JP2005031630A - 有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スレショルド電圧の変動を検出して、自ら補償できる有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明による有機電界発光表示装置の画素回路は、現在スキャンライン信号に応答して、電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタＴ３２と、前記第１のトランジスタＴ３２を介して伝達される電圧レベルのデータ信号によって駆動電流を発生する第２のトランジスタＴ３１と、前記第２のトランジスタＴ３１のスレショルド電圧の変動を検出して自ら補償するための第３のトランジスタＴ３３と、前記第２のトランジスタＴ３１に伝達される電圧レベルのデータ信号を格納するためのコンデンサＣ３１と、前記第２のトランジスタＴ３１を介して発生する駆動電流に対応して光を発光するＥＬ素子Ｅ３１とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明による有機電界発光表示装置の画素回路は、現在スキャンライン信号に応答して、電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタＴ３２と、前記第１のトランジスタＴ３２を介して伝達される電圧レベルのデータ信号によって駆動電流を発生する第２のトランジスタＴ３１と、前記第２のトランジスタＴ３１のスレショルド電圧の変動を検出して自ら補償するための第３のトランジスタＴ３３と、前記第２のトランジスタＴ３１に伝達される電圧レベルのデータ信号を格納するためのコンデンサＣ３１と、前記第２のトランジスタＴ３１を介して発生する駆動電流に対応して光を発光するＥＬ素子Ｅ３１とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、平板表示装置に関し、より詳しくは、ＥＬ(Electro luminescence)素子を駆動するトランジスタのスレショルド電圧を自ら補償することによって、高い階調を実現できる有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法に関する。
通常、有機電界発光表示装置は、ＥＬ素子を駆動する方式によってパッシブマトリクス型ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）と、アクティブマトリクス型ＯＬＥＤとに分けられ、電流駆動方式のＯＬＥＤと電圧駆動方式のＯＬＥＤとに分けられる。
ＡＭＯＬＥＤ（Active Matrix Organic Light Emitting Diode）は、複数のゲートライン、複数のデータライン及び複数の電源ラインと、前記ラインに接続され、マトリクス形態で配列される複数の画素とを備える。各画素は、通常、ＥＬ素子と、２つのトランジスタ、すなわちデータ信号を伝達するためのスイッチングトランジスタ及び前記データ信号によって前記ＥＬ素子を駆動させるための駆動トランジスタと、前記データ電圧を維持させるための１つのコンデンサとで構成される。
このようなＡＭＯＬＥＤは、消費電力が少ないという利点があるが、時間によってＥＬ素子を介して流れる電流強度が変わり、表示ムラを招く問題点があった。これは、ＥＬ素子を駆動する駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧、すなわち駆動トランジスタのスレショルド電圧（threshold voltage）が変わり、ＥＬ素子を介して流れる電流が変わるからである。
すなわち前記駆動トランジスタ用薄膜トランジスタは、製造工程変数によってスレショルド電圧が変わるので、ＡＭＯＬＥＤの全てのトランジスタのスレショルド電圧が同一になるように、トランジスタを製造することが難しくて、これにより、画素間にスレショルド電圧の変動が存在するからである。
このような問題を解決するために、スレショルド電圧補償用トランジスタを追加して、製造工程変数によるスレショルド電圧を補償する方法があった。米国特許第６、２２９、５０６号明細書には、スレショルド電圧の変動を補償するための有機電界発光表示装置が開示されている。この米国特許第６、２２９、５０６号明細書には、電流ソースが駆動トランジスタのオーバードライブ電圧（overdrive voltage）に対してソース−ゲート間電圧を調節し、駆動トランジスタのスレショルド電圧の変動を補償する画素構造が開示されている。前記米国特許第６、２２９、５０６号明細書の有機電界発光表示装置は、データロード（データ書込み）段階及び連続的な発光段階の２段階動作を行うものであって、電流ソースがオーバードライブ電圧に対して駆動トランジスタのソース−ゲート間の電圧を調整し、駆動トランジスタのスレショルド電圧の変動を補償した。
しかし、上述したような有機電界発光表示装置は、電流ソースから印加される電流レベルのデータ信号によってＥＬ素子を駆動する電流駆動方式のものであって、データラインをチャージ（charge）することが困難であった。すなわち、データラインの寄生キャパシタンスは相対的に大きく、電流ソースから提供されるデータ信号の電流レベルは相対的に小さいため、データラインをチャージするのにかなり長時間を要するばかりでなく、データが不安定となる問題点があった。
上述したような電流駆動方式のデータラインチャージ問題を解決するために、ミラータイプの画素構造を有する有機電界発光表示装置が提案された。図７は、従来の電圧駆動方式の有機電界発光表示装置においてミラータイプを有する電圧駆動方式の画素回路を示す図である。
