JP2007304598A - 画像表示システム - Google Patents

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Abstract


【課題】 画素駆動回路を提供する。
【解決手段】 画素駆動回路を含み、第１と第２節点を有する蓄積コンデンサ、放電信号を受けるゲートを有し、第１節点と第２節点の間に接続され、第１と第２放電期間の放電信号がトランジスタをオンにし、蓄積コンデンサを放電させるトランジスタ、蓄積コンデンサの第１節点に転送され、データ信号と基準信号のいずれかを蓄積コンデンサの第１節点に伝送する転送回路、第１電位に接続された第１端点、第２節点に接続された第２端点と、駆動電流を出力する第３端点を有する駆動素子、および駆動素子、第１表示素子と、第２表示素子に接続され、第１と第２データロード期間で駆動素子をダイオード接続させ、駆動電流を第１と第２発光期間で、第１と第２表示素子にそれぞれ流出するスイッチング回路を含む画像表示システム。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画素駆動回路に関し、特に、スレッショルド電圧と電力供給を補償することができる画素駆動回路に関するものである。
有機化合物を発光材料として用いて光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイは、平面ディスプレイである。ＯＬＥＤディスプレイの利点は、小型、軽量、広視野角、高コントラスト比と、高速であることである。
アクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイは、目下、次世代のフラットパネルディスプレイとして頭角を現している。アクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）に比べ、ＡＭＯＬＥＤディスプレイは、例えば、高コントラスト比、広視野角、バックライトのない薄型モジュール、低消費電力と、低コストなどの多くの利点を有する。電圧源によって駆動されるＡＭＬＣＤと異なって、ＡＭＯＬＥＤディスプレイは、電流源を必要として表示素子ＥＬ（ｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）を駆動する。表示素子ＥＬの輝度は、伝導された電流に比例する。電流レベルの変動は、ＡＭＯＬＥＤディスプレイの輝度の均一性に大きな影響を及ぼす。よって、画素駆動回路の品質は、ＡＭＯＬＥＤディスプレイの品質に極めて重要である。
図１は、従来のＡＭＯＬＥＤディスプレイの２ＴＩＣ（２つのトランジスタと１つのコンデンサ）画素駆動回路１０を表している。画素駆動回路１０は、トランジスタＭｘとＭｙを含む。信号ＳＣＡＮがトランジスタＭｘをオンにした時、図１でＶｄａｔａとして示しているデータ信号は、Ｐ型トランジスタＭｙのゲートにロードされ、コンデンサＣｓｔに保存される。よって、表示素子ＥＬを駆動して発光させる定電流がある。図１に示すように、一般的に、ＡＭＯＬＥＤディスプレイでは、電流源は、データ信号ＶｄａｔａでゲートされたＰ型ＴＦＴ（図１のＭｙ）によって実施され、Ｖｄｄと表示素子ＥＬの陽極にそれぞれ接続されたソースとドレインを有する。よって、Ｖｄａｔａに対応する表示素子ＥＬの輝度は、以下の関係を有する。
輝度 ∝ 電流 ∝ （Ｖｄｄ−Ｖｄａｔａ−Ｖｔｈ）２
Ｖｔｈは、トランジスタＭｙのスレッショルド電圧であり、Ｖｄｄは、電力供給電圧である。低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）プロセスにより、低温ポリシリコン型ＴＦＴには、通常、スレッショルド電圧Ｖｔｈの変動があることから、スレッショルド電圧Ｖｔｈが適当に補償されない場合、輝度の不均一な問題がＡＭＯＬＥＤディスプレイに存在すると考えられる。また、電力線の電圧降下も輝度の不均一な問題を起こす。これらの問題を克服するために、スレッショルド電圧Ｖｔｈと電力供給電圧Ｖｄｄを補償して表示の均一性を改善する画素駆動回路の実施が求められる。
これに鑑みて、本発明は、画素駆動回路を提供する。
