweites Steuersignal.
Vorzugsweise weist die lichtemittierende Anzeige in einem ersten Intervall Mittel zum Selektieren des ersten Levels des ersten Steuersignals und des Selektierungssignals, in einem zweiten Intervall Mittel zum Selektieren des zweiten Levels des ersten Steuersignals und in einem dritten Intervall Mittel zum Selektieren des zweiten Steuersignals auf. Vorzugsweise weist die lichtemittierende Anzeige weiterhin im ersten Intervall Mittel zur Bestimmung der Spannung der Steuerelektrode des zweiten Transistors als eine erste Spannung entsprechend des Datenstroms, Mittel zur Aufladung einer Steuerelektrodenspannung des zweiten Transistors zu einer zweiten Spannung durch Abfangen des Datenstroms, im zweiten Intervall Mittel zur Bestimmung einer Steuerelektrodenspannung des ersten Transistors als eine dritte Spannung durch Kopplung des ersten und zweiten Speicherelements, um eine vierte Spannung im ersten Speicherelement zu speichern, und im dritten Intervall Mittel zur Übertragung eines Steuerstroms entsprechend der vierten Spannung vom ersten Transistor zum lichtemittierenden Element auf. Vorzugsweise weist die Pixelschaltung weiterhin einen dritten Schalter auf, der zwischen die Steuerelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors gekoppelt ist, wobei der dritte Schalter durch das erste Level des ersten Steuersignals eingeschaltet wird. Vorzugsweise ist das erste Steuersignal das Selektierungssignal. Vorzugsweise wird das erste Steuersignal von einer zusätzlichen Signalleitung, die nicht die Ansteuerleitung ist, bereitgestellt. Vorzugsweise ist eine Kanalbreite des ersten Transistors gleich der oder kürzer als die Kanalbreite des zweiten Transistors. Vorzugsweise ist eine Kanallänge des ersten Transistors gleich der oder länger als die Kanalbreite des zweiten Transistors. Vorzugsweise ist das erste Speicherelement ein erster Kondensator, der zwischen der ersten Hauptelektrode und der Steuerelektrode des ersten Transistors ausgebildet ist, und ist das zweite Speicherelement ein zweiter Kondensator, der zwischen den Steuerelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors ausgebildet ist.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Ansteuerung einer lichtemittierenden Anzeige zur Verfügung gestellt, wobei die lichtemittierende Anzeige eine Pixelschaltung aufweist, die einen ersten Schalter zur Übertragung eines Datenstroms einer Datenleitung in Reaktion auf ein Selektierungssignal einer Ansteuerleitung, einen ersten Transistor, welcher eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode für den Output eines Steuerstrom entsprechend des Datenstroms, aufweist, ein erstes Speicherelement, welches zwischen der ersten Hauptelektrode und der Steuerelektrode des ersten Transistors ausgebildet ist, und ein lichtemittierendes Element, welches Licht entsprechend des Steuerstroms des ersten Transistors emittiert, einen zweiten Transistor, welcher eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode aufweist, wobei der zweite Transistor als Diode verschaltet ist, indem die Steuerelektrode des zweiten Transistors an die zweite Hauptelektrode des zweiten Transistors angekoppelt ist, ein zweites Speicherelement, welches zwischen die Steuerelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors gekoppelt ist, wobei die ersten Hauptelektroden des ersten und zweiten Transistors jeweils miteinander verbunden sind, aufweist, wobei das Verfahren aufweist:
Ankopplung der Steuerelektrode des als Diode verschalteten zweiten Transistors an der Steuerelektrode des ersten Transistors,
Übertragung des Datenstroms vom ersten Schalter zur zweiten Hauptelektrode des zweiten Transistors, um eine Steuerelektrodenspannung des zweiten Transistors als eine erste Spannung aufzubauen,
Reihenschaltung des ersten Speicherelements und des zweiten Speicherelements durch Entkopplung der Steuerelektroden des ersten und zweiten Transistors,
Unterbrechung des Datenstroms, um eine Spannung entsprechend der Schwellenspannung des zweiten Transistors auf das erste und zweite Speicherelement aufzuteilen, und
Übertragung eines Steuerstroms, der vom ersten Transistor an das lichtemittierende Element entsprechend der Spannung, welche im ersten Speicherelement gespeichert wird, ausgegeben wird.
