DE102005059542B4

DE102005059542B4 - Organisches Elektrolumineszenzdisplay und Ansteuerungsverfahren für dieses

Info

Publication number: DE102005059542B4
Application number: DE102005059542.1A
Authority: DE
Inventors: Myung Ho Lee; Juhn Suk Yoo
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: US7579781B2; US20060208973A1; DE102005059542A1; KR20060100877A; KR100628277B1

Abstract

Organisches Elektrolumineszenzdisplay mit:
- einem Lichtemissionselement (OLED) in einem Pixel zum Emittieren von Licht auf einen ihm zugeführten Strom hin;
- einer Datenleitung (DL) zum Liefern einer Datenspannung (Vd) in einer Schreibperiode, die eine erste bis dritte Periode (T1-T3) umfasst, und zum Liefern einer Rampenspannung (Vramp) in einer Anzeigeperiode; und
- einem ersten Schaltbauteil (Tr1), das mit dem Lichtemissionselement (OLED) verbunden ist und das abhängig von der Spannungsdifferenz zwischen der Rampenspannung (Vramp) und der Datenspannung (Vd) selektiv eingeschaltet wird, um das Lichtemissionselement (OLED) zu betreiben,
- einem Kondensator (C) mit einem ersten Anschluss an der Datenleitung (DL) und einem zweiten Anschluss an einem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) zum Speichern der Spannungsdifferenz zwischen der Datenspannung (Vd) und der Schwellspannung (Vth) des ersten Schaltbauteils (Tr1);
- einer ersten Scanleitung (SL1) zum Liefern eines ersten Scansignals (S1);
- einem zweiten Schaltbauteil (Tr2) aufweisend:
einen Gateanschluss, der mit der ersten Scanleitung (SL1) verbunden ist,
einem ersten Anschluss, der mit dem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (TR1) verbunden ist; und
einem zweiten Anschluss, der mit der Anode oder Kathode des Lichtemissionselements (OLED) verbunden ist,
wobei das zweite Schaltbauteil (TR2) auf das erste Scansignal (S1) hin eingeschaltet wird, um zwischen der Anode oder der Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und dem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) einen Strompfad zu bilden,
- einer zweiten Scanleitung (SL2) zum Liefern eines zweiten Scansignals (S2); und
- einem dritten Schaltbauteil (Tr3) aufweisend:
einen Gateanschluss, der mit der zweiten Scanleitung (SL2) verbunden ist,
einem ersten Anschluss, der mit der Anode oder Kathode des Lichtemissionselements (OLED) verbunden ist; und
einem zweiten Anschluss, der mit dem Drainanschluss oder dem Sourceanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) verbunden ist,
wobei das dritte Schaltbauteil (Tr3) auf das zweite Scansignal (S2) hin eingeschaltet wird, um zwischen der Anode oder der Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und dem Drainanschluss oder dem Sourceanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) einen Strompfad zu bilden,
- wobei das erste Schaltbauteil (Tr1) eingeschaltet wird, wenn die Rampenspannung (Vramp) der Datenspannung (Vd) entspricht oder höher als diese ist, um das Lichtemissionselement (OLED) zu betreiben, und das erste Schaltbauteil (Tr1) ausgeschaltet wird, wenn die Rampenspannung (Vramp) niedriger als die Datenspannung (Vd) ist,
- wobei das erste Scansignal (S1) nur in der ersten Periode (T1) der Schreibperiode ein hohes Potential aufweist und das zweite Scansignal (S2) in der ersten und zweiten Periode (T1, T2) und während der Anzeigeperiode ein hohes Potential aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein organisches Elektrolumineszenzdisplay, und spezieller betrifft sie ein organisches Elektrolumineszenzdisplay und ein Ansteuerungsverfahren für dieses, wobei unabhängig von einer Schwankung der Schwellenspannung eines Treiber-Schaltbauteils hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden kann und die Fläche einer Pixeleinheit und die Herstellkosten gesenkt werden können.
Erörterung der einschlägigen Technik
In jüngerer Zeit wurden verschiedene Flachtafeldisplays dazu entwickelt, das Gewicht und die Größe, die bei Kathodenstrahlröhren nachteilig sind, zu verringern. Zu diesen Flachtafeldisplays gehören beispielsweise Flüssigkristalldisplays, Feldemissionsdisplays, Plasmadisplaytafeln, Elektrolumineszenzdisplays usw.
Es erfolgten aktive Forschungen zum Erhöhen der Anzeigequalität und zum Vergrößern des Schirms derartiger Flachtafeldisplays. Unter diesen ist das Elektrolumineszenzdisplay ein Bauteil mit spontaner Emission, das also selbst Licht emittiert. Ein derartiges Elektrolumineszenzdisplay zeigt ein Videobild durch elektrisches Anregen eines Fluoreszenzmaterials unter Verwendung von Ladungsträgern wie Elektronen und Löchern an. Derartige Elektrolumineszenzdisplays werden abhängig von den Typen der in ihnen verwendeten Materialien grob in anorganische Elektrolumineszenzdisplays und organische Elektrolumineszenzdisplays unterteilt. Ein organisches Elektrolumineszenzdisplay wird mit einer niedrigen Spannung von ungefähr 5 bis 20 V betrieben. Ein organisches Elektrolumineszenzdisplay kann mit einer niedrigen Gleichspannung (DC-Spannung) im Vergleich zu einem anorganischen Elektrolumineszenzdisplay betrieben werden, das eine hohe Treiberspannung von 100 bis 200 V benötigt. Ein organisches Elektrolumineszenzdisplay verfügt auch über hervorragende Eigenschaften wie einen großen Betrachtungswinkel, hohe Ansprechgeschwindigkeit, ein hohes Kontrastverhältnis usw., so dass es als Pixel eines Grafikdisplays oder als Pixel eines Fernsehbilddisplays oder einer Oberflächenlichtquelle verwendet werden kann. Außerdem ist ein organisches Elektrolumineszenzdisplay, da es dünn und leicht ist und für Primärfarben sorgen kann, als Flachtafeldisplay der nächsten Generation geeignet.
Andererseits wird als Treibersystem eines organischen Elektrolumineszenzdisplays hauptsächlich ein solches mit passiver Matrix ohne separaten Dünnschichttransistor verwendet.
Jedoch bestehen bei einem Treibersystem mit passiver Matrix viele Einschränkungen hinsichtlich der Auflösung, des Energieverbrauchs, der Lebensdauer usw. Aus diesem Grund erfolgten in jüngerer Zeit Anstrengungen dahingehend, ein Elektrolumineszenzdisplay mit aktiver Matrix zur Herstellung eines Displays der nächsten Generation mit hoher Auflösung oder großem Schirm zu erforschen und zu entwickeln.
Die 1 ist ein Schaltbild, das eine Pixelstruktur eines herkömmlichen organischen Elektrolumineszenzdisplays mit aktiver Matrix zeigt.
