JP2005331941A - 有機発光素子の駆動素子及び駆動方法、並びにこれを有する表示パネル及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆方向電圧を印加してトランジスタの特性を維持するための有機発光素子の駆動素子及び駆動方法、並びにこれを有する表示パネル及び表示装置を提供する。
【解決手段】 第１及び第２駆動部は、有機発光素子に接続される。第１スイッチング部は、第１フレームの間、一方向の第１データ電圧を第１駆動部に供給し、逆方向の第２データ電圧を第２駆動部に供給する。第２スイッチング部は、第２フレームの間、第２データ電圧を第１駆動部に供給し、第１データ電圧を第２駆動部に供給する。これによって、トランジスタの制御電極に、一定時間の間には一方向電圧を印加して電荷を注入し、残り時間の間には逆方向電圧を印加してトラッピングされた電荷を更に放出することにより、トランジスタの特性を持続的に維持することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、有機発光素子の駆動素子に関し、より詳細には、トランジスタの特性を維持するための有機発光素子の駆動素子及び駆動方法と、これを有する表示パネル及び表示装置とに関する。

現在、多くの人が、より安くて、効率が高く、薄くて、軽いディスプレイ装置を開発するために努力しており、そのような次世代ディスプレイ素子として注目されているものの一つが、有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ、ＯＬＥＤ）である。

このようなＯＬＥＤは、特定有機物又は高分子のエレクトロルミネセンス（ＥＬ：電気を印加した時、光を放出する現象）を用いるものであり、バックライトを具備しなくても良いので、液晶表示装置と比較して薄型化が可能であり、より安くて容易に製作することができ、広い視野角と明るい光を発散する長所を有しているので、これについての研究が、全世界的に活発に進行されている。

前記した有機発光表示装置は、有機発光表示パネルの単位画素に具備されるスイッチング素子の存在可否によって、アクティブ−マトリックス型（Ａｃｔｉｖｅ−Ｍａｔｒｉｘ ｔｙｐｅ）有機発光表示装置と、パッシブ−マトリックス型（Ｐａｓｓｉｖｅ−Ｍａｔｒｉｘ ｔｙｐｅ）有機発光表示装置とに分けられる。

図１は、一般的な有機発光表示装置の単位画素を説明するための図であり、図２は、前記単位画素に供給されるデータ信号の一例を示す波形図である。

図１及び図２を参照すると、一般的な有機発光表示装置の単位画素は、スキャン信号に応答してデータ信号を断続するスイッチングトランジスタＱＳと、前記データ信号を１フレームの間貯蔵するストレージキャパシタＣＳＴと、前記データ信号に応答してバイアス電圧を提供する駆動トランジスタＱＤと、一端が共通電圧ＶＣＯＭに接続され他端を通じて伝達されるバイアス電圧に対応する電流に応答して光を発散する有機発光素子（ＥＬ）とで構成される。

有機発光表示装置は、動作時、ＣＲＴのようなディスプレイ装置と比較して輝度が相対的に低いため、１個の横ラインを選択する時にのみ発光される受動駆動方式ではなく、発光デューティを大幅増加させたアクティブ駆動方式を用いる。この際、有機発光素子（ＥＬ）の活性層は、注入された電流密度に比例して光を発散する。

一般的に、有機発光表示装置は、アモルファス−シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）トランジスタの工程より費用が高いポリ−シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）トランジスタを用いて具現する。その理由は、アモルファス−シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）は、ポリ−シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と比較して移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が低く、Ｐ−タイプトランジスタで具現が困難であるのみならず、バイアスストレス安定性（Ｂｉａｓ Ｓｔｒｅｓｓ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）に問題があるためである。

特に、前記したａ−Ｓｉ ＴＦＴの場合、ｐ−タイプトランジスタの形成が困難なので、基本的にｎ−タイプトランジスタのみで駆動回路を構成しなければならない。電流駆動方式の有機発光表示装置の場合、基本的にグレイ階調を具現するためには、有機発光素子に流れる電流を調節しなければならない。

図１に示すように、外部から印加するデータ信号によって有機発光素子（ＥＬ）に流れる電流を調節するためには、前記有機発光素子（ＥＬ）にトランジスタを直列で接続させて、データ信号を駆動トランジスタＱＤの制御電極に入力することにより、駆動トランジスタＱＤのゲート−ソース電圧Ｖｇｓによるチャンネルコンダクタンスを制御する。この際、前記駆動トランジスタＱＤをｐタイプで具現すると、バイアスラインＶＬがソースの役割を果たして常に一定なので、駆動トランジスタＱＤが感じるゲート−ソース電圧Ｖｇｓの大きさは、常に駆動トランジスタＱＤの制御電極（又は、ゲート電極）に入力されながら、データラインＤＬを通じて入力されるデータ信号（又は、データ電圧）によって決定される。

しかし、駆動トランジスタＱＤをｎ−タイプで具現すると、有機発光素子（ＥＬ）がソースの役割を果たして、前記駆動トランジスタＱＤと有機発光素子（ＥＬ）が接続されたノードの電圧は、常に一定ではなく、以前フレーム（ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｆｒａｍｅ）に対応するデータに従属するか、実際に外部から印加するデータ電圧の能動領域と比較して、駆動トランジスタが感じるゲート−ソース電圧の範囲が顕著に減少するという問題点がある。このような問題点のために、一般的な有機発光表示パネルに具備される駆動トランジスタは、ｎ−タイプで具現することが容易ではないので、ｐ−タイプで具現する。

