JP2008040451A - 画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置 - Google Patents

画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置を提供すること。
【解決手段】データ駆動部から１の出力線を介して供給されるデータ信号を複数のデータ線に供給するデマルチプレクサ及びデータ線ごとに接続されデータ信号が保存されるデータキャパシタとデータ線を介して接続可能であり、有機発光ダイオードと；データ信号に対応する電圧を充電するためのストレージキャパシタと；有機発光ダイオードに供給される電流量を制御するための第１トランジスタと；現在走査線に走査信号が供給される時にデータ線に供給されるデータ信号を第１トランジスタの第１電極に供給するための第２トランジスタと；現在走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第３トランジスタと；現在走査線に走査信号の供給が中断される時に第１トランジスタのゲート電極の電圧を上昇させるためのブースティングキャパシタと；を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置に関し、特にデータ駆動部の出力線数を減少させると同時に、ブラック階調を安定的に表現できるようにした画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置に関する。
近年、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置としては液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、及び有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。
平板表示装置の中で有機電界発光表示装置は、電子と正孔の再結合によって光を発生する有機発光ダイオードを利用して映像を表示す。このような、有機電界発光表示装置は早い応答速度を持つと同時に低い消費電力によって駆動されるという長所がある。
一般的な有機電界発光表示装置は、画素ごとに形成される駆動トランジスタを利用してデータ信号に対応される電流を有機発光ダイオードに供給することで有機発光ダイオードから光を発生させる。
図１は、従来の一般的な有機電界発光表示装置を示す図面である。
図１を参照すれば、従来の有機電界発光表示装置は、走査線Ｓ１〜Ｓｎ及びデータ線Ｄ１〜Ｄｍの交差領域に形成された画素４０を含む画素部３０と、走査線Ｓ１〜Ｓｎ及び発光制御線Ｅ１〜Ｅｎを駆動するための走査駆動部１０と、データ線Ｄ１〜Ｄｍを駆動するためのデータ駆動部２０と、走査駆動部１０及びデータ駆動部２０を制御するためのタイミング制御部５０とを備える。
走査駆動部１０は、タイミング制御部５０から供給される走査駆動制御信号ＳＣＳに応答して走査信号を生成して、生成された走査信号を走査線Ｓ１〜Ｓｎに順次供給する。また、走査駆動部１０は走査駆動制御信号ＳＣＳに応答して発光制御信号を生成して、生成された発光制御信号を発光制御線Ｅ１〜Ｅｎに順次供給する。
データ駆動部２０は、タイミング制御部５０から供給されるデータ駆動制御信号ＤＣＳに応答してデータ信号を生成して、生成されたデータ信号をデータ線Ｄ１〜Ｄｍに供給する。この時、データ駆動部２０はそれぞれの水平期間１Ｈごとに一ライン分のデータ信号をデータ線Ｄ１〜Ｄｍに供給する。
タイミング制御部５０は、外部から供給される同期信号に対応してデータ駆動制御信号ＤＣＳ及び走査駆動制御信号ＳＣＳを生成する。タイミング制御部５０から生成されたデータ駆動制御信号ＤＣＳはデータ駆動部２０に供給されて、走査駆動制御信号ＳＣＳは走査駆動部１０に供給される。そして、タイミング制御部５０は外部から供給されるデータを再整列してデータ駆動部２０に供給する。
画素部３０は、外部から第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳの供給を受けて、画素４０それぞれに供給する。第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳの供給を受けた画素４０は、データ信号に対応して第１電源ＥＬＶＤＤから有機発光ダイオードＯＬＥＤを経由して第２電源ＥＬＶＳＳに流れる電流量を制御する。ここで、画素４０の発光時間は発光制御信号に対応して制御される。
このように駆動される従来の有機電界発光表示装置において、画素４０のそれぞれは、走査線Ｓ１〜Ｓｎ及びデータ線Ｄ１〜Ｄｍの交差部に位置される。ここで、データ駆動部２０は、ｍ本のデータ線Ｄ１〜Ｄｍそれぞれにデータ信号を供給できるようにｍ本の出力線を備える。
すなわち、従来の有機電界発光表示装置においてデータ駆動部２０は、データ線Ｄ１〜Ｄｍと同じ数の出力線を備える。このために、データ駆動部２０は複数のデータ駆動回路を含み、これによって製造コストが上昇するという問題点が発生する。特に、画素部３０の解像度及びインチが大きくなるほどデータ駆動部２０はさらに多くの出力線を含み、これによって製造コストがさらに上昇される。
米国特許第５、４２６、４４７号明細書 大韓民国特許公開第２００３−００７５９４６号明細書 大韓民国特許登録第１０−０５６２６４７号明細書