画素駆動回路は、蓄積コンデンサ、トランジスタ、転送回路、駆動素子と、スイッチング回路を含む。蓄積コンデンサは、第１節点と第２節点を有する。トランジスタは、放電信号を受けるゲートを有し、第１節点と第２節点の間に接続される。第１放電期間と第２放電期間の放電信号は、トランジスタをオンにし、蓄積コンデンサを放電させる。転送回路は、蓄積コンデンサの第１節点に転送され、且つ、データ信号、または基準信号を蓄積コンデンサの第１節点に伝送する。駆動素子は、第１電位に接続された第１端点、第２節点に接続された第２端点と、駆動電流を出力する第３端点を有する。スイッチング回路は、駆動素子、第１表示素子と、第２表示素子に接続され、第１データロード期間と第２データロード期間で駆動素子をダイオード接続させることができる。スイッチング回路はまた、駆動電流を第１発光期間と第２発光期間で、第１表示素子と第２表示素子にそれぞれ流出することができる。
本発明の実施例の画素駆動回路は、駆動トランジスタのスレッショルド電圧と電力供給に無関係であり、且つ、電力供給とスキャンライン信号の電圧レベルは、互いに無関係である。よって、スキャンライン信号の電圧の範囲値は、電力供給の電圧の範囲値の制限を受けることなく、且つ、表示素子は、駆動回路を共用して、画素駆動回路の表示素子の発光面積を増加する。
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、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
ディスプレイパネルの画素がますます増えていることから、且つ、パネルのカラー色域をより広く表示するために、エンジニアは、通常、ディスプレイパネル内に、より多くの異なる色の発光ユニットを入れ、ディスプレイパネルの画素と色域を増加する。従来の発光ユニットは、エレクトロルミネセント素子と対応する駆動回路を含む。駆動回路が発光できないことから、駆動回路が占める面積が小さければ、発光ユニットの開口率をより大きくすることができる。よって、如何に固定したサイズのディスプレイパネル内に、より少ない駆動回路とより多いエレクトロルミネセント素子を入れるかが、本発明の重点である。
図２は、本発明の実施例に基づいた画素駆動回路２００を表している。画素駆動回路２００は、５ＴＩＣ＋２Ｔの回路設計からなり、スレッショルド電圧と電力供給を補償する能力を有する。また、電力供給ＰＶｄｄの電圧は、スキャン信号Ｓｃａｎの電圧によって制限されないことができる。画素駆動回路２００は、蓄積コンデンサＣｓｔ、転送回路２１０、駆動トランジスタＭ５、トランジスタＭ６と、スイッチング回路２２０と、表示素子ＥＬ１とＥＬ２を含む。表示素子ＥＬ１とＥＬ２は、エレクトロルミネセント素子であり、駆動回路２５０を共用して駆動回路が占める画素駆動回路２００の面積を減少することができる。よって、サブフレーム期間ＳＦ１とＳＦ２での表示素子ＥＬ１とＥＬ２は、駆動回路２５０をそれぞれ用いる。
転送回路２１０は、蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに接続され、データ信号Ｖｄａｔａ、または基準信号Ｖｒｅｆを蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに転送する。基準信号Ｖｒｅｆは、定電圧信号であることができる。駆動トランジスタＭ５は、Ｐ型金属酸化膜半導体（ＰＭＯＳ）トランジスタであることができる。トランジスタＭ５のソースは、電力供給ＰＶｄｄに接続され、電力供給ＰＶｄｄは、直流電源である。駆動トランジスタＭ５のゲートは、蓄積コンデンサＣｓｔの第２節点Ｂに接続される。スイッチング回路２２０は、駆動トランジスタＭ５のドレインに接続され、トランジスタＭ５をダイオード接続させることができる。表示素子ＥＬ１とＥＬ２は、スイッチング回路２２０のトランジスタＭ３とトランジスタＭ７にそれぞれ接続される。また、表示素子ＥＬ１とＥＬ２の陰極は、第２電位に接続され、第２電位は、接地電位、または定電圧ＶＳＳであることができる。