Die eine Pixelstruktur des herkömmlichen organischen Elektrolumineszenzdisplays mit aktiver Matrix verfügt, wie es in der 1 dargestellt ist, über eine in einer Richtung angeordnete Gateleitung GL, eine orthogonal zu dieser angeordnete Datenleitung DL, ein organisches Lichtemissionselement (OLED = organic light emitting device), das in einem durch die Gateleitung GL und die Datenleitung DL definierten Pixel ausgebildet ist, eine Spannungsversorgungsleitung 110 zum Liefern einer Gleichspannung an die Anode des OLED, einen ersten NMOS-Transistor Tr1 mit einem mit der Gateleitung GL verbundenen Gateanschluss und einem mit der Datenleitung DL verbundenen Drainanschluss, einen zweiten NMOS-Transistor Tr2 mit einem mit dem Sourceanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 verbundenen Gateanschluss, einem mit der Kathode des OLED verbundenen Drainanschluss und einem mit einem Masseanschluss verbundenen Sourceanschluss, und einen Kondensator C, der zwischen den Gateanschluss und den Sourceanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 geschaltet ist.
Der erste NMOS-Transistor Tr1 wird auf ein Scansignal von der Gateleitung GL hin eingeschaltet, um zwischen dem zugehörigen Sourceanschluss und Drainanschluss einen Strompfad zu bilden. Der erste NMOS-Transistor Tr1 wird auch ausgeschaltet, wenn die Spannung auf der Gateleitung GL niedriger als eine Schwellenspannung Vth desselben ist. Während einer Einschaltzeit des ersten NMOS-Transistors Tr1 wird eine Datenspannung von der Datenleitung DL über den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegt. Dagegen ist während einer Ausschaltzeit des ersten NMOS-Transistors Tr1 der Strompfad zwischen seinem Sourceanschluss und seinem Drainanschluss offen, wodurch dafür gesorgt wird, dass die Datenspannung nicht an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegt wird.
Der zweite NMOS-Transistor Tr2 stellt die Stromstärke zwischen seinem Sourceanschluss und seinem Drainanschluss entsprechend dem Pegel der an seinen Gateanschluss angelegten Datenspannung ein, um das OLED so zu aktivieren, dass es Licht mit einer der Datenspannung entsprechenden Intensität emittiert.
Der Kondensator C hält die an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegte Datenspannung für die Periode eines Rahmens konstant aufrecht. Der Kondensator C hält auch den dem OLED zugeführten Strom für die Periode eines Rahmens konstant aufrecht.
Indessen zeigt die an den Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 angelegte Datenspannung konstante Polarität (positive Polarität) auf, und der Sourceanschluss des zweiten NMOS-Transistors Tr2 ist mit dem Masseanschluss verbunden. Im Ergebnis zeigt die Gate-Source-Spannung des zweiten NMOS-Transistors positive Polarität, was zu einem Problem dahingehend führt, dass die Schwellenspannung des zweiten NMOS-Transistors Tr2 kontinuierlich zu einer Polarität (positive Polarität) hin ansteigt. Das Ansteigen der Schwellenspannung des zweiten NMOS-Transistors Tr2 führt zu einer Verringerung der Stärke des an das OLED gelieferten Stroms, und wiederum zu einer Verringerung der Helligkeit des OLEDs, was zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität führt.
US 2005/0007316A1 beschreibt eine Anzeigevorrichtung mit einem Lichtemissionselement, einer Datenleitung und einem ersten Schaltbauteil, das mit dem Lichtemissionselement verbunden ist. Weiter ist eine Datenleitung gezeigt, die in einer Schreibperiode eine Datenspannung zuführt und während einer Anzeigeperiode zuerst eine abfallende und dann eine ansteigende Spannung zuführt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist die Erfindung auf ein organisches Elektrolumineszenzdisplay und ein Verfahren zum Ansteuern desselben gerichtet, die eines oder mehrere Probleme auf Grund von Einschränkungen und Nachteilen der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermeiden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein organisches Elektrolumineszenzdisplay und ein Verfahren zum Ansteuern desselben zu schaffen, bei denen die Schwellenspannung eines Schaltbauteils zum Ansteuern eines organischen Lichtemissionselements gespeichert wird und dann durch die Schwellenspannung des Schaltbauteils in einer Anzeigeperiode aufgehoben und entfernt wird, so dass unabhängig von einer Schwankung der Schwellenspannung des Schaltbauteils, die sich aus einer Beeinträchtigung desselben ergibt, hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden kann.
Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und teilweise ergeben sie sich dem Fachmann beim Studieren des Folgenden, oder sie ergeben sich durch das Ausführen der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, wie sie speziell in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen dargelegt ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform (Ausführungsformen) der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.

1 ist ein Schaltbild, das eine Pixelstruktur eines herkömmlichen organischen Elektrolumineszenzdisplays mit aktiver Matrix zeigt;
2 ist ein Schaltbild, das ein Ersatzschaltbild eines Pixels in einem organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ist ein Schaltbild zum Veranschaulichen von Betriebseigenschaften des ersten NMOS-Transistors in der 2;
4 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Eingangsspannung-Ausgangsspannung-Charakteristikkurve und der Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors in der 3;
5 ist ein Timingdiagramm zu verschiedenen Signalen, wie sie an die Schaltung der 2 angelegt werden;
6A ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der ersten Periode;
6B ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der zweiten Periode;
6C ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der dritten Periode;
6D ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in einer Anzeigeperiode;
7 ist ein Schaltbild, das eine Ersatzschaltung eines Pixels in einem organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
8 ist ein Detaildiagramm eines Spannungsgenerators in der 7;
9 ist ein Timingdiagramm verschiedener Signale, wie sie an die Schaltung der 7 angelegt werden;
10A ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in der ersten Periode;
10B ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in der zweiten Periode;
10C ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in einer Anzeigeperiode.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele dargestellt sind. Wo immer es möglich ist, sind in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Ein organisches Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar ein organisches Elektrolumineszenzdisplay unter Verwendung von NMOS-Transistoren dazu verwendet ist, die Ausführungsformen zu veranschaulichen, dass die Erfindung jedoch bei einem organischen Elektrolumineszenzdisplay unter Verwendung anderer Transistoren, wie PMOS-Transistoren oder anderer Typen von Transistoren, ebenfalls angewandt werden kann.
Die 2 ist ein Schaltbild, das eine Ersatzschaltung eines Pixels im organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Eine Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt, wie es in der 2 dargestellt ist, über ein organisches Lichtemissionselement (OLED) zum Emittieren von Licht auf einen ihm zugeführten Strom hin, eine erste Scanleitung SL1 zum Übertragen eines ersten Scansignals S1 von einem Gatetreiber (nicht dargestellt), eine zweite Scanleitung SL2 zum Übertragen eines zweiten Scansignals S2 vom Gatetreiber, eine Datenleitung DL zum Übertragen einer Datenspannung Vd und einer Rampenspannung Vramp von einem Datentreiber (nicht dargestellt), einen ersten NMOS-Transistor Tr1 zum Zuführen des Stroms abhängig vom Pegel der Datenspannung Vd von der Datenleitung DL an das OLED, und einen zweiten NMOS-Transistor Tr2, der zwischen den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und die Kathode des OLED geschaltet ist. Der zweite NMOS-Transistor Tr2 wird auf das erste Scansignal S1 von der ersten Scanleitung SL1 hin eingeschaltet, um zwischen dem Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und der Kathode des OLED einen Kurzschluss zu bilden. Die eine Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt ferner über einen dritten NMOS-Transistor Tr3, der zwischen den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und die Kathode des OLED geschaltet ist und auf das zweite Scansignal 2 von der zweiten Scanleitung SL2 hin eingeschaltet wird, um zwischen dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und der Kathode des OLEDs einen Kurzschluss zu bilden, eine mit der Anode des OLED verbundene Spannungsversorgungsleitung 210 zum Liefern einer Spannung Vdd an das OLED, und einen Kondensator C, der zwischen den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und die Datenleitung DL geschaltet ist.
Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb des organischen Elektrolumineszenzdisplays mit der oben angegebenen Konfiguration gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die 3 ist ein Schaltbild zum Veranschaulichen von Betriebseigenschaften des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der 2, und die 4 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen einer Eingangsspannung-Ausgangsspannung-Charakteristikkurve und einer Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der 3.
Das Schaltbild der 2 kann außerdem in einer Schaltungsform wiedergegeben werden, bei der eine Last, oder ein OLED, mit dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 verbunden ist, wie es in der 3 dargestellt ist. In diesem Fall ist, auf Grund der Verbindung des OLED mit dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1, die Ausgangsspannung Vout am Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 umso niedriger, je höher die Eingangsspannung Vin an seinem Gateanschluss ist.
Anders gesagt, wird, wenn die Eingangsspannung Vin an den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 angelegt wird, derselbe eingeschaltet, wodurch dafür gesorgt wird, dass zwischen seinem Drainanschluss und seinem Sourceanschluss ein Strom fließt. Im Ergebnis wird die Spannung Vdd geteilt und an das OLED und den Drainanschluss-Sourceanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 verteilt. Dabei wird die Spannung Vdd stärker an das OLED verteilt, da dieses, das zwischen den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und einen die Spannung Vdd ausgebenden Spannungsgenerator (nicht dargestellt) geschaltet ist, einen Widerstand aufweist, der größer als der Innenwiderstand des ersten NMOS-Transistors Tr1 eingestellt ist. Demgemäß ist die Ausgangsspannung Vout des ersten NMOS-Transistors Tr1 (d.h. am Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1) umso niedriger, je höher die Eingangsspannung Vin ist.
Demgemäß zeigt die mit der Bezugszahl 401 gekennzeichnete Charakteristikkurve der Eingangsspannung Vin zur Ausgangsspannung Vout für den ersten NMOS-Transistor Tr1 eine Invertercharakteristik, bei der die Eingangsspannung Vin und die Ausgangsspannung Vout eine umgekehrt proportionale Beziehung zeigen, wie es in der 4 dargestellt ist.
Nachfolgend wird der Betrieb eines Pixels im organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung auf Grundlage dieses Prinzips detailliert beschrieben.
Die 5 ist ein Timingdiagramm der verschiedenen Signale, die an die Schaltung der 2 angelegt werden, und die 6A ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der ersten Periode T1.
Als Erstes verbleiben in der ersten Periode T1 sowohl das erste Scansignal S1 als auch das zweite Scansignal S2 hoch, wie es in der 5 dargestellt ist. Es wird auch damit begonnen, die Datenspannung Vd vom Datentreiber an die Datenleitung DL anzulegen.
Im Ergebnis bleiben in der ersten Periode T1 sowohl der zweite als auch der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3 in der 2 eingeschaltet. Die Schaltungskonfiguration in der ersten Periode T1, in der der zweite und der dritte NMOS- Transistor Tr2 und Tr3 eingeschaltet bleiben, kann entsprechend so wiedergegeben werden, wie es in der 6A dargestellt ist.
Das heißt, dass, wie es in der 6A dargestellt ist, der zweite und der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3, die beide eingeschaltet sind, in Form einer Kurzschlussschaltung wiedergegeben werden können. Demgemäß kann der erste NMOS-Transistor Tr1 in Form einer Diode als Kurzschlussschaltung wiedergegeben werden, die zwischen dem Gateanschluss und dem Drainanschluss desselben ausgebildet ist.
Aus diesem Grund zeigen der Gateanschluss und der Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 dieselbe Spannung. Anders gesagt, bildet der Gateanschluss des ersten NMOS- Transistors Tr1 einen Eingangsanschluss, an den die Eingangsspannung Vin gelegt wird, und sein Drainanschluss bildet einen Ausgangsanschluss, an dem die Ausgangsspannung Vout ausgegeben wird. Wie es in der 4 dargestellt ist, können die Eingangsspannung Vin und die Ausgangsspannung Vout als gerade Linie 402 wiedergegeben werden, da sie auf demselben Wert gehalten werden. Dabei kennzeichnet ein Spannungswert am Punkt, an dem sich die gerade Linie 402 und die Kurve 401 schneiden, einen Spannungswert, wie er an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 angelegt wird.
Hierbei wird die an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 angelegte Spannung schließlich einer Schwellenspannung Vth desselben gleich. Im Ergebnis wird die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 an einen Knoten a gelegt, über den der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und der Kondensator miteinander verbunden sind.
Indessen wird in der ersten periode T1 die an die Datenleitung DL gelegte Datenspannung Vd an einen zweiten Knoten b gelegt, mit dem die Datenleitung DL und der Kondensator C gemeinsam verbunden sind. Demgemäß werden die Schwellenspannung Vth und die Datenspannung Vd an die jeweiligen beiden Enden des Kondensators C angelegt, um dadurch dafür zu sorgen, dass die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth in den Kondensator C geladen wird.
Zusammengefasst gesagt, lädt, in der ersten Periode T1, die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 den Kondensator C.
Als Nächstes erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 2 in der zweiten Periode T2.
Die 6B ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der zweiten Periode T2.
In der zweiten Periode T2 geht das erste Scansignal S1 auf einen tieferen Pegel, und das zweite Scansignal S2 verbleibt noch hoch, wie es in der 5 dargestellt ist.
Im Ergebnis wird der zweite NMOS-Transistor Tr2 in der 2 ausgeschaltet, und der dritte NMOS-Transistor Tr3 in der 2 wird eingeschaltet. Die Schaltungskonfiguration in der zweiten Periode T2, in der der zweite NMOS-Transistor Tr2 ausgeschaltet ist und der dritte NMOS-Transistor Tr3 eingeschaltet ist, kann entsprechend so wiedergegeben werden, wie es in der 6B dargestellt ist.
Das heißt, dass, wie es in der 6B dargestellt ist, der eingeschaltete dritte NMOS-Transistor Tr3 in Form einer Kurzschlussschaltung wiedergegeben werden kann.
Als Nächstes erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 2 in der dritten Periode T3.
Die 6C ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der dritten Periode T3.
In der dritten Periode T3 verbleiben sowohl das erste Scansignal S1 als auch das zweite Scansignal S2 niedrig, wie es in der 5 dargestellt ist. Im Ergebnis bleiben sowohl der zweite als auch der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3 in der 2 ausgeschaltet. Die Schaltungskonfiguration in der dritten Periode T3, in der der zweite und der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3 ausgeschaltet bleiben, kann so wiedergegeben werden, wie es in der 6C dargestellt ist.
Das heißt, dass, wie es in der 6C dargestellt ist, der zweite und der dritte NMOS-Transistor Tr2 und Tr3, die beide ausgeschaltet sind, in Form eines offenen Schaltkreises ausgedrückt werden können.
