JP2006085141A - 画素とこれを持つ発光表示装置及び、その駆動方法 - Google Patents

画素とこれを持つ発光表示装置及び、その駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 トランジスタの特性の偏差に関係なく、均一な画像を表示できるようにした画素とこれを持つ発光表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】 走査信号が供給される複数の走査線Ｓｎ、データ信号が供給される複数のデータ線Ｄｍ及び、複数の電源線によって定義される複数の画素を含み、前記各画素はサブフレームに対応する周波数信号が供給される周波数供給線と前記データ信号と前記周波数信号に対応する電流を出力する画素回路１４０と前記画素回路１４０から出力される電流によって発光する発光素子を具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は発光表示装置に関するもので、特に発光素子の周波数の特性を利用して階調の表現ができるようにした画素とこれを持った発光表示装置及び、その駆動方法に関する。
最近、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ ディスプレー（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、及び発光表示装置（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。
平板表示装置の中で発光表示装置は、電子と正孔の再結合によって蛍光物質を発光させる自発光素子であり、材料及び構造によって無機物の発光層を含む無機発光表示装置と有機物の発光層を含む有機発光表示装置に大別される。有機発光表示装置は電界発光表示装置とも呼ばれる。このような、発光表示装置は液晶表示装置のように別の光源を必要とする受動型の発光素子に比べて陰極線管と同様に応答速度が速いという長所がある。
図１は一般的な発光表示装置の画素を示した回路図である。
図１を参照すれば、一般的な発光表示装置の各画素１１は、走査線Ｓｎとデータ線Ｄｍの交差領域に隣接するように配置される。このような、各画素１１は、走査線Ｓｎに走査信号が印加されるとき選択され、データ線Ｄｍに供給されるデータ信号に相応する光を発生するようになる。
このため、各画素１１は、第１電源ＶＤＤと、第２電源ＶＳＳ、発光素子ＯＬＥＤ、及び画素回路４０を具備する。
発光素子ＯＬＥＤのアノード電極は画素回路４０に接続され、カソード電極は、第２電源ＶＳＳに接続される。この時、発光素子ＯＬＥＤは有機発光素子になりえる。
有機発光素子は、アノード電極とカソード電極の間に形成された有機物の発光層（Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ ： ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ ： ＥＴＬ）、及び正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ ： ＨＴＬ）と正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ ： ＨＩＬ）を追加的に含むことができる。このような、有機発光素子でアノード電極とカソード電極の間に電圧を印加すれば、カソード電極から発生された電子は、電子注入層及び電子輸送層を介して発光層に移動し、アノード電極から発生された正孔は正孔注入層及び電子輸送層を介して発光層に移動する。これによって、発光層では電子輸送層と正孔輸送層から供給された電子と正孔が衝突して再結合することによって光が発生する。
画素回路４０は、第１及び第２トランジスタＭ１、Ｍ２、及びキャパシタＣを具備する。ここで第２トランジスタＭ２及び第１トランジスタＭ１は、Ｐタイプの金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ、 ＭｅｔａｌーＯｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。そして、第２電源ＶＳＳは第１電源ＶＤＤより低い電圧レベルを持ち、グラウンド電圧レベルを持つことができる。
第１トランジスタＭ１のゲート電極は、走査線Ｓｎに接続され、ソース電極はデータ線Ｄｍに接続すると共に、ドレイン電極は第１ノードＮ１に接続される。このような第１トランジスタＭ１は、走査線Ｓｎに供給される走査信号に応答してデータ線Ｄｍからのデータ信号を第１ノードＮ１に供給する。
キャパシタＣは、走査線Ｓｎに走査信号が供給される区間に第１トランジスタＭ１を経由して、第１ノードＮ１上に供給されるデータ信号に対応される電圧を保存した後、第１トランジスタＭ１がオフされると、第２トランジスタＭ２のオンの状態を１フレームの間維持させるようになる。
第２トランジスタＭ２のゲート電極は、第１トランジスタＭ１のドレイン電極とキャパシタＣが共通に接続された第１ノードＮ１に接続され、ソース電極は第１電源ＶＤＤに接続されると共に、ドレイン電極は発光素子ＯＬＥＤのアノード電極に接続される。このような第２トランジスタＭ２はデータ信号によって第１電源から発光素子ＯＬＥＤに供給されるデータ信号に対応される電流量を調節するようになる。これによって発光素子ＯＬＥＤは第２トランジスタＭ２を経由して第１電源ＶＤＤから供給される電流によって発光するようになる。
このような、画素１１の駆動を説明すれば次のようである。
まず、走査線Ｓｎにロー状態の走査信号が供給される区間では、第１トランジスタＭ１がターンオンされる。これによってデータ線Ｄｍに供給されるデータ信号は第１トランジスタＭ１と第１ノードＮ１を経由して第２トランジスタＭ２のゲート電極に供給される。この時、キャパシタＣは第２トランジスタＭ２のゲート電極と第１電源ＶＤＤの間の差電圧を保存するようになる。