図７を参照すれば、複数のゲートライン、すなわち複数のスキャンラインのうち該当するスキャンラインに印加される現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］にゲートが接続され、複数のデータラインのうち該当するデータラインに印加されるデータ信号ＶＤＡＴＡｍがソースに印加されるｐ型の第１のトランジスタＴ１１と、前記現在のスキャンラインのすぐ前のスキャンラインに印加される以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］がゲートに印加され、ドレインに初期化電圧Ｖｉｎｔｉが印加されるｐ型の第２のトランジスタＴ１２と、ミラー形態を有するｐ型の第３及び第４のトランジスタＴ１３、Ｔ１４と、前記以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］がゲートに印加され、ドレインが前記第４のトランジスタＴ１４のドレインに接続されるｎ型の第５のトランジスタＴ１５と、前記第５のトランジスタＴ１５と接地電圧ＶＳＳとの間に接続されるＥＬ素子ＥＬ１１と、前記第４のトランジスタＴ１４のゲート−ソース間に接続される第１のコンデンサＣ１１とを備える。
以下では、上述したような構造を有する有機電界発光表示装置の画素の動作を図８の動作波形図を参照して説明する。この際、現在駆動しようとするスキャンラインがｎ番目のスキャンラインであり、前記ｎ番目のスキャンラインに印加されるスキャン信号がｓｃａｎ［ｎ］であり、現在スキャンラインの以前に駆動されるスキャンラインがｎ−１番目のスキャンラインであり、前記ｎ−１番目のスキャンラインに印加されるスキャン信号をｓｃａｎ［ｎ−１］と言う。
まず、初期化動作時には、所定レベルの以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］及び現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］が印加されると、すなわちロウレベルの以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］とハイレベルの現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］が印加されると、トランジスタＴ１２がオン（ＯＮ）となり、トランジスタＴ１１、Ｔ１５がオフ（ＯＦＦ）となり、ミラータイプのトランジスタＴ１３、T１４がオフ（ＯＦＦ）となる。したがって、コンデンサＣ１１に格納されたデータは、トランジスタＴ１２を介して初期化電圧Ｖｉｎｔｉにより初期化される。
一方、データプログラムの時には、所定レベルの以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］及び現在スキャン信号が印加されると、すなわちハイレベルの以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］とロウレベルの現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］が印加されると、トランジスタＴ１２は、オフとなり、トランジスタＴ１１がオンとなり、ミラータイプのトランジスタＴ１３、Ｔ１４がオンとなる。
したがって、データラインに印加される電圧レベルのデータ信号ＶＤＡＴＡｍがトランジスタＴ１３を介して駆動トランジスタＴ１４のゲートに伝達される。この際、以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］によりトランジスタＴ１５がオンとなるので、駆動トランジスタＴ１４のゲートに印加される電圧レベルのデータ信号ＶＤＡＴＡｍに対応する駆動電流がＥＬ素子ＥＬ１１に流れ、発光するようになる。
前記トランジスタＴ１４のゲートに印加される電圧は、ＶＤＡＴＡ−ＶＴＨ（Ｔ１３）となり、ＥＬ素子ＥＬ１１を介して流れる電流は、下記の式（１）で表される。
上記数１中、ＩＥＬ１１は有機ＥＬ素子ＥＬ１１に流れる電流、ＶＧＳ（Ｔ１４）はトランジスタＴ１４のソースとゲート間の電圧、ＶＴＨ（１３）はトランジスタＴ１３のスレショルド電圧、ＶＤＡＴＡはデータ電圧、βは定数値を各々示す。
この際、電流ミラー用トランジスタＴ１３、Ｔ１４のスレショルド電圧が同じならば、すなわちＶＴＨ（Ｔ１３）＝ＶＴＨ（Ｔ１４）の場合、トランジスタのスレショルド電圧を補償できるので、ＥＬ素子ＥＬ１１の駆動電流を均一に維持できる。
しかしながら、上述したような電流ミラー型電圧駆動方式では、電流ミラーを構成するトランジスタＴ１３、Ｔ１４が互いに隣接して基板上に配列されても、ＴＦＴの製造工程変数により同じスレショルド電圧を得ることは非常に難しい。したがって、ＴＦＴのスレショルド電圧の変動により均一な駆動電流を得ることが難しく、これにより、画質劣化を招く問題点があった。
上述したような電流ミラータイプの電圧駆動方式において、電流ミラー用ＴＦＴ間スレショルド電圧の変動による画質劣化問題を解決するための技術が米国特許第６、３６２、７９８号明細書に開示されている。この米国特許第６、３６２、７９８号明細書は、駆動トランジスタのスレショルド電圧を補償するために、ダイオード形態の補償用薄膜トランジスタを駆動トランジスタのゲートに接続して構成した。しかし、前記米国特許第６、３６２、７９８号明細書でも補償用薄膜トランジスタとＥＬ素子駆動用薄膜トランジスタのスレショルド電圧が同一でない場合、駆動トランジスタのスレショルド電圧の変動が補償されない問題点があった。
米国特許第６、２２９、５０６号明細書
米国特許第６、３６２、７９８号明細書