Hierbei wird in der zweiten Periode T2 und der dritten Periode T3 die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth, wie sie im Kondensator C gespeichert ist, aufrechterhalten. Durch sequenzielles Ausschalten des zweiten NMOS-Transistors Tr2 und des dritten NMOS-Transistors Tr3 über die zwei Perioden hinweg, wie oben angegeben, kann der Effekt einer Variation der im Kondensator C gespeicherten Spannung Vd-Vth minimiert werden.
Die erste bis dritte Periode T1 bis T3, wie sie oben beschrieben sind, entsprechen einer Schreibperiode zum Laden und Aufrechterhalten der Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth im Kondensator C. In dieser Schreibperiode emittiert das OLED kein Licht. Selbstverständlich kann, wenn die Datenspannung Vd hoch ist, das OLED Licht in der ersten und der zweiten Periode T1 und T2 emittieren. Da jedoch die erste und die zweite Periode T1 und T2 ziemlich kurz sind, kann davon ausgegangen werden, dass der gesamte Schirm in diesen Perioden schwarz angezeigt wird.
Anschließend an die Schreibperiode wird eine Anzeigeperiode gestartet. Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 2 in der Anzeigeperiode.
Die 6D ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 2 in der Anzeigeperiode.
In der Anzeigeperiode emittiert das OLED tatsächlich Licht zum Anzeigen eines Bilds. In dieser Periode bleibt das erste Scansignal S1 niedrig, und das zweite Scansignal S2 bleibt hoch. Auch wird in dieser Periode die Rampenspannung Vramp vom Datentreiber ausgegeben und dann an die Datenleitung DL gelegt. Das heißt, dass der Datentreiber die Datenspannung Vd in der oben genannten Schreibperiode und die Rampenspannung Vramp in der folgenden Anzeigeperiode ausgibt.
Hierbei ist die Datenspannung Vd eine Graustufenspannung, die den Helligkeitspegel eines Bilds repräsentiert, wobei es sich um eine Gleichspannung mit einem vom Helligkeitspegel des Bilds abhängigen differierenden Wert handelt. Die Rampenspannung Vramp ist eine zeitlich variable Spannung, die den Einschaltzeitpunkt des ersten NMOS-Transistors Tr1 abhängig vom Pegel der Datenspannung Vd, mit demselben Wert für alle Pixel, bestimmt.
Anders gesagt, hängt der Einschaltzeitpunkt des ersten NMOS-Transistors vom Pegel der Datenspannung Vd ab, und die Aufrechterhaltezeit des zwischen dem Drainanschluss und dem Sourceanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 fließenden Stroms hängt von der Einschaltzeit des ersten NMOS-Transistors Tr1 ab, um dadurch die Lichtemissionszeit des OLED zu steuern. Demgemäß wird die Lichtemissionszeit des OLED abhängig vom Pegel der Datenspannung Vd bestimmt, und der Helligkeitspegel des Bilds wird abhängig von der Lichtemissionszeit des OLED bestimmt.
Nachfolgend wird die Rampenspannung Vramp detaillierter beschrieben.
Die Rampenspannung Vramp verfügt über einen dreieckigen Signalverlauf, der im Verlauf der Zeit linear zu einer Spitzenspannung ansteigt und im Verlauf der Zeit linear von dieser abfällt, wie es in der 5 dargestellt ist. Die Spitzenspannung hat denselben Pegel wie die von der Spannungsversorgungsleitung 210 gelieferte Spannung Vdd. Das heißt, dass die Rampenspannung Vramp eine zeitlich variable Spannung ist, die zwischen einer Minimalspannung (Massespannung) und einer Maximalspannung (Spannung Vdd) im Verlauf der Zeit linear ansteigt und abfällt.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 2 für den Fall, dass die Rampenspannung Vramp von der Datenleitung DL an den zweiten Knoten b gelegt wird.
Als Erstes wird, in der Schreibperiode, die Datenspannung Vd an den zweiten Knoten b gelegt. Danach wird, in der Anzeigeperiode, der zweite Knoten b mit der Rampenspannung Vramp aktualisiert. Im Ergebnis wird, auf Grund der im Kondensator C gespeicherten Spannungsdifferenz Vd-Vth, eine Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) zwischen der an den zweiten Knoten b gelegten Rampenspannung Vramp und der im Kondensator C gespeicherten Spannung an den ersten Knoten a gelegt.
Das heißt, dass die Rampenspannung Vramp am zweiten Knoten b aufrechterhalten wird und die Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a aufrechterhalten wird.
Dabei wird dann, wenn die an den zweiten Knoten b in der Anzeigeperiode angelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die an den zweiten Knoten b in der Schreibperiode angelegte Datenspannung Vd ist, die am ersten Knoten anliegende Spannung Vramp-(Vd-Vth) niedriger als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1.
Hierbei wird, da der erste Knoten den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, eine Spannung unter der Schwellenspannung Vth desselben an seinen Gateanschluss angelegt, wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd ist. Im Ergebnis wird der erste NMOS-Transistor ausgeschaltet, wodurch dafür gesorgt wird, dass das OLED kein Licht emittiert. Diese Periode entspricht der vierten Periode T4 in der Anzeigeperiode der 5.
Indessen wird zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd gleich wird, wenn sie im Verlauf der Zeit linear ansteigt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich.
Hierbei wird, da der erste Knoten den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors bildet, wie oben angegeben, eine der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 entsprechende Spannung an den Gateanschluss desselben gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b angelegte Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd entspricht. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor Tr1 ein- oder ausgeschaltet. Demgemäß emittiert das OLED Licht, oder es flackert. Diese Periode entspricht der Grenze zwischen der vierten Periode T4 und der fünften Periode T5 in der Anzeigeperiode der 5.
Danach wird, zum Zeitpunkt, zu dem die am zweiten Knoten b anliegende Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd wird, wenn sie linear am Verlauf der Zeit ansteigt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a höher als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1.
Hierbei wird, da der erste Knoten a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, wie oben angegeben, eine Spannung über der Schwellenspannung Vth desselben an seinen Gateanschluss angelegt, wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet. Demgemäß emittiert das OLED Licht, um eine Bildeinheit im entsprechenden Pixel anzuzeigen. Diese Periode entspricht der fünften Periode T5 in der Anzeigeperiode der 6.
Danach wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd wiederum gleich wird, während sie im Verlauf der Zeit linear abfällt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a erneut der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das OLED Licht, oder es flackert. Dieser Periode entspricht der Grenze zwischen der fünften Periode T5 und einer sechsten Periode T6 in der Anzeigeperiode der 5.
Danach wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd wird, während sie im Verlauf der Zeit linear abnimmt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a niedriger als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das OLED kein Licht. Diese Periode entspricht der sechsten Periode T6 in der Anzeigeperiode der 5.
Auf diese Weise emittiert das OLED in der Anzeigeperiode Licht, oder es flackert. Je länger die fünfte Periode T5 ist, d.h., je länger die Lichtemissionszeit des OLED ist, desto höher ist die Helligkeit des OLED. Dagegen ist die Helligkeit desselben umso niedriger, je kürzer die fünfte Periode T5 ist, d.h., je kürzer die Lichtemissionszeit des OLED ist.