Vorzugsweise sind die ersten Hauptelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors an ein Signal zur Bereitstellung einer Spannungsversorgung angekoppelt. Vorzugsweise entspricht die Schwellenspannung des ersten Transistors der Schwellenspannung des zweiten Transistors. Vorzugsweise weist die Pixelschaltung weiterhin einen zweiten Schalter auf, der zwischen den Steuerelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors angekoppelt ist, wobei das Verfahren weiterhin das Einschalten des zweiten Schalters in Reaktion auf ein Aktivierungslevel eines Steuersignals zur Kopplung der Steuerelektroden des ersten Transistors und des zweiten Transistors, und das Ausschalten des zweiten Schalters in Reaktion auf ein Abschaltlevel des Steuersignals zur Ankopplung des zweiten Speicherelements zwischen den Steuerelektroden des ersten und zweiten Transistors. Vorzugsweise ist das Steuersignal das Selektierungssignal. Vorzugsweise ist ein Verhältnis einer Kanalbreite zu einer Kanallänge des ersten Transistors gleich dem oder kleiner dem Verhältns einer Kanalbreite zu einer Kanallänge des zweiten Transistors.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Konzeptdiagramm eines OLED.
2 zeigt ein Schaltbild einer konventionellen Pixelschaltung nach dem spannungsprogrammierenden Verfahren.
3 zeigt ein Schaltbild einer konventionellen Pixelschaltung nach dem stromprogrammierenden Verfahren.
4 zeigt ein kurzes Plandiagramm einer organischen EL-Anzeige gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 und 7 zeigen jeweils ein Schaltbild einer Pixelschaltung gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
6 und 8 zeigen jeweils eine Ansteuerwellenform zur Ansteuerung der Pixelschaltung in den 5 und 7.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine organische EL-Anzeige, eine entsprechende Pixelschaltung und ein Verfahren zu deren Ansteuerung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Zuerst wird die organische EL-Anzeige unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 zeigt einen kurzen Grundriss des OLED.
Wie gezeigt, weist die organische EL-Anzeige ein organisches EL-Paneel 10, einen Ansteuerungstreiber 20 und einen Datentreiber 30 auf.
Das organische EL-Paneel 10 weist eine Vielzahl von Datenleitungen D₁ bis Dm entlang einer Zeile, eine Vielzahl von Ansteuerleitungen S₁ bis S_n und E₁ bis E_n und eine Vielzahl von Pixelschaltungen 11 auf. Die Datenleitungen D₁ bis Dm übertragen Datensignale, welche Videosignale darstellen, zur Pixelschaltung 11, und die Ansteuerleitungen S₁ bis S_n übertragen Selektierungssignale zur Pixelschaltung 11. Die Pixelschaltung 11 wird aus einer Pixelregion gebildet, welche durch zwei angrenzende Datenleitungen D₁ bis D_m und durch zwei angrenzende Ansteuerleitungen S₁ bis S_n definiert ist. Außerdem übertragen die Ansteuerleitungen E₁ bis E_n Emissionssignale zur Steuerung der Emission der Pixelschaltungen 11.
Der Ansteuerungstreiber 20 legt sequentiell Selektierungssignale und Emissionssignale an die Ansteuerleitungen S₁ bis S_n und E₁ bis E_n an. Der Datentreiber 30 legt den Datenstrom, welcher Videosignale darstellt, an die Datenleitungen D₁ bis D_m an.
