JP2010231176A - 有機電界発光表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動トランジスタの閾値電圧を補償することのできる有機電界発光表示装置を提供する。
【解決手段】走査線に走査信号を順次供給するための走査駆動部と、データ線に前記走査信号が供給される期間のうちの第１期間に初期電源を供給し、前記第１期間を除く第２期間にデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、前記走査線と前記データ線との交差部に位置する画素と、を備え、ｉ（ｉは自然数）番目の水平ラインに位置する前記画素は、有機発光ダイオードと、前記第２電源に流れる電流量を制御する第１トランジスタと、ｉ番目の走査線に前記走査信号が供給されたときにターンオンされる第２トランジスタと、前記第２トランジスタがターンオンされたときにターンオフ状態を維持する第３トランジスタと、前記ｉ番目の走査線に走査信号が供給されたときにターンオンされる第４トランジスタと、第１キャパシタと、第２キャパシタと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機電界発光表示装置に関し、特に、駆動トランジスタの閾値電圧を補償することのできる有機電界発光表示装置に関する。
近年、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重量及び体積を減らすことが可能な各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、及び有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）などがある。
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は、電子と正孔との再結合により光を発生する有機発光ダイオードを用いて映像を表示する。このような有機電界発光表示装置は、速い応答速度を有し、かつ、低消費電力で駆動されるという長所がある。
図１は、従来の有機電界発光表示装置の画素を示す回路図である。図１における画素に備えられるトランジスタは、ＮＭＯＳに設定される。
図１に示されたように、従来の有機電界発光表示装置の画素４は、有機発光ダイオードＯＬＥＤと、データ線Ｄｍ及び走査線Ｓｎに接続され、有機発光ダイオードＯＬＥＤを制御するための画素回路２とを備える。
有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極は、画素回路２に接続され、カソード電極は、第２電源ＥＬＶＳＳに接続される。この有機発光ダイオードＯＬＥＤは、画素回路２から供給される電流に対応して、所定輝度の光を生成する。
画素回路２は、走査線Ｓｎに走査信号が供給されたとき、データ線Ｄｍに供給されるデータ信号に対応して、有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給される電流量を制御する。このため、画素回路２は、第１電源ＥＬＶＤＤと有機発光ダイオードＯＬＥＤとの間に接続された第２トランジスタＭ２（すなわち、駆動トランジスタ）と、第２トランジスタＭ２とデータ線Ｄｍ及び走査線Ｓｎとの間に接続された第１トランジスタＭ１と、第２トランジスタＭ２のゲート電極と第２電極との間に接続されたストレージキャパシタＣｓｔとを備える。
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、第１電極は、データ線Ｄｍに接続される。また、第１トランジスタＭ１の第２電極は、ストレージキャパシタＣｓｔの一方の端子に接続される。ここで、第１電極は、ソース電極及びドレイン電極のいずれかに設定され、第２電極は、第１電極とは異なる電極に設定される。例えば、第１電極がドレイン電極に設定されると、第２電極は、ソース電極に設定される。走査線Ｓｎ及びデータ線Ｄｍに接続された第１トランジスタＭ１は、走査線Ｓｎから走査信号が供給されたときにターンオンされ、データ線Ｄｍから供給されるデータ信号をストレージキャパシタＣｓｔに供給する。このとき、ストレージキャパシタＣｓｔは、データ信号に対応する電圧を充電する。
第２トランジスタＭ２のゲート電極は、ストレージキャパシタＣｓｔの一方の端子に接続され、第１電極は、第１電源ＥＬＶＤＤに接続される。また、第２トランジスタＭ２の第２電極は、ストレージキャパシタＣｓｔの他方の端子及び有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極に接続される。この第２トランジスタＭ２は、ストレージキャパシタＣｓｔに格納された電圧値に対応して、第１電源ＥＬＶＤＤから有機発光ダイオードＯＬＥＤを経由して第２電源ＥＬＶＳＳに流れる電流量を制御する。