一方、一般的に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）トランジスタ（以下、ａ−Ｓｉ ＴＦＴ）は、長時間ゲートに同じ方向のデータ電圧が印加されると、出力特性が劣化する問題点がある。即ち、ゲート電圧の印加によって出力電流を制御する特性を用いる駆動トランジスタの場合、図２に示すように、ゲートに長時間同じ方向（共通電極電圧ＶＣＯＭと比較して正極性の電圧）にデータ電圧が印加されると、ａ−Ｓｉ ＴＦＴの特性が劣化する問題点がある。

このような特性変化は、出力電流に影響を与えて、動作の誤作動を誘発させる。前記誤作動の程度は、使用時間が増加するにつれて累積される。結果、ａ−Ｓｉ ＴＦＴの特性劣化は、デバイスの寿命を短縮させ、最悪の場合、ａ−Ｓｉ ＴＦＴの適用自体を不可能にする問題点がある。

有機発光素子の駆動では、ａ−Ｓｉ ＴＦＴのゲートに一定電圧を印加して出力される出力電流によって有機発光素子を制御する。この際、ゲートに印加される電圧のレベルは、変化するが、ソース又はドレインに対しては、一方向電圧が持続的に印加されるように設計される。

このような場合、トランジスタの特性が劣化するので、しきい値電圧（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｖｏｌｔａｇｅ：Ｖｔｈ）と出力電流の変化が発生する。なぜならば、ゲート絶縁体とゲートとの間の界面での電荷注入及びそれによるトラッピング（Ｔｒａｐｐｉｎｇ）、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜での欠陥形成等で説明されている。

前記した電荷注入と欠陥形成の量は、有機発光素子の使用時間が増加するほど継続蓄積され、特性変化の大きさは使用時間が増加するにつれて継続増加するという問題点がある。

本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、逆方向電圧を印加して、トランジスタの長時間使用による信頼性特性劣化を回復するための有機発光素子の駆動素子を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記駆動素子の駆動方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、前記有機発光素子の駆動素子を有する表示パネルを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、前記した表示パネルを有する表示装置を提供することにある。

前記した本発明の目的を実現するために、一実施例による有機発光素子に供給される電流を制御する有機発光素子の駆動素子は、第１駆動部、第２駆動部、第１スイッチング部、及び第２スイッチング部を含む。前記第１駆動部は、前記有機発光素子に接続され、前記第２駆動部は、前記有機発光素子に接続される。前記第１スイッチング部は、第１フレームの間にアクティブされ、一方向の第１データ電圧を前記第１駆動部に供給し、逆方向の第２データ電圧を前記第２駆動部に供給する。前記第２スイッチング部は、第２フレームの間にアクティブされ、前記第２データ電圧を前記第１駆動部に供給して、前記第１データ電圧を前記第２駆動部に供給する。

前記した本発明の他の目的を実現するために、一実施例による有機発光素子の駆動方法は、第１電流電極がバイアス電圧に接続され第２電流電極が有機発光素子に接続された第１トランジスタと、第１電流電極が前記バイアス電圧に接続され第２電流電極が前記有機発光素子に接続された第２トランジスタを含む有機発光素子の駆動方法において、（ａ）第１フレームに対応してハイレベルの第１スキャン信号の受信を受ける段階、（ｂ）前記第１スキャン信号の受信によって、一方向のデータ電圧を前記第１トランジスタの制御電極に供給し、逆方向のデータ電圧を前記第２トランジスタの制御電極に供給する段階、（ｃ）第２フレームに対応してハイレベルの第２スキャン信号の受信を受ける段階、（ｄ）前記第２スキャン信号の受信によって、逆方向のデータ電圧を前記第１トランジスタの制御電極に供給し、一方向のデータ電圧を前記第２トランジスタの制御電極に供給する段階を含む。

前記した本発明の更に他の目的を実現するために、一実施例による表示パネルは、第１データライン、第２データライン、バイアスライン、第１スキャンライン、第２スキャンライン、有機発光素子、及び有機発光駆動部を含む。前記第１データラインは、一方向のデータ信号を伝達し、前記第２データラインは、逆方向のデータ信号を伝達し、前記バイアスラインは、バイアス電圧を伝達する。前記第１スキャンラインは、第１スキャン信号を伝達し、前記第２スキャンラインは、第２スキャン信号を伝達し、前記有機発光素子は、互いに隣接する２個のデータラインと、互いに隣接する２個のスキャンラインによって定義される領域に形成される。前記有機発光駆動部は、前記領域に形成され、（ｉ）前記第１スキャンラインの活性化によって、前記一方向のデータ信号に比例して前記有機発光素子に供給される駆動電流を制御し、前記逆方向のデータ信号によって回復され、（ii）前記第２スキャンラインの活性化によって、前記一方向のデータ信号に比例して前記有機発光素子に供給される駆動電流を制御し、前記逆方向のデータ信号によって回復される。