したがって、本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、スレショルド電圧の変動を検出して、自ら補償（self-compensation）できる有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、製造工程変数に関係なくスレショルド電圧の変動を補償できる有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法を提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、各画素間のスレショルド電圧の変動に関係なくＥＬ素子を介して均一な駆動電流が流れるようにすることができる有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法を提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、各画素間のスレショルド電圧の変動に関係なく高い階調を実現できる有機電界発光表示装置の画素回路及びその駆動方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の一態様による有機電界発光表示装置の画素回路は、現在スキャンライン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタを介して伝達される電圧レベルのデータ信号によって駆動電流を発生する第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのスレショルド電圧の変動を検出して自ら補償するための第３のトランジスタと、前記第２のトランジスタに伝達される電圧レベルのデータ信号を格納するためのコンデンサと、前記第２のトランジスタを介して発生する駆動電流に対応して光を発光するＥＬ素子とを備えることを特徴とする。
また、本発明の他の態様による有機電界発光表示装置の画素回路は、データプログラムの時、現在スキャンライン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタと、データプログラムの時、電圧レベルのデータ信号をプログラムし、発光時、プログラムされたデータ信号に応答して駆動電流を発生する第２のトランジスタと、データプログラムの時、現在スキャン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を前記第２のトランジスタに提供するための第３のトランジスタと、データプログラムの時、第２のトランジスタにプログラムされた電圧レベルのデータ信号を維持させるためのコンデンサと、発光時、電源電圧を第２のトランジスタに伝達するための第４のトランジスタと、発光時、電圧レベルのデータ信号によって第２のトランジスタから提供される駆動電流を伝達する第５のトランジスタと、前記第５のトランジスタを介して伝達される駆動電流に対応して光を発光するＥＬ素子とを備え、データプログラムの時、前記第３のトランジスタは、前記現在スキャン信号に応答して前記第２のトランジスタをダイオード形態で接続させることによって、第２のトランジスタはそのスレショルド電圧の変動を検出して自ら補償することを特徴とする。
前記第１のトランジスタは、現在スキャンライン信号がゲートに印加され、電圧レベルのデータ信号がソースに印加され、ドレインが前記第２のトランジスタに接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成される。前記第２のトランジスタは、ゲートが前記コンデンサの一方の端子に接続され、ソースが第１のトランジスタに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子に接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成される。前記第３のトランジスタは、現在スキャン信号がゲートに印加され、第２のトランジスタのゲートとソースにドレインとソースが各々接続され、現在スキャン信号に応答して第２のトランジスタをダイオード形態で接続させてスレショルド電圧を自ら補償させるためのＰＭＯＳトランジスタで構成される。前記第３のトランジスタは、現在スキャン信号がゲートに印加され、第２のトランジスタのゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続され、現在スキャン信号に応答して第２のトランジスタをダイオード形態で接続させてスレショルド電圧を自ら補償させるためのＰＭＯＳトランジスタで構成される。第４のトランジスタは、前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースに電源電圧が印加され、ドレインが前記第２のトランジスタに接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成され、第５のトランジスタは、前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースが第２のトランジスタに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子に接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成される。