Der Ansteuerungstreiber 20 und/oder der Datentreiber 30 können kann an das Paneel 10 angekoppelt werden oder können/kann in Chip-Format in ein Tape-Carrier-Package (TCP), welches an das Paneel 10 angekoppelt ist, installiert werden. Der besagte Ansteuerungstreiber 20 und/oder Datentreiber 30 können/kann an das Paneel 10 angeschlossen werden und in Chip-Format auf eine flexible gedruckte Schaltung (FPC) oder auf einen Film, welcher an das Paneel 10 angekoppelt ist, installiert werden, was als Chip-On-Flexible-Board-Verfahren oder Chip-On-Film-Verfahren (CoF) bezeichnet wird. Davon abweichend können/kann der Ansteuerungstreiber 20 und/oder der Datentreiber 30 auf dem Glassubstrat des Paneels installiert werden, und weiterhin können dieselben durch die Treiberschaltung, welche in denselben Schichten der Ansteuerleitungen, der Datenleitungen und der TFTs auf dem Glassubstrat ausgebildet ist, ersetzt werden oder direkt auf dem Glassubstrat installiert werden, was als Chip-On-Glas-Verfahren (CoG) bezeichnet wird.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird nun die Pixelschaltung 11 der organischen EL-Anzeige gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 5 zeigt ein Schaltbilddiagramm der Pixelschaltung gemäß der ersten Ausführungsform und 6 zeigt ein Ansteuerwellenformdiagramm zur Ansteuerung der Pixelschaltung in 5. In diesem Fall zeigt 5, um die Beschreibung zu erleichtern, eine Pixelschaltung, welche an eine m-te Datenleitung D_m und eine n-te Ansteuerleitung S_n angekoppelt ist.
Wie in 5 gezeigt, weist die Pixelschaltung 11 ein OLED, die PMOS-Transistoren M1 bis M5 und die Kondensatoren C1 und C2 auf. Der Transistor ist vorzugsweise ein Transistor, der eine Gate-Elektrode, eine Drain-Elektrode und eine Source-Elektrode aufweist, welche auf dem Glassubstrat als eine Steuerelektrode und zwei Hauptelektroden ausgebildet sind.
Der Transistor M1 weist eine Source, welche an die Spannungsversorgung VDD angekoppelt ist, und ein Gate, welches an den Kondensator C2 angekoppelt ist, auf, und der Kondensator C1 ist zwischen dem Gate und der Source des Transistors M1 angekoppelt. Ein Gate und ein Drain des Transistors M2 sind miteinander verkoppelt, das heißt, als Diode verschaltet, und eine Source des Transistors M2 ist an die Spannungsversorgung VDD angekoppelt. Der Transistor M5 und der Kondensator C2 sind zwischen dem Gate des Transistors M2 und dem Gate des Transistors M1 parallel geschaltet.
Der Transistor M3 überträgt einen Datenstrom I_DATA von der Datenleitung Dm zum Transistor M2 in Reaktion auf ein Selektierungssignal SE_n der Ansteuerleitung S_n. Der Transistor M5 koppelt das Gate des Transistors M2 an das Gate des Transistors M1 an in Reaktion auf ein Selektierungssignal Se_n der Ansteuerleitung S_n. Der Transistor M4 ist zwischen dem Drain des Transistors M1 und der OLED angekoppelt und überträgt einen Strom I_OLED vom Transistor M1 zur OLED in Reaktion auf ein Emissionssignal EM_n der Ansteuerleitung E_n. Die OLED ist zwischen dem Transistor M4 und der Referenzspannung angekoppelt und emittiert Licht entsprechend eines angelegten Stroms I_OLED. Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 der Betrieb der Pixelschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Wie gezeigt, wird im Intervall T1 der Transistor M5 durch das Low-Level-Selektierungssignal SE_n eingeschaltet, so dass das Gate des Transistors M1 und das Gate des Transistors M2 miteinander gekoppelt werden. Der Transistor M3 wird durch das Selektierungssignal SE_n eingeschaltet, so dass ein Datenstrom I_DATA von der Datenleitung D_m zum Transistor M2 fließt. Der Datenstrom I_DATA kann als Gleichung 3 angegeben werden, und die Gate-Spannung V_G3(T1) am Transistor M2 im Intervall T1 wird durch Gleichung 3 bestimmt. Da das Gate des Transistors M1 und das Gate des Transistors M2 miteinander gekoppelt sind, entspricht die Gate-Spannung V_G1(T1) am Transistor M1 der Gate-Spannung V_G1(T1) am Transistor M2. Gleichung 3
in der μ₂ die Elektronenbeweglichkeit, C_OX2 die Oxidkapazität, W₂ die Kanalbreite, L₂ die Kanallänge, V_TH2 eine Schwellenspannung des Transistors M2 und V_DD eine Spannung, welche am Transistor M2 von der Spannungsversorgung VDD bereitgestellt wird, ist.