前記した本発明の更に他の目的を実現するために、一実施例による表示装置は、タイミング制御部、データ駆動部、スキャン駆動部、及び有機発光表示パネルを含む。前記タイミング制御部は、画像信号とタイミング信号を出力する。前記データ駆動部は、前記画像信号の提供を受けて一方向のデータ信号と逆方向のデータ信号を出力する。前記スキャン駆動部は、前記タイミング信号の提供を受けて、二つのフレーム毎に交互に供給される第１及び第２スキャン信号を出力する。前記有機発光表示パネルは、有機発光素子と、前記有機発光素子にそれぞれ接続された第１及び第２トランジスタを具備し、（ｉ）前記第１スキャン信号の提供によって、前記第１トランジスタに印加される前記一方向のデータ信号に対応して調節された電流に基づいて画像を表示し、前記第２トランジスタに印加される前記逆方向のデータ信号に基づいて前記第２トランジスタの劣化を遮断し、（ii）前記第２スキャン信号が提供するにつれて、前記第２トランジスタに印加される前記一方向のデータ信号に対応して調節された電流に基づいて画像を表示し、前記第１トランジスタに印加される前記逆方向のデータ信号に基づいて前記第１トランジスタの劣化を遮断する。

このような有機発光素子の駆動素子及び駆動方法、並びにこれを有する表示パネル及び表示装置によると、一定時間の間には、トランジスタのゲートに一方向の電圧を印加して電荷を注入し、残りの時間の間には、逆方向の電圧を印加してトラッピングされた電荷を更に放出することにより、トランジスタの特性を持続的に維持することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例による有機発光表示装置の単位画素を説明するための図である。図４乃至図７は、それぞれ、図３の有機発光表示装置に印加される第１及び第２スキャン信号並びに第１及び第２データ信号を示す波形図である。

図３を参照すると、有機発光表示装置の単位画素は、第１データラインＤＬ１、第２データラインＤＬ２、バイアスラインＶＬ、第１スキャンラインＳＬ１、第２スキャンラインＳＬ２、第１スイッチング部１１０、第２スイッチング部１２０、第１駆動部１３０、第２駆動部１４０、及び有機発光素子ＥＬを含む。

第１データラインＤＬ１は、縦方向に形成され、外部から提供される第１データ信号Ｖｄ１を第１スイッチング部１１０及び第２スイッチング部１２０にそれぞれ伝達し、第２データラインＤＬ２は、縦方向に形成され、外部から提供される第２データ信号Ｖｄ２を第１スイッチング部１１０及び第２スイッチング部１２０にそれぞれ伝達する。

前記第１データ信号Ｖｄ１が一方向の極性を有すると、前記第２データ信号Ｖｄ２は、前記第１データ信号Ｖｄ１の極性とは逆方向の極性を有する。その逆も可能である。ここで、前記第１データ信号Ｖｄ１のレベルと前記第２データ信号Ｖｄ２のレベルは、同じであることが好ましいが、逆方向の極性を有する前記第２データ信号Ｖｄ２は、同じレベルを有しないこともできる。

バイアスラインＶＬは、外部から提供されるバイアス電圧Ｖｄｄを第１及び第２駆動部１３０、１４０に伝達する。バイアスラインＶＬは、スキャンラインＳＬ１、ＳＬ２と平行に横方向に形成することもできるが、データラインＤＬ１、ＤＬ２と平行に縦方向に形成することが好ましい。

第１スキャンラインＳＬ１は、横方向に形成され、外部から提供される第１スキャン信号Ｓｑを第１スイッチング部１１０に伝達する。第２スキャンラインＳＬ２は、横方向に形成され、外部から提供される第２スキャン信号Ｓｑ＋１を第２スイッチング部１２０に伝達する。前記第１スキャン信号Ｓｑと前記第２スキャン信号Ｓｑ＋１は、二つのフレームを周期に、交互に供給される信号である。即ち、一番目フレームの間、前記第１スキャン信号Ｓｑがアクティブされると、前記第２スキャン信号Ｓｑ＋１はインアクティブ（ｉｎａｃｔｉｖｅ）され、二番目フレームの間、前記第２スキャン信号Ｓｑ＋１がアクティブされると、前記第１スキャン信号Ｓｑはインアクティブされる。

第１スイッチング部１１０は、ゲートが互いに接続された第１スイッチングトランジスタＱＳ１と第２スイッチングトランジスタＱＳ２を含み、第１フレームの間ハイレベルの第１スキャン信号Ｓｑを受信することにより、第１データ電圧Ｖｄ１を前記第１駆動部１３０に供給し、前記第２データ電圧Ｖｄ２を前記第２駆動部１４０に供給する。

具体的に、第１スイッチングトランジスタＱＳ１は、ゲートを通じてハイレベルの第１スキャンラインＳＬ１が印加されることにより、ドレインに接続された第１データラインＤＬ１を経由する一方向の第１データ信号Ｖｄ１をソースを通じて第１駆動部１３０に出力して、前記有機発光素子ＥＬに駆動電流を印加する。第２スイッチングトランジスタＱＳ２は、ゲートを通じてハイレベルの第１スキャンラインＳＬ１が印加されることにより、ドレインに接続された第２データラインＤＬ２を経由する逆方向の第２データ信号Ｖｄ２をソースを通じて第２駆動部１４０に出力して前記第２駆動部１４０を回復させる。

第２スイッチング部１２０は、ゲートが共通接続された第３スイッチングトランジスタＱＳ３と第４スイッチングトランジスタＱＳ４を含み、第２フレームの間、ハイレベルの第２スキャン信号Ｓｑ＋１を受信することにより、第２データ電圧Ｖｄ２を前記第１駆動部１３０に供給し、第１データ電圧Ｖｄ１を前記第２駆動部１４０に供給する。