また、本発明の他の態様による有機電界発光表示装置の画素回路は、印加される駆動電流によって光を発光する発光素子と、現在スキャンライン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタと、前記電圧レベルのデータ信号に応答してＥＬ素子を駆動させる駆動電流を発生するための第２のトランジスタと、現在スキャン信号に応答して、前記第２のトランジスタをダイオード形態で接続させてそのスレショルド電圧を自ら補償するための第３のトランジスタと、前記第２のトランジスタに伝達される電圧レベルのデータ信号を格納するためのコンデンサと、現在発光信号に応答して、電源電圧を第２のトランジスタに伝達するための第４のトランジスタと、前記現在発光信号に応答して、第２のトランジスタから提供される駆動電流をＥＬ素子に提供するための第５のトランジスタとを備える。
また、本発明のさらに他の態様による有機電界発光表示装置の画素回路は、ゲートに現在スキャン信号が印加され、ソースに電圧レベルのデータ信号が印加される第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのドレインにソースが接続される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続される第３のトランジスタと、現在発光信号がゲートに印加され、ソースに電源電圧が印加され、ドレインが前記第２のトランジスタのソースに接続される第４のトランジスタと、前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースが前記第２のトランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子の一方の端子に接続される第５のトランジスタと、前記第５のトランジスタのドレインに一方の端子が接続され、他方の端子が接地される発光素子と、前記第２のトランジスタのゲートに一方の端子が接続され、他方の端子に電源電圧が印加されるコンデンサとを備える。
また、本発明のさらに他の態様による有機電界発光表示装置の画素回路は、複数のデータラインと、複数のスキャンラインと、複数の電源ラインと、前記複数のデータライン、スキャンライン及び電源ラインのうち該当する１つのデータライン、スキャンライン及び電源ラインに各々接続される複数の画素とを備える有機電界発光表示装置において、各画素は、ゲートに前記該当するスキャンラインに印加された現在スキャン信号が印加され、ソースにデータラインから電圧レベルのデータ信号が印加される第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのドレインにソースが接続される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続される第３のトランジスタと、現在発光信号がゲートに印加され、ソースに前記電源ラインから電源電圧が印加され、ドレインが前記第２のトランジスタのソースが接続される第４のトランジスタと、前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースに前記第２のトランジスタのドレインが接続される第５のトランジスタと、前記第５のトランジスタのドレインに一方の端子が接続され、他方の端子が接地された発光素子と、前記第２のトランジスタのゲートに一方の端子が接続され、他方の端子に共通電源ラインから電源電圧が印加されるコンデンサとを備える。
さらに、本発明による有機電界発光表示装置の画素駆動方法は、複数のデータラインと、複数のスキャンラインと、複数の電源ラインと、前記複数のデータライン、スキャンライン及び電源ラインのうち該当する１つのデータライン、スキャンライン及び電源ラインに各々接続される複数の画素とを備える有機電界発光表示装置の画素駆動方法であって、前記方法は、該当するスキャンラインのすぐ前のスキャンラインに印加されるスキャン信号に応答して初期化させる段階と、該当するスキャンラインに印加されるスキャン信号に応答して、スレショルド電圧の変動を補償し、前記スレショルド電圧の変動に関係なく該当するデータラインから印加される電圧レベルのデータ電圧をプログラムする段階と、現在発光信号に応答して前記電圧レベルのデータ電圧に対応する駆動電流を発生し、ＥＬ素子を発光させる段階とを備える。
本発明によれば、駆動トランジスタのスレショルド電圧の変動を検出し、自ら補償することによって、高い階調を実現できるばかりてなく、電圧駆動方式で駆動トランジスタを駆動させることによって、データラインのチャージ問題を解決できるという効果を奏する。
以下、添付の図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による有機電界発光表示装置において、１つの画素に関する構造を示すものである。本発明の有機電界発光表示装置は、複数のゲートラインと、複数のデータラインと、複数の電源ラインと、前記複数のゲートライン、データライン及び共通電源ラインのうち該当する１つのゲートライン、データライン及び電源ラインに各々配列される複数の画素とを備える。図１には、該当するゲートライン（ｎ番目のゲートライン）、データライン（ｍ番目のデータライン）及び電源ライン（ｍ番目の 電源イン）に配列された１つの画素を図示している。
図１を参照すれば、本発明の有機電界発光表示装置の各画素は、６つのトランジスタＴ３１−Ｔ３６と、１つのコンデンサＣ３１及びＥＬ素子ＥＬ３１とからなる。すなわち各画素は、印加される駆動電流に対応する光を発光する有機電界発光素子ＥＬ３１と、該当するスキャンラインに印加される現在スキャンライン信号ｓｃａｎ［ｎ］に応答して、該当するデータラインに印加される電圧レベルのデータ信号ＶＤＡＴＡｍをスイッチングするための第１のスイッチングトランジスタ（第１のトランジスタ）Ｔ３２と、前記第１のスイッチングトランジスタＴ３２を介してゲートに入力される前記電圧レベルのデータ電圧に対応して、前記有機電界発光素子の駆動電流を供給する駆動トランジスタ（第２のトランジスタ）Ｔ３１と、前記駆動トランジスタＴ３１のスレショルド電圧を補償するためのスレショルド電圧補償用トランジスタＴ３３と、前記駆動トランジスタＴ３１のゲートに印加されるデータ信号を格納するためのコンデンサＣ３１とを備える。
