JP2007304598A - 画像表示システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 画素駆動回路を提供する。
【解決手段】 画素駆動回路を含み、第1と第2節点を有する蓄積コンデンサ、放電信号を受けるゲートを有し、第1節点と第2節点の間に接続され、第1と第2放電期間の放電信号がトランジスタをオンにし、蓄積コンデンサを放電させるトランジスタ、蓄積コンデンサの第1節点に転送され、データ信号と基準信号のいずれかを蓄積コンデンサの第1節点に伝送する転送回路、第1電位に接続された第1端点、第2節点に接続された第2端点と、駆動電流を出力する第3端点を有する駆動素子、および駆動素子、第1表示素子と、第2表示素子に接続され、第1と第2データロード期間で駆動素子をダイオード接続させ、駆動電流を第1と第2発光期間で、第1と第2表示素子にそれぞれ流出するスイッチング回路を含む画像表示システム。
【選択図】 図2
Description
本発明は、画素駆動回路に関し、特に、スレッショルド電圧と電力供給を補償することができる画素駆動回路に関するものである。
有機化合物を発光材料として用いて光を発する有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイは、平面ディスプレイである。OLEDディスプレイの利点は、小型、軽量、広視野角、高コントラスト比と、高速であることである。
アクティブマトリクス有機発光ダイオード(AMOLED)ディスプレイは、目下、次世代のフラットパネルディスプレイとして頭角を現している。アクティブマトリクス液晶ディスプレイ(AMLCD)に比べ、AMOLEDディスプレイは、例えば、高コントラスト比、広視野角、バックライトのない薄型モジュール、低消費電力と、低コストなどの多くの利点を有する。電圧源によって駆動されるAMLCDと異なって、AMOLEDディスプレイは、電流源を必要として表示素子EL(lectroluminescent)を駆動する。表示素子ELの輝度は、伝導された電流に比例する。電流レベルの変動は、AMOLEDディスプレイの輝度の均一性に大きな影響を及ぼす。よって、画素駆動回路の品質は、AMOLEDディスプレイの品質に極めて重要である。
図1は、従来のAMOLEDディスプレイの2TIC(2つのトランジスタと1つのコンデンサ)画素駆動回路10を表している。画素駆動回路10は、トランジスタMxとMyを含む。信号SCANがトランジスタMxをオンにした時、図1でVdataとして示しているデータ信号は、P型トランジスタMyのゲートにロードされ、コンデンサCstに保存される。よって、表示素子ELを駆動して発光させる定電流がある。図1に示すように、一般的に、AMOLEDディスプレイでは、電流源は、データ信号VdataでゲートされたP型TFT(図1のMy)によって実施され、Vddと表示素子ELの陽極にそれぞれ接続されたソースとドレインを有する。よって、Vdataに対応する表示素子ELの輝度は、以下の関係を有する。
輝度 ∝ 電流 ∝ (Vdd−Vdata−Vth)2
輝度 ∝ 電流 ∝ (Vdd−Vdata−Vth)2
Vthは、トランジスタMyのスレッショルド電圧であり、Vddは、電力供給電圧である。低温ポリシリコン(LTPS)プロセスにより、低温ポリシリコン型TFTには、通常、スレッショルド電圧Vthの変動があることから、スレッショルド電圧Vthが適当に補償されない場合、輝度の不均一な問題がAMOLEDディスプレイに存在すると考えられる。また、電力線の電圧降下も輝度の不均一な問題を起こす。これらの問題を克服するために、スレッショルド電圧Vthと電力供給電圧Vddを補償して表示の均一性を改善する画素駆動回路の実施が求められる。
これに鑑みて、本発明は、画素駆動回路を提供する。
画素駆動回路は、蓄積コンデンサ、トランジスタ、転送回路、駆動素子と、スイッチング回路を含む。蓄積コンデンサは、第1節点と第2節点を有する。トランジスタは、放電信号を受けるゲートを有し、第1節点と第2節点の間に接続される。第1放電期間と第2放電期間の放電信号は、トランジスタをオンにし、蓄積コンデンサを放電させる。転送回路は、蓄積コンデンサの第1節点に転送され、且つ、データ信号、または基準信号を蓄積コンデンサの第1節点に伝送する。駆動素子は、第1電位に接続された第1端点、第2節点に接続された第2端点と、駆動電流を出力する第3端点を有する。スイッチング回路は、駆動素子、第1表示素子と、第2表示素子に接続され、第1データロード期間と第2データロード期間で駆動素子をダイオード接続させることができる。スイッチング回路はまた、駆動電流を第1発光期間と第2発光期間で、第1表示素子と第2表示素子にそれぞれ流出することができる。