具体的に、第３スイッチングトランジスタＱＳ３は、ゲートに接続された第２スキャンラインＳＬ１が活性化されることにより、ドレインに接続された第１データラインＤＬ１を経由する一方向の第１データ信号Ｖｄ１をソースを通じて第２駆動部１４０に出力して、前記有機発光素子ＥＬに駆動電流を印加する。第４スイッチングトランジスタＱＳ４は、ゲートに接続された第２スキャンラインＳＬ２の活性化によって、ドレインに接続された第２データラインＤＬ２を経由する逆方向の第２データ信号Ｖｄ２をソースを通じて第１駆動部１３０に出力して、前記第１駆動部１３０を回復させる。

第１駆動部１３０は、第１ストレージキャパシタＣＳＴ１及び第１駆動トランジスタＱＤ１を含み、前記有機発光素子ＥＬのアノードに接続され、前記有機発光素子ＥＬに流れる電流を制御する動作を行う。

具体的に、第１ストレージキャパシタＣＳＴ１は、一端が第１スイッチングトランジスタＱＳ１のソース及び第１駆動トランジスタＱＤ１のゲートにそれぞれ接続され、他端がバイアスラインＶＬに接続され、第１スイッチングトランジスタＱＳ１がターンオフされ第１データ信号Ｖｄ１が印加されなくても、１フレームの間充電された電荷を第１駆動トランジスタＱＤ１のゲートに持続的に印加する。

第１駆動トランジスタＱＤ１は、ゲートを通じて一方向の第１データ信号Ｖｄ１が入力されることにより、前記第１データ信号Ｖｄ１に対応してドレインに接続されたバイアス電圧レベルを制御して、前記有機発光素子ＥＬを発光させる電流を供給する。第１駆動トランジスタＱＤ１のゲートに印加する電圧の大きさによって出力される電流の大きさは変化し、変化する電流を用いて有機発光素子ＥＬの発光程度を制御する。

一方、第１駆動トランジスタＱＤ１は、ゲートを通じて逆方向の第２データ信号Ｖｄ２が印加されると、ターンオフされると共にゲートとゲート絶縁体との間の界面に集中された電荷を分散させる。これによって、前記界面に集中された電荷によって発生されるトラッピング問題やアモルファス−シリコン膜で発生される欠陥問題が除去されるので、第１駆動トランジスタＱＤ１の特性を維持することができる。

第２駆動部１４０は、第２ストレージキャパシタＣＳＴ２及び第２駆動トランジスタＱＤ２を含み、前記有機発光素子ＥＬのアノードに接続され、前記有機発光素子ＥＬに流れる電流を制御する動作を行う。前記有機発光素子ＥＬのカソードは、前記バイアス電圧Ｖｄｄよりは低い電位を有することが好ましい。

具体的に、第２ストレージキャパシタＣＳＴ２は、一端が第３スイッチングトランジスタＱＳ３のソース及び第２駆動トランジスタＱＤ２のゲートにそれぞれ接続され、他端がバイアスラインＶＬに接続され、第３スイッチングトランジスタＱＳ３がターンオフされ第１データ信号Ｖｄ１が印加されなくても、１フレームの間充電された電荷を第２駆動トランジスタＱＤ２のゲートに持続的に印加する。

第２駆動トランジスタＱＤ２は、ゲートを通じて一方向の第１データ信号Ｖｄ１が入力されることにより、前記第１データ信号Ｖｄ１に対応してドレインに接続されたバイアス電圧レベルを制御して、前記有機発光素子ＥＬを発光させる電流を供給する。第２駆動トランジスタＱＤ２のゲートに印加する電圧の大きさによって出力される電流の大きさは変化し、変化する電流を用いて有機発光素子ＥＬの発光程度を制御する。

一方、第２駆動トランジスタＱＤ２は、ゲートを通じて逆方向の第２データ信号Ｖｄ２が印加されると、ターンオフされると共にゲートとゲート絶縁体との間の界面に集中された電荷を分散させる。これによって、前記界面に集中された電荷によって発生されるトラッピング問題やアモルファス−シリコン膜で発生される欠陥問題が除去されるので、第２駆動トランジスタＱＤ２の特性を維持することができる。

以上で説明したように、単位画素の有機発光素子には、第１及び第２駆動トランジスタが接続され電流の供給を受けて、発光及び回復動作を行う。

即ち、奇数番目フレームの駆動の間、第１駆動トランジスタは、ポジティブバイアスされ、駆動電流を前記有機発光素子に提供して、表示動作を行いながら劣化するが、隣接する第２駆動トランジスタは、ネガティブバイアスされアニーリングされながら回復動作を行う。

又、偶数番目フレームの駆動の間、前記第２駆動トランジスタは、ポジティブバイアスされ電流を前記有機発光素子に提供して表示動作を行いながら劣化するが、隣接する前記第１駆動トランジスタは、ネガティブバイアスされアニーリングされながら回復動作を行う。

図８は、一般的なバイアス前後のトランジスタ伝達特性を示すグラフであり、図９は、本発明によるバイアス前後のトランジスタ伝達特性を示すグラフである。特に、図８は、一般的なアモルファス−シリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴを長時間駆動させることによりしきい値電圧の移動を示すグラフであり、図９は、本発明によってａ−Ｓｉ ＴＦＴを長時間駆動させることによりしきい値電圧の移動を示すグラフである。