この際、前記第１のスイッチングトランジスタＴ３２は、該当するスキャンラインに印加される現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］がゲートに印加され、該当するデータラインに印加される電圧レベルのデータ信号ＶＤＡＴＡｍがソースに印加され、ドレインが前記駆動トランジスタＴ３１のソースに接続されるｐ型薄膜トランジスタで構成される。
前記駆動トランジスタＴ３１は、ゲートが前記コンデンサの一方の端子に接続され、ドレインが前記ＥＬ素子ＥＬ３１の一方の端子に接続されるｐ型薄膜トランジスタで構成される。前記スレショルド電圧補償用トランジスタＴ３３は、前記駆動トランジスタＴ３１のゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続され、ゲートに現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］が印加されるｐ型薄膜トランジスタで構成される。前記コンデンサＣ３１の他方には、該当する電源ラインから電源電圧ＶＤＤが提供される。
また、各画素は、現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］に応答して、前記電源電圧ＶＤＤを駆動トランジスタＴ３１に提供するための第２のスイッチングトランジスタ（第４のトランジスタ）Ｔ３５と、前記現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］に応答して、前記駆動トランジスタＴ３１を介して発生した駆動電流を前記ＥＬ素子ＥＬ３１に提供するための第３のスイッチングトランジスタ（第５のトランジスタ）Ｔ３６とを備える。
この際、前記第２のスイッチングトランジスタＴ３５は、現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］がゲートに印加され、ソースに前記該当する電源電圧ラインから電源電圧が印加され、ドレインが前記駆動トランジスタＴ３２のソースに接続されるｐ型薄膜トランジスタで構成される。前記第３のスイッチングトランジスタＴ３６は、現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］がゲートに印加され、ソースが前記駆動トランジスタＴ３１のドレインに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子ＥＬ３１の一端に接続されるｐ型薄膜トランジスタで構成される。前記ＥＬ素子ＥＬ３１の他端は接地されている。
さらに、各画素は、該当するスキャンラインのすぐ前のスキャンラインに印加される以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］に応答して、前記コンデンサ３１に格納されたデータ信号を初期化させるための初期化用のトランジスタＴ３４を備える。前記トランジスタＴ３４は、ゲートに以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］が印加され、ソースが前記コンデンサＣ３１の一方の端子に接続され、ドレインに初期化電圧Ｖｉｎｔｉが印加されるｐ型薄膜トランジスタで構成される。
以下では、上述したような構成を有する本発明の画素の動作を図２乃至図５を参照して説明する。
まず、初期化動作時には、図２に示されるように、以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］がロウレベルであり、現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］と発光信号ｅｍｉ［ｎ］がハイレベルである初期化区間において、ロウレベルの以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］によりトランジスタＴ３４がオンとなり、ハイレベルの現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］と現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］により他のトランジスタＴ３１−Ｔ３３とＴ３５−Ｔ３６がオフとなるので、図３に示されるような初期化パス（実線で図示）が形成される。したがって、コンデンサＣ３１に格納されていたデータ信号、すなわち駆動トランジスタＴ３１のゲート電圧は初期化される。
次に、データプログラム動作時には、図２のように、以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］がハイレベルであり、現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］がロウレベルであり、現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］がハイレベルであるプログラム区間において、トランジスタＴ３４はオフとなり、ロウレベルの現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］によりトランジスタ（第３のトランジスタ）Ｔ３３がオンとなり、駆動トランジスタＴ３１はダイオード形態で接続される。