Dies bedeutet, dass durch feines Unterteilen der Lichtemissionszeit des OLED verschiedene Graustufen ausgedrückt werden können.
Hierbei differiert die Länge der fünften Periode T5 abhängig vom Pegel der an den zweiten Knoten b angelegten Datenspannung Vd. Das heißt, dass dann, wenn die Datenspannung Vd höher ist, die Periode, in der die Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist, verkürzt ist. Im Ergebnis wird die Länge der fünften Periode T5 kürzer, was zu einer Verringerung der Lichtemissionszeit des OLED führt. Wenn dagegen die Datenspannung Vd niedriger ist, ist die Periode, in der die Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist, verlängert. Im Ergebnis wird die Länge der fünften Periode T5 länger, was zu einer Zunahme der Lichtemissionszeit des OLED führt.
Indessen wird, bei der vorliegenden Ausführungsform, die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der Schreibperiode erreicht, bevor das OLED Licht emittiert, und dann wird sie von der Datenspannung Vd subtrahiert, und der sich ergebende Wert wird im Kondensator C gespeichert. Das heißt, dass im Kondensator C Information hinsichtlich der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gespeichert ist. Die gespeicherte Schwellenspannung Vth wird durch diejenige des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der folgenden Anzeigeperiode aufgehoben und entfernt.
Anders gesagt, wird, wie es aus der die Spannung Vramp- (Vd- Vth) am ersten Knoten a in der Anzeigeperiode repräsentierenden Gleichung ersichtlich ist, die in der ersten Spannung am ersten Knoten a enthaltene Schwellenspannung Vth durch diejenige des ersten NMOS-Transistors Tr1 aufgehoben und entfernt, wenn sie an dessen Gateanschluss eingegeben wird. Ob der erste NMOS-Transistor eingeschaltet wird, wird abhängig davon bestimmt, ob die restliche Spannung, d.h. die Spannung Vramp-Vd, die dadurch erhalten wird, dass die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 von der Spannung Vramp- (Vd-Vth) am ersten Knoten a ausgeschlossen wird, positive oder negative Polarität aufweist. Hierbei ändert sich die Polarität der Spannung Vramp-Vd unter Ausschluss der Schwellenspannung Vth abhängig davon, ob die Rampenspannung Vramp höher oder niedriger als die Datenspannung Vd ist.
Genauer gesagt, wird, wie es aus der Gleichung Vramp-Vd erkennbar ist, wenn die Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist, die Spannung am ersten Knoten a auf der positiven Polarität gehalten, was dafür sorgt, dass der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet wird. Wenn dagegen die Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd ist, wird die Spannung am ersten Knoten auf der negativen Polarität gehalten, was dafür sorgt, dass der erste NMOS- Transistor Tr1 ausgeschaltet wird.
Daher wird, obwohl die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 auf Grund einer Beeinträchtigung desselben variiert, das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durch eine derartige Schwankung nicht beeinflusst. Im Ergebnis wird das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der ersten Ausführungsform normal angesteuert, obwohl die Schwellenspannung Vth auf Grund einer Beeinträchtigung des ersten NMOS- Transistors Tr1 variiert.
Als Nächstes erfolgt eine detaillierte Beschreibung zu einem organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die 7 ist ein Schaltbild, das ein Ersatzschaltbild eines Pixels im organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und die 8 ist ein Detaildiagramm eines Spannungsgenerators in der 7.
Die Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt, wie es in der 7 dargestellt ist, über ein organisches Lichtemissionselement OLED zum Emittieren von Licht auf einen ihm zugeführten Strom hin, eine Scanleitung SL zum Übertragen eines Scansignals S von einem Gatetreiber, eine Datenleitung DL zum Übertragen einer Datenspannung Vd und einer Rampenspannung Vramp von einem Datentreiber, einen ersten NMOS-Transistor Tr1, der mit einer Kathode des organischen Lichtemissionselements verbunden ist, um dem OLED abhängig vom Pegel der Datenspannung Vd von der Datenleitung DL einen Strom für differierende Zeiten zuzuführen, und einen zweiten NMOS-Transistor Tr2, der zwischen den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 geschaltet ist. Der zweite NMOS-Transistor Tr2 wird auf das Scansignal S von der Scanleitung SL hin eingeschaltet, um zwischen dem Gateanschluss und dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 einen Kurzschluss zu bilden. Die Pixelstruktur des organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt ferner über eine mit einer Anode des OLED verbundenen Spannungsversorgungsleitung 710, um eine Spannung VDD an das OLED zu liefern, einen zwischen dem Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und die Datenleitung DL geschalteten Kondensator C sowie einen Spannungsgenerator 700 zum selektiven Liefern der Spannung VDD an das OLED. Der Spannungsgenerator 700 verfügt, wie es in der 8 dargestellt ist, über eine Spannungsversorgung 700a zum Empfangen einer externen Spannung VDD, wobei er diese in Stufen aufwärts oder abwärts transformiert, um die Spannung VDD und Treiberspannungen zu erzeugen und auszugeben, wie sie für jeweilige Komponenten des organischen Elektrolumineszenzdisplays erforderlich sind, und eine Steuerung 700b zum Empfangen der Spannung VDD von der Spannungsversorgung 700a und zum selektiven Liefern derselben an das OLED mit verschiedenen Zeitperioden. Der Spannungsgenerator 700 kann getrennt vom Pixelgebiet positioniert sein. In diesem Fall kann sich jede Steuerung 700b innerhalb jedes der Pixel befinden, um die Zufuhr der Spannung Vdd zum entsprechenden OLED zu steuern.
Die Pixelstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass sie nicht über den dritten NMOS-Transistor Tr3 und die zweite Scanleitung SL2 verfügt, die das zweite Scansignal S2 zum Einschalten des dritten NMOS-Transistors Tr3 überträgt. Daher können beim organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Herstellkosten und die Pixelfläche weiter verringert werden.
Um diese Struktur zu ermöglichen, ist der Spannungsgenerator 700 vorhanden, um die Zufuhrzeit der Spannung VDD zum OLED zu kontrollieren.
Hier sei darauf hingewiesen, dass die Spannung VDD bei der zweiten Ausführungsform von zeitlich variierendem Typ ist, obwohl sie bei der ersten Ausführungsform von nicht zeitlich variierendem Typ ist, da ihr Pegel im Verlauf der Zeit dauernd konstant ist.
Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb des organischen Elektrolumineszenzdisplays mit der oben angegebenen Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Wie bereits angegeben, kann die Schaltung der 7 auch in einer Schaltungsform wiedergegeben werden, bei der eine Last, oder ein OLED, mit dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 (siehe die 3) verbunden ist. In diesem Fall ist, auf Grund der Verbindung des OLED mit dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1, die Ausgangsspannung am Drainanschluss desselben umso niedriger, je höher die Eingangsspannung an seinem Gateanschluss ist.
Daher wird der erste NMOS-Transistor Tr1 bei der zweiten Ausführungsform so betrieben, dass er die oben angegebene, in der 4 dargestellte Inverter-Charakteristikkurve 401, ähnlich der bei der ersten Ausführungsform, zeigt.