このように、従来の画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置によれば、画素の解像度及びインチが大きくなるほどデータ駆動部２０はさらに多くの出力線を含み、これによって製造コストがさらに上昇するという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、データ駆動部の出力線数を減少させると同時にブラック階調を安定的に表現することが可能な、新規かつ改良された画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、データ駆動部から１の出力線を介して供給されるデータ信号を複数のデータ線に供給するデマルチプレクサ及び上記データ線ごとに接続され上記データ信号が保存されるデータキャパシタと上記データ線を介して接続可能であり、有機発光ダイオードと；第１電源と初期化電源との間に接続され、上記データキャパシタに保存されたデータ信号に対応する電圧を充電するためのストレージキャパシタと；上記ストレージキャパシタに充電された電圧に対応して上記有機発光ダイオードに供給される電流量を制御するための第１トランジスタと；上記データキャパシタが接続された上記データ線と現在走査線とに接続されて、上記現在走査線に走査信号が供給される時に上記データ線に供給されるデータ信号を上記第１トランジスタの第１電極に供給するための第２トランジスタと；上記第１トランジスタのゲート電極と第２電極の間に接続されて、上記現在走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第３トランジスタと；上記現在走査線と上記第１トランジスタのゲート電極との間に接続されて、上記現在走査線に走査信号の供給が中断される時に上記第１トランジスタのゲート電極の電圧を上昇させるためのブースティングキャパシタ（ｂｏｏｓｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）と；を備えることを特徴とする画素が提供される。
また、上記第１電源と上記第１トランジスタの第１電極との間に接続されて、発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第４トランジスタと；上記第１トランジスタの第２電極と上記有機発光ダイオードの間に接続されて、上記発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第５トランジスタと；をさらに備えてもよい。
また、上記初期化電源と上記ストレージキャパシタとの間に接続されて、以前走査線に走査信号が供給される時ターンオンされる第６トランジスタをさらに備えてもよい。
また、上記ブースティングキャパシタの容量は、上記ストレージキャパシタの容量より小さく設定されてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、水平期間中のデータ期間の間、それぞれの出力線に複数のデータ信号を供給するためのデータ駆動部と；上記水平期間中のデータ期間を除いた走査期間の間、走査線に走査信号を順次供給して、少なくとも二つの水平期間の間発光制御線に発光制御信号を供給するための走査駆動部と；上記それぞれの出力線ごとに設置されて上記データ期間の間上記複数のデータ信号を複数のデータ線に供給するためのデマルチプレクサと；上記データ線ごとに形成されて上記データ信号を保存するためのデータキャパシタと；上記デマルチプレクサ及び上記データキャパシタと上記データ線を介して接続可能であり、上記データ信号に対応して所定輝度の光を生成する複数の画素と；を備え、上記画素の各々は、有機発光ダイオードと；第１電源と初期化電源との間に接続され、上記データキャパシタに保存されたデータ信号に対応する電圧を充電するためのストレージキャパシタと；上記ストレージキャパシタに充電された電圧に対応して上記有機発光ダイオードに供給される電流量を制御するための第１トランジスタと；上記データキャパシタが接続された上記データ線と現在走査線とに接続されて、上記現在走査線に走査信号が供給される時に上記データ線に供給されるデータ信号を上記第１トランジスタの第１電極に供給するための第２トランジスタと；上記第１トランジスタのゲート電極と第２電極の間に接続されて、上記現在走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第３トランジスタと；上記現在走査線と上記第１トランジスタのゲート電極との間に接続されて、上記現在走査線に走査信号の供給が中断される時に上記第１トランジスタのゲート電極の電圧を上昇させるためのブースティングキャパシタと；を備えることを特徴とする有機電界発光表示装置が提供される。
また、上記第１電源と上記第１トランジスタの第１電極との間に接続されて、発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第４トランジスタと；上記第１トランジスタの第２電極と上記有機発光ダイオードの間に接続されて、上記発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第５トランジスタと；を備えてもよい。
また、上記初期化電源と上記ストレージキャパシタとの間に接続されて、以前走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第６トランジスタをさらに備えてもよい。
また、上記ブースティングキャパシタの容量は、上記ストレージキャパシタの容量より小さく設定されてもよい。
また、上記初期化電源の電圧値は、上記データ信号の電圧より低く設定されてもよい。
また、上記データキャパシタは、上記データ線に等価的に形成される寄生キャパシタまたは別に備えられるキャパシタに設定されてもよい。
また、上記出力線に供給される複数のデータ信号が複数のデータ線に供給されるように、上記データ期間の間、複数の制御信号を上記デマルチプレクサのそれぞれに順次供給するデマルチプレクサ制御部をさらに備えてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、一つの出力線に供給されるデータ信号を複数のデータ線に供給することができ、これによって出力線の数を減少させることができる。