本発明の実施例の画素駆動回路は、駆動トランジスタのスレッショルド電圧と電力供給に無関係であり、且つ、電力供給とスキャンライン信号の電圧レベルは、互いに無関係である。よって、スキャンライン信号の電圧の範囲値は、電力供給の電圧の範囲値の制限を受けることなく、且つ、表示素子は、駆動回路を共用して、画素駆動回路の表示素子の発光面積を増加する。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
ディスプレイパネルの画素がますます増えていることから、且つ、パネルのカラー色域をより広く表示するために、エンジニアは、通常、ディスプレイパネル内に、より多くの異なる色の発光ユニットを入れ、ディスプレイパネルの画素と色域を増加する。従来の発光ユニットは、エレクトロルミネセント素子と対応する駆動回路を含む。駆動回路が発光できないことから、駆動回路が占める面積が小さければ、発光ユニットの開口率をより大きくすることができる。よって、如何に固定したサイズのディスプレイパネル内に、より少ない駆動回路とより多いエレクトロルミネセント素子を入れるかが、本発明の重点である。
図2は、本発明の実施例に基づいた画素駆動回路200を表している。画素駆動回路200は、5TIC+2Tの回路設計からなり、スレッショルド電圧と電力供給を補償する能力を有する。また、電力供給PVddの電圧は、スキャン信号Scanの電圧によって制限されないことができる。画素駆動回路200は、蓄積コンデンサCst、転送回路210、駆動トランジスタM5、トランジスタM6と、スイッチング回路220と、表示素子EL1とEL2を含む。表示素子EL1とEL2は、エレクトロルミネセント素子であり、駆動回路250を共用して駆動回路が占める画素駆動回路200の面積を減少することができる。よって、サブフレーム期間SF1とSF2での表示素子EL1とEL2は、駆動回路250をそれぞれ用いる。
転送回路210は、蓄積コンデンサCstの第1節点Aに接続され、データ信号Vdata、または基準信号Vrefを蓄積コンデンサCstの第1節点Aに転送する。基準信号Vrefは、定電圧信号であることができる。駆動トランジスタM5は、P型金属酸化膜半導体(PMOS)トランジスタであることができる。トランジスタM5のソースは、電力供給PVddに接続され、電力供給PVddは、直流電源である。駆動トランジスタM5のゲートは、蓄積コンデンサCstの第2節点Bに接続される。スイッチング回路220は、駆動トランジスタM5のドレインに接続され、トランジスタM5をダイオード接続させることができる。表示素子EL1とEL2は、スイッチング回路220のトランジスタM3とトランジスタM7にそれぞれ接続される。また、表示素子EL1とEL2の陰極は、第2電位に接続され、第2電位は、接地電位、または定電圧VSSであることができる。
転送回路210は、トランジスタM1とトランジスタM2を含む。図2では、トランジスタM1とトランジスタM2は、それぞれN型金属酸化膜半導体(NMOS)トランジスタとPMOSトランジスタである。トランジスタM1のドレインとゲートは、データ信号VdataとスキャンラインScanをそれぞれ受ける。トランジスタM1のソースは、蓄積コンデンサCstの第1節点Aに接続される。トランジスタM2のソースとゲートは、基準信号VrefとスキャンラインScanをそれぞれ受ける。トランジスタM2のドレインも蓄積コンデンサCstの第1節点Aに接続される。また、トランジスタM1とトランジスタM2は、ポリシリコン薄膜トランジスタであり、より高い電流駆動能力を提供することができる。
スキャンラインScanが高レベルに引き上げられた時、転送回路210は、データ信号Vdataを蓄積コンデンサCstの第1節点Aに転送する。スキャンラインScanが低レベルに引き下げられた時、転送回路210は、基準信号Vrefを蓄積コンデンサCstの第1節点Aに転送する。
スイッチング回路220は、トランジスタM3、トランジスタM4と、トランジスタM7を含む。トランジスタM3とトランジスタM7は、PMOSまたはNMOSであることができる。トランジスタM4は、NMOSトランジスタである。トランジスタM3とトランジスタM7のドレインは、表示素子EL1とEL2の陽極にそれぞれ接続され、トランジスタM3のゲートは、発光信号Emit_1を受け、トランジスタM7のゲートは、発光信号Emit_2を受ける。駆動トランジスタM3とM7のソースは、駆動トランジスタM5にそれぞれ接続される。トランジスタM4は、駆動トランジスタM5、トランジスタM3と、トランジスタM7に接続されたソースを有する。トランジスタM4のドレインは、蓄積コンデンサCstの第2節点B、トランジスタM6のソースと、駆動トランジスタM5のゲートに接続される。トランジスタM4のゲートは、スキャンライン信号Scanを受ける。本発明の実施例に基づいて、 トランジスタM3とトランジスタM7は、ポリシリコン薄膜トランジスタであり、より高い電流駆動能力を提供する。スキャンライン信号Scanが高レベルに引き上げられた時、スイッチング回路220のトランジスタM4は、駆動トランジスタM5をダイオード接続のトランジスタにさせ、即ち、駆動トランジスタM5のゲートとドレインが短絡し、駆動トランジスタM5を1つのダイオードとして見なすことができる。
