JP2008242498A - 表示パネル、及びこれを利用した発光表示装置とその駆動方法 - Google Patents

表示パネル、及びこれを利用した発光表示装置とその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電流駆動方式の発光表示装置でデータ記入時間を短くし、発光表示装置で正確なデータの表現が行われる。
【解決手段】発光表示装置には、データ線、信号線、画素回路１１０、データ駆動部２００、プリチャージ部５００が形成されている。画素回路１１０は、第１スイッチング素子、トランジスタ、キャパシタ、そして発光素子を含む。プリチャージのための制御信号に応答してプリチャージ付加データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流が供給されるようにする。データ線がプリチャージされている状態で、第１スイッチング素子が信号線から印加される第１レベルの走査信号に応答してデータ線からのデータ電流を伝達すれば、キャパシタにデータ電流に相当する電圧がより急速に充電される。信号線から印加される第２レベルの走査信号によってキャパシタに充電された電圧に対応する電流がトランジスタを通じて発光素子に供給され、発光素子が発光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示パネル、及びこれを利用した発光表示装置とその駆動方法に関し、特に、有機電界発光（以下、有機ELと言う）表示パネル、及びこれを利用した発光表示装置とその駆動方法に関する。
一般に、有機EL表示装置は、蛍光性有機化合物を電気的に励起して発光させる表示装置であって、M×N個の有機発光セルを電圧駆動あるいは電流駆動して映像を表現するようになっている。このような有機発光セルは、アノード（ITO）、有機薄膜、カソードレイヤ（金属）の構造を有している。有機薄膜は、電子及び正孔の均衡を良くして発光効率を向上させるために、発光層（EML）、電子輸送層（ETL）、及び正孔輸送層（HTL）を含む多層構造からなり、また、別途の電子注入層（EIL）及び正孔注入層（HIL）を含んでいる。
このように構成される有機発光セルを駆動する方式には、単純マトリックス方式と薄膜トランジスタ（TFT）を利用した能動駆動方式とがある。単純マトリックス方式は、正極及び負極を直交するように形成し、ラインを選択して駆動するのに比べて、能動駆動方式は、薄膜トランジスタを各ITO（indium tin oxide）画素電極に接続し、薄膜トランジスタのゲートに接続されたキャパシタの容量によって維持された電圧によって駆動する方式である。この時、能動駆動方式は、キャパシタの電圧を設定するために印加される信号の形態によって、電圧駆動方式と電流駆動方式とに分けられる。
従来の電圧駆動方式の画素回路では、製造工程の不均一性によって生じる薄膜トランジスタのしきい電圧（VTH）及びキャリア移動度の偏差によって、高階調を表現するのが難しいという問題点がある。例えば、３Vで画素の薄膜トランジスタを駆動する場合、８ビット（２５６）階調を表現するためには１２mV（=３V/２５６）以下の間隔で薄膜トランジスタのゲートに電圧を印加しなければならないが、もし製造工程の不均一性のために薄膜トランジスタのしきい電圧の偏差が１００ｍＶである場合には、高階調を表現するのが難しくなる。
これに反して、電流駆動方式の画素回路は、画素回路に電流を供給する電流源がパネル全体を通じて均一であるとすれば、各画素内の駆動トランジスタが不均一な電圧／電流特性を有するとしても、均一なディスプレイ特性を得ることができる。
しかし、電流駆動方式の画素回路では、データ線に存在する寄生キャパシタンスのためにデータ記入時間が長くかかるという問題点がある。具体的に、直前の画素ラインのデータによるデータ線の電圧状態によって現在の画素ラインにデータを記入する時間（データ記入時間）が影響を受け、特に、データ線に目標電圧（現在のデータに相当する電圧）と差の大きい電圧が充電されている場合に、データ記入時間がさらに長くなる。このような現象は、階調レベルが低いほど（ブラック近く）より著しく現れる。図９に従来の発光表示装置での階調別データ記入時間の変化を示したグラフが示されている。添付した図９で、時間（t１〜t７）はデータ記入時間を示しており、グラフの右側にある凡例は直前の画素ラインに連結された画素回路に記入されたデータの階調レベル（ｇｒａｙ）を示している。
例えば、直前の画素ラインに連結された画素回路に記入されたデータの階調レベルが“８”である場合、現在の画素ラインに連結された画素回路に記入するデータの階調レベルも８（曲線が横軸とぶつかる点）であれば、データ線の電圧状態が目標電圧と差がないため、データ記入に必要な時間はほぼ“０”となる。
しかし、現在記入しようとするデータの階調レベルが８から離れるほど、データ線の電圧状態と目標電圧との差が大きくなるので、データ記入に必要な時間が長くなる。
一方、データ記入に必要な時間は、データ線を駆動するデータ電流の大きさに反比例する。したがって、階調レベルが低くなれば、データ線を駆動するデータ電流も小さくなるので、データ記入時間が急激に長くなる。つまり、図９から分かるように、階調レベルが低い（ブラック近く）ほど、低い電流でデータ線の電圧を大きな電圧範囲に変化させるため、データ記入時間が長くなる。
したがって、本発明が目的とする技術的課題は、電流駆動方式の発光表示装置でデータ記入時間を短くすることにある。
また、本発明の他の技術的課題は、発光表示装置で正確なデータ表現が行われるようにすることにある。
本発明の一つの特徴による発光表示装置は、データ電流を伝達し、一方向に形成されている複数のデータ線;走査信号を伝達し、前記データ線と交差している複数の信号線;前記データ線と前記信号線とが交差して形成される領域に各々形成されており、印加されるデータ電流に対応する画像を表示する複数の画素回路;前記データ線にデータ電流を供給するデータ駆動部;及び印加される制御信号によって前記データ線にプリチャージ電流を供給するプリチャージ部;を含む。ここで、前記プリチャージ電流は、前記データ電流のX（Xは１より大きい実数）倍である。