また、本発明によれば、画素にブースティングキャパシタを設置して、ブースティングキャパシタを利用してデータ信号の電圧を上昇させることでデータキャパシタとストレージキャパシタの間のチャージシェアリングを補償することができる。つまり、本発明によれば、ブースティングキャパシタを利用してデータ信号の電圧を上昇させることで所望の階調の映像を正確に表現することができる。
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付された図２〜図１０を参照して詳しく説明する。
図２は、本発明の第１実施形態による有機電界発光表示装置を示す図面である。
図２を参照すれば、本発明の第１実施形態による有機電界発光表示装置は走査駆動部１１０、データ駆動部１２０、画素部１３０、タイミング制御部１５０、デマルチプレクサブロック部１６０、デマルチプレクサ制御部１７０及びデータキャパシタＣを備える。
画素部１３０は、走査線Ｓ１〜Ｓｎ及びデータ線Ｄ１〜Ｄｍによって区画された領域に位置される複数の画素１４０を備える。画素１４０それぞれは、データ線Ｄから供給されるデータ信号に対応して所定輝度の光を生成する。このために、画素１４０それぞれは二つの走査線、一つのデータ線、第１電源ＥＬＶＤＤを供給するための電源線（図示せず。）及び初期化電源を供給するための初期化電源線（図示せず。）と接続される。例えば、最後の水平ラインに位置された画素１４０のそれぞれは、第ｎ−１走査線Ｓｎ−１、第ｎ走査線Ｓｎ、データ線Ｄ、電源線及び初期化電源線と接続される。一方、一番目水平ラインに位置された画素１４０と接続されるように図示されていない走査線（例えば、第０走査線Ｓ０）が追加具備される。
走査駆動部１１０は、タイミング制御部１５０から供給される走査駆動制御信号ＳＣＳに応答して走査信号を生成して、生成された走査信号を走査線Ｓ１〜Ｓｎに順次供給する。ここで、走査駆動部１１０は、図４のように走査信号を１水平期間１Ｈ中一部期間のみ供給する。
これを詳しく説明すれば、本発明の第１実施形態において一つの水平期間１Ｈは、走査期間及びデータ期間に分割される。走査駆動部１１０は、一つの水平期間１Ｈ中走査期間の間、走査線Ｓに走査信号を供給する。そして、走査駆動部１１０は、一つの水平期間１Ｈ中データ期間の間、走査信号を供給しない。一方、走査駆動部１１０は、走査駆動制御信号ＳＣＳに応答して発光制御信号を生成して、生成された発光制御信号を発光制御線Ｅ１〜Ｅｎに順次供給する。ここで、発光制御信号は、少なくとも二つの水平期間の間供給される。
データ駆動部１２０は、タイミング制御部１５０から供給されるデータ駆動制御信号ＤＣＳに応答してデータ信号を生成して、生成されたデータ信号を出力線Ｏ１〜Ｏｍ／ｉに供給する。ここで、データ駆動部１２０は、一つの水平期間１Ｈの間、それぞれの出力線Ｏ１〜Ｏｍ／Ｉに図４のように少なくともｉ（ｉは２以上の自然数）個のデータ信号を順次供給する。
これを詳しく説明すれば、データ駆動部１２０は、一つの水平期間１Ｈ中データ期間の間、実際画素に供給されるｉ個のデータ信号Ｒ、Ｇ、Ｂを順次供給する。ここで、実際画素に供給されるデータ信号Ｒ、Ｇ、Ｂがデータ期間のみに供給されるから、実際に画素に供給されるデータ信号Ｒ、Ｇ、Ｂと走査信号の供給時間が重畳されない。そして、データ駆動部１２０は、一つの水平期間１Ｈ中走査期間の間、輝度に寄与しないダミーデータＤＤを供給する。ここで、ダミーデータＤＤは輝度に寄与しないデータであるから供給されないこともある。
タイミング制御部１５０は、外部から供給される同期信号に対応してデータ駆動制御信号ＤＣＳ及び走査駆動制御信号ＳＣＳを生成する。タイミング制御部１５０から生成されたデータ駆動制御信号ＤＣＳは、データ駆動部１２０に供給されて、走査駆動制御信号ＳＣＳは、走査駆動部１１０に供給される。
デマルチプレクサブロック部１６０は、ｍ／ｉ個のデマルチプレクサ１６２を備える。言い換えて、デマルチプレクサブロック部１６０は、出力線Ｏ１〜Ｏｍ／ｉと同じ数のデマルチプレクサ１６２を具備し、それぞれのデマルチプレクサ１６２は出力線Ｏ１〜Ｏｍ／ｉの中でいずれか一つと接続される。そして、デマルチプレクサ１６２それぞれは、Ｉ本のデータ線Ｄと接続される。このようなデマルチプレクサ１６２は、データ期間の間出力線Ｏに供給されるｉ個のデータ信号をＩ本のデータ線Ｄに供給する。
このように一つの出力線Ｏに供給されるデータ信号をＩ本のデータ線Ｄに供給すれば、データ駆動部１２０に含まれる出力線Ｏの数が急激に減少される。例えば、ｉを３に仮定すれば、データ駆動部１２０に含まれた出力線Ｏの数は従来の１／３水準に減少されて、これによってデータ駆動部１２０内部に含まれたデータ駆動回路の数も減少する。すなわち、本発明では、デマルチプレクサ１６２を利用して一つの出力線Ｏに供給されるデータ信号をＩ本のデータ線Ｄに供給することで、製造コストを低減することができるという長所がある。
デマルチプレクサ制御部１７０は、出力線Ｏに供給されるｉ個のデータ信号がＩ本のデータ線Ｄに分割されて供給されうるように、一つの水平期間１Ｈ中データ期間の間ｉ個の制御信号をデマルチプレクサ１６２それぞれに供給する。ここで、デマルチプレクサ制御部１７０は、データ期間の間供給されるｉ個の制御信号が図４のように互いに重畳されないように順次供給する。
一方、図２ではデマルチプレクサ制御部１７０がタイミング制御部１５０の外部に設置されたことに示したが、本発明がこれに限定されるのではない。例えば、デマルチプレクサ制御部１７０はタイミング制御部１５０の内部に設置することができる。
データキャパシタＣは、データ線Ｄごとにそれぞれ設置される。このようなデータキャパシタＣは、データ線Ｄに供給されるデータ信号を臨時保存して、保存されたデータ信号を画素１４０に供給する。ここで、データキャパシタＣは、データ線Ｄに等価的に形成される寄生キャパシタに利用される。実際に、データ線Ｄそれぞれに等価的に形成される寄生キャパシタは、画素１４０それぞれに形成されるストレージキャパシタより大きい容量を持つので、データ信号を安定的に保存することができる。