これによって第２トランジスタＭ２は第１ノードＮ１の電圧によってターンオンされ、データ信号に相応する電流を発光素子ＯＬＥＤに供給するようになる。従って、発光素子ＯＬＥＤは第２トランジスタＭ２から供給される電流によって発光して画像を表示するようになる。
その後、走査線Ｓｎにハイ状態の走査信号が供給される区間では、キャパシタＣに保存されたデータ信号に対応される電圧によって第２トランジスタＭ２のオン状態が維持されることにより発光素子ＯＬＥＤは１フレーム期間の間、発光して画像を表示するようになる。
このような一般的な発光表示装置は、製造工程による第２トランジスタＭ２の閾値電圧の不均一を補償するための補償回路を追加的に具備する。これによって補償回路を持つ発光表示装置は、オフセット補償方式や電流プログラム方式を採択しているが、これもまた、画像を表示するには限界がある。
なお、従来の発光表示装置およびその駆動方法を記載した文献としては、有機電界発光素子の駆動方法を開示する下記特許文献１、ＥＬ発光装置およびその駆動方法を開示する下記特許文献２等がある。
特開平１０−１９９６７４号公報 特開平０６−２３０７４５号公報
従って、本発明は、トランジスタの特性の偏差に影響されず均一な画像の表示ができるようにした画素とこれを持つ発光表示装置及び、その駆動方法を提供することである。
前記目的を達成するための技術的な手段として、本発明の第１側面は、走査信号が供給される複数の走査線、データ信号が供給される複数のデータ線及び、複数の電源線によって定義される複数の画素を含み、前記各画素は、各サブフレームに対応する周波数信号が供給される周波数供給線と、前記データ信号と前記周波数信号に対応する電流を前記電源線から出力する画素回路と、前記画素回路から出力する電流によって発光する発光素子を具備する発光表示装置を提供する。
より好ましくは、前記画素は、サブフレームごとに前記発光素子の明るさの合計によって望みの諧調を表示する。
また、前記データ信号は、前記サブフレームに対応されるＩ（ｉは正の定数）ビットを持つデジタルデータ信号である。
また、前記周波数信号は、前記デジタルデータ信号の最上位のビットに行くほど低くなることを特徴とする。
前記目的を達成するための技術的な手段として、本発明の第２側面は、複数の走査線、複数のデータ線、複数の電源線及び複数の周波数供給線によって定義され、前記データ線に供給されるデータ信号と前記周波数供給線に供給される周波数信号によって発光する複数の画素を含む画像表示部と、前記データ線に前記データ信号を供給するためのデータ駆動部と、前記周波数供給線に走査信号を供給するための走査駆動部と、前記周波数供給線に周波数信号を供給するための周波数供給部を具備する発光表示装置を提供する。
前記目的を達成するための技術的な手段として、本発明の第３側面は、入力されるデータ信号と周波数信号に対応する電流を出力する画素回路と、前記画素回路から供給される電流によって発光する発光素子を具備する画素を提供する。
より好ましくは、前記発光素子は、前記デジタルデータ信号の最上位ビットに行くほど低くなる前記周波数信号が供給される周波数供給線をさらに具備する。
また、前記画素は、走査信号が供給される走査線と、前記デジタルデータ信号が供給されるデータ線と、駆動電圧が供給される電源線をさらに具備する。
前記目的を達成するための技術的な手段として、本発明の第４側面は、入力されるデータ信号と周波数信号によって電流を出力する第１段階と、前記出力される電流によって発光素子を発光させる第２段階を含むことを特徴とする画素の駆動方法を提供する。
より好ましくは、前記第１段階は、走査線に供給される走査信号によってデータ線に供給される前記データ信号を保存する段階と、前記保存されたデータ信号と周波数供給線に供給される前記周波数信号に対応する電流を電源線から出力する段階を含む。
上述したように本発明の実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置及び、その駆動方法は、デジタルデータ信号及び周波数信号によってサブフレームごとに発光素子の発光による明るさの合計で必要な階調を表現するようになる。従って、本発明は、デジタル駆動方式によって各サブフレームの発光期間を同一にさせ、発光期間の比率を調節するための十分な時間を持つからタイミングの限界による階調表現の難しい問題を解決することができる。又、本発明はデジタル駆動方式を利用して画像を具現することによってトランジスタの特性の偏差に関係なく均一の画像を具現することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付された図２ないし図１１を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の発光表示装置を示した図である。
図２を参照すれば、本発明の第１実施形態の画素とこれを持つ発光表示装置は画像表示部１１０、走査駆動部１２０、データ駆動部１３０、初期化電源供給部１６０及び、周波数供給部１５０を具備する。
画像表示部１１０は、複数の走査線Ｓ１ないしＳＮと、複数のデータ線Ｄ１ないしＤＭ、複数の画素電源線及び周波数供給線Ｆ１ないしＦＮによって定義される複数の画素１１１を含む。この時、複数の画素には図示しない第２の電源供給部から第１電源と異なる第２電源が供給される。
画素１１１は、走査線Ｓ１ないしＳＮに走査信号が印加されるとき選択され、データ線ＤＭに供給されるデータ信号、及び周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給される周波数信号に対応する明るさの光を発生するようになる。具体的に、画素１１１はデジタルデータ信号と周波数信号によって発光される発光素子ＯＬＥＤの明るさを調節して階調を表示することによって望みの画像を表示するようになる。
