JP2005346073A

JP2005346073A - 電子発光ディスプレイ装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JP2005346073A
Application number: JP2005159453A
Authority: JP
Inventors: Li-Wei Shih; 立偉施
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2005-12-15
Also published as: CN100428312C; TW200540746A; TWI250486B; CN1598915A; US20060007070A1

Abstract

【課題】電流の減少による有機発光ダイオードの耐用年数が短縮する欠点を改善することができる電子発光ディスプレイ装置とその駆動方法を提供する。
【解決手段】電子発光ディスプレイ装置は、スキャンラインと、データラインと、一つまたは複数の発光装置とに接続され、前記スキャンラインのスキャン信号に基づいてオンになった時に、前記データラインのデータ信号に基づいて決められる電流を前記発光装置に提供する画素駆動回路と、この画素駆動回路と前記発光装置との間に接続され、前記電流が前記発光装置に提供された時に、電圧を前記画素駆動回路と前記発光装置との間の接続ノードに加える電圧クランプ回路とを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子発光ディスプレイ装置に関し、特に、電子発光ディスプレイ装置の発光装置を駆動する画素駆動回路に関するものである。

従来、発光ディスプレイ装置の分野において、電子発光ディスプレイ装置は激しい研究と開発にさらされている。この電子発光ディスプレイ装置は、例えばプラズマディスプレイなどの他の発光ディスプレイ装置と比べて、低電力消費、小型化、高輝度画像などの利点を有している。

また電子発光ディスプレイ装置は、一般的に複数のスキャンラインと複数のデータラインとを含んでおり、これらにより画素アレイが構成されている。そして画素アレイの各画素セルにはそれぞれ発光装置が接続されている。この発光装置は有機発光装置であることができ、且つ、通常は各画素セルに接続された駆動回路によって駆動されるように構成されている。

図５は、従来の電子発光ディスプレイ装置の画素セルを示すブロック図である。各画素セルは駆動回路と有機発光ダイオード１０６とを含んでいる。さらに駆動回路は、二つのトランジスタ１０２、１０４と、蓄積キャパシタ１０８とを含んでいる。トランジスタ１０２、１０４は、例えば薄膜トランジスタなど、どのタイプのトランジスタでもよく、ここではトランジスタ１０２、１０４がＮＭＯＳトランジスタの場合について説明する。

トランジスタ１０２は、ゲートがスキャンラインＳＣＡＮに接続されており、ソースはデータラインＤＡＴＡに接続されている。一方、トランジスタ１０４は、ゲートがトランジスタ１０２のドレインに接続されており、ソースは電圧Ｖ_ｄｄに接続されている。さらにトランジスタ１０４のドレインは有機発光ダイオード１０６の一方の端子に接続されており、有機発光ダイオード１０６のもう一方の端子は共通電圧Ｖ_ｓｓに接続されている。また蓄積キャパシタ１０８は、トランジスタ１０４のドレインとゲートとの間に接続されている。

かかる構成において作動中においては、スキャンラインＳＣＡＮの電圧レベルが高くなるとトランジスタ１０２がオンになり、蓄積キャパシタ１０８にはデータラインＤＡＴＡの電圧が充電される。その結果、トランジスタ１０４は充電された蓄積キャパシタ１０８によってオンにされ、有機発光ダイオード１０６に電流を流す。このトランジスタ１０４は飽和域で動作するようになっており、有機発光ダイオード１０６に送られた電流Ｉは以下の式（１）で表すことができる：

Ｋは定係数を表し、Ｖ_Ａはトランジスタ１０４のゲート電圧、即ちノードＡの電圧を表し、Ｖ_Ｂはトランジスタ１０４のドレイン電圧、即ちノードＢの電圧を表し、Ｖ_ｔｈはトランジスタ１０４のスレショルド電圧を表す。
特開２００４−１０２２７８号公報

しかしながらこのような電子発光ディスプレイ装置においては、図６に示すように、有機発光ダイオード１０６が駆動している時には電圧Ｖ_Ｂが時間に伴って増加していく。これはトランジスタの特性による変化である。このため、式（１）に示すように電圧Ｖ_Ｂの増加は電流Ｉの減少を招き、有機発光ダイオード１０６が放つ光明度に影響する。したがって、有機発光ダイオード１０６の耐用年数が短縮してしまう問題があった。