図３は、図２に示されたデマルチプレクサの内部回路図を示す図面である。
図３では説明の便宜性のためにｉを３に仮定する。そして、図３には一番目出力線Ｏ１に接続されたデマルチプレクサ１６２を図示する。
図３を参照すれば、デマルチプレクサ１６２それぞれは、第１スイッチング素子Ｔ１、第２スイッチング素子Ｔ２及び第３スイッチング素子Ｔ３を備える。
第１スイッチング素子Ｔ１は、第１出力線Ｏ１と第１データ線Ｄ１の間に接続される。このような第１スイッチング素子Ｔ１は、デマルチプレクサ制御部１７０から第１制御信号ＣＳ１が供給される時ターンオンされて、第１出力線Ｏ１に供給されるデータ信号を第１データ線Ｄ１に供給する。第１制御信号ＣＳ１が供給される時、第１データ線Ｄ１に供給されるデータ信号は、第１データキャパシタＣｄａｔａＲに臨時保存される。
第２スイッチング素子Ｔ２は、第１出力線Ｏ１と第２データ線Ｄ２の間に接続される。このような第２スイッチング素子Ｔ２は、デマルチプレクサ制御部１７０から第２制御信号ＣＳ２が供給される時ターンオンされて第１出力線Ｏ１に供給されるデータ信号を第２データ線Ｄ２に供給する。第２制御信号ＣＳ２が供給される時、第２データ線Ｄ２に供給されるデータ信号は、第２データキャパシタＣｄａｔａＧに臨時保存される。
第３スイッチング素子Ｔ３は、第１出力線Ｏ１と第３データ線Ｄ３の間に接続される。このような第３スイッチング素子Ｔ３は、デマルチプレクサ制御部１７０から第３制御信号ＣＳ３が供給される時ターンオンされて第１出力線Ｏ１に供給されるデータ信号を第３データ線Ｄ３に供給する。第３制御信号ＣＳ３が供給される時、第３データ線Ｄ３に供給されるデータ信号は、第３データキャパシタＣｄａｔａＢに臨時保存される。
図５は、図２に示された画素の第１実施形態を示す回路図である。
図５を参照すれば、本発明の第１実施形態による画素１４０それぞれは、有機発光ダイオードＯＬＥＤと、データ線Ｄ、走査線Ｓｎ及び発光制御線Ｅｎに接続されて有機発光ダイオードＯＬＥＤを制御するための画素回路１４２を備える。
有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極は、画素回路１４２に接続されて、カソード電極は第２電源ＥＬＶＳＳに接続される。第２電源ＥＬＶＳＳは第１電源ＥＬＶＤＤより低い電圧に設定される。有機発光ダイオードＯＬＥＤは、画素回路１４２から供給される電流量に対応されて赤色、緑色及び青色の中でいずれか一つの光を生成する。
画素回路１４２は、第１電源ＥＬＶＤＤと初期化電源Ｖｉｎｔの間に接続されるストレージキャパシタＣｓｔ及び第６トランジスタＭ６と、第１電源ＥＬＶＤＤと有機発光ダイオードＯＬＥＤの間に接続される第４トランジスタＭ４、第１トランジスタＭ１、第５トランジスタＭ５と、第１トランジスタＭ１のゲート電極と第２電極の間に接続される第３トランジスタＭ３と、データ線Ｄと第１トランジスタＭ１の第１電極の間に接続される第２トランジスタＭ２を備える。
ここで、第１電極は、ドレイン電極及びソース電極の中でいずれか一つに設定されて、第２電極は、第１電極と他の電極に設定される。例えば、第１電極がソース電極に設定されたら、第２電極はドレイン電極に設定される。そして、図５において、第１〜第６トランジスタＭ１〜Ｍ６がＰタイプＭＯＳＦＥＴに示されたが、本発明がこれに限定されるのではない。ただし、第１〜第６トランジスタＭ１〜Ｍ６がＮタイプＭＯＳＦＥＴに形成されれば、当業者に広く知られたように駆動波形の極性が反転される。
第１トランジスタＭ１の第１電極は、第４トランジスタＭ４を経由して第１電源ＥＬＶＤＤに接続されて、第２電極は、第５トランジスタＭ５を経由して有機発光ダイオードＯＬＥＤに接続される。そして、第１トランジスタＭ１のゲート電極は、第１ノードＮ１に接続される。このような第１トランジスタＭ１は、ストレージキャパシタＣｓｔに充電された電圧、すなわち、第１ノードＮ１に印加される電圧に対応する電流を有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給する。
第３トランジスタＭ３の第１電極は、第１トランジスタＭ１の第２電極に接続されて、第２電極は、第１トランジスタＭ１のゲート電極に接続される。そして、第３トランジスタＭ３のゲート電極は、第ｎ走査線Ｓｎ（現在走査線）に接続される。このような第３トランジスタＭ３は、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給される時ターンオンされて第１トランジスタＭ１をダイオード形態で接続させる。すなわち、第３トランジスタＭ３がターンオンされる時、第１トランジスタＭ１はダイオード形態で接続される。
第２トランジスタＭ２の第１電極は、データ線Ｄに接続されて、第２電極は、第１トランジスタＭ１の第１電極に接続される。そして、第２トランジスタＭ２のゲート電極は、第ｎ走査線Ｓｎに接続される。このような第２トランジスタＭ２は、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給される時ターンオンされて、データ線Ｄに供給されるデータ信号を第１トランジスタＭ１の第１電極に供給する。
第４トランジスタＭ４の第１電極は、第１電源ＥＬＶＤＤに接続されて、第２電極は、第１トランジスタＭ１の第１電極に接続される。そして、第４トランジスタＭ４のゲート電極は、発光制御線Ｅｎに接続される。このような第４トランジスタＭ４は、発光制御信号が供給されない時（すなわち、ローの発光制御信号が供給される時）ターンオンされて、第１電源ＥＬＶＤＤと第１トランジスタＭ１を電気的に接続させる。
