JP5253311B2 - 画素及びこれを用いた有機電界発光表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画素及びこれを用いた有機電界発光表示装置に関し、特に、第１電源の電圧降下及び電圧リップル（ｒｉｐｐｌｅ）にかかわらず、所望の画質の映像を表示することのできる画素及びこれを用いた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）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、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）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。
一般に、有機電界発光表示装置の画素は、ストレージキャパシタに第１電源及びデータ信号の差に対応する電圧を充電し、充電された電圧に対応する電流を有機発光ダイオードに供給しながら所定の映像を表示する。ここで、第１電源は、画素に電流を供給する電圧であり、電圧降下が比較的大きいという問題がある。したがって、第１電源の電圧降下により、ストレージキャパシタには所望の電圧が充電されず、これにより、所望の画質の映像を表示できないという問題が発生する。
そこで、本発明の目的は、第１電源の電圧降下及び電圧リップルにかかわらず所望の画質の映像を表示することのできる画素及びこれを用いた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画素は、データ信号が供給されるデータ線、走査信号が供給される走査線、発光制御信号が供給される発光制御線、第１電源、及び基準電源に接続される画素回路と、前記画素回路と第２電源との間に接続される有機発光ダイオードとを備える画素であって、前記データ線と第１ノードとの間に接続され、ゲート電極が前記走査線に接続される第１トランジスタと、前記基準電源と第２ノードとの間に接続され、ゲート電極が前記走査線に接続される第３トランジスタと、前記第１ノードと前記第２ノードとの間に接続されるストレージキャパシタと、前記第１電源と前記有機発光ダイオードとの間に接続され、ゲート電極が前記第２ノードに接続される第２トランジスタと、前記第１電源と前記第１ノードとの間に接続され、ゲート電極が前記発光制御線に接続される第４トランジスタとを備える。
本発明の実施例による有機電界発光表示装置の駆動方法は、データ信号と基準電源との差に対応するデータ電圧をストレージキャパシタに充電するステップと、駆動トランジスタの第１電極に第１電源の電圧を供給するステップと、前記データ電圧及び前記第１電源に対応する駆動電圧を前記駆動トランジスタのゲート電極に供給するステップと、前記駆動トランジスタの第２電極に接続された有機発光ダイオードに前記駆動電圧に対応する電流を供給するステップとを含む。
本発明の実施例による有機電界発光表示装置は、データ信号が供給される複数のデータ線と、走査信号が供給される複数の走査線と、発光制御信号が供給される複数の発光制御線と、前記データ線、走査線、及び発光制御線によって区画された領域に位置する複数の画素とを備え、前記画素の各々は、前記走査信号に対応して前記データ信号を前記画素に供給するための第１トランジスタと、前記走査信号に対応して基準電源を前記画素に供給するための第３トランジスタと、前記データ信号と前記基準電源との差に該当するデータ電圧を充電するためのストレージキャパシタと、前記発光制御信号に対応して前記ストレージキャパシタの第１端子に第１電源を供給するための第４トランジスタと、自身のゲート電極に印加された電圧に対応する電流を供給するための第２トランジスタと、前記第２トランジスタから供給される電流に対応して光を生成する有機発光ダイオードとを備え、前記ストレージキャパシタの第１端子に前記第１電源が供給されたとき、前記ストレージキャパシタの第２端子には前記データ電圧及び第１電源に対応する電圧が印加される。
本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置は、前記走査信号に対応して前記データ信号と前記基準電源との差に該当する電圧を充電するストレージキャパシタを備える画素回路と、前記画素回路と前記第２電源との間に接続される有機発光ダイオードとを備え、前記ストレージキャパシタの第１端子が前記第１電源に接続されたとき、前記ストレージキャパシタの第２端子は、フローティング状態に設定される。
このような本発明の実施例による画素及びこれを用いた有機電界発光表示装置によれば、基準電圧とデータ信号とを用いてストレージキャパシタを所望の電圧に充電することができる。また、第１電源の電圧降下が補償されるように駆動トランジスタのゲート電極の電圧が制御されるため、所望の画質の映像を表示することができる。また、ストレージキャパシタの第１端子が第１電源に接続され、ストレージキャパシタの第２端子が駆動トランジスタのゲート電極に接続されるため、第１電源のリップルにかかわらず所望の画質の映像を表示することができる。
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１ないし図３を参照して詳細に説明する。