Im Intervall T2 wird das Selektierungssignal SE_n auf ein hohes Level eingestellt, so dass die Transistoren M3 und M5 ausgeschaltet werden. Der Datenstrom I_DATA wird vom ausgeschalteten Transistor M3 unterbrochen, und da der Transistor M2 als Diode verschaltet ist, wird die Gate-Spannung V_G2(T2) des Transistors M2 gleich V_DD – |V_TH2|. Folglich ist die Schwankung ΔV_G2 der Gate-Spannung des Transistors M2 zwischen Intervall T1 und T2 als Gleichung 4 angegeben. Da die Gate-Spannung V_G1(T2) des Transistors M1 einer Knotenspannung der reihengeschalteten Kondensatoren C1 und C2 entspricht, ist die Schwankung ΔV_G1 der Gate-Spannung des Transistors M1 als Gleichung 5 angegeben. Das heißt, die Gate-Spannung V_G1(T2) des Transistors M1 wird gleich V_G1(T1) + ΔV_G1.
Gleichung 4

ΔVG2 = VG2(T2) – VG2(T1) = vDD – |VTH2| – VG2(T1) Gleichung 5
in der C₁ und C₂ Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 sind.

Im Intervall T3 wird der Transistor M4 in Reaktion auf ein Low-Level-Emissionssignal EM_n eingeschaltet. Ein Strom I_OLED, der zum Transistor M1 fließt, fließt über den eingeschalteten Transistor M4 zur OLED, so dass Licht emittiert wird, und der Strom I_OLED ist in diesem Fall als Gleichung 6 angegeben. Gleichung 6
in der μ₁ die Elektronenbeweglichkeit, C_OX1 die Oxidkapazität, W₁ eine Kanalbreite, L₁ eine Kanallänge und V_TH1 eine Schwellenspannung des Transistors M1 ist.
Da die Transistoren M1 und M2 aneinander angrenzend in einem kleinen Pixel ausgebildet sind, steigert sich die Gleichmäßigkeit zwischen der Elektronenbeweglichkeit μ₁ und μ₂, zwischen den Schwellenspannungen V_TH1 und V_TH2 und zwischen den Oxidkapazitäten C_OX1 und C_OX2, weswegen sie im Wesentlichen untereinander identisch sind (d.h. μ₁ = μ₂, V_TH2= V_TH2 und C_OX1 = C_OX2). Folglich kann Gleichung 6 auch als Gleichung 7 wiedergegeben werden und kann Gleichung 7 als Gleichung 8 unter Verwendung von Gleichung 3 angegeben werden.
Gleichung 7
Gleichung 8
In diesem Fall ist, wenn die Kapazität C₁ des Kondensators C1 n mal der Kapazität C₂ des Kondensators C2 entspricht (d.h. C₁ = n C₂) und das Verhältnis W₂/L₂ der Kanalbreite zur Kanallänge des Transistors M2 M mal dem Verhältnis W₁/L₁ der Kanalbreite zur Kanallänge des Transistors M1 entspricht, Gleichung 8 als Gleichung 9 angegeben. Es ist insbesondere wünschenswert, dass die Kanalbreite W₂ des Transistors M2 gleich der oder länger als die Kanalbreite W₁ des Transistors M1 und die Kanallänge L₂ des Transistors M2 gleich der oder kürzer als die Kanallänge L₁ des Transistors M1 ist. Es ist außerdem wünschenswert, das Verhältnis der Kapazität C₁ des Kondensators C1 zur Kapazität C₂ des Kondensators C2 gemäß der Größe und Auflösung eines Bildschirms zu optimieren. Gleichung 9
Wie in Gleichung 9 angegeben, kann, da der Strom I_OLED, welcher zur OLED geleitet wird, ohne Relation zur Schwellenspannung V_TH1 oder zur Elektronenbeweglichkeit μ des Transistors M1 bestimmt wird, die Abweichung der Schwellenspannung oder der Beweglichkeit korrigiert werden. Außerdem kann ein hoher Grauwert dargestellt werden, da der Strom I_OLED vom Strom I_DATA, welcher M(n + 1) mal größer ist als der Strom I_OLED, elcher zur OLED geleitet wird, gesteuert wird. Da ein starker Datenstrom I_DATA an den Datenleitungen D₁ bis D_m bereitgestellt wird, lässt sich weiterhin eine ausreichende Dauer für die Aufladung der Datenleitungen erreichen und eine große OLED realisieren. Zusätzlich lässt sich das Verfahren zur Ausbildung der TFTs auf dem Glassubstrat leicht anwenden, da die Transistoren M1 bis M5 Transistoren desselben Typs sind.