図８に示すように、一般的にａ−Ｓｉ ＴＦＴを駆動させた後、１００００ｓｅｃが経過すると、トランジスタの伝達特性曲線が大きく移動することが分かる。ここで、トランジスタのバイアシング条件は、次のようである。トランジスタのＷ／Ｌは、２００／３．５μｍであり、バイアス電圧の印加時間は、１００００ｓｅｃであり、トランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓは、１３Ｖであり、トランジスタのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、１３Ｖである。

即ち、初期駆動時にトランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが８Ｖであると、ドレイン電流Ｉｄは、ほぼ７μＡ程度である。しかし、１００００ｓｅｃ経過後、トランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが８Ｖであると、ドレイン電流Ｉｄは、ほぼ５．５μＡ程度に減少することが分かる。

このような現象は、ゲート絶縁膜として用いられるシリコン窒化物薄膜内への電荷トラッピングとａ−Ｓｉ ＴＦＴのチャンネル内での欠陥状態が増加するためである。このような特性劣化は、ａ−Ｓｉ ＴＦＴを有機電界発光表示装置（ＯＬＥＤ）の画質を低下させる要因になる。

特に、ＯＬＥＤ駆動方式で画面が表示される間、駆動トランジスタに電流が持続的に流れて、トランジスタ特性劣化が発生し、長時間使用時に供給される電流が減少して、画質の低下を誘発する問題点がある。

一方、図９に示すように、ａ−Ｓｉ ＴＦＴを本発明による方式で駆動させた後、２００００ｓｅｃが経過しても、トランジスタの伝達特性曲線の移動の程度は、小さいことが分かる。ここで、トランジスタのバイアシング条件は、次のようである。トランジスタのＷ／Ｌは、２００／３．５μｍであり、バイアス電圧の印加時間は、２００００ｓｅｃであり、トランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓは、１３Ｖであり、トランジスタのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、１３Ｖである。

即ち、初期駆動時にトランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが８Ｖであると、ドレイン電流Ｉｄは、ほぼ８μＡ程度である。しかし、２００００ｓｅｃ経過後にも、トランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが８Ｖであると、ドレイン電流Ｉｄは、ほぼ８μＡ程度であることを確認することができる。

図１０は、図８の一般的な方式による劣化程度と図９の本発明による方式の劣化程度とを比較したグラフである。

図１０に示すように、一般的な方式によると、ゲート−ソース電圧Ｖｇｓが０〜２Ｖである場合には、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓの劣化水準がほぼ５０〜３５％であり、漸次にゲート−ソース電圧Ｖｇｓが上昇することにより、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓの劣化水準が低くなって、ほぼ２０％近傍で飽和されることを確認することができる。

しかし、本発明による方式によると、ゲート−ソース電圧Ｖｇｓが０〜２Ｖである場合には、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓの劣化水準がほぼ１０〜５％であり、漸次にゲート−ソース電圧Ｖｇｓが上昇することにより、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓの劣化水準が低くなって、ほぼ０％近傍で飽和されることを確認することができる。即ち、本発明による方式によると、トランジスタの特性が劣化する程度が減少することを確認することができる。

図１１乃至図１４は、本発明の駆動方式によるシミュレーション結果を示す。図面上で表示パネルがＸＧＡ級解像図（１０２４×７６８×３）を有する時、フレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）は、１６．７ｍｓｅｃであり、ライン周期は、２０．７ｕｓｅｃである。

図１１に示すように、第１駆動トランジスタＱＤ１は奇数フレームに対応して駆動され、第１ストレージキャパシタＣＳＴ１に一定レベルの電位を充電させ、偶数フレームに対応して前記第１ストレージキャパシタＣＳＴ１に充電された電荷を回収する動作を示す。これによって、第１駆動トランジスタＱＤ１のドレインに流れる電流Ｉｄは図１２に示すようである。

一方、図１３に示すように、第２駆動トランジスタＱＤ２は、偶数フレームに対応して駆動され、第２ストレージキャパシタＣＳＴ２に一定レベルの電位を充電させ、奇数フレームに対応して前記第２ストレージキャパシタＣＳＴ２に充電された電荷を回収する動作を示す。これによって、第２駆動トランジスタＱＤ２のドレインに流れる電流Ｉｄは図１４に示すようである。

以上で説明したように、本発明によると、フレーム毎にそれぞれのストレージキャパシタＣＳＴ１、ＣＳＴ２は、データ信号レベルを維持していることが分かる。

図１５は、本発明の実施例による有機発光表示装置を説明するための図である。

図１５を参照すると、本発明の実施例による有機発光表示装置は、タイミング制御部２１０、画像信号の提供を受けてデータ信号を出力するデータ駆動部２２０、タイミング信号の提供を受けてスキャン信号を出力するスキャン駆動部２３０、多数の電源電圧を提供する電源供給部２４０、及び、前記スキャン信号が提供されることによって前記データ信号に対応する電流を調節して、有機発光素子ＥＬを通じて画像を表示する有機発光表示パネル２５０を含む。

タイミング制御部２１０は、外部のグラフィックコントローラ（図示せず）等から第１画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂとこれの出力を制御する制御信号Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃの提供を受けて、第１及び第２タイミング信号ＴＳ１、ＴＳ２を生成し、生成された第１タイミング信号ＴＳ１を第２画像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’と共にデータ駆動部２２０に出力し、生成された第２タイミング信号ＴＳ２をスキャン駆動部１３０に出力し、前記電源電圧の出力を制御する第３タイミング信号ＴＳ３を電源供給部２４０に出力する。