Nachfolgend wird der Betrieb eines Pixels beim organischen Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung auf Grundlage dieses Prinzips detailliert beschrieben.
Die 9 ist ein Timingdiagramm der verschiedenen Signale, wie sie an die Schaltung der 7 gelegt werden, und die 10A ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in der ersten Periode T1.
Als Erstes verbleiben, in der ersten Periode, sowohl das Scansignal S als auch die Spannung VDD hoch, wie es in der 9 dargelegt ist. Es wird auch damit begonnen, die Datenspannung Vd vom Datentreiber an die Datenleitung DL zu legen.
Im Ergebnis verbleibt, in der ersten Periode T1, der zweite NMOS-Transistor Tr2 in der 7 eingeschaltet. Die Schaltungskonfiguration in der ersten Periode T1, wobei der zweite NMOS-Transistor Tr2 eingeschaltet bleibt, kann äquivalent wiedergegeben werden, wie es in der 10A dargestellt ist.
Das heißt, dass, wie es in der 10A dargestellt ist, der eingeschaltete zweite NMOS-Transistor Tr2 in Form eines Kurzschlusses ausgedrückt werden kann. So kann der erste NMOS-Transistor Tr1 in Form einer Diode als Kurzschluss wiedergegeben werden, der zwischen seinem Gateanschluss und seinem Drainanschluss ausgebildet ist.
Aus diesem Grund zeigen der Gateanschluss und der Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 dieselbe Spannung. Anders gesagt, bildet der Gateanschluss des ersten NMOS- Transistors Tr1 einen Eingangsanschluss, an den die Eingangsspannung gelegt wird und sein Drainanschluss bildet einen Ausgangsanschluss, von dem die Ausgangsspannung ausgegeben wird. Wie es in der 4 dargestellt ist, können die Eingangsspannung Vin und die Ausgangsspannung Vout als gerade Linie 402 ausgedrückt werden, da sie auf demselben Wert gehalten werden. Dabei kennzeichnet eine Spannung am Punkt, an dem die gerade Linie 402 in die Charakteristikkurve 401 des ersten NMOS-Transistors Tr1 einander schneiden, einen Spannungswert, der an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 angelegt wird.
Hierbei wird die an den Gateanschluss und den Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 angelegte Spannung schließlich eine Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich. Im Ergebnis wird die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 an einen ersten Knoten angelegt, über den der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 und der Kondensator miteinander verbunden sind.
Andererseits wird, in der ersten Periode T1, die an die Datenleitung DL gelegte Datenspannung Vd an den zweiten Knoten b gelegt, an dem die Datenleitung DL und der Kondensator C miteinander verbunden sind. Demgemäß werden die Schwellenspannung Vth und die Datenspannung Vd an die jeweiligen beiden Enden des Kondensators C angelegt, um dadurch dafür zu sorgen, dass die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth in den Kondensator C geladen wird.
Zusammengefasst gesagt, wird, in der ersten Periode T1, die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Rampenspannung Vramp in den Kondensator C gespeichert.
Als Nächstes erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 7 der zweiten Periode T2.
Die 10B ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in der zweiten Periode T2.
In der zweiten Periode T2 geht das Scansignal S auf niedrig, und die Zufuhr der Spannung VDD wird gesperrt, wie es in der 9 dargestellt ist.
Im Ergebnis wird der zweite NMOS-Transistor Tr2 in der 7 ausgeschaltet. Da die Zufuhr der Spannung VDD gesperrt ist, können die die Spannung VDD liefernde Spannungsversorgungsleitung 710 und das OLED als voneinander getrennt wiedergegeben werden.
Die Schaltungskonfiguration der zweiten Periode T2, in der der zweite NMOS-Transistor Tr2 ausgeschaltet ist und die Zufuhr der Spannung VDD gesperrt ist, kann äquivalent so wiedergegeben werden, wie es in der 10B dargestellt ist.
Auf diese Weise wird in der zweiten Periode T2 die Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth, die im Kondensator C gespeichert ist, aufrechterhalten. Die oben beschriebene erste und zweite Periode T1 und T2 entsprechen einer Schreibperiode zum Laden und Aufrechterhalten der Spannungsdifferenz Vd-Vth zwischen der Datenspannung Vd und der Schwellenspannung Vth im Kondensator C. In dieser Schreibperiode emittiert das OLED kein Licht. Selbstverständlich kann das OLED in der ersten Periode T1 Licht emittieren, wenn die Datenspannung Vd hoch ist. Da jedoch die erste Periode T1 ziemlich kurz ist, kann der gesamte Schirm als in dieser Periode in schwarz angezeigt betrachtet werden.
Folgend auf die Schreibperiode startet eine Anzeigeperiode. Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 7 in der Anzeigeperiode.
Die 10C ist ein Ersatzschaltbild der Schaltung der 7 in der Anzeigeperiode.
In der Anzeigeperiode emittiert das OLED tatsächlich Licht, um ein Bild anzuzeigen. In dieser Periode bleibt das Scansignal S niedrig, und die Zufuhr der Spannung VDD wird wieder aufgenommen. Auch wird in dieser Periode die Rampenspannung Vramp vom Datentreiber ausgegeben und dann an die Datenleitung DL gegeben. Das heißt, dass der Datentreiber die Datenspannung Vd in der oben angegebenen Schreibperiode und die Rampenspannung Vramp in der folgenden Anzeigeperiode ausgibt.
Die Datenspannung Vd und die Rampenspannung Vramp sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform, und so wird eine zugehörige Beschreibung weggelassen.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung zum Betrieb der Schaltung der 7 für den Fall, dass die Rampenspannung Vramp von der Datenleitung DL an den zweiten Knoten b geliefert wird.
Als Erstes wird, in der Schreibperiode, die Datenspannung Vd an den zweiten Knoten b geliefert. Danach wird, in der Anzeigeperiode, der zweite Knoten b mit der Rampenspannung Vramp aktualisiert. Im Ergebnis wird, auf Grund der im Kondensator C gespeicherten Spannungsdifferenz Vd-Vth, eine Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) zwischen der an den zweiten Knoten b gelegten Rampenspannung Vramp und der im Kondensator C gespeicherten Spannung Vd-Vth an den ersten Knoten a gelegt.
Das heißt, dass die Rampenspannung Vramp am zweiten Knoten b aufrechterhalten wird und die Spannungsdifferenz Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a aufrechterhalten wird.
Dabei wird, wenn die an den zweiten Knoten b in der Anzeigeperiode gelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die in der Schreibperiode an den zweiten Knoten b angelegte Datenspannung Vd ist, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a niedriger als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1. Hierbei wird, da der erste Knoten a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, eine Spannung unter der Schwellenspannung Vth desselben an seinen Gateanschluss gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd ist. Im Ergebnis wird der erste NMOS-Transistor ausgeschaltet, um dadurch dafür zu sorgen, dass das OLED kein Licht emittiert. Diese Periode entspricht der dritten Periode T3 in der Anzeigeperiode der 9.
Indessen wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd gleich wird, da sie im Verlauf der Zeit linear ansteigt, die Spannung Vramp- (Vd-Vth) am ersten Knoten a der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich.