走査駆動部１２０は、図示しない制御部からの走査制御信号、すなわち、スタートパルスとクロック信号に応答して走査線Ｓ１ないしＳＮを順次駆動させるための走査信号を発生して走査線Ｓ１ないしＳＮに順次供給する。
データ駆動部１３０は、制御部から供給されるデータ信号に応答して制御部からのｉ（ｉは正の定数）ビットデジタルデータ信号を、データ線Ｄ１ないしＤｍを介して各画素１１１に供給する。すなわち、データ駆動部１３０は、ｉビットデジタルデータ信号の各ビットデジタルデータ信号をｊ（ｊはｉと同じか大きい正の定数）個のサブフレームごとにデータ線Ｄ１ないしＤｍに供給する。この時、ｉビットデジタルデータ信号のうち、最下位ビットのデジタルデータ信号は第１サブフレームに供給される。
初期化電源供給部１６０は、画素表示部１１０の画素電源線に第１電源を供給する。周波数供給部１５０は、ｉビットデジタルデータ信号の各ビットに対応されるサブフレームごとに互いに異なる周波数信号を発生して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給する。この時、周波数供給部１５０はｉビットデジタルデータ信号のうち、上位ビットに行くほど低い周波数信号を発生して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給する。そして、周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給される走査数信号は走査線に同期されるように供給する。
図３は、図２に示された周波数供給部１５０の第１実施形態を示したブロック図である。
図３を図２に結び付けて見ると、発光表示装置の第１実施形態による周波数供給部１５０はシフトレジスタ部１５２、カウンタ部１５４及び、選択部１５６を具備する。
シフトレジスタ部１５２は、複数のシフトレジスタを含む。各々のシフトレジスタは走査信号に同期されて供給されるスタート信号を順次的にシフトさせ、カウンタ部１５４及び、選択部１５６に供給する。このとき、各シフトレジスタはカウンタスタート信号ＣＳＳを発生させてカウンタ部１５４に供給する。又、各々のシフトレジスタはｋ（ｋは正の定数）ビットを順次シフトさせ、ビット選択信号ＢＳＳを発生して選択部１５６に供給する。ここで、ｉビットデジタルデータ信号が８ビットで、８個のサブフレームで構成される場合、各シフトレジスタは３ビットのビット選択信号ＢＳＳを発生して選択部１５６に供給する。
カウンタ部１５４は、複数のｐ（ｐは正の定数）ビットカウンタを含む。各カウンタはカウンタスタート信号ＣＳＳによって開始され、入力されるクロック信号ＣＬＫによって互いに異なる周波数を持つカウント出力信号ＣＯＳを選択部１５６に供給する。
選択部１５６は、複数のビット選択器を含む。このとき、各ビットレジスタはアナログスイッチになることもある。各ビット選択器は各シフトレジスタから供給されるビット選択信号ＢＳＳによって各カウンタから供給される複数のカウンタ出力信号ＣＯＳのうち、いずれか一つを選択して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。これによって選択部１５６はサブフレームごとに互いに異なる周波数信号を発生して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給するようになる。結果的に選択部１５６はｉビットのデジタルデータ信号のうち、上位ビットにゆくほど低い周波数信号を選択し、周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。
図４は図２に示された周波数供給部１５０の第２実施形態を示したブロック図である。
図４を図２に結び付けてみると、発光表示装置の第２実施形態による周波数供給部１５０はカウンタ部２５４、シフトレジスタ部２５２及び、選択部２５６を具備する。
カウンタ部２５４は、カウンタスタート信号によって開始され、入力されるクロック信号ＣＬＫによって互いに異なる周波数を持つ複数のカウンタ出力信号ＣＯＳを発生して選択部２５６に供給する。この時、カウンタ部２５４はｉビットのデジタルデータ信号のうち、各ビット（または各サブフレーム）に対応される互いに異なる周波数を持つ複数のカウンタ出力信号ＣＯＳを発生して選択部２５６に供給する。
シフトレジスタ部２５２は、複数のシフトレジスタを含む。各シフトレジスタは走査信号に同期されて供給されるスタート信号を順次シフトさせ、選択部２５６に供給する。すなわち、各シフトレジスタはビット選択信号ＢＳＳを発生して選択部２５６に供給する。この時、各シフトレジスタはｋビットを順次シフトさせ、ビット選択信号ＢＳＳを発生して選択部２５６に供給する。ここで、ｉビットデジタルデータ信号が８ビットで、８個のサブフレームで構成される場合、各シフトレジスタは３ビットのビット選択信号ＢＳＳを発生して選択部２５６に供給する。
選択部２５６は、複数のビット選択器を含む。この時、各ビットの選択器はアナログスイッチになることもある。各ビット選択器は各シフトレジスタから供給されるビット選択信号ＢＳＳによって互いに異なる周波数を持つ複数のカウンタ出力信号ＣＯＳのうち、いずれか一つを選択して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。これによって選択部２５６はサブフレームごとに互いに異なる周波数信号を発生して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給する。結果的に選択部２５６はｉビットのデジタルデータ信号のうち、上位に行くほど低い周波数信号を選択して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。
図５は図２に示された周波数供給部１５０の第３実施形態を示したブロック図である。図５を図２に結び付けてみると、発光表示装置の第３実施形態による周波数供給部１５０は電圧制御オシレータ部３５８、シフトレジスタ部３５２及び、選択部３５６を具備する。