ストレージキャパシタＣｓｔの一方の端子は、第２トランジスタＭ２のゲート電極に接続され、他方の端子は、有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極に接続される。このストレージキャパシタＣｓｔは、データ信号に対応する電圧を充電する。
このような従来の画素４は、ストレージキャパシタＣｓｔに充電された電圧に対応する電流を有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給することにより、所定輝度の画像を表示する。しかしながら、このような従来の有機電界発光表示装置は、第２トランジスタＭ２の閾値電圧のばらつきによって均一な輝度の映像を表示することができないという問題があった。
実際に、画素４の各々に第２トランジスタＭ２の閾値電圧が異なるように設定された場合、画素４の各々は、同一のデータ信号に対応して、互いに異なる輝度の光を生成するため、均一な輝度の映像を表示することができない。
韓国公開特許第２００７−０１１８８５７号公報 特開２００８−１７６２８７号公報
そこで、本発明の目的は、駆動トランジスタの閾値電圧を補償することのできる有機電界発光表示装置を提供することである。
本発明の実施例による有機電界発光表示装置は、走査線に走査信号を順次供給するための走査駆動部と、データ線に前記走査信号が供給される期間のうちの第１期間に初期電源を供給し、前記第１期間を除く第２期間にデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、前記走査線と前記データ線との交差部に位置する画素とを備え、ｉ（ｉは自然数）番目の水平ラインに位置する前記画素は、カソード電極が第２電源に接続される有機発光ダイオードと、第１電源から前記有機発光ダイオードを経由して前記第２電源に流れる電流量を制御する第１トランジスタと、前記データ線と第２ノードとの間に接続され、ｉ番目の走査線に前記走査信号が供給されたときにターンオンされる第２トランジスタと、前記第１トランジスタのゲート電極に接続される第１ノードと前記第２ノードとの間に接続され、前記第２トランジスタがターンオンされたときにターンオフ状態を維持する第３トランジスタと、前記第１ノードと基準電源との間に接続され、前記ｉ番目の走査線に走査信号が供給されたときにターンオンされる第４トランジスタと、前記第２ノードと前記有機発光ダイオードのアノード電極との間に接続される第１キャパシタと、前記第１ノードと前記有機発光ダイオードのアノード電極との間に接続される第２キャパシタとを備える。
好ましくは、前記初期電源は、前記データ信号の電圧より高い電圧に設定される。前記基準電源は、前記第１トランジスタがターンオフ可能な電圧に設定される。前記第３トランジスタは、ｉ＋１番目の走査線に走査信号が供給されたときにターンオンされる。前記走査駆動部は、前記走査線と並んで位置する発光制御線に発光制御信号を順次供給する。ｉ番目の発光制御線に供給される発光制御信号は、前記ｉ番目の走査線に供給される走査信号と重畳し、トランジスタがターンオフ可能な電圧に設定される。前記第３トランジスタのゲート電極は、前記ｉ番目の発光制御線に接続される。
本発明の有機電界発光表示装置によれば、駆動トランジスタの閾値電圧を補償することにより、均一な輝度の映像を表示することができるという効果がある。
従来の有機電界発光表示装置の画素を示す回路図である。 本発明の実施例による有機電界発光表示装置を示す図である。 図２における画素の第１実施例を示す回路図である。 図３における画素の駆動方法を示すタイミング図である。 図２における画素の第２実施例を示す回路図である。 図５における画素の駆動方法を示すタイミング図である。
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる好ましい実施例を、添付した図２ないし図６を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の実施例による有機電界発光表示装置を示す図である。図２に示されたように、本発明の実施例による有機電界発光表示装置は、走査線Ｓ１ないしＳｎ＋１及びデータ線Ｄ１ないしＤｍに接続されるように位置する画素１４０と、走査線Ｓ１ないしＳｎ＋１を駆動するための走査駆動部１１０と、データ線Ｄ１ないしＤｍを駆動するためのデータ駆動部１２０と、走査駆動部１１０及びデータ駆動部１２０を制御するためのタイミング制御部１５０とを備える。
走査駆動部１１０は、タイミング制御部１５０から走査駆動制御信号ＳＣＳを受信する。走査駆動制御信号ＳＣＳを受信した走査駆動部１１０は、走査信号を生成し、生成された走査信号を走査線Ｓ１ないしＳｎ＋１に順次供給する。