この際、現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］によりスイッチングトランジスタＴ３２もオンとなり、現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］によりスイッチングトランジスタＴ３５、Ｔ３６がオフとなるので、図４に実線で示されるようなデータプログラムパスが形成される。したがって、該当するデータラインに印加されるデータ電圧ＶＤＡＴＡｍがスレショルド電圧補償用トランジスタＴ３３を介して前記駆動トランジスタＴ３１のゲートに提供される。
前記駆動トランジスタＴ３１は、ダイオード形態で接続されているので、トランジスタＴ３１のゲート電圧にはＶＤＡＴＡｍ−ＶＴＨ（Ｔ３１）が印加され、前記ゲート電圧がコンデンサＣ３１に格納されてプログラム動作が完了する。
最後に、発光時には、図２に示されたように、以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］がハイレベルであり、現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］がハイレベルになってから、現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］がロウレベルとなる発光区間において、図５に実線で示されたような発光パスが形成される。すなわちロウレベルの現在発光信号ｅｍｉ［ｎ］によりスイッチングトランジスタＴ３５、Ｔ３６がオンとなり、ハイレベルの以前スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ−１］により初期化トランジスタＴ３４がオフとなり、ハイレベルの現在スキャン信号ｓｃａｎ［ｎ］によりスレショルド電圧補償用トランジスタＴ３３とスイッチングトランジスタＴ３２がオフとなる。したがって、駆動トランジスタＴ３１のゲートに印加される電圧レベルのデータ信号に対応して発生する駆動電流がトランジスタＴ３１を介して有機ＥＬ素子ＥＬ３１に提供されることによって、有機ＥＬ素子ＥＬ３１は発光することになる。
この際、有機ＥＬ素子ＥＬ３１に流れる電流は、下記数２で表される。
上記数２中、ＩＥＬ３１は有機ＥＬ素子ＥＬ３１に流れる電流、ＶＧＳはトランジスタＴ３１のソースとゲート間の電圧、ＶＴＨ（Ｔ３１）はトランジスタＴ３１のスレショルド電圧、ＶＤＡＴＡはデータ電圧、βは定数値を各々示す。
上記数２から分かるように、電流駆動用トランジスタＴ３１のスレショルド電圧に関係なくデータラインに印加される電圧レベルのデータ信号に対応して駆動電流がＥＬ素子ＥＬ３１を介して流れる。すなわち本発明では、電流駆動用トランジスタＴ３１のスレショルド電圧の変動をトランジスタＴ３３を介して検出し、自ら補償するため、有機ＥＬ素子に流れる電流を微細に制御でき、これにより、高い階調の有機ＥＬ装置を提供できる。
また、以前フレーム時間のデータが高いレベルであり、次のフレーム時間のデータが低いレベルの電圧ならば、トランジスタＴ３１のダイオード接続特性によりトランジスタＴ３１のゲートノードには、これ以上データ信号が印加されることができないので、スイッチングトランジスタＴ３４を設けることによって、トランジスタＴ３１のゲートノードをフレーム毎に所定のレベルＶｉｎｔｉに初期化させる。
上述したように、本発明では、駆動トランジスタＴ３１が自分のスレショルド電圧を検出して（self-Vth detection）、スレショルド電圧の変動を自ら補償できる。
本発明の実施形態では、画素回路が６つのトランジスタと１つのコンデンサとで構成されるものを例示したが、スレショルド電圧を検出して自ら補償する構造には、いずれのものにも適用可能である。また、ＰＭＯＳトランジスタの他にＮＭＯＳトランジスタまたはＣＭＯＳトランジスタなどで構成することも可能である。
本発明は、本発明の技術的思想から逸脱することなく、他の種々の形態で実施することができる。前述の実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例のみに限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
Ｔ３１ 駆動トランジスタ
Ｔ３２、Ｔ３５、Ｔ３６ スイッチングトランジスタ
Ｔ３３ スレショルド電圧補償用トランジスタ
Ｔ３４ 初期化用のトランジスタ
Ｃ３１ コンデンサ
ＥＬ３１ 有機電界発光素子
Ｔ３２、Ｔ３５、Ｔ３６ スイッチングトランジスタ
Ｔ３３ スレショルド電圧補償用トランジスタ
Ｔ３４ 初期化用のトランジスタ
Ｃ３１ コンデンサ
ＥＬ３１ 有機電界発光素子
Claims (20)
- 現在スキャンライン信号に応答して、電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタを介して伝達される電圧レベルのデータ信号によって駆動電流を発生する第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのスレショルド電圧の変動を検出して自ら補償するための第３のトランジスタと、
前記第２のトランジスタに伝達される電圧レベルのデータ信号を格納するためのコンデンサと、
前記第２のトランジスタを介して発生する駆動電流に対応して光を発光するＥＬ素子とを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の画素回路。 - 前記現在スキャン信号のすぐ前のスキャン信号に応答して、前記コンデンサに格納された電圧レベルのデータ信号を放電させる初期化用の第４のトランジスタをさらに備え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の画素回路。