Hierbei wird, da der erste Knoten a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, wie bereits angegeben, eine der Schwellenspannung Vth desselben entsprechende Spannung an seinen Gateanschluss gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp der Datenspannung Vd gleich ist. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor Tr1 ein- oder ausgeschaltet. So emittiert das OLED Licht, oder es flackert. Diese Periode entspricht der Grenze zwischen der dritten Periode T3 und der vierten Periode T4 in der Anzeigeperiode der 9.
Danach wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd wird, da sie im Verlauf der Zeit linear ansteigt, die Spannung am ersten Knoten a höher als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1. Hierbei wird, da der erste Knoten a den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors Tr1 bildet, wie bereits angegeben, eine Spannung über der Schwellenspannung Vth desselben an seinen Gateanschluss gelegt, wenn die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist. In diesem Fall wird der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet. Demgemäß emittiert das OLED Licht, um im entsprechenden Pixel eine Bildeinheit anzuzeigen. Diese Periode entspricht der vierten Periode T4 in der Anzeigeperiode der 9.
Danach wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp erneut der Datenspannung Vd gleich wird, da sie im Verlauf der Zeit linear abnimmt, die Entspannung am ersten Knoten a erneut der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gleich, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das OLED Licht, oder es flackert. Diese Periode entspricht der Grenze zwischen der vierten Periode T4 und der fünften Periode T5 in der Anzeigeperiode der 6.
Danach wird, zum Zeitpunkt, zu dem die an den zweiten Knoten b gelegte Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd wird, da sie im Verlauf der Zeit linear abnimmt, die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a niedriger als die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1, wie oben angegeben. Im Ergebnis emittiert das OLED kein Licht. Diese Periode entspricht der fünften Periode T5 in der Anzeigeperiode der 9.
Auf diese Weise emittiert das OLED in der Anzeigeperiode Licht, oder es flackert. Je länger die vierte Periode T4 ist, d.h., je länger die Lichtemissionszeit des OLEDs ist, desto höher ist die Helligkeit desselben. Dagegen ist die Helligkeit des OLED umso niedriger, je größer die vierte Periode T4 ist, d.h. je kürzer seine Lichtemissionszeit ist.
Dies bedeutet, dass durch feines Unterteilen der Lichtemissionszeit des OLED verschiedene Graustufen wiedergegeben werden können.
Hierbei hängt die Länge der vierten Periode T4 vom Pegel der an den zweiten Knoten b gelegten Datenspannung Vd ab. Das heißt, dass dann, wenn die Datenspannung Vd höher ist, die Periode, in der die Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist, verkürzt ist. Im Ergebnis wird die Länge der vierten Periode T4 kürzer, was zu einer Verkürzung der Lichtemissionszeit des OLED führt. Wenn dagegen die Datenspannung Vd niedriger ist, ist die Periode, in der die Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist, verlängert. Im Ergebnis wird die Länge der vierten Periode T4 länger, was zu einer Verlängerung der Lichtemissionszeit des OLED führt.
Indessen wird, bei dieser Ausführungsform, die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der Schreibperiode erhalten, bevor das OLED Licht emittiert und dann wird sie von der Datenspannung Vd subtrahiert, und der sich ergebende Wert wird in den Kondensator C eingespeichert. Das heißt, dass im Kondensator C Information hinsichtlich der Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 gespeichert wird. Die gespeicherte Schwellenspannung Vth wird durch diejenige des ersten NMOS-Transistors Tr1 in der folgenden Anzeigeperiode aufgehoben und entfernt.
Das heißt, dass, wie es aus der Gleichung ersichtlich ist, die die Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a in der Anzeigeperiode repräsentiert, die in der Spannung Vramp-(Vd-Vth) am ersten Knoten a enthaltene Schwellenspannung Vth durch diejenige des ersten NMOS-Transistors Tr1, wenn sie an dessen Gateanschluss eingegeben wird, aufgehoben und entfernt wird. Ob der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet wird, wird abhängig davon bestimmt, ob die verbliebene Spannung, d.h. eine Spannung Vramp-Vd, die dadurch erhalten wird, dass die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistors Tr1 aus der Spannung Vramp- (Vd-Vth) am ersten Knoten a ausgeschlossen wird, positive oder negative Polarität aufweist.
Hierbei differiert, wie es aus der Gleichung Vramp-Vd erkennbar ist, die Polarität der Spannung am ersten Knoten a abhängig davon, ob die Rampenspannung Vramp höher oder niedriger als die Datenspannung Vd ist. Genauer gesagt, wird, wie es aus der Gleichung Vramp-Vd erkennbar ist, wenn die Rampenspannung Vramp höher als die Datenspannung Vd ist, die Spannung am ersten Knoten a auf der positiven Polarität gehalten, was dafür sorgt, dass der erste NMOS-Transistor Tr1 eingeschaltet wird. Wenn dagegen die Rampenspannung Vramp niedriger als die Datenspannung Vd ist, wird die Spannung am ersten Knoten a auf der negativen Polarität gehalten, was dafür sorgt, dass der erste NMOS-Transistor Tr1 ausgeschaltet wird.
Daher wird, obwohl die Schwellenspannung Vth des ersten NMOS-Transistor Tr1 auf Grundlage einer Beeinträchtigung desselben variiert, das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durch eine derartige Variation nicht beeinflusst. Im Ergebnis wird das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung normal betrieben, obwohl die Schwellenspannung Vth auf Grund einer Beeinträchtigung des ersten NMOS-Transistors Tr1 variiert. Ferner kann das organische Elektrolumineszenzdisplay gemäß der zweiten Ausführungsform die Pixeleinheitsfläche und die Herstellkosten dadurch senken, dass die Anzahl der Schaltbauteile und die Anzahl der Scanleitungen SL im Vergleich zu denen bei der ersten Ausführungsform verringert werden können.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigen das organische Elektrolumineszenzdisplay und das Verfahren zur Ansteuerung desselben gemäß den veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung die folgenden Vorteile.
Erstens wird die Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors in der Schreibperiode vor der Anzeigeperiode immer abgespeichert und dann durch die Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors in der folgenden Anzeigeperiode aufgehoben und entfernt. Daher wird, obwohl die Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors auf Grund einer Beeinträchtigung desselben variiert, das organische Elektrolumineszenzdisplay durch eine derartige Variation nicht beeinflusst. Im Ergebnis kann das organische Elektrolumineszenzdisplay auf solche Weise angesteuert werden, dass unabhängig von einer Variation der Schwellenspannung des ersten NMOS-Transistors hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden kann.
Zweitens wird die Spannung des ersten NMOS-Transistors auf zeitlich variierende Weise gesteuert, was zu einer Verringerung der Anzahl von Schaltbauteilen und der Anzahl der Scanleitungen zum Einschalten derselben führt. Daher ist es möglich, die Fläche einer Pixeleinheit und die Herstellkosten zu verringern.