In der ersten Ausführungsform werden PMOS-Transistoren verwendet, um die Transistoren M1 bis M5 zu realisieren und auch NMOS-Transistoren können verwendet werden. Im Falle der Realisierung der Transistoren M1 bis M5 mit PMOS-Transistoren sind die Sources der Transistoren M1 und M2 nicht an die Spannungsversorgung VDD angekoppelt, sondern an die Referenzspannung, während eine Kathode der OLED an den Transistor M4 angekoppelt ist und eine Anode der OLED in der Pixelschaltung in 5 an die Spannungsversorgung VDD angekoppelt ist. Die Wellenformen des Selektierungssignals SE_n und des Emissionssignals Em_n weisen ein im Vergleich zu denjenigen in 6 invertiertes Format auf. Da sich die Realisierung der Transistoren M1 bis M5 unter Verwendung von NMOS-Transistoren leicht der Beschreibung gemäß der ersten Ausführungsform entnehmen lässt, folgt hier keine weitere Beschreibung. Außerdem lassen sich die Transistoren M1 bis M5 durch eine Kombination von PMOS-Transistoren und NMOS-Transistoren oder Schaltern, die ähnliche Funktionen erfüllen, realisieren.
In der ersten Ausführungsform wird der Transistor M5 unter Verwendung eines Selektierungssignals SE_n der Ansteuerleitung S_n gesteuert, er kann jedoch auch unter Verwendung eines Steuersignals einer zusätzlichen Ansteuerleitung gesteuert werden, was nun unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben werden soll.
7 zeigt ein Schaltbild einer Pixelschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 8 zeigt eine Ansteuerwellenform zur Ansteuerung der Pixelschaltung in 7.
Wie in 7 gezeigt, weist die Pixelschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform weiterhin eine Ansteuerleitung C_n in der Pixelschaltung in 5 auf. Der Transistor M5 weist ein Gate auf, das an die Ansteuerleitung C_n angekoppelt ist und koppelt das Gate des Transistors M1 an das Gate des Transistors M2 an in Reaktion auf ein Steuersignal CS_n der Ansteuerleitung C_n.
Gemäß 8 wird das Steuersignal CS_n vor dem Selektierungssignal SE_n auf Low Level gesetzt, da in der ersten Ausführungsform ein Problem bei der zeitlichen Regulierung für das Ein- und Ausschalten der Transistoren M3 und M5 auftreten kann. In diesem Fall kann ein zeitversetztes Signal des Steuersignals CS_n als ein Selektierungssignal SE_n verwendet werden.
Im Einzelnen wird der Transistor M5 vorher durch das Steuersignal CS_n eingeschaltet, so dass das Gate des Transistors M1 und das Gate des Transitors M2 miteinander gekoppelt werden, und wird der Transistor M3 durch das Selektierungssignal SE_n eingeschaltet, so dass ein Datenstrom I_DATA übertragen wird. Der Transistor M5 wird durch das High-Level-Steuersignal CS_n ausgeschaltet, so dass die Kondensatoren C1 und C2 mit Spannung aufgeladen werden, und der Transistor M3 wird durch das High-Level-Selektierungssignal SE_n ausgeschaltet, so dass der Datenstrom I_DATA unterbrochen wird. Da der Betrieb der Pixelschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform ist, wird er hier nicht ausführlich beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Datenleitung in ausreichender Weise während einer einzigen Leitungszeit aufgeladen werden, da der Strom, welcher zur OLED fließt, durch einen starken Datenstrom gesteuert werden kann; die Abweichung der Schwellenspannung oder der Beweglichkeit wird korrigiert und eine hochauflösende lichtemittierende Anzeige mit Breitbildschirm kann realisiert werden.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem, was als besonders vorteilhafte und besonders bevorzugte Ausführugsform gilt, beschrieben wurde, soll betont werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dafür vorgesehen ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, welche vom Schutzbereich der abhängigen Ansprüche eingeschlossen sind, abzudecken.