よって、この技術分野においては、有機発光ダイオードの耐用年数が短縮する欠点を改善することができる画素セルの駆動回路の提供が必要となっており、これに鑑みて上述の問題を解決するために本発明の主な目的は、従来技術の欠点を改善する電子発光ディスプレイ装置とその駆動方法を提供することである。

前記課題を解決するために本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、スキャンラインと、データラインと、一つまたは複数の発光装置とに接続され、前記スキャンラインのスキャン信号に基づいてオンになった時に、前記データラインのデータ信号に基づいて決められる電流を前記発光装置に提供する画素駆動回路と、この画素駆動回路と前記発光装置との間に接続され、前記電流が前記発光装置に提供された時に、前記画素駆動回路と前記発光装置との間の接続ノードに電圧を加える電圧クランプ回路と、を含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記画素駆動回路は、前記発光装置に接続され、前記データ信号のレベルに基づいて前記発光装置に前記電流を提供する電流駆動回路と、この電流駆動回路に接続された蓄積キャパシタと、前記スキャン信号をオンにする指示を受けた時に、前記データ信号で前記蓄積キャパシタを充電するスイッチ回路と、を含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記電圧クランプ回路が加える電圧は、固定値であるものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記発光装置は、有機発光装置であるものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記電流駆動回路は第一のトランジスタを含み、この第一のトランジスタは、前記発光装置に接続されたドレインと、第一のスイッチを介して電圧に接続されたソースと、前記蓄積キャパシタに接続されたゲートと、を有しているものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記第一のトランジスタは、飽和域で動作するものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記スイッチ回路は第二のトランジスタを含み、この第二のトランジスタは、前記スキャン信号をオンにする指示に基づいて前記データ信号で前記蓄積キャパシタを充電するものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記電圧クランプ回路は第二のスイッチを含み、この第二のスイッチは、前記電流が前記発光装置に提供された時に、前記接続ノードに固定された前記電圧を加えるものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置においては、前記第二のスイッチは、固定基準電圧と前記接続ノードとの間に接続された第三のトランジスタを含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、複数のスキャンラインと複数のデータラインとによって構成された画素アレイを有し、この画素アレイの各画素セルは、画素駆動回路に接続された一つまたは複数の発光装置を有する電子発光ディスプレイ装置の駆動方法であって、スキャン信号が第一の電圧レベルにある時に、対応する画素セルを選択するステップと、選択された画素セルにデータ信号を提供するステップと、前記スキャン信号が前記第一の電圧レベルと異なる第二の電圧レベルにある時に、前記選択された画素セルの前記発光装置に、前記データ信号のレベルに基づいて値が決められた電流を提供するステップと、前記電流を前記発光装置に提供している間に、前記画素駆動回路と前記発光装置との間の接続ノードに電圧を加えるステップと、を含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記電圧を加えるステップにおいて、前記電圧は固定値であるものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記電流を提供するステップにおいて、トランジスタを飽和域で動作させるステップを更に含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、複数のスキャンラインと複数のデータラインとによって構成された画素アレイを有し、この画素アレイの各画素セルは、画素駆動回路に接続された一つまたは複数の発光装置を有する電子発光ディスプレイ装置の駆動方法であって、スキャン信号とデータ信号とを提供することによって対応する画素セルを選択するステップと、選択された画素セルの発光装置に前記データ信号のレベルに基づいて変化する電流を提供するために、駆動トランジスタを飽和域で動作させるステップと、前記駆動トランジスタが飽和域で動作している間に、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間にバイアス電圧を加えるステップと、を含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記バイアス電圧を加えるステップにおいて、前記バイアス電圧は固定値であるものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記バイアス電圧を加えるステップにおいて、前記駆動トランジスタの前記ゲートに前記データ信号を提供するステップと、前記駆動トランジスタの前記ドレインに固定基準電圧を提供するステップと、を更に含むものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記画素を選択するステップは第一ピリオドで行われ、前記駆動トランジスタを飽和域で動作させるステップは、それに続く第二ピリオドで行われるものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記第一ピリオドは前記スキャン信号の前記第一の電圧レベルに対応し、前記第二ピリオドは前記第二の電圧レベルに対応するものとしている。

また本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、前記第一ピリオドは、蓄積キャパシタに前記データ信号を保存するステップを更に含むものとしている。