データ駆動部１２０は、タイミング制御部１５０からデータ駆動制御信号ＤＣＳを受信する。データ駆動制御信号ＤＣＳを受信したデータ駆動部１２０は、データ線Ｄ１ないしＤｍに走査信号が供給される期間のうちの第１期間に初期電源を供給し、第１期間を除く残りの第２期間にデータ信号を供給する。ここで、初期電源は、データ信号より高い電圧に設定される。
タイミング制御部１５０は、外部から供給される同期信号に対応して、データ駆動制御信号ＤＣＳ及び走査駆動制御信号ＳＣＳを生成する。タイミング制御部１５０で生成されたデータ駆動制御信号ＤＣＳは、データ駆動部１２０に供給され、走査駆動制御信号ＳＣＳは、走査駆動部１１０に供給される。また、タイミング制御部１５０は、外部から供給されるデータＤａｔａをデータ駆動部１２０に供給する。
画素部１３０は、外部から第１電源ＥＬＶＤＤ、第２電源ＥＬＶＳＳ、及び基準電源Ｖｒｅｆを受けて各々の画素１４０に供給する。第１電源ＥＬＶＤＤ、第２電源ＥＬＶＳＳ、及び基準電源Ｖｒｅｆを受けた画素１４０の各々は、データ信号に対応する光を生成する。
ここで、第１電源ＥＬＶＤＤは、第２電源ＥＬＶＳＳより高い電圧値に設定され、有機発光ダイオードに所定の電流を供給する。基準電源Ｖｒｅｆは、駆動トランジスタがターンオフ可能な電圧に設定される。
一方、ｉ（ｉは自然数）番目の水平ラインに位置する画素１４０は、ｉ番目の走査線及びｉ＋１番目の走査線に接続される。この画素１４０は、ＮＭＯＳ型の複数のトランジスタを備え、駆動トランジスタの閾値電圧が補償される電流を有機発光ダイオードに供給する。
図３は、本発明の第１実施例による画素を示す図である。図３では、説明の便宜上、ｎ番目の水平ラインに位置し、第ｍデータ線Ｄｍに接続された画素１４０を示すものとする。
図３に示されたように、本発明の第１実施例による画素１４０は、有機発光ダイオードＯＬＥＤと、データ線Ｄｍ及び走査線Ｓｎ、Ｓｎ＋１に接続され、有機発光ダイオードＯＬＥＤを制御するための画素回路１４２とを備える。
有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極は、画素回路１４２に接続され、カソード電極は、第２電源ＥＬＶＳＳに接続される。この有機発光ダイオードＯＬＥＤは、画素回路１４２から供給される電流に対応して、所定輝度の光を生成する。
画素回路１４２は、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給されたとき、データ線Ｄｍに供給されるデータ信号及び第１トランジスタＭ１（すなわち、駆動トランジスタ）の閾値電圧に対応する電圧を充電し、第ｎ＋１走査線Ｓｎ＋１に走査信号が供給されたとき、充電された電圧に対応する電流を有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給する。このため、画素回路１４２は、第１ないし第４トランジスタＭ１ないしＭ４、第１キャパシタＣ１及び第２キャパシタＣ２を備える。
第１トランジスタＭ１のゲート電極は、第１ノードＮ１に接続され、第１電極は、第１電源ＥＬＶＤＤに接続される。また、第１トランジスタＭ１の第２電極は、有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極（すなわち、第３ノードＮ３）に接続される。この第１トランジスタＭ１は、第１ノードＮ１に印加された電圧に対応して、第１電源ＥＬＶＤＤから有機発光ダイオードＯＬＥＤを経由して第２電源ＥＬＶＳＳに供給される電流量を制御する。
第２トランジスタＭ２のゲート電極は、第ｎ走査線Ｓｎに接続され、第１電極は、データ線Ｄｍに接続される。また、第２トランジスタＭ２の第２電極は、第２ノードＮ２に接続される。この第２トランジスタＭ２は、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給されたときにターンオンされ、データ線Ｄｍと第２ノードＮ２とを電気的に接続させる。
第３トランジスタＭ３のゲート電極は、第ｎ＋１走査線Ｓｎ＋１に接続され、第１電極は、第２ノードＮ２に接続される。また、第３トランジスタＭ３の第２電極は、第１ノードＮ１（すなわち、第１トランジスタＭ１のゲート電極）に接続される。この第３トランジスタＭ３は、第ｎ＋１走査線Ｓｎ＋１に走査信号が供給されたときにターンオンされ、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２とを電気的に接続させる。一方、第３トランジスタＭ３は、第２トランジスタＭ２がターンオンされたときにターンオフ状態を維持する。