Claims

Lichtemittierende Anzeige, aufweisend: ein Paneel, auf dem eine Vielzahl von Datenleitungen (D_m) zur Übertragung eines Datenstroms (I_DATA), welcher Videosignale anzeigt, eine Vielzahl von Ansteuerleitungen (S_n, E_n) zur Übertragung eines Selektierungssignals und eine Vielzahl von Pixelschaltungen ausgebildet sind, wobei die Pixelschaltungen aus einer Vielzahl von Pixeln gebildet werden, welche durch die Datenleitungen (D_m) und die Ansteuerleitungen (S_n, E_n) definiert sind, wobei mindestens eine Pixelschaltung aufweist: ein lichtemittierendes Element (OLED), welches Licht entsprechend eines angelegten Stroms (I_OLED) emittiert; einen ersten Transistor (M1), der eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode zur Bereitstellung eines Steuerstroms für das lichtemittierende Element aufweist; einen zweiten Transistor (M2), der eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode aufweist, wobei der Transistor (M2) als Diode geschaltet ist, indem die Steuerelektrode des Transistors (M2) an die zweite Hauptelektrode des Transistors (M2) angekoppelt ist; einen ersten Schalter (M3) zur Übertragung eines Datenstroms von der Datenleitung zur zweiten Hauptelektrode des zweiten Transistors (M2) in Reaktion auf ein Selektierungssignal der Ansteuerleitung (S_n); ein erstes Speicherelement (C1), das einen ersten Anschluss aufweist, der an die erste Hauptelektrode des ersten Transistors (M1) und an eine erste Hauptelektrode des zweiten Transistors (M2) angekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des Speicherelements (C1) an die Steuerelektrode des ersten Transistors (M1) angekoppelt ist und wobei der zweite Anschluss weiterhin an die Steuerelektrode des zweiten Transistors (M2) in Reaktion auf ein erstes Level eines ersten Steuersignals angekoppelt ist; ein zweites Speicherelement (C2), das zwischen den zweiten Anschluss des ersten Speicherelements (C1) und die Steuerelektrode des zweiten Transistors (M2) gekoppelt ist; und einen zweiten Schalter (M4), welcher den ersten Transistor (M1) und das lichtemittierende Element (OLED) in Reaktion auf ein zweites Steuersignal miteinander verkoppelt.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei die lichtemittierende Anzeige in einem ersten Intervall Mittel zur Selektion des ersten Levels des ersten Steuersignals und des Selektierungssignals aufweist, in einem zweiten Intervall Mittel zur Selektion des zweiten Levels des ersten Steuersignals aufweist und in einem dritten Intervall Mittel zur Selektion des zweiten Steuersignals aufweist.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 2, aufweisend: Mittel zur Bestimmung der Steuerelektrodenspannung des zweiten Transistors (M2) als einer ersten Spannung entsprechend des Datenstroms (I_DATA) im ersten Intervall; Mittel zum Liefern einer Steuerelektrodenspannung des zweiten Transistors (M2) zu einer zweiten Spannung von der ersten Spannung durch Unterbrechung des Datenstroms (I_DATA), Mittel zur Bestimmung einer Steuerelektrodenspannung des ersten Transistors als einer dritten Spannung durch Verkopplung des ersten und des zweiten Speicherelements (C1, C2) im zweiten Intervall, um eine vierte Spannung im ersten Speicherelement (C1) zu speichern; und Mittel zur Übertragung eines Steuerstroms (I_OLED) entsprechend der vierten Spannung vom ersten Transistor (M1) zum lichtemittierenden Element (OLED) im dritten Intervall.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei die Pixelschaltung weiterhin einen dritten Schalter (M5) aufweist, der zwischen die Steuerelektroden des ersten Transistors (M1) und des zweiten Transistors (M2) gekoppelt ist; und wobei der dritte Schalter (M5) vom ersten Level des ersten Steuersignals eingeschaltet wird.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei das erste Steuersignal das Selektierungssignal ist.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei das erste Steuersignal von einer zusätzlichen Signalleitung (E_n), die nicht die Ansteuerleitung (S_n) ist, bereitgestellt wird.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei eine Kanalbreite des ersten Transistors (M1) gleich der oder kleiner als die Kanalbreite des zweiten Transistors (M2) ist.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei eine Kanallänge des ersten Transistors (M1) gleich der oder länger als die Kanalbreite des zweiten Transistors (M2) ist.
Lichtemittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei das erste Speicherelement (C1) ein erster Kondensator ist, der zwischen der ersten Hauptelektrode und der Steuerelektrode des ersten Transistors (M1) ausgebildet ist; und wobei das zweite Speicherelement (C2) ein zweiter Kondensator ist, der zwischen den Steuerelektroden des ersten Transistors (M1) und des zweiten Transistors (M2) ausgebildet ist.
Verfahren zur Ansteuerung einer lichtemittierenden Anzeige, eine Pixelschaltung aufweisend, die einen ersten Schalter (M3) zur Übertragung eines Datenstroms (I_DATA) von einer Datenleitung (D_m) in Reaktion auf ein Selektierungssignal einer Ansteuerleitung (S_n), einen ersten Transistor (M1), welcher eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode für den Output eines Steuerstroms (I_OLED) entsprechend des Datenstroms (I_DATA), aufweist, ein erstes Speicherelement (C 1), welches zwischen der ersten Hauptelektrode und der Steuerelektrode des ersten Transistors ausgebildet ist, und ein lichtemittierendes Element (OLED), welches Licht entsprechend des Steuerstroms (I_OLED) des ersten Transistors (M1) emittiert, einen zweiten Transistor (M2), welcher eine erste Hauptelektrode, eine zweite Hauptelektrode und eine Steuerelektrode aufweist, wobei der Transistor (M2) als Diode geschaltet ist, indem die Steuerelektrode des Transistors (M2) an der zweiten Hauptelektrode des Transistors (M2) angekoppelt ist, ein zweites Speicherelement (C2), welches zwischen die Steuerelektroden des ersten Transistors (M1) und des zweiten Transistors (M2) gekoppelt ist, wobei die ersten Hauptelektroden des ersten und des zweiten Transistors (M1, M2) jeweils miteinander verbunden sind, aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Ankopplung der Steuerelektrode des als Diode geschalteten zweiten Transistors (M2) an der Steuerelektrode des ersten Transistors (M1); Übertragung des Datenstroms (I_DATA) vom ersten Schalter (M3) zur zweiten Hauptelektrode des zweiten Transistors (M2), um eine Steuerelektroden-spannung des zweiten Transistors (M2) als eine erste Spannung aufzubauen; Reihenschaltung des ersten Speicherelements (C1) und des zweiten Speicherelements (C2), indem die Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors (M1, M2) entkoppelt werden; Unterbrechung des Datenstroms (D_DATA), um eine Spannung entsprechend der Schwellenspannung des zweiten Transistors in das erste und das zweite Speicherelement (C1, C2) zu verteilen; und Übertragung eines Steuerstroms (I_OLED), welcher vom ersten Transistor (M1) an das lichtemittierende Element (OLED) entsprechend der Spannung, die im ersten Speicherelement (C1) gespeichert wird, abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die ersten Hauptelektroden des ersten Transistors (M1) und des zweiten Transistors (M2) an ein Signal angekoppelt sind, welches eine Spannungsversorgung (VDD) bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Schwellenspannung des ersten Transistors (M1) der Schwellenspannung des zweiten Transistors (M2) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Pixelschaltung weiterhin einen zweiten Schalter (M5) aufweist, der zwischen der Steuerelektrode des ersten Transistors (M1) und des zweiten Transistors (M2) angekoppelt ist, und wobei das Verfahren weiterhin aufweist: Einschalten des zweiten Schalters (M5) in Reaktion auf ein Aktivierungslevel eines Steuersignals, um die Steuerelektroden des ersten Transistors (M1) und des zweiten Transistors (M2) miteinander zu verkoppeln; und Ausschalten des zweiten Schalters (M5) in Reaktion auf ein Abschaltlevel, um das zweite Speicherelement (C2) zwischen den Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors (M1, M2) anzukoppeln.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Steuersignal das Selektierungssignal ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Verhältnis einer Kanalbreite und einer Kanallänge des ersten Transistors (M1) gleich dem oder kleiner als das Verhältnis einer Kanalbreite und einer Kanallänge des zweiten Transistors (M2) ist.