したがって本発明を要約すると、上述の目的を実現するために本発明の電子発光ディスプレイ装置は複数の発光装置を有し、それぞれデータラインとスキャンラインに接続される。実施の形態では、電子発光ディスプレイ装置は画素駆動回路と電圧クランプ回路とを含む。

画素駆動回路は、スキャンラインと、データラインと、一つまたは複数の発光装置とに接続され、且つ、電圧クランプ回路は、画素駆動回路と発光装置との間に接続される。画素駆動回路がスキャンラインのスキャン信号に基づいてオンになった時に、画素駆動回路は、電流を発光装置に提供し、且つ電流は、データラインのデータ信号に基づいて決められる。

電流が発光装置に提供された時に、電圧クランプ回路は電圧を画素駆動回路と発光装置との間の接続ノードに加える。実施の形態では、接続ノードに加えられた電圧は固定値である。また実施の形態では、画素駆動回路は電圧と発光装置との間に接続された駆動トランジスタを含む。駆動回路は飽和域で動作され、電流を発光装置に提供する。

上述の目的を実現するために本発明の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法においては、駆動トランジスタを飽和域で動作させ、電流を画素の発光装置に提供するステップを含む。この電流はデータ信号のレベルに基づいて変化し、且つ、駆動トランジスタが飽和域で動作される時に、バイアス電圧を駆動トランジスタのゲートとソースとの間に加える。

電子発光ディスプレイ装置およびその駆動方法によれば、電流の不安定な変動を防止し、電流を一定に保持することができるため、従来の電流の減少による有機発光ダイオードの耐用年数が短縮する欠点を改善することができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施の形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態を示す電子発光ディスプレイ装置の画素セル２００のブロック図である。この電子発光ディスプレイ装置は、アクティブマトリクス方式の有機発光ディスプレイ装置である。画素セル２００は、画素駆動回路と、一つまたは複数の発光装置２１２と、電圧クランプ回路２０６とを含んでいる。ここで、発光装置２１２は有機発光装置である。

また前記画素駆動回路は、電流駆動回路２０２と、スイッチ回路２０４と、蓄積キャパシタＣ_Ｓとを含んでおり、電流駆動回路２０２は蓄積キャパシタＣ_Ｓを発光装置２１２に接続させている。

そしてスイッチ回路２０４は、発光装置２１２の選択を指示するスキャンラインＳＣＡＮのスキャン信号Ｓ_Ｓに基づいて、データラインＤＡＴＡのデータ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルで蓄積キャパシタＣ_Ｓを充電する。これにより電流駆動回路２０２とスイッチ回路２０４は、データ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルに基づいて電流Ｉを発光装置２１２に提供する。

一方、電流駆動回路２０２と発光装置２１２とには、ノードＹを介して電圧クランプ回路２０６が接続されている。この電圧クランプ回路２０６は、蓄積キャパシタＣ_Ｓに保存されたデータ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルに基づいて、電流Ｉが電流駆動回路２０２を介して発光装置２１２に送られた時に、電圧をノードＹに提供する。したがって、本実施の形態の電子発光ディスプレイ装置においては、ノードＹに実施した電圧制御によって電流Ｉの不安定な変動を防止することができる。

図２は、本発明の実施の形態を示す画素セル２００の回路図である。本発明の実施の形態において画素セル２００の回路内のトランジスタについては、ＮＭＯＳトランジスタを例にして説明する。

発光装置２１２は、電圧Ｖ_ｓｓとノードＹの間、つまり、電流駆動回路２０２の出力端子に接続されている。電流駆動回路２０２はトランジスタＴ１を含んでおり、そのソースはスイッチＳＷを介して電圧Ｖ_ｄｄに接続され、そのドレインはノードＹを介して発光装置２１２に接続され、そのゲートは蓄積キャパシタＣ_Ｓに接続されている。

またスイッチ回路２０４はトランジスタＴ２を含んでおり、そのゲートはスキャンラインＳＣＡＮに接続され、そのソースとドレインは、データラインＤＡＴＡと蓄積キャパシタＣ_Ｓとの間に接続されている。

また電圧クランプ回路２０６はスイッチを有しており、このスイッチはトランジスタＴ３によって実施されている。このトランジスタＴ３は、ゲートがスキャンラインＳＣＡＮに接続されており、ソースとドレインは、基準電圧Ｖ_ｒｅｆとノードＹとの間に接続されている。