データ駆動部２２０は、前記第２画像信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’と第１タイミング信号ＴＳ１の提供を受けて、一方向の第１データ信号Ｄ１１、Ｄ２１、．．．、Ｄｐ１、．．．、Ｄｍ１と逆方向の第２データ信号Ｄ１２、Ｄ２２、．．．、Ｄｐ２、．．．、Ｄｍ２を有機発光表示パネル２５０に出力する。

前記第１データ信号Ｄ１１、Ｄ２１、．．．、Ｄｐ１、．．．、Ｄｍ１は画像表示のために、諧調に対応する一方向の電圧を有し、前記第２データ信号Ｄ１２、Ｄ２２、．．．、Ｄｐ２、．．．、Ｄｍ２は、トランジスタの特性維持のために逆方向の電圧を有する。

これによって、奇数番目フレームの動作時、第１駆動トランジスタＱＤ１のゲートには、第１スイッチングトランジスタＱＳ１を通じて一方向の第１データ信号Ｖｄ１が印加され、偶数番目フレームの動作時、第１駆動トランジスタＱＤ１のゲートには、第４スイッチングトランジスタＱＳ４を通じて逆方向の第２データ信号Ｖｄ２が印加される。

一方、奇数番目フレームの動作時、第２駆動トランジスタＱＤ２のゲートには、第２スイッチングトランジスタＱＳ２を通じて逆方向の第２データ信号Ｖｄ２が印加され、偶数番目フレームの動作時、第２駆動トランジスタＱＤ２のゲートには、第３スイッチングトランジスタＱＳ３を通じて一方向の第１データ信号Ｖｄ１が印加される。

スキャン駆動部２３０は、前記第２タイミング信号ＴＳ２の提供を受けて、多数の第１及び第２スキャン信号Ｓ１、Ｓ２、．．．、Ｓｑ、．．．、Ｓｎを順次に有機発光表示パネル２５０に出力する。具体的に、スキャン信号Ｓ１、Ｓ２、．．．、Ｓｑ、．．．、Ｓｎのうち、奇数番目である第１スキャン信号は、奇数番目フレームに対応して順次に有機発光表示パネル２５０に出力され、偶数番目である第２スキャン信号は、偶数番目フレームに対応して順次に有機発光表示パネル２５０に出力される。

電源供給部２４０は、第３タイミング信号ＴＳ３の提供を受けて、ゲートオン／オフ電圧ＶＯＮ／ＶＯＦＦをスキャン駆動部２３０に提供し、共通電圧ＶＣＯＭ及びバイアス電圧ＶＤＤを有機発光表示パネル２５０に提供する。

有機発光表示パネル２５０は、ｍ個の第１データラインＤＬ１と、ｍ個の第２データラインＤＬ２と、ｍ個のバイアスラインＶＬと、ｎ個の第１スキャンラインＳＬ１と、ｎ個の第２スキャンラインＳＬ２と、互いに隣接する２個のスキャンラインＳＬと、バイアスラインＶＬ及び第１データラインＤＬ１によって定義される領域に形成された有機発光素子ＥＬを含む。又、有機発光表示パネル２５０は、多数のアモルファス−シリコン薄膜トランジスタ（ａ−Ｓｉ ＴＦＴ）で構成され、前記領域に形成された有機発光駆動部を含む。前記有機発光駆動部については、図３で説明したので、その重複説明は省略する。

具体的に、第１データラインＤＬ１は、縦方向に延長され、横方向にｍ個配列され、データ駆動部２２０から提供される第１データ信号Ｄ１１、Ｄ２１、．．．、Ｄｐ１、．．．、Ｄｍ１を前記有機発光駆動部に伝達する。

第２データラインＤＬ２は、縦方向に延長され、横方向にｍ個配列され、データ駆動部２２０から提供される第２データ信号Ｄ１２、Ｄ２２、．．．、Ｄｐ２、．．．、Ｄｍ２を前記有機発光駆動部に伝達する。

バイアスラインＶＬは、縦方向に延長され、横方向にｍ個配列され、電源供給部２４０から提供されるバイアス電圧ＶＤＤを前記有機発光駆動部に伝達する。

スキャンラインＳＬは、横方向に延長され、横方向にｎ個配列され、スキャン駆動部２３０から提供されるスキャン信号を前記有機発光駆動部に伝達する。

図示していないが、本発明によって単位画素の有機発光画素を駆動する２個のトランジスタを有する表示パネルの構造は、２種類である。一つの構造は、２個のトランジスタを同じ層に形成する構造であり、他の一つの構造は、１個のトランジスタ上に他の一つのトランジスタを積層する構造である。

このように、２個以上のトランジスタを用いて有機発光素子に流れる電流を制御すると、各トランジスタに印加される電圧負担を減少させることができ、フレーム毎に交互に逆電圧を印加して、トランジスタの特性を回復させることによって、表示装置の寿命を向上させることができる。

以上で説明したように、ａ−Ｓｉ ＴＦＴのゲートに持続的に一方向の電圧が印加されると、ゲート−ソース電圧Ｖｇｓによって電流特性が劣化されたが、本発明によって逆方向のデータ電圧を一定時間印加することによって、トランジスタの劣化を抑制すると共に回復することができ、有機発光表示装置の寿命を増加させることができる。

又、ａ−Ｓｉ ＴＦＴの根本的な限界である特性劣化を抑制することができ、後にａ−Ｓｉ ＴＦＴを有機発光素子の駆動素子として用いる有機発光表示装置の製作に広く用いることができる。