トランジスタM6のドレインは、蓄積コンデンサCstの第1節点Aに接続される。トランジスタM6のゲートは、放電信号Dischargeに接続される。トランジスタM6のソースは、蓄積コンデンサCstの第2節点B、トランジスタM4のドレインと、駆動トランジスタM5のゲートに接続される。
図3は、本発明の実施例に基づいたフレーム信号FRAME、放電信号Discharge、スキャンライン信号Scanと、発光信号Emit_1とEmit_2のタイミング図を表している。画素駆動回路200は、フレーム信号FRAMEに基づいて、現在のサブフレーム期間SF1、またはサブフレーム期間SF2を判別する。また、1つの完全なフレーム期間SFは、サブフレーム期間SF1とSF2を含む。サブフレーム期間SF1の時では、放電信号Dischargeが高レベルに引き上げられ、且つ、発光信号Emit_1が高電圧レベルに維持される時、画素駆動回路200は、放電期間S1で操作され、この放電期間中、トランジスタM6は導通する。スキャンライン信号Scanが低電圧レベルであることから、基準信号Vrefが蓄積コンデンサCstの第1節点Aと第2節点Bに入力される。蓄積コンデンサCst内の電荷は、放電期間中に放電されることができる。蓄積コンデンサCstの放電は、続くステップで正常な操作を確保することができる。
蓄積コンデンサCstの放電に続いて、スキャンライン信号Scanは、高電圧レベルに引き上げられ、続いて、画素駆動回路200がデータロード期間S2に入る。スキャン信号Scanが高電圧レベルに引き上げられた時、トランジスタM1とトランジスタM4は、オンにされ、トランジスタM2とトランジスタM6は、オフにされる。トランジスタM1とトランジスタM4がオンにされることから、蓄積コンデンサCstの第1節点Aの電圧は、データ信号Vdataの電圧に等しく、且つ、蓄積コンデンサCstの第2節点Bの電圧は、(PVdd−Vth)に等しい。Vthは、駆動トランジスタM5のスレッショルド電圧である。よって、この時、蓄積コンデンサ内に保存された電圧は、Vdata−(PVdd−Vth)である。
スキャン信号Scanが低電圧レベルに引き下げられた時、データロード期間S2は、終了する。発光信号Emit_1が低電圧レベルに引き下げられた時、画素駆動回路200は、発光期間S3に入る。スキャンライン信号Scanが低電圧レベルにあることから、第2トランジスタM2は、オンにされ、蓄積コンデンサCstの第1節点Aの電圧は、基準信号Vrefに変わる。蓄積コンデンサ内に保存された電圧が直ちに変わることができないことから、蓄積コンデンサCstの第2節点Bの電圧は、Vref−[Vdata−(PVdd−Vth)]に変わる。表示素子EL1とEL2に流れる電流は、(Vsg−Vth)2に比例し、即ち、(Vdata−Vref)2に比例する。よって、サブフレーム期間SF1では、表示素子EL1に流れる電流は、駆動トランジスタM5のスレッショルド電圧Vthと電力供給PVddに無関係である。
サブフレーム期間SF2の時、発光信号Emit_1は、高電圧電位を維持し、放電信号Discharge、スキャンライン信号Scanと、発光信号Emit_2は、上述のサブフレーム期間SF1の発光プロセスを繰り返す。放電信号Dischargeが高電圧レベルに引き上げられ、且つ、発光信号Emit_2が高電圧レベルに維持される時、図2内の画素駆動回路200は、放電期間S4で操作され、蓄積コンデンサCstが放電される。スキャンライン信号Scanが高電圧レベルに引き上げられた時、画素駆動回路200は、データロード期間S5に入る。スキャンライン信号Scanが低電圧レベルに再び引き下げられた時、データロード期間S2は、終了する。発光信号Emit_2が低電圧レベルに引き下げられた時、画素駆動回路200は、発光期間S6に入る。その他の発光方法と原理は、サブフレーム期間SF1と同じである。よって、サブフレーム期間SF2では、表示素子EL2に流れる電流は、駆動トランジスタM5のスレッショルド電圧Vthと駆動トランジスタM5の電力供給PVddに無関係である。図3に示すように、本発明の実施例に基づいて、放電期間S1、データロード期間S2、発光期間S3、放電期間S4、データロード期間S5、発光期間S6は、順次に発生する。
本発明の実施例の画素駆動回路200は、駆動トランジスタM5のスレッショルド電圧Vthと電力供給PVddに無関係であり、且つ、電力供給PVddとスキャンライン信号Scanの電圧レベルは、互いに無関係である。よって、スキャンライン信号Scanの電圧の範囲値は、電力供給PVddの電圧の範囲値の制限を受けることなく、且つ、表示素子EL1とEL2は、駆動回路250を共用して、画素駆動回路200の表示素子EL1とEL2の発光面積を増加する。