図３は、本発明の実施の形態を示す画素セル２００のタイムチャートである。このタイムチャートを説明すると、高電圧レベルのスキャン信号Ｓ_ＳはトランジスタＴ２とＴ３をオンにし、スイッチＳＷはオフ、つまりオンでない状態にある。よって、蓄積キャパシタＣ_Ｓは、データ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルで充電され、且つ、トランジスタＴ１を介して発光装置２１２に流れる電流がない。

またノードＸの電圧レベルはデータラインＤＡＴＡの電圧レベルとほぼ等しく、ノードＹの電圧レベルはデータ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルとほぼ等しい。

続いて、低電圧レベルのスキャン信号Ｓ_ＳはトランジスタＴ２とＴ３をオフにし、スイッチＳＷはオンの状態にある。よって、電流ＩはトランジスタＴ１を介して発光装置２１２に流れる。またトランジスタＴ１のゲート−ドレイン電圧Ｖ_ＸＹは、（Ｓ_Ｄ−Ｖ_ｒｅｆ）にほぼ等しい。トランジスタＴ１の飽和状態での動作に伴って発光装置２１２に提供された電流Ｉは以下の式（２）のように表される：

Ｋは定係数を表し、Ｖ_ｔｈはトランジスタＴ１のスレショルド電圧を表す。ノードＹに加えられた基準電圧Ｖ_ｒｅｆが固定値であることから、データ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルに基づいて電流Ｉを一定に保持することができる。

図４は、本発明の実施の形態の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法を示すフローチャートである。電子発光ディスプレイ装置は複数の画素セルを含んでいる。各画素セルは、対応するデータラインＤＡＴＡとスキャンラインＳＣＡＮとに接続されており、発光装置を有している。

このフローチャートを説明すると、先ず、各画素セルで対応するスキャンラインＳＣＡＮのスキャン信号Ｓ_Ｓが高電圧レベルかどうか判断する（ステップＳ３０２）。

スキャン信号Ｓ_Ｓが高電圧レベルであると判断した場合には（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、画素セルに接続されているデータラインＤＡＴＡのデータ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルを保存する（ステップＳ３０４）。

一方、スキャン信号Ｓ_Ｓが低電圧レベルと判断した場合には（ステップＳ３０２でＮＯ）、データ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルが保存されたかどうか判断する（ステップＳ３０６）。

データ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルが保存されたと判断した場合には（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、データ信号Ｓ_Ｄの電圧レベルに基づいて電流Ｉが発光装置に提供され、且つ、定電圧降下が発光装置に提供される（ステップＳ３０８）。

以上、本発明の好適な実施形態を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

以上説明したように本発明の電子発光ディスプレイ装置およびその駆動方法においては、従来の電流の減少による有機発光ダイオードの耐用年数が短縮する欠点を改善することができることから、電子発光ディスプレイ装置の技術分野で十分利用することができる。

本発明の実施の形態を示す電子発光ディスプレイ装置の画素セルのブロック図である。本発明の実施の形態を示す画素セルの回路図である。本発明の実施の形態を示す画素セルのタイムチャートである。本発明の実施の形態の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法を示すフローチャートである。従来の電子発光ディスプレイ装置の画素セルを示すブロック図である。従来の電子発光ディスプレイ装置における有機発光ダイオードの駆動時間と、有機発光ダイオードに接続されたトランジスタのドレイン電圧との関係を示す図である。

符号の説明

２００画素セル
２０２電流駆動回路
２０４スイッチ回路
２０６電圧クランプ回路
２１２発光装置
Ｃ_Ｓ蓄積キャパシタ
ＤＡＴＡデータライン
Ｉ電流
ＳＣＡＮスキャンライン
Ｓ_Ｄデータ信号
Ｓ_Ｓスキャン信号
ＳＷスイッチ
Ｔ１トランジスタ
Ｔ２トランジスタ
Ｔ３トランジスタ
Ｖ_ｄｄ電圧
Ｖ_ｓｓ電圧
Ｖ_ｒｅｆ基準電圧
Ｘノード
Ｙノード