又、ｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴを有機発光表示パネルや前記有機発光表示パネルに集積されるスキャンドライブＩＣ等に適用しても、トランジスタの特性劣化を克服することができ、表示装置の製作に投入される工程時間と原価を節減することができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

一般的な有機発光表示装置の単位画素を説明するための図である。 前記単位画素に供給されるデータ信号の一例を示す波形図である。 本発明の実施例による有機発光表示装置の単位画素を説明するための図である。 図３の有機発光表示装置に印加される第１スキャン信号を示す波形図である。 図３の有機発光表示装置に印加される第２スキャン信号を示す波形図である。 図３の有機発光表示装置に印加される第１データ信号を示す波形図である。 図３の有機発光表示装置に印加される第２データ信号を示す波形図である。 一般的なバイアス前後のトランジスタ伝達特性を示すグラフである。 本発明によるバイアス前後のトランジスタ伝達特性を示すグラフである。 図８の一般的な方式による劣化程度と図９の本発明による方式の劣化程度とを比較したグラフである。 本発明の駆動方式によるシミュレーション結果を示す図である。 本発明の駆動方式によるシミュレーション結果を示す図である。 本発明の駆動方式によるシミュレーション結果を示す図である。 本発明の駆動方式によるシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施例による有機発光表示装置を説明するための図である。

符号の説明

１１０、１２０ スイッチング部
１３０、１４０ 駆動部
２１０ タイミング制御部
２２０ データ駆動部
２３０ スキャン駆動部
２４０ 電源供給部
２５０ 有機発光表示パネル
ＤＬ１、ＤＬ２ データライン
ＳＬ１、ＳＬ２ スキャンライン
ＶＬ バイアスライン

Claims (23)