電圧制御オシレータ部３５８は、複数の電圧制御を含む。各電圧制御オシレータは互いに異なる電圧を利用して互いに異なる複数の周波数ＶＯを発生して選択部３５６に供給する。すなわち、電圧制御オシレータ部３５８は、ｉビットのデジタルデータ信号のうち、上位に行くほど低い周波数信号ＶＯを発生して選択部３５６に供給する。
シフトレジスタ部３５２は、複数のシフトレジスタを含む。各シフトレジスタは走査信号に同期されて供給される電圧選択スタート信号ＶＳＳＳを順次シフトさせ、選択部３５６に供給する。即ち、各シフトレジスタは順次シフトされる電圧選択信号を発生して選択部３５６に供給する。このとき、各シフトレジスタはｋビットを順次シフトさせ、電圧選択信号を発生して選択部３５６に供給する。ここで、ｉビットデジタルデータ信号が８ビットで、８個のサブフレームで構成される場合、各シフトレジスタは３ビットの電圧選択信号を発生して選択部３５６に供給する。
選択部３５６は、複数の電圧選択器を含む。この時、各電圧選択器はアナログスイッチになることもある。各電圧選択器は、各シフトレジスタから供給される電圧選択信号によって電圧制御オシレータ部３５８から供給される互いに異なる複数の周波数ＶＯのうち、いずれか一つを選択して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。これによって選択部３５６はサブフレームごとに互いに異なる周波数を選択し、周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給する。結果的に選択部３５６はｉビットのデジタルデータ信号のうち、上位ビットに行くほど低い周波数信号を選択して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。
図６は図２に示された周波数供給部１５０の第４実施形態を示したブロック図である。図６を図２に結び付けてみると、発光表示装置の第４実施形態による周波数供給部１５０は電圧発生部４５４、シフトレジスタ部４５２、選択部４５６及び電圧制御オシレータ部４５８を具備する。
電圧発生部４５４は、互いに異なるレベルを持つ複数の電圧ＶＯを発生して選択部４５６に供給する。
シフトレジスタ部４５２は、複数のシフトレジスタを含む。各シフトレジスタは走査信号に同期されて供給される電圧選択のスタート信号ＶＳＳＳを順次シフトさせ、選択部４５６に供給する。即ち、各シフトレジスタは順次シフトされる電圧選択信号を発生して選択部４５６に供給する。この時、各シフトレジスタはｋビットを順次シフトさせ、電圧選択信号を発生して選択部４５６に供給する。ここで、ｉビットデジタルデータ信号が８ビットで、８個のサブフレームで構成される場合、各シフトレジスタは３ビットの電圧選択信号を発生して選択部４５６に供給する。
選択部４５６は、複数の電圧選択器を含む。この時、各電圧選択器はアナログスイッチになることもある。各電圧選択器は各シフトレジスタから供給される電圧選択信号によって、電圧発生部４５４から供給される互いに異なる複数の電圧ＶＯのうち、いずれか一つを選択して電圧制御オシレータ部４５８に供給する。
電圧制御オシレータ部４５８は、複数の電圧制御オシレータを含む。各電圧制御オシレータは電圧選択器から選択されて供給される電圧ＶＯに対応される周波数を発生して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。これによって、電圧制御オシレータ部４５８はサブフレームごとに互いに異なる周波数を発生して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに供給する。結果的に、電圧制御オシレータ部４５８はｉビットデジタルデータ信号のうち、上位に行くほど低い周波数信号を選択して周波数供給線Ｆ１ないしＦＮに順次供給する。
図７は図２に示された画素を示した回路図である。
図７を図２に結び付けて説明すると、発光表示装置の各画素１１１は、第１電源ＶＤＤと第２電源ＶＳＳ、発光素子ＯＬＥＤ及び、画素回路１４０を具備する。
発光素子ＯＬＥＤのアノード電極は、画素回路１４０に接続され、カソード電極は第２電源ＶＳＳに接続される。この時、発光素子ＯＬＥＤは有機発光素子になることもある。
有機発光素子は、アノード電極とカソード電極の間に形成された有機物の発光層、電子輸送層及び、正孔輸送層と正孔注入層を含む。又、有機発光素子は電子注入層と正孔注入層を追加的に含むことができる。このような、有機発光素子でアノード電極とカソード電極の間で電圧を印加すればカソード電極から発生された電子は電子注入層及び電子輸送層を介して発光層に移動し、アノード電極から発生された正孔は正孔注入層及び正孔輸送層を介して発光層に移動する。これによって、発光層では電子輸送層と正孔輸送層から供給された電子と正孔が衝突して再結合することによって光が発生するようになる。
画素回路１４０は、第１及び、第２トランジスタＭ１、Ｍ２及びキャパシタＣを具備する。ここで、第２トランジスタＭ２及び第１トランジスタＭ１はＰタイプの金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである。一方、画素回路１４０がＰタイプのトランジスタで構成される場合、第２電源ＶＳＳは第１電源ＶＤＤより低いレベルを持ち、グラウンド電圧レベルを持つことができる。
第１トランジスタＭ１のゲート電極は、走査線Ｓｎに接続され、ソース電極はデータ線Ｄｍに接続されると共にドレイン電極は第１ノードＮ１に接続される。このような第１トランジスタＭ１は走査線Ｓｎに供給される走査信号に応答してデータ線Ｄｍからのデジタルデータの信号を第１ノードＮ１に供給する。