転送回路２１０は、トランジスタＭ１とトランジスタＭ２を含む。図２では、トランジスタＭ１とトランジスタＭ２は、それぞれＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタとＰＭＯＳトランジスタである。トランジスタＭ１のドレインとゲートは、データ信号ＶｄａｔａとスキャンラインＳｃａｎをそれぞれ受ける。トランジスタＭ１のソースは、蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに接続される。トランジスタＭ２のソースとゲートは、基準信号ＶｒｅｆとスキャンラインＳｃａｎをそれぞれ受ける。トランジスタＭ２のドレインも蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに接続される。また、トランジスタＭ１とトランジスタＭ２は、ポリシリコン薄膜トランジスタであり、より高い電流駆動能力を提供することができる。
スキャンラインＳｃａｎが高レベルに引き上げられた時、転送回路２１０は、データ信号Ｖｄａｔａを蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに転送する。スキャンラインＳｃａｎが低レベルに引き下げられた時、転送回路２１０は、基準信号Ｖｒｅｆを蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに転送する。
スイッチング回路２２０は、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４と、トランジスタＭ７を含む。トランジスタＭ３とトランジスタＭ７は、ＰＭＯＳまたはＮＭＯＳであることができる。トランジスタＭ４は、ＮＭＯＳトランジスタである。トランジスタＭ３とトランジスタＭ７のドレインは、表示素子ＥＬ１とＥＬ２の陽極にそれぞれ接続され、トランジスタＭ３のゲートは、発光信号Ｅｍｉｔ＿１を受け、トランジスタＭ７のゲートは、発光信号Ｅｍｉｔ＿２を受ける。駆動トランジスタＭ３とＭ７のソースは、駆動トランジスタＭ５にそれぞれ接続される。トランジスタＭ４は、駆動トランジスタＭ５、トランジスタＭ３と、トランジスタＭ７に接続されたソースを有する。トランジスタＭ４のドレインは、蓄積コンデンサＣｓｔの第２節点Ｂ、トランジスタＭ６のソースと、駆動トランジスタＭ５のゲートに接続される。トランジスタＭ４のゲートは、スキャンライン信号Ｓｃａｎを受ける。本発明の実施例に基づいて、 トランジスタＭ３とトランジスタＭ７は、ポリシリコン薄膜トランジスタであり、より高い電流駆動能力を提供する。スキャンライン信号Ｓｃａｎが高レベルに引き上げられた時、スイッチング回路２２０のトランジスタＭ４は、駆動トランジスタＭ５をダイオード接続のトランジスタにさせ、即ち、駆動トランジスタＭ５のゲートとドレインが短絡し、駆動トランジスタＭ５を１つのダイオードとして見なすことができる。
トランジスタＭ６のドレインは、蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａに接続される。トランジスタＭ６のゲートは、放電信号Ｄｉｓｃｈａｒｇｅに接続される。トランジスタＭ６のソースは、蓄積コンデンサＣｓｔの第２節点Ｂ、トランジスタＭ４のドレインと、駆動トランジスタＭ５のゲートに接続される。
図３は、本発明の実施例に基づいたフレーム信号ＦＲＡＭＥ、放電信号Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、スキャンライン信号Ｓｃａｎと、発光信号Ｅｍｉｔ＿１とＥｍｉｔ＿２のタイミング図を表している。画素駆動回路２００は、フレーム信号ＦＲＡＭＥに基づいて、現在のサブフレーム期間ＳＦ１、またはサブフレーム期間ＳＦ２を判別する。また、１つの完全なフレーム期間ＳＦは、サブフレーム期間ＳＦ１とＳＦ２を含む。サブフレーム期間ＳＦ１の時では、放電信号Ｄｉｓｃｈａｒｇｅが高レベルに引き上げられ、且つ、発光信号Ｅｍｉｔ＿１が高電圧レベルに維持される時、画素駆動回路２００は、放電期間Ｓ１で操作され、この放電期間中、トランジスタＭ６は導通する。スキャンライン信号Ｓｃａｎが低電圧レベルであることから、基準信号Ｖｒｅｆが蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａと第２節点Ｂに入力される。蓄積コンデンサＣｓｔ内の電荷は、放電期間中に放電されることができる。蓄積コンデンサＣｓｔの放電は、続くステップで正常な操作を確保することができる。