第５トランジスタＭ５の第１電極は、第１トランジスタＭ１に接続されて、第２電極は、有機発光ダイオードＯＬＥＤに接続される。そして、第５トランジスタＭ５のゲート電極は、発光制御線Ｅｎに接続される。このような第５トランジスタＭ５は、発光制御信号が供給されない時（すなわち、ローの発光制御信号が供給される時）ターンオンされて第１トランジスタＭ１と有機発光ダイオードＯＬＥＤを電気的に接続させる。
第６トランジスタＭ６の第１電極は、ストレージキャパシタＣｓｔ及び第１トランジスタＭ１のゲート電極（すなわち、第１ノードＮ１）に接続されて、第２電極は、初期化電源Ｖｉｎｔに接続される。そして、第６トランジスタＭ６のゲート電極は、第ｎ−１走査線Ｓｎ−１に接続される。このような第６トランジスタＭ６は、第ｎ−１走査線Ｓｎ−１（以前走査線）に走査信号が供給される時ターンオンされて第１ノードＮ１を初期化する。このために、初期化電源Ｖｉｎｔの電圧値は、データ信号の電圧値より低く設定される。
図６は、デマルチプレクサと画素の連結構造を詳しく示す図面である。
図４及び図６を結付して動作過程を詳しく説明すれば、まず一つの水平期間１Ｈ中走査期間の間、第ｎ−１走査線Ｓｎ−１に走査信号が供給される。第ｎ−１走査線Ｓｎ−１に走査信号が供給されれば、画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂそれぞれに含まれた第６トランジスタＭ６がターンオンされる。第６トランジスタＭ６がターンオンされれば、ストレージキャパシタＣｓｔ及び第１トランジスタＭ１のゲート端子が初期化電源Ｖｉｎｔと接続される。すると、ストレージキャパシタＣｓｔ及び第１トランジスタＭ１のゲート電極は、初期化電源Ｖｉｎｔの電圧に初期化される。
以後、データ期間の間順次供給される第１制御信号ＣＳ１〜第３制御信号ＣＳ３によって第１スイッチング素子Ｔ１、第２スイッチング素子Ｔ２及び第３スイッチング素子Ｔ３が順次ターンオンされる。第１スイッチング素子Ｔ１がターンオンされれば、第１データ線Ｄ１に形成された第１データキャパシタＣＲにデータ信号に対応される電圧が充電される。
第２スイッチング素子Ｔ２がターンオンされれば、第２データ線Ｄ２に形成された第２データキャパシタＣＧにデータ信号に対応される電圧が充電される。
第３スイッチング素子Ｔ３がターンオンされれば、第３データ線Ｄ３に形成された第３データキャパシタＣＢにデータ信号に対応される電圧が充電される。この時、画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂそれぞれに含まれた第２トランジスタＭ２がターンオフ状態に設定されるから、画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂにはデータ信号が供給されない。
以後、データ期間に引き継ぐ走査期間の間、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給される。第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給されれば、画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂそれぞれに含まれた第２トランジスタＭ２及び第３トランジスタＭ３がターンオンされる。画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂそれぞれに含まれた第２トランジスタＭ２及び第３トランジスタＭ３がターンオンされれば、第１データキャパシタＣＲ〜第３データキャパシタＣＢに保存されたデータ信号に対応される電圧が画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂに供給される。
ここで、画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂに含まれた第１トランジスタＭ１のゲート電極の電圧が初期化電源Ｖｉｎｔによって初期化されたので（すなわち、データ信号の電圧より低く設定されるので）、第１トランジスタＭ１がターンオンされる。第１トランジスタＭ１がターンオンされれば、データ信号が第１トランジスタＭ１及び第３トランジスタＭ３を経由して第１ノードＮ１に供給される。この時、画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂそれぞれに含まれたストレージキャパシタＣｓｔにはデータ信号に対応される電圧が充電される。ここで、ストレージキャパシタＣｓｔには、データ信号に対応される電圧以外に第１トランジスタＭ１の閾値電圧に対応する電圧が追加的に充電される。
以後、発光制御信号Ｅｎで発光制御信号が供給されない時（すなわち、ローの発光制御信号が供給される時）、第４及び第５トランジスタＭ４、Ｍ５がターンオンされてストレージキャパシタＣｓｔに充電された電圧に対応される電流が有機発光ダイオードＯＬＥＤＲ、ＯＬＥＤＧ、ＯＬＥＤＢに供給されて所定輝度の赤色、緑色及び青色光が生成される。
上述したように、本発明ではデマルチプレクサ１６２を利用して一つの出力線Ｏに供給されるデータ信号をｉ本のデータ線Ｄに供給することができるという長所がある。
しかし、本発明の第１実施形態による画素１４０ではブラック階調を正確に表現することができないという問題点がある。これを詳しく説明すれば、データ期間の間データキャパシタＣに充電された電圧は走査期間の間画素１４０それぞれに含まれたストレージキャパシタＣｓｔに供給される。この場合、データキャパシタＣとストレージキャパシタＣｓｔのチャージシェアリングによってストレージキャパシタＣｓｔには所望の電圧より低い電圧が充電される。