Claims

Organisches Elektrolumineszenzdisplay mit: - einem Lichtemissionselement (OLED) in einem Pixel zum Emittieren von Licht auf einen ihm zugeführten Strom hin; - einer Datenleitung (DL) zum Liefern einer Datenspannung (Vd) in einer Schreibperiode, die eine erste bis dritte Periode (T1-T3) umfasst, und zum Liefern einer Rampenspannung (Vramp) in einer Anzeigeperiode; und - einem ersten Schaltbauteil (Tr1), das mit dem Lichtemissionselement (OLED) verbunden ist und das abhängig von der Spannungsdifferenz zwischen der Rampenspannung (Vramp) und der Datenspannung (Vd) selektiv eingeschaltet wird, um das Lichtemissionselement (OLED) zu betreiben, - einem Kondensator (C) mit einem ersten Anschluss an der Datenleitung (DL) und einem zweiten Anschluss an einem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) zum Speichern der Spannungsdifferenz zwischen der Datenspannung (Vd) und der Schwellspannung (Vth) des ersten Schaltbauteils (Tr1); - einer ersten Scanleitung (SL1) zum Liefern eines ersten Scansignals (S1); - einem zweiten Schaltbauteil (Tr2) aufweisend: einen Gateanschluss, der mit der ersten Scanleitung (SL1) verbunden ist, einem ersten Anschluss, der mit dem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (TR1) verbunden ist; und einem zweiten Anschluss, der mit der Anode oder Kathode des Lichtemissionselements (OLED) verbunden ist, wobei das zweite Schaltbauteil (TR2) auf das erste Scansignal (S1) hin eingeschaltet wird, um zwischen der Anode oder der Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und dem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) einen Strompfad zu bilden, - einer zweiten Scanleitung (SL2) zum Liefern eines zweiten Scansignals (S2); und - einem dritten Schaltbauteil (Tr3) aufweisend: einen Gateanschluss, der mit der zweiten Scanleitung (SL2) verbunden ist, einem ersten Anschluss, der mit der Anode oder Kathode des Lichtemissionselements (OLED) verbunden ist; und einem zweiten Anschluss, der mit dem Drainanschluss oder dem Sourceanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) verbunden ist, wobei das dritte Schaltbauteil (Tr3) auf das zweite Scansignal (S2) hin eingeschaltet wird, um zwischen der Anode oder der Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und dem Drainanschluss oder dem Sourceanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) einen Strompfad zu bilden, - wobei das erste Schaltbauteil (Tr1) eingeschaltet wird, wenn die Rampenspannung (Vramp) der Datenspannung (Vd) entspricht oder höher als diese ist, um das Lichtemissionselement (OLED) zu betreiben, und das erste Schaltbauteil (Tr1) ausgeschaltet wird, wenn die Rampenspannung (Vramp) niedriger als die Datenspannung (Vd) ist, - wobei das erste Scansignal (S1) nur in der ersten Periode (T1) der Schreibperiode ein hohes Potential aufweist und das zweite Scansignal (S2) in der ersten und zweiten Periode (T1, T2) und während der Anzeigeperiode ein hohes Potential aufweist.
Display nach Anspruch 1, bei dem die Rampenspannung (Vramp) zeitlich variiert.
Display nach Anspruch 2, bei dem die Rampenspannung (Vramp) über einen im Wesentlichen dreieckigen Signalverlauf verfügt.
Display nach Anspruch 3, bei dem die Rampenspannung (Vramp) im Wesentlichen linear von einem Minimalwert zu einem Maximalwert ansteigt und im Wesentlichen linear vom Maximalwert zum Minimalwert abfällt.
Display nach Anspruch 4, bei dem die Datenspannung (Vd) einen Graupegel eines Bilds repräsentiert und zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Rampenspannung (Vramp) liegt.
Display nach Anspruch 1, bei dem der Maximalwert der Rampenspannung (Vramp) im Wesentlichen mit der Treiberspannung (Vdd) übereinstimmt.
Verfahren zum Ansteuern eines organischen Elektrolumineszenzdisplays gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche, das Folgendes umfasst: - Liefern einer Datenspannung (Vd) über eine Datenleitung (DL) während einer Schreibperiode, um einen Kondensator (C) zwischen der Datenleitung (DL) und einem ersten Schaltbauteil (Tr1) zu laden, wobei die Schreibperiode eine erste bis dritte Periode (T1-T3) umfasst; - Liefern einer Rampenspannung (Vramp) über die Datenleitung (DL) während einer Anzeigeperiode; und - selektives Einschalten des ersten Schaltbauteils (Tr1) abhängig von der Spannungsdifferenz zwischen der Rampenspannung (Vramp) und der Datenspannung (VD), um das Lichtemissionselement (OLED) zu betreiben, - Liefern eines Scansignals (S1) in einer ersten Periode (T1) der Schreibperiode zum Einschalten eines zweiten Schaltbauteils (Tr2) zwischen einer Anode oder einer Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und einem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1), um zwischen der Anode oder der Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und dem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) einen Strompfad zu bilden; - Speichern einer Spannungsdifferenz zwischen der Datenspannung (Vd) und der Schwellspannung (Vth) des ersten Schaltbauteils (Tr1) in einem Kondensator (C) zwischen der Datenleitung (DL) und einem Gateanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1); - Liefern eines zweiten Scansignals (S2) in der ersten Periode (T1) und einer zweiten Periode (T2) der Schreibperiode an ein drittes Schaltbauteil (Tr3) zwischen dem Lichtemissionselement (OLED) und dem ersten Schaltbauteil (Tr1), um zwischen der Anode oder der Kathode des Lichtemissionselements (OLED) und dem Drainanschluss oder dem Sourceanschluss des ersten Schaltbauteils (Tr1) einen Strompfad zu bilden; wobei das erste Schaltbauteil (Tr1) eingeschaltet wird, wenn die Rampenspannung (Vramp) der Datenspannung (Vd) entspricht oder höher als diese ist, um das Lichtemissionselement (OLED) zu betreiben, und das erste Schaltbauteil (Tr1) ausgeschaltet wird, wenn die Rampenspannung (Vramp) niedriger als die Datenspannung (Vd) ist, - wobei das erste Scansignal (S1) nur in der ersten Periode (T1) der Schreibperiode ein hohes Potential aufweist und das zweite Scansignal (S2) in der ersten und zweiten Periode (T1, T2) und während der Anzeigeperiode ein hohes Potential aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Einstellen des Pegels der Datenspannung (Vd) zum Steuern der Lichtemissionsperiode des Lichtemissionselements (OLED).
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Lieferns der Rampenspannung (Vramp) das Liefern derselben mit einem zeitlich variierenden Wert beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Lieferns der Rampenspannung (Vramp) das Liefern derselben mit im Wesentlichen einem dreiecksförmigen Signalverlauf beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Lieferns der Rampenspannung (Vramp) ein im Wesentlichen lineares Erhöhen der Rampenspannung (Vramp) ausgehend von einem Minimalwert auf einen Maximalwert und ein im Wesentlichen lineares Absenken derselben vom Maximalwert auf den Minimalwert beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, bei die Treiberspannung (Vdd) während der Schreibperiode und der Anzeigeperiode zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Maximalwert der Rampenspannung (Vramp) im Wesentlichen gleich gross wie die Treiberspannung (Vdd) ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Lieferns der Datenspannung (Vd) während der Schreibperiode zum Laden des Kondensators (C) das Laden desselben auf die Spannungsdifferenz zwischen der Datenspannung (Vd) und einer Schwellenspannung des ersten Schaltbauteils (Tr1) beinhaltet.