蓄積コンデンサＣｓｔの放電に続いて、スキャンライン信号Ｓｃａｎは、高電圧レベルに引き上げられ、続いて、画素駆動回路２００がデータロード期間Ｓ２に入る。スキャン信号Ｓｃａｎが高電圧レベルに引き上げられた時、トランジスタＭ１とトランジスタＭ４は、オンにされ、トランジスタＭ２とトランジスタＭ６は、オフにされる。トランジスタＭ１とトランジスタＭ４がオンにされることから、蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａの電圧は、データ信号Ｖｄａｔａの電圧に等しく、且つ、蓄積コンデンサＣｓｔの第２節点Ｂの電圧は、（ＰＶｄｄ−Ｖｔｈ）に等しい。Ｖｔｈは、駆動トランジスタＭ５のスレッショルド電圧である。よって、この時、蓄積コンデンサ内に保存された電圧は、Ｖｄａｔａ−（ＰＶｄｄ−Ｖｔｈ）である。
スキャン信号Ｓｃａｎが低電圧レベルに引き下げられた時、データロード期間Ｓ２は、終了する。発光信号Ｅｍｉｔ＿１が低電圧レベルに引き下げられた時、画素駆動回路２００は、発光期間Ｓ３に入る。スキャンライン信号Ｓｃａｎが低電圧レベルにあることから、第２トランジスタＭ２は、オンにされ、蓄積コンデンサＣｓｔの第１節点Ａの電圧は、基準信号Ｖｒｅｆに変わる。蓄積コンデンサ内に保存された電圧が直ちに変わることができないことから、蓄積コンデンサＣｓｔの第２節点Ｂの電圧は、Ｖｒｅｆ−［Ｖｄａｔａ−（ＰＶｄｄ−Ｖｔｈ）］に変わる。表示素子ＥＬ１とＥＬ２に流れる電流は、（Ｖｓｇ−Ｖｔｈ）２に比例し、即ち、（Ｖｄａｔａ−Ｖｒｅｆ）２に比例する。よって、サブフレーム期間ＳＦ１では、表示素子ＥＬ１に流れる電流は、駆動トランジスタＭ５のスレッショルド電圧Ｖｔｈと電力供給ＰＶｄｄに無関係である。
サブフレーム期間ＳＦ２の時、発光信号Ｅｍｉｔ＿１は、高電圧電位を維持し、放電信号Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、スキャンライン信号Ｓｃａｎと、発光信号Ｅｍｉｔ＿２は、上述のサブフレーム期間ＳＦ１の発光プロセスを繰り返す。放電信号Ｄｉｓｃｈａｒｇｅが高電圧レベルに引き上げられ、且つ、発光信号Ｅｍｉｔ＿２が高電圧レベルに維持される時、図２内の画素駆動回路２００は、放電期間Ｓ４で操作され、蓄積コンデンサＣｓｔが放電される。スキャンライン信号Ｓｃａｎが高電圧レベルに引き上げられた時、画素駆動回路２００は、データロード期間Ｓ５に入る。スキャンライン信号Ｓｃａｎが低電圧レベルに再び引き下げられた時、データロード期間Ｓ２は、終了する。発光信号Ｅｍｉｔ＿２が低電圧レベルに引き下げられた時、画素駆動回路２００は、発光期間Ｓ６に入る。その他の発光方法と原理は、サブフレーム期間ＳＦ１と同じである。よって、サブフレーム期間ＳＦ２では、表示素子ＥＬ２に流れる電流は、駆動トランジスタＭ５のスレッショルド電圧Ｖｔｈと駆動トランジスタＭ５の電力供給ＰＶｄｄに無関係である。図３に示すように、本発明の実施例に基づいて、放電期間Ｓ１、データロード期間Ｓ２、発光期間Ｓ３、放電期間Ｓ４、データロード期間Ｓ５、発光期間Ｓ６は、順次に発生する。
本発明の実施例の画素駆動回路２００は、駆動トランジスタＭ５のスレッショルド電圧Ｖｔｈと電力供給ＰＶｄｄに無関係であり、且つ、電力供給ＰＶｄｄとスキャンライン信号Ｓｃａｎの電圧レベルは、互いに無関係である。よって、スキャンライン信号Ｓｃａｎの電圧の範囲値は、電力供給ＰＶｄｄの電圧の範囲値の制限を受けることなく、且つ、表示素子ＥＬ１とＥＬ２は、駆動回路２５０を共用して、画素駆動回路２００の表示素子ＥＬ１とＥＬ２の発光面積を増加する。