第２トランジスタＭ２のゲート電極は、第１トランジスタＭ１のドレイン電極とキャパシタＣが共通に接続された第１ノードＮ１に接続され、ソース電極は第１電源ＶＤＤに接続され、ドレイン電極は発光素子ＯＬＥＤのアノード電極に接続される。このような第２トランジスタＭ２は、キャパシタＣから自分のゲート電極に供給される電圧によって画素電源線に供給される第１電源ＶＤＤから発光素子ＯＬＥＤに供給される電流量を調節するようになる。
キャパシタＣの第１電極は、第１ノードＮ１、すなわち、第２トランジスタＭ２のゲート電極に電気的に接続され、第２電極は周波数信号が供給される周波数供給線ＦＮに電気的に接続される。このようなキャパシタＣは、走査線Ｓｎに走査信号が供給される間、第１トランジスタＭ１を経由して第１ノードＮ１上に供給されるデジタルデータ信号を保存した後、第１トランジスタＭ１がオフされると周波数供給線ＦＮから供給される周波数信号によって第２トランジスタＭ２をスイッチングさせるようになる。すなわち、キャパシタＣは、走査線Ｓｎに走査信号が供給される間、データ線Ｄｍに供給される信号が“１”のデジタルデータ信号であれば、“１”のデジタルデータ信号に対応する電圧を保存した後、走査信号によって第１トランジスタＭ１をオフさせ、保存された電圧によって第２トランジスタＭ２をオフさせるようになる。反面、キャパシタＣは、走査線Ｓｎに走査信号が供給される間、データ線Ｄｍに供給される信号が“０”のデジタルデータ信号であれば、“０”のデジタルデータ信号に対応する電圧を保存した後、走査信号によって第１トランジスタＭ１をオフさせ、周波数供給線ＦＮから供給される周波数信号によって、第２トランジスタＭ２をスイッチングさせるようになる。これによって発光素子ＯＬＥＤは、キャパシタンスに依存する周波数特性によってスイッチングされる第２トランジスタＭ２から供給される電流量によって発光するようになる。
図８は図７に示された発光素子の周波数Ｈｚによる輝度Ｃｄ／ｍ２を示したグラフである。
図８を参照すれば、発光素子ＯＬＥＤに存在するキャパシタンスは、高い周波数Ｈｚはほとんど通過させない反面、低い周波数Ｈｚはそのまま通過させるようになる。これによって、発光素子ＯＬＥＤは入力される周波数Ｈｚが低い場合に、高い輝度Ｃｄ／ｍ２を示す反面、高い周波数Ｈｚの場合には低い輝度Ｃｄ／ｍ２を示す。
図９は本発明の第１実施形態による発光表示装置の駆動方法を示した波形図である。
図９を図７に結び付けてみれば、第１実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置とその駆動方法は発光素子ＯＬＥＤの明るさを調節して望みの階調を示すために１フレームをｉビットデジタルデータ信号の各ビットに対応され、同一の発光期間を持つｊ個のサブフレームＳＦ１ないしＳＦｊに分割して駆動するようになる。この時、第１ないし第ｊサブフレームＳＦ１ないしＳＦｊ は、互いに異なる加重値の明るさに対応する階調を持ち、第１ないし第ｊサブフレーム ＳＦ１ないしＳＦｊの明るさに対応する階調の比率は２０：２１、２２、２３、２４、…２ｊになる。このような、本発明の第１実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の駆動方法を説明すれば次のようである。
まず、１フレーム中、第１サブフレームＳＦ１では、各走査線Ｓ１ないしＳＮにロー状態の走査信号ＳＳ１ないしＳＳＮか順次供給されると共に、キャパシタＣの第２電極には各周波数供給線Ｆ１ないしＦＮから第１レベルの電圧が順次供給される。これによって、各走査線Ｓ１ないしＳＮに接続された第１トランジスタＭ１が順次ターンオンされることによって、データ線Ｄ１ないしＤｍに供給されるｉビットの中、第１ビットデジタルデータ信号は、各第１トランジスタＭ１と第１ノードＮ１を経由して各第２トランジスタＭ２のゲート電極に供給される。この時、各キャパシタＣは第１ノードＮ１の第１ビットデジタルデータ信号と第１のレベルの電圧間の差電圧を保存するようになる。
その後、各走査線Ｓ１ないしＳｎにはハイ状態の走査信号ＳＳ１ないしＳＳＮが順次供給され、各キャパシタＣの第２電極には各周波数供給線Ｆから第１レベルと第２レベルを繰り返す第１周波数信号ＦＳ１が供給される。これによって、各キャパシタＣは第１周波数信号によって第２トランジスタをスイッチングさせる。第２トランジスタＭ２は第１周波数信号ＦＳ１によってスイッチングされることによって、第１電源ＶＤＤからの電流を発光素子ＯＬＥＤに供給する。
従って、第１サブフレームの間には発光素子は第２トランジスタＭ２のスイッチングによって供給される電流によって発光される。この時、発光素子ＯＬＥＤはキパシタンスが存在するため、高い周波数はほとんど通過させない反面、低い周波数はそのまま通過させる周波数特性によって第２のランジスタから流入される電流の周波数によって発光される。
従って、発光素子ＯＬＥＤは第１サブフレームの間第１ビットデジタルデータ信号に対応する電流によって“０”及び、“２０”の階調の中でいずれか一つの階調に対応する明るさで発光するようになる。すなわち、発光素子ＯＬＥＤは第１ビットデジタルデータ信号が“０”の場合、“２０”階調に対応される明るさで発光する反面、“１”の場合は非発光するようになる。
一方、１フレームの中で第２サブフレームＳＦ２では各走査線Ｓ１ないしＳｎにロー状態の走査信号ＳＳ１ないしＳＳＮが順次供給されると共に、キャパシタＣの第２電極には各周波数供給線からＦ１ないしＦＮから第１レベルの電圧が順次供給される。これによって、各走査線Ｓ１ないしＳｎに接続された第１トランジスタＭ１が順次ターンオンされることにより、データ線Ｄ１ないしＤｍに供給されるｉビットの中で第２ビットデジタルデータ信号は各第１トランジスタＭ１と第１ノードＮ１を経由して各第２トランジスタＭ２のゲート電極に供給される。この時、各キャパシタＣは第１ノードＮ１の第２ビットデジタルデータ信号と第１レベルの電圧間の差電圧を保存するようになる。
