JP4326965B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
このような構成の有機発光セルの駆動方式には、単純マトリックス方式(すなわち受動マトリックス方式)とTFTを用いる能動マトリックス方式がある。単純マトリックス方式は、正極と負極が直交するように形成し、ラインを選択して駆動するのに対し、能動マトリックス方式は、TFTとコンデンサを各ITO画素電極に接続し、コンデンサ容量によって電圧を維持させる駆動方式である。
IOLED=β/2・(VGS−VTH)2
=β/2・(VDD−VDATA−VTH)2 (1)
ここで、IOLEDは有機EL素子に流れる電流、VGSはトランジスタMbのソースとゲートの間の電圧、VTHはトランジスタMbのしきい電圧、VDATAはデータ電圧、βは定数値を示す。
式(1)に示したように、図11に示した画素回路によれば、印加されるデータ電圧VDATAに対応する電流が有機EL素子OELDに供給され、供給された電流に対応して有機EL素子が発光する。この時、印加されるデータ電圧VDATAは、階調を表現するために一定範囲で多値を有する。
このような問題点を補償するために、追加の薄膜トランジスタを用いる画素回路が提案されている。しかし、このような画素回路の場合、薄膜トランジスタの個数が増加して開口率が減少し、低い階調でキャパシタの充電に長時間が要するという問題点がある。
本発明の技術的課題は、駆動用薄膜トランジスタの特性偏差を補償する画素回路を提供することにある。また、本発明はキャパシタの充電に要する時間を減らすことを技術的課題とする。
本発明の一特徴によれば、複数のデータ線、複数の走査線、複数の補償線及び隣接する2つのデータ線と隣接する2つの走査線によって画定される画素領域に各々形成される複数の画素回路を含む有機EL表示装置が提供される。データ線は、画像信号を示すデータ電圧を伝達し、走査線は選択信号を伝達し、補償線は補償信号を伝達する。
また、R(赤)、G(緑)、B(青)の画素ごとに、第1薄膜トランジスタのソースに各々異なる電源電圧が接続されることが好ましい。
さらにまた、画素回路は、データ電圧が印加される間、第1薄膜トランジスタのゲートに印加される電圧を一定に維持するための第2キャパシタをさらに含むことができ、この第2キャパシタは、第1キャパシタに直列に接続されることが好ましい。
この時、第1薄膜トランジスタは、第1電導タイプのトランジスタであり、第2及び第3薄膜トランジスタは、第2電導タイプのトランジスタであることができる。もしくは、第1薄膜トランジスタは、第1電導タイプのトランジスタであり、第2及び第3薄膜トランジスタは、互いに異なる電導タイプのトランジスタであることができる。もしくは、第1〜第3薄膜トランジスタが、同じ電導タイプのトランジスタであることができる。
この時、選択信号を補償信号よりも先に印加したり、あるいは選択信号を補償信号と同時に印加することができる。
本発明の実施例による有機EL表示装置及びその駆動方法について、図面を参考にして詳細に説明する。まず、図1を参照して本発明の実施例による有機EL表示装置について説明する。
有機EL表示装置パネル100は、画像信号を示すデータ電圧を伝達する複数のデータ線110、選択信号を伝達するための複数の走査線120、補償信号を伝達するための複数の補償線130及び複数の画素回路140を含む。画素回路140は、隣接する2つのデータ線110と隣接する2つの走査線120によって画定される画素領域に設けられている。なお、画素回路140は、R、B、Bごとに各々異なる電源VDDR、VDDG、VDDB電圧が印加される。
走査ドライバ200は、走査線120に選択信号を印加する走査駆動部220及び補償線130に補償信号を印加する走査駆動部230を含み、データ駆動部300は、データ線110に画像信号を示すデータ電圧VDATAを印加する。
図2は、本発明の第1実施例による画素回路の概略的な回路図であり、図3は、本発明の第1実施例による画素回路に対する駆動タイミング図である。図4Aは、本発明の第1実施例による画素回路における駆動用トランジスタの電流-電圧特性曲線と有機EL素子の電流-電圧特性曲線を示すものであり、図4Bは、一般的なトランジスタの電流-電圧特性曲線と有機EL素子の電流-電圧特性曲線を示すものである。
図2に示したように、本発明の第1実施例による画素回路140は、有機EL素子OELD、スイッチングトランジスタM1、補償用トランジスタM2、駆動用トランジスタM3及びキャパシタC1、C2を含む。
有機EL素子OELDは、印加される電流の量に対応する光を発光し、トランジスタM3は、電源VDDにソースが接続され、有機EL素子OELDにドレインが接続され、ゲートに印加されるデータ線から供給されるデータ電圧に対応する電流を有機EL素子OELDに供給する。
キャパシタC2、C1は、電源VDDとトランジスタM2のゲートの間に直列に接続されており、トランジスタM3のゲートに印加されるデータ電圧を一定期間維持する。キャパシタC2は、電源VDDとトランジスタM1のドレインの間に設けられる。
本発明の第1実施例による画素回路の動作を図3及び図4を参照して説明する。
図3に示すように、まず初期化ステップS1として、選択信号SEL1がハイレベルになりトランジスタM1がオン状態になれば、ノードP1の電圧がデータ電圧の初期電圧VDATA_INIに設定される。
しかし、従来のように、トランジスタM3のゲートとドレインが接続されない場合の一般的な電流-電圧特性曲線は、図4BのグラフG3、G4のように、ゲートとソースの間の電圧VGSの値によって大きい偏差が生じる。ここで、有機EL素子OELDの駆動条件が決定される地点におけるトランジスタM3の特性偏差による電流偏差は(I4-I3)になる。これは、前記のI2-I1よりも大きい値である。