図４は、本発明のもう１つの実施例に基づいた画像表示システムを表している。本実施例では、画像表示システムは、表示パネル４００、または電子装置６００を含むことができる。図４に示す表示パネル４００は、上述の図２の画素駆動回路２００を含む。表示パネル４００は、電子装置（この場合、電子装置６００）の一部であることができる。一般的に、電子装置６００は、表示パネル４００と電力供給５００を含むことができる。また、電力供給５００は、表示パネル４００に接続され、表示パネル４００に電力を提供する。電子装置は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、テレビ、または携帯型ＤＶＤプレーヤーであることができる。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、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。
従来のＡＭＯＬＥＤディスプレイの２ＴＩＣ（２つのトランジスタと１つのコンデンサ）画素駆動回路を表している。 本発明の実施例に基づいた画素駆動回路を表している。 本発明の実施例に基づいたフレーム信号、放電信号、スキャンライン信号と、発光信号のタイミング図を表している。 本発明のもう１つの実施例に基づいた画像表示システムを表している。
符号の説明
１０、２００ 画素駆動回路
２１０ 転送回路
２２０ スイッチング回路
２５０ 駆動回路
４００ ディスプレイパネル
５００ 電力供給
６００ 電子装置
Ｃｓｔ 蓄積コンデンサ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ 放電信号
ＥＬ、ＥＬ１、ＥＬ２ 表示素子
Ｅｍｉｔ＿１、Ｅｍｉｔ＿２ 発光信号
ＦＲＡＭＥ フレーム信号
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍｘ、Ｍｙ トランジスタ
Ｓｃａｎ スキャンライン信号
ＰＶｄｄ 電力供給
Ｖｄａｔａ データ信号
Ｖｄｄ 電源
Ｖｒｅｆ 基準信号
Ｖｔｈ スレッショルド電圧
Ｓ１、Ｓ４ 放電期間
Ｓ２、Ｓ５ データロード期間
Ｓ３、Ｓ６ 発光期間
ＳＦ フレーム期間
ＳＦ１、ＳＦ２ サブフレーム期間

Claims (5)

  1. 画素駆動回路を含む画像表示システムであって、前記駆動回路は、
    第１節点と第２節点を有する蓄積コンデンサ、
    放電信号を受けるゲートを有し、前記第１節点と前記第２節点の間に接続され、第１放電期間と第２放電期間の放電信号によってオンにされ、前記蓄積コンデンサを放電させるトランジスタ、
    前記蓄積コンデンサの第１節点に接続され、データ信号と基準信号のいずれかを前記蓄積コンデンサの第１節点に伝送する転送回路、
    第１電位に接続された第１端点、前記第２節点に接続された第２端点と、駆動電流を出力する第３端点を有する駆動素子、および
    前記駆動素子、第１表示素子と、第２表示素子に接続され、第１データロード期間と第２データロード期間で前記駆動素子をダイオード接続させ、前記駆動電流を第１発光期間と第２発光期間で、前記第１表示素子と前記第２表示素子にそれぞれ流出するスイッチング回路を含む画像表示システム。
  2. 前記駆動素子の前記第２端点と前記第３端点は、前記第１データロード期間と前記第２データロード期間で互いに接続され、前記駆動素子を前記ダイオードに接続させる請求項１に記載の画像表示システム。
  3. 前記転送回路は、
    第１スキャン信号と前記データ信号を受け、前記第１節点に接続される第１トランジスタ、および
    前記第１スキャン信号と前記基準信号を受け、前記第１節点に接続される第２トランジスタを含む請求項１に記載の画像表示システム。
  4. 前記第１トランジスタは、前記第１スキャンラインを受けるゲート、前記データ信号を受けるドレインと、前記第１節点に接続されたソースを有し、前記第２トランジスタは、前記第１スキャンラインを受けるゲート、前記基準信号を受けるドレインと、前記第１節点に接続されたソースを有する請求項３に記載の画像表示システム。
  5. 前記スイッチング回路は、
    第１発光信号を受け、前記第１表示素子と前記駆動素子の間に接続された第３トランジスタ、
    第１スキャン信号を受け、前記第２節点と前記駆動素子の間に接続された第４トランジスタ、および
    第２発光信号を受け、前記第２表示素子と前記駆動素子の間に接続された第５トランジスタを含む請求項１に記載の画像表示システム。
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