したがって、ブラック階調にあたるデータ信号が供給される場合、実際印加した電圧より（すなわち、データキャパシタＣに充電された電圧より）低い電圧がストレージキャパシタＣｓｔに充電される。すると、ブラック階調が正確に表現されないという問題点が発生される。実際に、このような問題はブラック階調のみならず他の階調を表現する時も同じく発生する。
一方、このような問題点を解消するためにブラック階調にあたるデータ信号の電圧を既存より高く印加する方法が予測できる。しかし、現在使われるデータ駆動回路ではブラック階調のデータ信号の電圧を高く印加することが不可能である。
また、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧を低めてブラック階調を表現する方法が予測されうる。しかし、第１電源ＥＬＶＤＤの電圧が低くなれば第２電源ＥＬＶＳＳの電圧も低くなって效率（ＤＣ／ＤＣコンバータ）の效率が急激に低くなるという問題点がある。
したがって、本発明ではこのような問題点を解消するために、図７のような画素を提案する。
図７は、図２に示された画素の第２実施形態を示す回路図である。図７を説明する時、図５と同じ構成に対して詳細な説明は略する。
図７を参照すれば、本発明の第２実施例による画素１４０’は第１ノードＮ１と第ｎ走査線Ｓｎの間にブースティングキャパシタ（ｂｏｏｓｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｂを備える。
ブースティングキャパシタＣｂは第ｎ走査線Ｓｎに供給される走査信号がターンオフされる時第１ノードＮ１の電圧を上昇させる。このように第１ノードＮ１の電圧が上昇されれば、ブラック階調（他の階調も含む）を正確に表現することができる。
図８は、図７に示された画素とデマルチプレクサの連結構造を示す図面である。
図４及び図８を結付して動作過程を詳しく説明すれば、まず一つの水平期間１Ｈ中走査期間の間、第ｎ−１走査線Ｓｎ−１に走査信号が供給される。第ｎ−１走査線Ｓｎ−１に走査信号が供給されれば、画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’それぞれに含まれた第６トランジスタＭ６がターンオンされる。第６トランジスタＭ６がターンオンされれば、ストレージキャパシタＣｓｔ及び第１トランジスタＭ１のゲート端子が初期化電源Ｖｉｎｔと接続される。すると、ストレージキャパシタＣｓｔ及び第１トランジスタＭ１のゲート電極は、初期化電源Ｖｉｎｔの電圧に初期化される。
以後、データ期間の間順次供給される第１制御信号ＣＳ１〜第３制御信号ＣＳ３によって、第１スイッチング素子Ｔ１、第２スイッチング素子Ｔ２及び第３スイッチング素子Ｔ３が順次ターンオンされる。
第１スイッチング素子Ｔ１がターンオンされれば、第１データ線Ｄ１に形成された第１データキャパシタＣＲにデータ信号に対応される電圧が充電される。
第２スイッチング素子Ｔ２がターンオンされれば、第２データ線Ｄ２に形成された第２データキャパシタＣＧにデータ信号に対応される電圧が充電される。
第３スイッチング素子Ｔ３がターンオンされれば、第３データ線Ｄ３に形成された第３データキャパシタＣＢにデータ信号に対応される電圧が充電される。この時、画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’それぞれに含まれた第２トランジスタＭ２がターンオフ状態に設定されるので、画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’にはデータ信号が供給されない。
以後、データ期間に引き継ぐ走査期間の間、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給される。第ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給されれば画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’それぞれに含まれた第２トランジスタＭ２及び第３トランジスタＭ３がターンオンされる。画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’それぞれに含まれた第２トランジスタＭ２及び第３トランジスタＭ３がターンオンされれば第１データキャパシタＣＲ〜第３データキャパシタＣＢに保存されたデータ信号に対応される電圧が画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂに供給される。
ここで、画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’に含まれた第１トランジスタＭ１のゲート電極の電圧が初期化電源Ｖｉｎｔによって初期化されたから（すなわち、データ信号の電圧より低く設定されるから）第１トランジスタＭ１がターンオンされる。
第１トランジスタＭ１がターンオンされれば、データ信号が第１トランジスタＭ１及び第３トランジスタＭ３を経由して第１ノードＮ１に供給される。この時、画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’それぞれに含まれたストレージキャパシタＣｓｔにはデータ信号に対応される電圧が充電される。ここで、ストレージキャパシタＣｓｔには、データ信号に対応される電圧以外に第１トランジスタＭ１の閾値電圧に対応する電圧が追加的に充電される。
一方、データキャパシタＣとストレージキャパシタＣｓｔのチャージシェアリングによって、画素１４０Ｒ’、１４０Ｇ’、１４０Ｂ’それぞれの第１ノードＮ１には、所望の電圧より低い電圧が供給される。よって、ストレージキャパシタＣｓｔには所望の電圧が充電されない。