- 現在発光信号に応答して、電源電圧を前記第２のトランジスタに提供するための第５のトランジスタと、
前記現在発光信号に応答して、前記第２のトランジスタを介してＥＬ素子に駆動電流を提供する第６のトランジスタとをさらに備え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の画素回路。 - 前記第１のトランジスタは、現在スキャンライン信号がゲートに印加され、電圧レベルのデータ信号がソースに印加され、ドレインが前記第２のトランジスタに接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成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の画素回路。
- 前記第２のトランジスタは、ゲートが前記コンデンサの一方の端子に接続され、ソースが前記第１のトランジスタに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子に接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成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の画素回路。
- 前記第３のトランジスタは、現在スキャン信号がゲートに印加され、第２のトランジスタのゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続され、現在スキャン信号に応答して第２のトランジスタをダイオード形態で接続させてスレショルド電圧を自ら補償させるためのＰＭＯＳトランジスタで構成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の画素回路。
- 前記第１のトランジスタを介して第２のトランジスタに電圧レベルのデータ信号を提供するための電圧ソースをさらに備え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の画素回路。
- データプログラムの時、現在スキャンライン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタと、
データプログラムの時、電圧レベルのデータ信号をプログラムし、発光時、プログラムされたデータ信号に応答して駆動電流を発生する第２のトランジスタと、
データプログラムの時、現在スキャン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を前記第２のトランジスタに提供するための第３のトランジスタと、
データプログラムの時、第２のトランジスタにプログラムされた電圧レベルのデータ信号を維持させるための、
発光時、電源電圧を第２のトランジスタに伝達するための第４のトランジスタと、
発光時、電圧レベルのデータ信号によって第２のトランジスタから提供される駆動電流を伝達する第５のトランジスタと、
前記第５のトランジスタを介して伝達される駆動電流に対応して光を発光するＥＬ素子とを備え、
データプログラムの時、前記第３のトランジスタは、前記現在スキャン信号に応答して前記第２のトランジスタをダイオード形態で接続させることによって、第２のトランジスタはそのスレショルド電圧の変動を検出して自ら補償することを特徴とする有機電界発光表示装置の画素回路。 - 初期化時、前記現在スキャン信号のすぐ前のスキャン信号に応答して前記コンデンサに格納された電圧レベルのデータ信号を放電させる初期化用の第６のトランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 前記第１のトランジスタは、現在スキャンライン信号がゲートに印加され、電圧レベルのデータ信号がソースに印加され、ドレインが前記第２のトランジスタに接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 前記第２のトランジスタは、ゲートが前記コンデンサの一方の端子に接続され、ソースが第１のトランジスタに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子に接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 前記第３のトランジスタは、現在スキャン信号がゲートに印加され、第２のトランジスタのゲートとドレインにドレインとソースが各々接続され、現在スキャン信号に応答して第２のトランジスタをダイオード形態で接続させてスレショルド電圧を自ら補償させるためのＰＭＯＳトランジスタで構成されることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 前記第１のトランジスタを介して第２のトランジスタに電圧レベルのデータ信号を提供するための電圧ソースをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 第４のトランジスタは、前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースに電源電圧が印加され、ドレインが前記第２のトランジスタに接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成され、