Claims

スキャンラインと、データラインと、一つまたは複数の発光装置とに接続され、前記スキャンラインのスキャン信号に基づいてオンになった時に、前記データラインのデータ信号に基づいて決められる電流を前記発光装置に提供する画素駆動回路と、
この画素駆動回路と前記発光装置との間に接続され、前記電流が前記発光装置に提供された時に、前記画素駆動回路と前記発光装置との間の接続ノードに電圧を加える電圧クランプ回路と、
を含むことを特徴とする電子発光ディスプレイ装置。
前記画素駆動回路は、
前記発光装置に接続され、前記データ信号のレベルに基づいて前記発光装置に前記電流を提供する電流駆動回路と、
この電流駆動回路に接続された蓄積キャパシタと、
前記スキャン信号をオンにする指示を受けた時に、前記データ信号で前記蓄積キャパシタを充電するスイッチ回路と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記電圧クランプ回路が加える電圧は、固定値であることを特徴とする請求項１記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記発光装置は、有機発光装置であることを特徴とする請求項１記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記電流駆動回路は第一のトランジスタを含み、
この第一のトランジスタは、
前記発光装置に接続されたドレインと、
第一のスイッチを介して電圧に接続されたソースと、
前記蓄積キャパシタに接続されたゲートと、
を有していることを特徴とする請求項２記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記第一のトランジスタは、飽和域で動作することを特徴とする請求項５記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記スイッチ回路は第二のトランジスタを含み、
この第二のトランジスタは、前記スキャン信号をオンにする指示に基づいて前記データ信号で前記蓄積キャパシタを充電することを特徴とする請求項２記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記電圧クランプ回路は第二のスイッチを含み、
この第二のスイッチは、前記電流が前記発光装置に提供された時に、前記接続ノードに固定された前記電圧を加えることを特徴とする請求項１記載の電子発光ディスプレイ装置。
前記第二のスイッチは、固定基準電圧と前記接続ノードとの間に接続された第三のトランジスタを含むことを特徴とする請求項８記載の電子発光ディスプレイ装置。
複数のスキャンラインと複数のデータラインとによって構成された画素アレイを有し、この画素アレイの各画素セルは、画素駆動回路に接続された一つまたは複数の発光装置を有する電子発光ディスプレイ装置の駆動方法であって、
スキャン信号が第一の電圧レベルにある時に、対応する画素セルを選択するステップと、
選択された画素セルにデータ信号を提供するステップと、
前記スキャン信号が前記第一の電圧レベルと異なる第二の電圧レベルにある時に、前記選択された画素セルの前記発光装置に、前記データ信号のレベルに基づいて値が決められた電流を提供するステップと、
前記電流を前記発光装置に提供している間に、前記画素駆動回路と前記発光装置との間の接続ノードに電圧を加えるステップと、
を含むことを特徴とする電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記電圧を加えるステップにおいて、前記電圧は固定値であることを特徴とする請求項１０記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記電流を提供するステップにおいて、トランジスタを飽和域で動作させるステップを更に含むことを特徴とする請求項１０記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
複数のスキャンラインと複数のデータラインとによって構成された画素アレイを有し、この画素アレイの各画素セルは、画素駆動回路に接続された一つまたは複数の発光装置を有する電子発光ディスプレイ装置の駆動方法であって、
スキャン信号とデータ信号とを提供することによって対応する画素セルを選択するステップと、
選択された画素セルの発光装置に前記データ信号のレベルに基づいて変化する電流を提供するために、駆動トランジスタを飽和域で動作させるステップと、
前記駆動トランジスタが飽和域で動作している間に、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間にバイアス電圧を加えるステップと、
を含むことを特徴とする電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記バイアス電圧を加えるステップにおいて、前記バイアス電圧は固定値であることを特徴とする請求項１３記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記バイアス電圧を加えるステップにおいて、
前記駆動トランジスタの前記ゲートに前記データ信号を提供するステップと、
前記駆動トランジスタの前記ドレインに固定基準電圧を提供するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１４記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記画素を選択するステップは第一ピリオドで行われ、前記駆動トランジスタを飽和域で動作させるステップは、それに続く第二ピリオドで行われることを特徴とする請求項１３記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記第一ピリオドは前記スキャン信号の前記第一の電圧レベルに対応し、前記第二ピリオドは前記第二の電圧レベルに対応することを特徴とする請求項１６記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。
前記第一ピリオドは、蓄積キャパシタに前記データ信号を保存するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６記載の電子発光ディスプレイ装置の駆動方法。