以後、第ｎ走査線Ｓｎに供給される走査信号の供給が中断される。言い換えると、図９に示されたように、第ｎ走査線Ｓｎの電圧は、第４電源ＶＶＳＳの電圧から第３電源ＶＶＤＤの電圧に上昇される。ここで、第４電源ＶＶＳＳは、走査信号が供給される時供給される電圧であり、第２トランジスタＭ２及び第３トランジスタＭ３がターンオンされうる電圧に設定されて、第３電源ＶＶＤＤは走査信号の供給が中断される時供給される電圧であり、第２トランジスタＭ２及び第３トランジスタＭ３がターンオフされうる電圧に設定される。
第ｎ走査線Ｓｎに走査信号の供給が中断される時、第１ノードＮ１はフローティング状態に設定される。したがって、第ｎ走査線Ｓｎに走査信号の供給が中断される時、ブースティングキャパシタＣｂによって第１ノードＮ１の電圧が上昇される。ここで、第１ノードＮ１の上昇電圧は数学式１によって決定される。
Ｎ１上昇電圧＝Ｃｂ／（Ｃｂ＋Ｃｓｔ）×（ＶＶＤＤ−ＶＶＳＳ）・・・（数学式１）
数学式１を参照すれば、第１ノードＮ１の上昇電圧は、第ｎ走査線Ｓｎに供給される走査信号の上昇幅（ＶＶＤＤ−ＶＶＳＳ）と、ブースティングキャパシタＣｂ及びストレージキャパシタＣｓｔの容量によって決定される。
したがって、本発明では、データキャパシタＣとストレージキャパシタＣｓｔのチャージシェアリングによって改善された電圧に対応してブースティングキャパシタＣｂ及びストレージキャパシタＣｓｔの容量を調節して第１ノードＮ１の電圧を上昇させる。すると、ストレージキャパシタＣｓｔに所望の電圧が充電されることができ、これによって所望の階調を表現することができるという長所がある。
一方、本実施形態では、第１ノードＮ１の電圧を所望の電圧に上昇できるようにストレージキャパシタＣｓｔの容量をブースティングキャパシタＣｂの容量より大きく設定する。言い換えると、第３電源ＶＶＤＤと第４電源ＶＶＳＳの電圧差は、おおよそ１０Ｖ以上に設定される。したがって、ブースティングキャパシタＣｂの容量がストレージキャパシタＣｓｔより大きく設定されれば、第１ノードＮ１が所望の電圧より高く上昇される。これを防止するために、本発明ではブースティングキャパシタＣｂの容量をストレージキャパシタＣｓｔの容量より低く設定する。
第ｎ走査線Ｓｎに走査信号の供給が中断されて第１ノードＮ１の電圧が上昇された後、第ｎ発光制御線Ｅｎで発光制御信号の供給が中断される。すると、第４トランジスタＭ４及び第５トランジスタＭ５がターンオンされ、これによってストレージキャパシタＣｓｔに充電された電圧に対応される電流が、有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給される。
図１０は、本発明の第１実施形態による画素と第２実施形態による画素にブラックに対応するデータ信号が供給された時、有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給される電流を示す図面である。
図１０では第１電源ＥＬＶＤＤを５Ｖに設定して、第２電源ＥＬＶＳＳを−６Ｖに設定した。そして、ストレージキャパシタＣｓｔをブースティングキャパシタＣｂの１０倍の容量に設定した。
図１０を参照すれば、図５に示された本発明の第１実施形態による画素にブラックに対応するデータ信号が供給される場合、おおよそ７ｎＡの電流が有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給される。したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤでは所定の光が発光されて、これによってブラック階調を正確に表現することができない。
図７に示された本発明の第２実施形態による画素にブラックに対応するデータ信号が供給される場合、おおよそ０．０２ｎＡの電流が有機発光ダイオードＯＬＥＤに供給される。したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光されず、これによってブラック階調を正確に表現することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、画素及びこれを利用した有機電界発光表示装置に適用可能である。
従来の有機電界発光表示装置を示す図面である。 本発明の第１実施形態による有機電界発光表示装置を示す図面である。 図２に示されたデマルチプレクサを示す回路図である。 本発明の第１実施形態による有機電界発光表示装置の駆動方法を示す波形図である。 本発明の第１実施形態による画素を示す回路図である。 図５に示された画素とデマルチプレクサの接続を示す図面である。 本発明の第２実施形態による画素を示す回路図である。 図７に示された画素とデマルチプレクサの接続を示す図面である。 走査信号の電圧を簡略的に示す図面である。 図５及び図７に示された画素でブラック階調表現の時流れる電流を示す図面である。
符号の説明
１０、１１０ 走査駆動部
２０、１２０ データ駆動部
３０、１３０ 画素部
４０、１４０ 画素
５０、１５０ タイミング制御部
１４２ 画素回路
１６０ デマルチプレクサブロック部
１６２ デマルチプレクサ
１７０ デマルチプレクサ制御部

Claims (11)

  1. データ駆動部から１の出力線を介して供給されるデータ信号を複数のデータ線に供給するデマルチプレクサ及び前記データ線ごとに接続され前記データ信号が保存されるデータキャパシタと前記データ線を介して接続可能であり、
    有機発光ダイオードと；
    第１電源と初期化電源との間に接続され、前記データキャパシタに保存されたデータ信号に対応する電圧を充電するためのストレージキャパシタと；
    前記ストレージキャパシタに充電された電圧に対応して前記有機発光ダイオードに
    供給される電流量を制御するための第１トランジスタと；
    前記データキャパシタが接続された前記データ線と現在走査線とに接続されて、前記現在走査線に走査信号が供給される時に前記データ線に供給されるデータ信号を前記第１トランジスタの第１電極に供給するための第２トランジスタと；