図１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１に示すように、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〜Ｓｎ、発光制御線Ｅ１〜Ｅｎ、及びデータ線Ｄ１〜Ｄｍに接続される複数の画素１４０を備える画素部１３０と、走査線Ｓ１〜Ｓｎ及び発光制御線Ｅ１〜Ｅｎを駆動するための走査駆動部１１０と、データ線Ｄ１〜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。
画素部１３０は、走査線Ｓ１〜Ｓｎとデータ線Ｄ１〜Ｄｍとの交差部に位置する画素１４０を備える。画素１４０は、外部から第１電源ＥＬＶＤＤ、第２電源ＥＬＶＳＳ、及び基準電源Ｖｒｅｆを受ける。基準電源Ｖｒｅｆを受けた画素１４０の各々は、基準電源Ｖｒｅｆとデータ信号とに対応する電圧をストレージキャパシタ（図示せず）に充電する。
ストレージキャパシタに所定の電圧を充電した画素１４０の各々は、充電された電圧に対応する電流を、第１電源ＥＬＶＤＤから有機発光ダイオード（図示せず）を経由して第２電源ＥＬＶＳＳに供給する。すると、有機発光ダイオードで所定輝度の光が生成される。
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。
走査駆動部１１０は、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、走査線Ｓ１〜Ｓｎに走査信号（ローレベル電圧）を順次供給する。また、走査駆動制御信号ＳＣＳを受信した走査駆動部１１０は、発光制御線Ｅ１〜Ｅｎに発光制御信号（ハイレベル電圧）を順次供給する。ここで、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、ｉ番目の走査線Ｓｉに供給される走査信号と重畳されるように供給される。
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、データ信号を生成し、生成されたデータ信号をデータ線Ｄ１〜Ｄｍに供給する。
図２は、図１における画素の実施例を示す図である。図２では、説明の便宜上、第ｎ走査線Ｓｎ及び第ｍデータ線Ｄｍに接続された画素を示すものとする。
図２に示すように、本発明の画素１４０は、有機発光ダイオードＯＬＥＤと、有機発光ダイオードＯＬＥＤに電流を供給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は、画素回路１４２から供給される電流に対応して、所定色の光を生成する。例えば、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量に対応して、所定輝度を有する赤色、緑色、または青色の光を生成する。
画素回路１４２は、基準電源Ｖｒｅｆとデータ信号とに対応する電圧を充電し、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〜Ｍ４と、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の第１電極はデータ線Ｄｍに接続され、第２電極は第１ノードＮ１に接続される。また、第１トランジスタＭ１のゲート電極は走査線Ｓｎに接続される。この第１トランジスタＭ１は、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１ノードＮ１とを電気的に接続させる。
第２トランジスタＭ２の第１電極は第１電源ＥＬＶＤＤに接続され、第２電極は有機発光ダイオードＯＬＥＤに接続される。また、第２トランジスタＭ２のゲート電極は第２ノードＮ２に接続される。この第２トランジスタＭ２は、第２ノードＮ２に印加される電圧、すなわち、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。
第３トランジスタＭ３の第１電極は第２ノードＮ２に接続され、第２電極は基準電源Ｖｒｅｆに接続される。また、第３トランジスタＭ３のゲート電極は走査線Ｓｎに接続される。この第３トランジスタＭ３は、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と第２ノードＮ２とを電気的に接続させる。
第４トランジスタＭ４の第１電極は第１電源ＥＬＶＤＤに接続され、第２電極は第１ノードＮ１に接続される。また、第４トランジスタＭ４のゲート電極は発光制御線Ｅｎに接続される。この第４トランジスタＭ４は、発光制御信号が供給されたときにターンオフされ、発光制御信号が供給されないときにターンオンされる。発光制御信号は、走査信号と重畳されるように供給されるため、第４トランジスタＭ４は、ストレージキャパシタＣｓｔに所定の電圧が充電される期間においてターンオフされ、その他の期間においてターンオンされる。
ストレージキャパシタＣｓｔの第１端子は第１ノードＮ１に接続され、第２端子は第２ノードＮ２に接続される。このストレージキャパシタＣｓｔは、基準電源Ｖｒｅｆとデータ信号との差に対応する電圧を充電する。このため、データ信号は、基準電源Ｖｒｅｆと同一または高い電圧に設定される。また、データ信号は、第１電源ＥＬＶＤＤより低い電圧に設定される。
一方、第１電源ＥＬＶＤＤは、画素１４０の各々に接続されて所定の電流を供給し、これにより、画素１４０の位置に応じて互いに異なる電圧降下が発生する。しかし、基準電源Ｖｒｅｆは、画素１４０の各々に電流を供給せず、これにより、画素１４０の位置に関係なく同じ電圧値を維持することができる。
図３は、図２における画素の駆動方法を示すタイミング図である。
図３に示すように、まず、発光制御線Ｅｎに発光制御信号が供給され、第４トランジスタＭ４がターンオフされる。この後、走査線Ｓｎに走査信号が供給され、第１トランジスタＭ１及び第３トランジスタＭ３がターンオンされる。