また、R(赤)、G(緑)、B(青)発光をする有機EL素子OELDの特性は各々異なるので、トランジスタM3の面積と電源VDDの電圧をR、G、Bの各々に対して独立に決定する必要がある。
図5に示すように、本発明の第2実施例による画素回路は、電流供給用トランジスタM1がPMOS型トランジスタで形成されている点を除いて、第1実施例による画素回路と同じである。このような第2実施例による画素回路に対する駆動タイミングは、図6に示すように、走査線を選択するための選択信号がローレベルになる点を除いて、第1実施例による駆動タイミングと同じである。
図7に示すように、本発明の第3実施例による画素回路は、補償用トランジスタM2がPMOS型トランジスタで形成されている点を除いて、第1実施例による画素回路と同じである。このような第2実施例による画素回路に対する駆動タイミングは、図8に示すように、補償用トランジスタM2を導通させるための補償信号がローレベルになる点を除いて、第1実施例による駆動タイミングと同じである。
図9に示したように、本発明の第4実施例による画素回路は、電流駆動用トランジスタM1及び補償用トランジスタM2がPMOS型トランジスタで形成されている点を除いて、第1実施例による画素回路と同じである。このような第2実施例による画素回路に対する駆動タイミングは、図10に示すように、走査線を選択するための選択信号及び補償用トランジスタM2を導通させるための補償信号がローレベルになる点を除いて、第1実施例による駆動タイミングと同じである。
第2〜第4実施例による画素回路及びその駆動方法は、図2〜図4を参照して、本発明の第1実施例の説明により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容易に理解できる内容であるので、重複する説明は省略する。
そして、本発明では、駆動用トランジスタM3としてPMOS型トランジスタを用いたが、駆動用トランジスタM3としてNMOS型トランジスタを用いても良い。NMOS型トランジスタを用いる場合の回路構成及び駆動は、本発明の第1〜第4実施例の説明により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容易に理解できる内容であるので、説明を省略する。
このように本発明によれば、駆動用薄膜トランジスタの特性偏差による輝度不均一性を補償することができ、キャパシタには補償ステップで電圧が充電されているので、トランジスタのスイッチング時間が減少する。
Claims (7)
- 画像信号を示すデータ電圧を伝達する複数のデータ線、
選択信号を伝達する複数の走査線、
補償信号を伝達する複数の補償線、及び
隣接する2つのデータ線と隣接する2つの走査線によって定義される画素領域に各々形成される複数の画素回路、
を含み、
前記画素回路は、
印加される電流の量に対応する光を発光する有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、
前記走査線に接続されるゲート、前記データ線に接続される端子及び第1キャパシタと第2キャパシタとに接続される端子を持つ第2薄膜トランジスタであり、前記走査線に印加される前記選択信号に応答して、前記データ線に印加される前記データ電圧をスイッチングするための第1スイッチング素子、
前記第1スイッチング素子を通じてゲートに入力される前記データ電圧に対応して、ドレインに接続される前記有機EL素子に電流を供給して、電源電圧にソースが接続される第1薄膜トランジスタ、
前記補償線に接続されるゲート、前記第1薄膜トランジスタのゲート及びドレインに接続される2つの端子を持つ第3薄膜トランジスタであり、前記補償線に印加される前記補償信号に応答して前記第1薄膜トランジスタがダイオード機能を行うようにスイッチングする第2スイッチング素子、
前記第1薄膜トランジスタのゲートに印加されるデータ電圧を所定時間維持するために、前記第1薄膜トランジスタのゲートと前記第1スイッチング素子のドレインとの間に接続された前記第1キャパシタ、
前記第1薄膜トランジスタのゲートに印加されるデータ電圧を所定時間維持するために、前記電源電圧と前記第1スイッチング素子のドレインとの間に接続された前記第2キャパシタ、であって、
前記第1キャパシタと前記第2キャパシタは、前記電源電圧と前記第1薄膜トランジスタとの間に直列に接続される有機EL表示装置。 - 前記データ電圧が前記データ線に印加される前に、前記補償信号が前記補償線に印加される請求項1に記載の有機EL表示装置。
- 前記補償線に印加される前記補償信号が遮断された後に、前記データ電圧が前記データ線に印加される請求項2に記載の有機EL表示装置。
- R(赤)、G(緑)、B(青)の画素毎に、前記第1薄膜トランジスタに各々異なる前記電源電圧が印加される請求項1に記載の有機EL表示装置。
- 前記第1薄膜トランジスタは第1導電タイプのトランジスタであり、前記第2及び第3薄膜トランジスタは第2導電タイプのトランジスタである請求項1に記載の有機EL表示装置。
- 前記第2及び第3薄膜トランジスタは、互いに異なる導電タイプのトランジスタである請求項1に記載の有機EL表示装置。
- 前記第1〜第3薄膜トランジスタは、同じ電導タイプのトランジスタである請求項1に記載の有機EL表示装置。
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