    前記第１トランジスタのゲート電極と第２電極の間に接続されて、前記現在走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第３トランジスタと；
    前記現在走査線と前記第１トランジスタのゲート電極との間に接続されて、前記現在走査線に走査信号の供給が中断される時に前記第１トランジスタのゲート電極の電圧を上昇させるためのブースティングキャパシタと；
    を備えることを特徴とする画素。
  2. 前記第１電源と前記第１トランジスタの第１電極との間に接続されて、発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第４トランジスタと；
    前記第１トランジスタの第２電極と前記有機発光ダイオードの間に接続されて、前記発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第５トランジスタと；
    をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画素。
  3. 前記初期化電源と前記ストレージキャパシタとの間に接続されて、以前走査線に走査信号が供給される時ターンオンされる第６トランジスタをさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の画素。
  4. 前記ブースティングキャパシタの容量は、前記ストレージキャパシタの容量より小さく設定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画素。
  5. 水平期間中のデータ期間の間、それぞれの出力線に複数のデータ信号を供給するためのデータ駆動部と；
    前記水平期間中のデータ期間を除いた走査期間の間、走査線に走査信号を順次供給して、少なくとも二つの水平期間の間発光制御線に発光制御信号を供給するための走査駆動部と；
    前記それぞれの出力線ごとに設置されて前記データ期間の間前記複数のデータ信号を複数のデータ線に供給するためのデマルチプレクサと；
    前記データ線ごとに形成されて前記データ信号を保存するためのデータキャパシタと；
    前記デマルチプレクサ及び前記データキャパシタと前記データ線を介して接続可能であり、前記データ信号に対応して所定輝度の光を生成する複数の画素と；
    を備え、
    前記画素の各々は、
    有機発光ダイオードと；
    第１電源と初期化電源との間に接続され、前記データキャパシタに保存されたデータ信号に対応する電圧を充電するためのストレージキャパシタと；
    前記ストレージキャパシタに充電された電圧に対応して前記有機発光ダイオードに供給される電流量を制御するための第１トランジスタと；
    前記データキャパシタが接続された前記データ線と現在走査線とに接続されて、前記現在走査線に走査信号が供給される時に前記データ線に供給されるデータ信号を前記第１トランジスタの第１電極に供給するための第２トランジスタと；
    前記第１トランジスタのゲート電極と第２電極の間に接続されて、前記現在走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第３トランジスタと；
    前記現在走査線と前記第１トランジスタのゲート電極との間に接続されて、前記現在走査線に走査信号の供給が中断される時に前記第１トランジスタのゲート電極の電圧を上昇させるためのブースティングキャパシタと；
    を備えることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  6. 前記第１電源と前記第１トランジスタの第１電極との間に接続されて、発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第４トランジスタと；
    前記第１トランジスタの第２電極と前記有機発光ダイオードの間に接続されて、前記発光制御線に供給される発光制御信号に対応してターンオン及びターンオフされる第５トランジスタと；
    を備えることを特徴とする、請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記初期化電源と前記ストレージキャパシタとの間に接続されて、以前走査線に走査信号が供給される時にターンオンされる第６トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項６記載の有機電界発光表示装置。
  8. 前記ブースティングキャパシタの容量は、前記ストレージキャパシタの容量より小さく設定されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
  9. 前記初期化電源の電圧値は、前記データ信号の電圧より低く設定されることを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
  10. 前記データキャパシタは、前記データ線に等価的に形成される寄生キャパシタまたは別に備えられるキャパシタに設定されることを特徴とする、請求項５〜９のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
  11. 前記出力線に供給される複数のデータ信号が複数のデータ線に供給されるように、前記データ期間の間、複数の制御信号を前記デマルチプレクサのそれぞれに順次供給するデマルチプレクサ制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項５〜１０のいずれか記載の有機電界発光表示装置。
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