その後、各走査線Ｓ１ないしＳｎにハイ状態の走査信号ＳＳ１ないしＳＳＮが順次供給され、各キャパシタＣの第２電極には各周波数供給線Ｆから第１レベルと第２レベルを繰り返す第１周波数信号より低い第２周波数信号ＦＳ２が供給される。これによって、各々のキャパシタＣは第１周波数信号によって第２トランジスタＭ２をスイッチングさせるようになる。第２トランジスタＭ２は第１周波数信号ＦＳ２によってスイッチングされることにより、第１電源ＶＤＤからの電流を発光素子ＯＬＥＤに供給するようになる。
従って、第２サブフレームの間、発光素子は第２トランジスタＭ２のスイッチングによって供給される電流によって発光される。この時、発光素子ＯＬＥＤは周波数の特性を利用して第２のトランジスタのスイッチングによって第１電源ＶＤＤから流入される電流の周波数によって発光される。従って、発光素子ＯＬＥＤは第２サブフレームの間、第２ビットデジタルデータ信号に対応する電流によって“０”及び、“２１”の階調の中で何れか一つの階調に対応する明るさで発光するようになる。すなわち、発光素子ＯＬＥＤは第２ビットデジタルデータ信号が“０”の場合、“２１”階調に対応される明るさで発光するが“１”の場合は非発光する。
同様に、１フレームの中で第３サブフレームＳＦ３での発光素子ＯＬＥＤは上述したように同じ方式で第２周波数信号ＦＳ２より低い第３周波数信号ＦＳ３による第２トランジスタＭ２のスイッチングによって第１電源ＶＤＤから流入される電流の周波数によって発光される。従って、発光素子ＯＬＥＤは第３サブフレームの間、第３ビットデジタルデータ信号に対応する電流によって“０”及び、“２２”の階調の中でいずれか一つの階調に対応する明るさで発光する。すなわち、発光素子ＯＬＥＤは第３ビットデジタルデータ信号が“０”の場合、“２２”階調に対応される明るさで発光するが“１”の場合には非発光するようになる。
同様に、１フレームの中で第４ないし第ｊサブフレームＳＦ４ないしＳＦｊ各々における発光素子ＯＬＥＤは上述したように同じ方式でどんどん低くなる第４ないし第ｊ周波数信号ＦＳ４ないしＦＳｊによる第２トランジスタＭ２のスイッチングによって第１電源ＶＤＤから流入される電流によって“０”及び、“２３”“２ｉｎ”階調に対応する明るさで発光するようになる。
このような、本発明の第１実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置及び、その駆動方法は発光素子ＯＬＥＤの周波数特性を利用して各サブフレームＳＦ１ないしＳＦｊごとに発光素子ＯＬＥＤの発光による明るさの加重値の合計によって望みの階調を表現することができる。これによって本発明はｉビットデジタルデータ信号の各ビットに対応するサブフレームＳＦ１ないしＳＦｊの発光期間を同一にして十分な階調の表現時間を確保することができる。
図１０は本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の画素を示した図であり、図１１は本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の駆動方法を示した波形図である。
図１０及び、図１１を参照すれば、本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の画素は、画素回路１４０を構成するトランジスタＭ１、Ｍ２の伝導タイプを除いて、上述した図７に示された本発明の第１の実施形態と同じくなる。すなわち、本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置 ＮタイプのトランジスタＭ１、Ｍ２を駆動するための走査信号を除いては上述した本発明の第１実施形態と同様になる。これによって、当業者であれば、上述した本発明の第１実施形態の説明だけで本発明の第２実施形態を容易に実施することができるであろう。したがって、本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置とその駆動方法は上述したＰタイプのトランジスタを含む本発明の第１実施形態についての説明に代わる。
一方、本発明の実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置及びその駆動方法では、各画素１１１は上述した２個のトランジスタＭ１、Ｍ２及び１個のキャパシタＣを持つことに限定されず、少なくとも２個のトランジスタと少なくとも一つのキャパシタで構成されうる。
又、本発明の実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置及びその駆動方法で、各サブフレームは同一な発光期間を持つと説明したが、階調表現及び画質改善のために互いに異なる発光期間を持つことができる。そして、本発明の実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置及びその駆動方法は、電流を制御して画像を表示する表示装置に同様に適用することができる。
以上、添付の図を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、前記説明は単に本発明を説明することが目的であり、意味限定や請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するためのものではない。したがって、前記説明によって当業者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で各種の変更および修正が可能であることはいうまでもない。したがって、本発明の技術的保護範囲は明細書の詳細な説明に記載の内容に限定されず、特許請求の範囲によって決められるべきである。
本発明は、平面表示装置において利用できる。