第１トランジスタＭ１がターンオンされると、データ信号ＤＳがデータ線Ｄｍから第１ノードＮ１に供給される。第３トランジスタＭ３がターンオンされると、基準電源Ｖｒｅｆの電圧が第２ノードＮ２に供給される。このとき、ストレージキャパシタＣｓｔは、基準電源Ｖｒｅｆとデータ信号との差に対応する電圧を充電する。
ここで、ストレージキャパシタＣｓｔは、第１電源ＥＬＶＤＤとは無関係に電圧が充電される。したがって、ストレージキャパシタＣｓｔに充電される電圧は、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下にかかわらず所望の電圧に決定される。
ストレージキャパシタＣｓｔに所定の電圧が充電された後、走査信号及び発光制御信号の供給が中断される。
走査線Ｓｎに走査信号の供給が中断されると、第１トランジスタＭ１及び第３トランジスタＭ３がターンオフされる。発光制御線Ｅｎに発光制御信号の供給が中断されると、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、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧が第１ノードＮ１に供給される。このとき、第２ノードＮ２は、フローティング状態に設定されるため、第１ノードＮ１の電圧変化量に対応して第２ノードＮ２の電圧が変化し、これにより、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下を補償することができる。
より詳細に説明すると、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下電圧が増加するほど、第１ノードＮ１の電圧上昇量は減少する。例えば、第１画素において、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧が５Ｖ、第１ノードＮ１の電圧が３Ｖに設定された場合、第１ノードＮ１の電圧上昇量は２Ｖに設定される。また、第２画素において、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧が４Ｖ、第１ノードＮ１の電圧が３Ｖに設定された場合、第１ノードＮ１の電圧上昇量は１Ｖに設定される。
この場合、第２トランジスタＭ２のゲート電極とソース電極との間の電圧は、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下にかかわらず一定の電圧を維持することができ、これにより、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下を補償することができる。つまり、第２トランジスタＭ２のゲート電極に印加される電圧（同じデータ信号の場合）は、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下が増加するほど減少し、これにより、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧降下を補償することができる。
一方、第１電源ＥＬＶＤＤのリップルにより第１ノードＮ１の電圧が変化しても、ストレージキャパシタＣｓｔに充電された電圧は変化せずに一定電圧を維持する。例えば、第１電源ＥＬＶＤＤのリップルにより第１ノードＮ１の電圧が上昇した場合、第２ノードＮ２の電圧も上昇するため、ストレージキャパシタＣｓｔに充電された電圧は、第１電源ＥＬＶＤＤのリップルにかかわらず一定電圧を維持し、これにより、フリッカー（ｆｌｉｃｋｅｒ）現象の発生を防止することができる。
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
Ｃｓｔ；ストレージキャパシタ
Ｍ１〜Ｍ４；第１ないし第４トランジスタ
Ｎ１、Ｎ２；第１ノード、第２ノード
ＯＬＥＤ；有機発光ダイオード
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
Ｃｓｔ；ストレージキャパシタ
Ｍ１〜Ｍ４；第１ないし第４トランジスタ
Ｎ１、Ｎ２；第１ノード、第２ノード
ＯＬＥＤ；有機発光ダイオード
Claims (14)
- データ信号が供給されるデータ線、走査信号が供給される走査線、発光制御信号が供給される発光制御線、第１電源、及び基準電源に接続される画素回路と、前記画素回路と第２電源との間に接続される有機発光ダイオードとを備える画素であって、
前記データ線と第１ノードとの間に接続され、ゲート電極が前記走査線に接続される第１トランジスタと、
前記基準電源と第２ノードとの間に接続され、ゲート電極が前記走査線に接続される第３トランジスタと、
前記第１ノードと前記第２ノードとの間に接続されるストレージキャパシタと、
前記第１電源と前記有機発光ダイオードとの間に接続され、ゲート電極が前記第２ノードに接続される第２トランジスタと、
前記第１電源と前記第１ノードとの間に接続され、ゲート電極が前記発光制御線に接続される第４トランジスタとを備え、
前記データ信号は、前記基準電源と同一または高い電圧に設定され、前記第１電源より低い電圧に設定され、
前記第２ノードは、前記第４トランジスタがターンオンされたとき、フローティング状態に設定されることを特徴とする画素。 - 前記第１トランジスタは、前記走査信号に対応して前記データ信号を前記第１ノードに伝達し、前記第３トランジスタは、前記走査信号に対応して前記基準電源を前記第２ノードに伝達し、前記ストレージキャパシタは、前記データ信号と前記基準電源との差に対応する電圧を充電し、前記第４トランジスタは、前記発光制御信号に対応して前記第１電源を前記第１ノードに供給することを特徴とする請求項１に記載の画素。