1. 有機発光素子に供給される電流を制御する有機発光素子の駆動素子であって、
   前記有機発光素子に接続された第１駆動部と、
   前記有機発光素子に接続された第２駆動部と、
   第１フレームの間にアクティブされ、一方向の第１データ電圧を前記第１駆動部に供給し、逆方向の第２データ電圧を前記第２駆動部に供給する第１スイッチング部と、
   第２フレームの間にアクティブされ、前記第２データ電圧を前記第１駆動部に供給し、前記第１データ電圧を前記第２駆動部に供給する第２スイッチング部と、
   を含む有機発光素子の駆動素子。
2. 前記第１駆動部は、
   第１フレームの間に一方向のデータ電圧が印加されるにつれて、前記有機発光素子に駆動電流を印加し、
   第２フレームの間に逆方向のデータ電圧が印加されるにつれて回復されることを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子の駆動素子。
3. 前記第１駆動部は、
   一端が前記第１スイッチング部に接続され、他端がバイアスラインに接続された第１ストレージキャパシタと、
   （ｉ）第１フレームの間に制御電極を通じて前記第１スイッチング部から一方向の第１データ信号が入力されるにつれて、前記第１データ信号に対応してバイアス電圧レベルを制御して、前記有機発光素子を発光させる電流を供給し、（ii）第２フレームの間に制御電極を通じて前記第２スイッチング部から逆方向の第２データ信号が入力されるにつれて回復される第１駆動トランジスタと、
   を含むことを特徴とする、請求項２記載の有機発光素子の駆動素子。
4. 前記第１駆動トランジスタは、前記一方向の第１データ信号によって劣化され、前記逆方向の第２データ信号によってアニーリングされることを特徴とする、請求項３記載の有機発光素子の駆動素子。
5. 前記第１駆動トランジスタは、ａ−Ｓｉ ＴＦＴであることを特徴とする、請求項３記載の有機発光素子の駆動素子。
6. 前記第２駆動部は、第１フレームの間に逆方向のデータ電圧が印加されるにつれて回復され、第２フレームの間に一方向のデータ電圧が印加されるにつれて前記有機発光素子に駆動電流を印加することを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子の駆動素子。
7. 前記第２駆動部は、
   一端が前記第２スイッチング部に接続され、他端がバイアスラインに接続された第２ストレージキャパシタと、
   （ｉ）第１フレームの間に制御電極を通じて前記第１スイッチング部から逆方向の第２データ信号が入力されるにつれて回復され、（ii）第２フレームの間に制御電極を通じて前記第２スイッチング部から一方向の第１データ信号が入力されるにつれて前記第１データ信号に対応してバイアス電圧レベルを制御して前記有機発光素子を発光させる電流を供給する第２駆動トランジスタと、
   を含むことを特徴とする、請求項６記載の有機発光素子の駆動素子。
8. 前記第２駆動トランジスタは、前記一方向の第１データ信号によって劣化され、前記逆方向の第２データ信号によってアニーリングされることを特徴とする、請求項７記載の有機発光素子の駆動素子。
9. 前記第２駆動トランジスタは、ａ−Ｓｉ ＴＦＴであることを特徴とする、請求項７記載の有機発光素子の駆動素子。
10. 前記第１スイッチング部は、
    第１電流電極が第１データ信号を伝達する第１データラインに接続され、制御電極が第１スキャンラインに接続され、第２電流電極が前記第１駆動部に接続された第１スイッチングトランジスタと、
    第１電流電極が第２データ信号を伝達する第２データラインに接続され、制御電極が前記第１スキャンラインに接続され、第２電流電極が前記第２駆動部に接続された第２スイッチングトランジスタと、
    を含むことを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子の駆動素子。
11. 前記第１スイッチングトランジスタ及び第２スイッチングトランジスタは、ａ−Ｓｉ ＴＦＴであることを特徴とする、請求項１０記載の有機発光素子の駆動素子。
12. 前記第２スイッチング部は、
    第１電流電極が第１データ信号を伝達する第１データラインに接続され、制御電極が第２スキャンラインに接続され、第２電流電極が前記第２駆動部に接続された第３スイッチングトランジスタと、
    第１電流電極が第２データ信号を伝達する第２データラインに接続され、制御電極が前記第２スキャンラインに接続され、第２電流電極が前記第１駆動部に接続された第４スイッチングトランジスタと、
    を含むことを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子の駆動素子。
13. 前記第３スイッチングトランジスタ及び第４スイッチングトランジスタは、ａ−Ｓｉ ＴＦＴであることを特徴とする、請求項１２記載の有機発光素子の駆動素子。
14. 第１電流電極がバイアス電圧に接続され第２電流電極が有機発光素子に接続された第１トランジスタと、第３電流電極が前記バイアス電圧に接続され第４電流電極が前記有機発光素子に接続された第２トランジスタと、を含む有機発光素子の駆動方法であって、
    （ａ）第１フレームに対応してハイレベルの第１スキャン信号の受信を受ける段階と、
    （ｂ）前記第１スキャン信号の受信によって、一方向のデータ電圧を前記第１トランジスタの制御電極に供給し、逆方向のデータ電圧を前記第２トランジスタの制御電極に供給する段階と、
    （ｃ）第２フレームに対応してハイレベルの第２スキャン信号の受信を受ける段階と、
    （ｄ）前記第２スキャン信号の受信によって、逆方向のデータ電圧を前記第１トランジスタの制御電極に供給し、一方向のデータ電圧を前記第２トランジスタの制御電極に供給する段階と、
    を含む有機発光素子の駆動方法。
15. 前記段階（ｂ）は、前記第１スキャン信号の受信によって前記一方向のデータ電圧を第１充電し、前記逆方向のデータ電圧を第２充電する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１４記載の有機発光素子の駆動方法。
16. 前記段階（ｄ）は、前記第２スキャン信号の受信によって前記逆方向のデータ電圧を第３充電し、前記一方向のデータ電圧を第４充電する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１４記載の有機発光素子の駆動方法。
17. 前記第１トランジスタは、前記第１フレームの間に前記一方向の第１データ信号に対応してバイアス電圧を前記有機発光素子に印加しながら劣化され、前記第２フレームの間に前記逆方向の第２データ信号によってアニーリングされ前記劣化を補償することを特徴とする、請求項１４記載の有機発光素子の駆動方法。
18. 前記第２トランジスタは、前記第１フレームの間に前記逆方向の第２データ信号によってアニーリングされ前記劣化を補償して、前記第２フレームの間に前記一方向の第１データ信号に対応してバイアス電圧を前記有機発光素子に印加しながら劣化されることを特徴とする、請求項１４記載の有機発光素子の駆動方法。
19. 一方向のデータ信号を伝達する第１データラインと、
    逆方向のデータ信号を伝達する第２データラインと、
    バイアス電圧を伝達するバイアスラインと、
    第１スキャン信号を伝達する第１スキャンラインと、
    第２スキャン信号を伝達する第２スキャンラインと、
    互いに隣接する２個のデータラインと、互いに隣接する２個のスキャンラインによって定義される領域に形成された有機発光素子と、
    前記領域に形成され、（ｉ）前記第１スキャンラインの活性化によって、前記一方向のデータ信号に比例して前記有機発光素子に供給される駆動電流を制御し、（ii）前記第２スキャンラインの活性化によって、前記一方向のデータ信号に比例して前記有機発光素子に供給される駆動電流を制御する有機発光駆動部と、
    を含む表示パネル。
20. 前記有機発光駆動部は、前記第１スキャンラインの活性化によって前記逆方向のデータ信号によって回復されることを特徴とする、請求項１９記載の表示パネル。
21. 前記有機発光駆動部は、前記第２スキャンラインの活性化によって前記逆方向のデータ信号によって回復されることを特徴とする、請求項１９記載の表示パネル。
22. 画像信号とタイミング信号を出力するタイミング制御部と、
    前記画像信号の提供を受けて、一方向のデータ信号と逆方向のデータ信号を出力するデータ駆動部と、
    前記タイミング信号の提供を受けて、二つのフレーム毎に交互に供給される第１及び第２スキャン信号を出力するスキャン駆動部と、
    有機発光素子と、前記有機発光素子にそれぞれ接続された第１及び第２トランジスタを具備し、（ｉ）前記第１スキャン信号の提供によって、前記第１トランジスタに印加される前記一方向のデータ信号に対応して調節された電流に基づいて画像を表示して、前記第２トランジスタに印加される前記逆方向のデータ信号に基づいて前記第２トランジスタの劣化を遮断し、（ii）前記第２スキャン信号が提供されることによって、前記第２トランジスタに印加される前記一方向のデータ信号に対応して調節された電流に基づいて画像を表示し、前記第１トランジスタに印加される前記逆方向のデータ信号に基づいて前記第１トランジスタの劣化を遮断する有機発光表示パネルと、
    を含む表示装置。
23. 前記データ駆動部は、互いに異なる経路を通じて前記一方向のデータ信号と逆方向のデータ信号を出力することを特徴とする、請求項２２記載の表示装置。