第４トランジスタＭ４のゲート電極は、第ｎ走査線Ｓｎに接続され、第１電極は、基準電源Ｖｒｅｆに接続される。また、第４トランジスタＭ４の第２電極は、第１ノードＮ１に接続される。この第４トランジスタＭ４は、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給されたときにターンオンされ、基準電源Ｖｒｅｆの電圧を第１ノードＮ１に供給する。
第１キャパシタＣ１は、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３（すなわち、有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極）との間に接続される。この第１キャパシタＣ１は、データ信号に対応する電圧を充電する。
第２キャパシタＣ２は、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との間に接続される。この第２キャパシタＣ２は、第１トランジスタＭ１の閾値電圧に対応する電圧を充電する。
図４は、図３の画素を駆動するためのタイミング図である。
図３及び図４を関連づけて画素１４０の動作過程を詳細に説明すると、まず、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給され、走査信号が供給される期間のうちの第１期間においてデータ線Ｄｍに初期電源Ｖｉｎｔが供給される。
第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給されると、第２トランジスタＭ２及び第４トランジスタＭ４がターンオンされる。第４トランジスタＭ４がターンオンされると、基準電源Ｖｒｅｆの電圧が第１ノードＮ１に供給される。ここで、基準電源Ｖｒｅｆの電圧は、第１トランジスタＭ１がターンオフ可能な低電圧に設定される。第１トランジスタＭ１がターンオフされると、有機発光ダイオードＯＬＥＤに電流が供給されず、これにより、有機発光ダイオードＯＬＥＤは、オフ状態に設定される。
第２トランジスタＭ２がターンオンされると、データ線Ｄｍからの初期電源Ｖｉｎｔが第２ノードＮ２に供給される。この場合、第１キャパシタＣ１の両端は、初期電源Ｖｉｎｔと、オフ時において有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極に印加される電圧とに設定される。
その後、第２期間においてデータ線Ｄｍにデータ信号が供給され、これにより、第２ノードＮ２は、初期電源Ｖｉｎｔからデータ信号の電圧に下降する。第２ノードＮ２の電圧が下降すると、第１キャパシタＣ１のカップリング現象によって第３ノードＮ３の電圧も下降する。このとき、第１トランジスタＭ１がターンオンされ、第３ノードＮ３の電圧は、基準電源Ｖｒｅｆの電圧から第１トランジスタＭ１の閾値電圧を減じた電圧まで上昇する。このため、基準電源Ｖｒｅｆの電圧は、データ信号が供給されたとき、第３ノードＮ３の電圧が基準電源Ｖｒｅｆの電圧より低い電圧に下降できるように設定される。
第３ノードＮ３の電圧が基準電源Ｖｒｅｆから第１トランジスタＭ１の閾値電圧を減じた電圧まで上昇すると、第２キャパシタＣ２には、第１トランジスタＭ１の閾値電圧が充電される。また、第１キャパシタＣ１には、Ｖｄａｔａ−Ｖｒｅｆ＋Ｖｔｈ（Ｍ１）の電圧が充電される。ここで、Ｖｄａｔａは、データ信号の電圧を意味する。
その後、第ｎ走査線Ｓｎへの走査信号の供給が中断され、第２トランジスタＭ２及び第４トランジスタＭ４がターンオフされる。また、第ｎ＋１走査線Ｓｎ＋１への走査信号が供給され、第３トランジスタＭ３がターンオンされる。第３トランジスタＭ３がターンオンされると、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２とが電気的に接続される。すると、第１キャパシタＣ１及び第２キャパシタＣ２に格納された電圧（すなわち、電荷）が共有され、かつ、平均化する。この場合、第１ノードＮ１及び第２ノードＮ２に最終的に印加される電圧は、下記式１のように設定される。
Figure 2010231176
また、第３ノードＮ３の電圧は、下記式２のように設定される。
Figure 2010231176
上記式１及び式２のようにノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３の電圧が設定された場合、第１トランジスタＭ１のＶｇｓ電圧は、下記式３のように設定される。
Figure 2010231176
上記式３のように第１トランジスタＭ１のＶｇｓ電圧が設定された場合、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流は、下記式４のように設定される。
Figure 2010231176
上記式４を参照すると、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流は、第１トランジスタＭ１の閾値電圧とは無関係に決定される。したがって、本発明では、均一な輝度の映像を表示することができる。