- 前記ストレージキャパシタに充電される電圧は、前記第１電源とは無関係に決定されることを特徴とする請求項１に記載の画素。
- 前記第１トランジスタ及び第３トランジスタは同時にターンオンされ、前記第４トランジスタは、前記第１トランジスタ及び第３トランジスタがターンオンされたとき、ターンオフ状態に設定されることを特徴とする請求項１に記載の画素。
- 前記有機発光ダイオードは、赤色、緑色、及び青色のうちのいずれかの光を生成し、前記第２トランジスタから供給される電流量に対応して輝度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の画素。
- データ信号と基準電源との差に対応するデータ電圧をストレージキャパシタに充電するステップと、
駆動トランジスタの第１電極に第１電源の電圧を供給するステップと、
前記データ電圧及び前記第１電源に対応する駆動電圧を前記駆動トランジスタのゲート電極に供給するステップと、
前記駆動トランジスタの第２電極に接続された有機発光ダイオードに前記駆動電圧に対応する電流を供給するステップとを含み、
前記データ信号は、前記基準電源と同一または高い電圧に設定され、前記第１電源より低い電圧に設定され、
前記第１電源は、発光制御信号により制御される第４トランジスタがターンオンされたとき、前記第１ノードに供給され、
前記第２ノードは、前記第４トランジスタがターンオンされたとき、フローティング状態に設定されることを特徴とする有機電界発光表示装置の駆動方法。 - 前記データ信号は、走査信号が供給されたとき、第１トランジスタを経由して第１ノードに供給され、前記基準電源は、前記走査信号が供給されたとき、第３トランジスタを経由して第２ノードに供給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の駆動方法。
- 前記第１トランジスタ及び第３トランジスタは、同時にターンオン及びターンオフされることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
- 前記ストレージキャパシタに電圧が充電される期間において、前記第４トランジスタはターンオフ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の駆動方法。
- データ信号が供給される複数のデータ線と、
走査信号が供給される複数の走査線と、
発光制御信号が供給される複数の発光制御線と、
前記データ線、走査線、及び発光制御線によって区画された領域に位置する複数の画素とを備え、
前記画素の各々は、
前記走査信号に対応して前記データ信号を 前記画素に供給するための第１トランジスタと、
前記走査信号に対応して基準電源を前記画素に供給するための第３トランジスタと、
前記データ信号と前記基準電源との差に該当するデータ電圧を充電するためのストレージキャパシタと、
前記発光制御信号に対応して前記ストレージキャパシタの第１端子に第１電源を供給するための第４トランジスタと、
自身のゲート電極に印加された電圧に対応する電流を供給するための第２トランジスタと、
前記第２トランジスタから供給される電流に対応して光を生成する有機発光ダイオードとを備え、
前記ストレージキャパシタの第１端子に前記第１電源が供給されたとき、前記ストレージキャパシタの第２端子には前記データ電圧及び第１電源に対応する電圧が印加され、
前記データ信号は、前記基準電源と同一または高い電圧に設定され、前記第１電源より低い電圧に設定され、
前記第４トランジスタがターンオンされたとき、前記ストレージキャパシタの第２端子は、フローティング状態に設定されることを特徴とする有機電界発光表示装置。 - 前記基準電源は、前記複数の画素の各々において略同一の電圧に設定されることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記第１トランジスタ及び第３トランジスタは、同時にターンオン及びターンオフされることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記第４トランジスタは、前記第１トランジスタ及び第３トランジスタがターンオンされたとき、ターンオフ状態に設定されることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
- 複数の画素、前記画素にデータ信号を伝達するためのデータライン、前記画素に走査信号を伝達するための走査線、前記画素に発光制御信号を伝達するための発光制御線、前記画素の各々に接続される第１電源、第２電源、及び基準電源を備える有機電界発光表示装置であって、
前記画素の各々は、
前記走査信号に対応して前記データ信号と前記基準電源との差に該当する電圧を充電するストレージキャパシタを備える画素回路と、
前記画素回路と前記第２電源との間に接続される有機発光ダイオードとを備え、
前記ストレージキャパシタの第１端子が前記第１電源に接続されたとき、前記ストレージキャパシタの第２端子は、フローティング状態に設定され、
前記データ信号は、前記基準電源と同一または高い電圧に設定され、前記第１電源より低い電圧に設定されることを特徴とする有機電界発光表示装置。
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