一般的な発光表示装置の画素を示した回路図である。 本発明の第１実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置を示した図である。 図２に示された周波数供給部の第１実施形態を示したブロック図である。 図２に示された周波数供給部の第２実施形態を示したブロック図である。 図２に示された周波数供給部の第３実施形態を示したブロック図である。 図２に示された周波数供給部の第４実施形態を示したブロック図である。 図２に示された画素を示した回路図である。 図７に示された発光素子の周波数による輝度を示したグラフである。 本発明の第１実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の駆動方法を示した波形図である。 本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の画素を示した図である。 本発明の第２実施形態による画素とこれを持つ発光表示装置の駆動方法を示した波形図である。
符号の説明
１１，１１１ 画素
４０，１４０ 画素回路
１１０ 画像表示部
１２０ 走査駆動部
１３０ データ駆動部
１５０ 周波数供給部
１５２，２５２，３５２，４５２ シフトレジスタ部
１５４，２５４ カウンタ部
１５６，２５６，３５６，４５６ 選択部
４５４ 電圧発生部
３５８，４５８ 電圧制御オシレータ部

Claims (35)

  1. 走査信号が供給される複数の走査線、データ信号が供給される複数のデータ線及び、複数の電源線によって定義される複数の画素を含み、
    前記各画素は、各サブフレームに対応する周波数信号が供給される周波数供給線と、前記データ信号と前記周波数信号に対応する電流を前記電源線から出力する画素回路と、
    前記画素回路から出力する電流によって発光する発光素子を具備することを特徴とする発光表示装置。
  2. 前記画素は、サブフレームごとに前記発光素子の明るさの合計によって望みの諧調を表示することを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
  3. 前記データ信号は、前記サブフレームに対応されるＩ（ｉは正の定数）ビットを持つデジタルデータ信号であることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
  4. 前記周波数信号は、前記デジタルデータ信号の最上位のビットに行くほど低くなることを特徴とする請求項３に記載の発光表示装置。
  5. 前記周波数信号は、前記走査線に供給される走査信号に同期されるように供給されることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
  6. 前記周波数供給線には、サブフレームごとに前記走査線に走査信号が供給される区間の間、第１レベルの電圧が供給され、残りの区間の間前記第１レベルと前記第１レベルと異なる第２レベルの間を繰り返す前記周波数信号が供給されることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
  7. 前記画素回路は、前記走査線に供給される走査信号によって制御され、前記データ線に供給された前記データ信号を出力する第１トランジスタと、
    自己のゲート−ソース間電圧によって前記電源線から前記電流を前記発光素子に供給する第２トランジスタと、
    第１トランジスタからのデータ信号と前記周波数供給線からの前記周波数信号に従って前記第２トランジスタのゲート−ソース間電圧を調節するキャバシタを具備することを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
  8. 複数の走査線、複数のデータ線、複数の電源線及び複数の周波数供給線によって定義され、前記データ線に供給されるデータ信号と前記周波数供給線に供給される周波数信号によって発光する複数の画素を含む画像表示部と、
    前記データ線に前記データ信号を供給するためのデータ駆動部と、
    前記周波線に走査信号を供給するための走査駆動部と、
    前記周波数供給線に周波数信号を供給するための周波数供給部を具備することを特徴とする発光表示装置。
  9. 前記画素は、１フレームのサブフレームごとに発光される明るさの合計によって望みの諧調を表示することを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置。
  10. 前記データ信号はサブフレームに対応するｉ（ｉは正の定数）ビットを持つデジタルデータ信号であることを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置。
  11. 前記周波数供給部は、各サブフレームに対応する前記周波数信号を前記周波数供給線に供給することを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置。
  12. 前記周波数信号は、前記デジタルデータ信号の最上位に行くほど低くなることを特徴とする請求項１１に記載の発光表示装置。
  13. 前記周波数信号は前記走査線に供給される走査信号に同期されるように供給されることを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置。
  14. 前記周波数供給部は、スタート信号を発生して前記各サブフレームに対応されるビット選択信号を発生するシフトレジスタ部と、
    前記スタート信号によって開始され、入力されるクロック信号によって互いに異なる第１ないし第Ｎ周波数信号を発生するカウンタ部と、
    前記ビット選択信号による前記カウンタ部から供給される前記第１ないし第Ｎ周波数のうち、いずれか一つを選択し、前記周波数供給線に供給する選択部を具備することを特徴とする請求項１１に記載の発光表示装置。
  15. 前記周波数供給部は、前記各サブフレームに対応するビット選択信号を発生するシフトレジスタ部と、
    入力されるクロック信号によって互いに異なる第１ないし第Ｎ周波数信号を発生するカウンタ部と、