図4は、本発明のもう1つの実施例に基づいた画像表示システムを表している。本実施例では、画像表示システムは、表示パネル400、または電子装置600を含むことができる。図4に示す表示パネル400は、上述の図2の画素駆動回路200を含む。表示パネル400は、電子装置(この場合、電子装置600)の一部であることができる。一般的に、電子装置600は、表示パネル400と電力供給500を含むことができる。また、電力供給500は、表示パネル400に接続され、表示パネル400に電力を提供する。電子装置は、携帯電話、デジタルカメラ、PDA、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、テレビ、または携帯型DVDプレーヤーであることができる。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
10、200 画素駆動回路
210 転送回路
220 スイッチング回路
250 駆動回路
400 ディスプレイパネル
500 電力供給
600 電子装置
Cst 蓄積コンデンサ
Discharge 放電信号
EL、EL1、EL2 表示素子
Emit_1、Emit_2 発光信号
FRAME フレーム信号
M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、Mx、My トランジスタ
Scan スキャンライン信号
PVdd 電力供給
Vdata データ信号
Vdd 電源
Vref 基準信号
Vth スレッショルド電圧
S1、S4 放電期間
S2、S5 データロード期間
S3、S6 発光期間
SF フレーム期間
SF1、SF2 サブフレーム期間
210 転送回路
220 スイッチング回路
250 駆動回路
400 ディスプレイパネル
500 電力供給
600 電子装置
Cst 蓄積コンデンサ
Discharge 放電信号
EL、EL1、EL2 表示素子
Emit_1、Emit_2 発光信号
FRAME フレーム信号
M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、Mx、My トランジスタ
Scan スキャンライン信号
PVdd 電力供給
Vdata データ信号
Vdd 電源
Vref 基準信号
Vth スレッショルド電圧
S1、S4 放電期間
S2、S5 データロード期間
S3、S6 発光期間
SF フレーム期間
SF1、SF2 サブフレーム期間
Claims (5)
- 画素駆動回路を含む画像表示システムであって、前記駆動回路は、
第1節点と第2節点を有する蓄積コンデンサ、
放電信号を受けるゲートを有し、前記第1節点と前記第2節点の間に接続され、第1放電期間と第2放電期間の放電信号によってオンにされ、前記蓄積コンデンサを放電させるトランジスタ、
前記蓄積コンデンサの第1節点に接続され、データ信号と基準信号のいずれかを前記蓄積コンデンサの第1節点に伝送する転送回路、
第1電位に接続された第1端点、前記第2節点に接続された第2端点と、駆動電流を出力する第3端点を有する駆動素子、および
前記駆動素子、第1表示素子と、第2表示素子に接続され、第1データロード期間と第2データロード期間で前記駆動素子をダイオード接続させ、前記駆動電流を第1発光期間と第2発光期間で、前記第1表示素子と前記第2表示素子にそれぞれ流出するスイッチング回路を含む画像表示システム。 - 前記駆動素子の前記第2端点と前記第3端点は、前記第1データロード期間と前記第2データロード期間で互いに接続され、前記駆動素子を前記ダイオードに接続させる請求項1に記載の画像表示システム。
- 前記転送回路は、
第1スキャン信号と前記データ信号を受け、前記第1節点に接続される第1トランジスタ、および
前記第1スキャン信号と前記基準信号を受け、前記第1節点に接続される第2トランジスタを含む請求項1に記載の画像表示システム。 - 前記第1トランジスタは、前記第1スキャンラインを受けるゲート、前記データ信号を受けるドレインと、前記第1節点に接続されたソースを有し、前記第2トランジスタは、前記第1スキャンラインを受けるゲート、前記基準信号を受けるドレインと、前記第1節点に接続されたソースを有する請求項3に記載の画像表示システム。
- 前記スイッチング回路は、
第1発光信号を受け、前記第1表示素子と前記駆動素子の間に接続された第3トランジスタ、
第1スキャン信号を受け、前記第2節点と前記駆動素子の間に接続された第4トランジスタ、および
第2発光信号を受け、前記第2表示素子と前記駆動素子の間に接続された第5トランジスタを含む請求項1に記載の画像表示システム。
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