図５は、本願発明の第２実施例による画素を示す図である。図５を説明するにあたり、図３と同じ機能を行う構成については、同じ図面番号を付するとともに、詳細な説明は省略する。
図５に示されたように、本発明の第２実施例による画素１４０’は、発光制御線Ｅｎに接続される。ここで、発光制御線は、走査線Ｓ１ないしＳｎと並んで水平ラインごとに形成される。また、ｉ（ｉは自然数）番目の発光制御線Ｅｉに供給される発光制御信号は、図６に示されたように、ｉ番目の走査線Ｓｉに供給される走査信号と重畳するように供給される。
一方、走査線Ｓ１ないしＳｎに順次供給される走査信号は、トランジスタがターンオン可能な電圧（例えば、ハイ極性）に設定され、発光制御線Ｅ１ないしＥｎに供給される発光制御信号は、トランジスタがターンオフ可能な電圧（例えば、ロー極性）に設定される。
画素回路１４２’に備えられている第３トランジスタＭ３’のゲート電極は、発光制御線Ｅｎに接続され、第１電極は、第２ノードＮ２に接続される。また、第３トランジスタＭ３’の第２電極は、第１ノードＮ１に接続される。
上述した本発明の第２実施例による画素１４０’は、発光制御信号により第３トランジスタＭ３’が制御されることを除く動作過程が、図３に示す画素と同様に設定される。そのため、動作過程に関する詳細な説明は省略する。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
１１０；走査駆動部
１２０；データ駆動部
１３０；画素部
１４０；画素
１４２；画素回路
１５０；タイミング制御部
ＯＬＥＤ；有機発光ダイオード
Ｍ１〜Ｍ４；第１トランジスタ〜第４トランジスタ
Ｃ１、Ｃ２；第１キャパシタ、第２キャパシタ

Claims (7)

  1. 走査線に走査信号を順次供給するための走査駆動部と、
    データ線に前記走査信号が供給される期間のうちの第１期間に初期電源を供給し、前記第１期間を除く第２期間にデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、
    前記走査線と前記データ線との交差部に位置する画素とを備え、
    ｉ（ｉは自然数）番目の水平ラインに位置する前記画素は、
    カソード電極が第２電源に接続される有機発光ダイオードと、
    第１電源から前記有機発光ダイオードを経由して前記第２電源に流れる電流量を制御する第１トランジスタと、
    前記データ線と第２ノードとの間に接続され、ｉ番目の走査線に前記走査信号が供給されたときにターンオンされる第２トランジスタと、
    前記第１トランジスタのゲート電極に接続される第１ノードと前記第２ノードとの間に接続され、前記第２トランジスタがターンオンされたときにターンオフ状態を維持する第３トランジスタと、
    前記第１ノードと基準電源との間に接続され、前記ｉ番目の走査線に走査信号が供給されたときにターンオンされる第４トランジスタと、
    前記第２ノードと前記有機発光ダイオードのアノード電極との間に接続される第１キャパシタと、
    前記第１ノードと前記有機発光ダイオードのアノード電極との間に接続される第２キャパシタとを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記初期電源は、前記データ信号の電圧より高い電圧に設定されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記基準電源は、前記第１トランジスタがターンオフ可能な電圧に設定されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記第３トランジスタは、ｉ＋１番目の走査線に走査信号が供給されたときにターンオンされることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 前記走査駆動部は、前記走査線と並んで位置する発光制御線に発光制御信号を順次供給することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  6. ｉ番目の発光制御線に供給される発光制御信号は、前記ｉ番目の走査線に供給される走査信号と重畳し、トランジスタがターンオフ可能な電圧に設定されることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記第３トランジスタのゲート電極は、前記ｉ番目の発光制御線に接続されることを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示装置。
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