第５のトランジスタは、前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースが第２のトランジスタに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子に接続されるＰＭＯＳトランジスタで構成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。 - 印加される駆動電流によって光を発光する発光素子と、
現在スキャンライン信号に応答して電圧レベルのデータ信号を伝達する第１のトランジスタと、
前記電圧レベルのデータ信号に応答して、ＥＬ素子を駆動させる駆動電流を発生するための第２のトランジスタと、
現在スキャン信号に応答して、前記第２のトランジスタをダイオード形態で接続させてそのスレショルド電圧を自ら補償するための第３のトランジスタと、
前記第２のトランジスタに伝達される電圧レベルのデータ信号を格納するためのコンデンサと、
現在発光信号に応答して、電源電圧を第２のトランジスタに伝達するための第４のトランジスタと、
前記現在発光信号に応答して、第２のトランジスタから提供される駆動電流をＥＬ素子に提供するための第５のトランジスタとを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の画素回路。 - ゲートに現在スキャン信号が印加され、ソースに電圧レベルのデータ信号が印加される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのドレインにソースが接続される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続される第３のトランジスタと、
現在発光信号がゲートに印加され、ソースに電源電圧が印加され、ドレインが前記第２のトランジスタのソースに接続される第４のトランジスタと、
前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースが前記第２のトランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記ＥＬ素子の一方の端子に接続される第５のトランジスタと、
前記第５のトランジスタのドレインに一方の端子が接続され、他方の端子が接地される発光素子と、
前記第２のトランジスタのゲートに一方の端子が接続され、他方の端子に電源電圧が印加されるコンデンサとを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の画素回路。 - ゲートに前記現在スキャン信号のすぐ前のスキャン信号が印加され、ソースが前記コンデンサの一方の端子に接続され、ドレインに初期化電圧が印加される第６のトランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 複数のデータラインと、
複数のスキャンラインと、
複数の電源ラインと、
前記複数のデータライン、スキャンライン及び電源ラインのうち該当する１つのデータライン、スキャンライン及び電源ラインに各々接続される複数の画素とを備える有機電界発光表示装置の画素回路であって、
各画素は、
ゲートに前記該当するスキャンラインに印加された現在スキャン信号が印加され、ソースにデータラインから電圧レベルのデータ信号が印加される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのドレインにソースが接続される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのゲートとドレインに各々ドレインとソースが接続される第３のトランジスタと、
現在発光信号がゲートに印加され、ソースに前記共通電源ラインから電源電圧が印加され、ドレインが前記第２のトランジスタのソースに接続される第４のトランジスタと、
前記現在発光信号がゲートに印加され、ソースに前記第２のトランジスタのドレインが接続される第５のトランジスタと、
前記第５のトランジスタのドレインに一方の端子が接続され、他方の端子が接地された発光素子と、
前記第２のトランジスタのゲートに一方の端子が接続され、他方の端子に共通電源ラインから電源電圧が印加されるコンデンサとを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の画素回路。 - ゲートに該当するスキャンラインのすぐ前のスキャンラインに印加されるスキャン信号が印加され、ソースが前記コンデンサの一方の端子に接続され、ドレインに初期化電圧が印加される第６のトランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の有機電界発光表示装置の画素回路。
- 複数のデータラインと、
複数のスキャンラインと、
複数の電源ラインと、
前記複数のデータライン、スキャンライン及び電源ラインのうち該当する１つのデータライン、スキャンライン及び電源ラインに各々接続される複数の画素とを備える有機電界発光表示装置の画素駆動方法であって、
前記方法は、
該当するスキャンラインのすぐ前のスキャンラインに印加されるスキャン信号に応答して初期化させる段階と、
該当するスキャンラインに印加されるスキャン信号に応答してスレショルド電圧の変動を補償し、前記スレショルド電圧の変動に関係なく該当するデータラインから印加される信号レベルのデータ電圧をプログラムする段階と、
現在発光信号に応答して、前記信号レベルのデータ電圧に対応する駆動電流を発生し、ＥＬ素子を発光させる段階とを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の画素駆動方法。
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