    前記ビット選択信号による前記カウンタ部から供給される前記第１ないし第Ｎ周波数のうち、いずれか一つを選択して前記周波数供給線に供給する選択部を具備することを特徴とする請求項１１に記載の発光表示装置。
  16. 前記周波数供給部は、互いに異なる電圧を利用して互いに異なる第１ないし第Ｎ周波数信号を発生する発生部と、
    前記各サブフレームに対応される電圧選択信号を発生するシフトレジスタ部と、
    前記電圧選択信号によって前記周波数発生部から供給される前記第１ないし第Ｎ周波数のうち、いずれか一つを選択して前記周波数供給線に供給する選択部を具備することを特徴とする請求項１１に記載の発光表示装置。
  17. 前記周波数供給部は、互いに異なる電圧を発生する電圧発生部と、
    前記各サブフレームに対応される電圧選択信号を発生するシフトレジスタ部と、
    前記電圧選択信号によって前記電圧発生部から供給される前記互いに異なる電圧のうち、いずれか一つを選択して出力する選択部と、
    前記選択部から出力される電圧に対応する互いに異なる第１ないし第Ｎ周波数信号のうち、いずれか一つを発生して前記周波数供給線に供給する周波数発生部を具備することを特徴とする請求項１１に記載の発光表示装置。
  18. 前記周波数供給線には、サブフレームごとに前記走査線に走査信号が供給される区間の間、第１レベルの電圧が供給され、残りの区間の間、前記第１レベルと前記第１レベルと異なる第２のレベルの間を繰り返す前記周波数信号が供給されることを特徴とする請求項９に記載の発光表示装置。
  19. 前記各画素は、前記データ信号と前記周波数信号に対応される電流を前記電源線から出力する画素回路と、
    前記画素回路から出力される電流によって発光する発光素子を具備することを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置。
  20. 前記画素回路は、前記走査線に供給される走査信号によって制御され、前記データ線に供給された前記データ信号を出力する第１トランジスタと、
    前記電源線と前記発光素子の間に配置され、前記電流を前記発光素子に供給する第２トランジスタと、
    前記第１トランジスタからのデータ信号を保存し、保存されたデータ信号と前記周波数供給線からの前記周波数信号によって前記第２トランジスタを駆動させるキャバシタを具備することを特徴とする請求項１９に記載の発光表示装置。
  21. 入力されるデータ信号と周波数信号に対応する電流を出力する画素回路と、
    前記画素回路から供給される電流によって発光する発光素子を具備することを特徴とする画素。
  22. 前記発光素子は、１フレームのサブフレームごとに発光される明るさの合計によって望みの諧調を表示することを特徴とする請求項２１に記載の画素。
  23. 前記データ信号は、前記サブフレームごとに対応されるｉ（ｉは正の定数）ビットを持つデジタル信号であることを特徴とする請求項２２に記載の画素。
  24. 前記データ信号の最上位ビットに行くほど低くなる前記周波数信号が供給される周波数供給線をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の画素。
  25. 走査信号が供給する走査線と、前記デジタルデータ信号が供給されるデータ線と、駆動電圧が供給される電源線をさらに具備することを特徴とする請求項２４に記載の画素。
  26. 前記周波数信号は、前記走査線に供給される走査信号に同期されるように供給されることを特徴とする請求項２４に記載の画素。
  27. 前記画素回路は、前記走査線に供給される走査信号によって制御され、前記データ線に供給された前記デジタルデータ信号を出力する第１トランジスタと、
    前記電源線と前記発光素子の間に配置され、前記電流を前記発光素子に供給する第２トランジスタと、
    前記第１トランジスタからのデジタルデータ信号を保存し、保存されたデジタルデータ信号と前記周波数供給線からの前記周波数信号によって前記第２トランジスタを駆動させるキャバシタを具備することを特徴とする請求項２５に記載の画素。
  28. 入力されるデータ信号と周波数信号によって電流を出力する第１段階と、
    前記出力される電流によって発光素子を発光させる第２段階を含むことを特徴とする画素の駆動方法。
  29. 前記第１段階は、走査線に供給される走査信号によってデータ線に供給される前記データ信号を保存する段階と、
    前記保存されたデータ信号と周波数供給線に供給される前記周波数信号に対応する電流を電源線から出力する段階を含むことを特徴とする請求項２８に記載の画素の駆動方法。
  30. 前記データ信号を保存する段階は、第１電極に前記データ信号が供給され、第２電極に前記周波数供給線から第１レベルの電圧が供給されるキャバシタを利用して前記デジタルデータ信号を保存することを特徴とする請求項２９に記載の画素の駆動方法。
  31. 前記電流を出力する段階は、前記キャパシタの第２電極に供給される第１レベルと、前記第１レベルと異なる第２レベルの間を繰り返す前記周波数信号によって前記電流を出力することを特徴とする請求項３０に記載の画素の駆動方法。
  32. 前記発光素子は、１フレームのサブフレームごとに発光される明るさの合計によって望みの諧調を表示することを特徴とする請求項２８に記載の画素の駆動方法。
  33. 前記データ信号は、前記サブフレームに対応されるｉ（ｉは正の定数）ビットを持つデジタルデータ信号であることを特徴とする請求項３２に記載の画素の駆動方法。
  34. 前記周波数信号は、前記デジタルデータ信号の最上位ビットに行くほど低くなることを特徴とする請求項３３に記載の画素の駆動方法。
  35. 前記周波数信号は、前記走査線に供給される走査信号に同期されるように供給されることを特徴とする請求項２９に記載の画素の駆動方法。
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