一方、前記画素回路は、前記信号線から印加される走査信号に応答して前記データ線からのデータ電流を伝達する第１スイッチング素子;前記第１スイッチング素子からのデータ電流に相当する電圧を充電するキャパシタ;発光素子;及び前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流を前記発光素子に供給する第１トランジスタ;を含む。また、前記プリチャージ部は、前記制御信号に応答して前記データ線からのプリチャージ電流を伝達する第２スイッチング素子;及び前記プリチャージ電流に対応する電流をデータ線に供給する第２トランジスタ;を含む。この時、前記第２トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比は、前記第１トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX倍である。この場合、第１期間の間に前記制御信号によって前記データ線からのプリチャージ電流が第２トランジスタを通じて流れ、第２期間の間に第１レベルの走査信号によって前記データ線からのデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電され、第３期間の間に第２レベルの走査信号によって前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流によって前記発光素子が発光する。
また、前記第２トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比は、前記第１トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX-１倍である。この場合、第１期間の間に前記制御信号によって前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流のX-１倍の電流が前記第２トランジスタを通じて流れ、第１レベルの走査信号によって前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流の１倍の電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電され、第２期間の間に前記第１レベルの走査信号によって前記データ線からのデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電され、第３期間の間に第２レベルの走査信号によって前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流によって前記発光素子が発光する。
一方、前記画素回路で、前記第１スイッチング素子は、前記信号線からの第１レベルの走査信号によって応答して動作し、前記信号線からの第２レベルの走査信号に応答して前記第１トランジスタからの電流が前記発光素子に供給されるようにする第３スイッチング素子をさらに含むことができる。その他にも、前記第１レベルの走査信号に応答して前記データ線からのデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電されるようにする第４スイッチング素子をさらに含むことができる。
一方、前記画素回路は、前記第１スイッチング素子を通じて供給されるデータ線からの電流を伝達するための経路を形成する第３トランジスタ;前記走査信号によって前記第３トランジスタと前記キャパシタとの間でスイッチング機能を行う第３スイッチング素子;をさらに含むことができ、この場合、前記第１トランジスタは、前記第３トランジスタと共に電流ミラーを形成する。この時、プリチャージ部の第２トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比は、前記第３トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX倍であるかX-１倍である。このような特徴を有する発光表示装置において、前記信号線は、第１走査信号を伝達する選択信号線及び第２走査信号を伝達する発光信号線からなり、前記画素回路は、前記第１走査信号によって前記データ線からの電流を記録し、前記第２走査信号によって前記記録された電流による表示動作を行うことができる。
また、本発明の他の特徴による表示パネルは、データ電流を伝達し、一方向に形成されている複数のデータ線;走査信号を伝達し、前記データ線と交差している複数の信号線;前記データ線と前記信号線とが交差して形成される画素領域に形成されており、前記信号線から印加される走査信号に応答して前記データ線からのデータ電流を伝達する第１スイッチング素子、前記第１スイッチング素子からのデータ電流に相当する電圧を充電するキャパシタ、発光素子、前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流を前記発光素子に供給する第１トランジスタを含む画素回路;を含み、前記データ線にデータ電流が供給される前に、前記データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流が供給される。ここで、前記プリチャージ電流の供給時に、前記データ線に供給されるプリチャージ電流のうちのデータ電流のX-１倍の電流がバイパスされ、前記走査信号によって前記第１スイッチング素子が導通して前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流の１倍の電流に相当する電圧が前記キャパシタにプリチャージ充電される。また、前記表示パネル上に、前記データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流を供給するプリチャージ部を形成することができる。
また、本発明の他の特徴による駆動方法は、データ線と信号線とが交差して形成される画素領域に形成されており、キャパシタ、前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流を供給するトランジスタ、そして発光素子を含む画素回路が形成されている発光表示装置を駆動する方法において、a）前記データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流を供給してデータ線をプリチャージさせる段階;b）前記信号線からの第１レベルの走査信号によって前記データ線から伝達されるデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電される段階;及びc）前記信号線からの第２レベルの走査信号によって前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流に応答して前記発光素子が発光する段階;を含む。ここで、前記a）段階は、データ電流のX倍のプリチャージ電流を供給する段階;前記プリチャージ電流のうちのデータ電流のX-１倍の電流をバイパスさせる段階;及び前記信号線から伝達される第１レベルの走査信号によって前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流の１倍の電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電されるようにする段階;を含むことができる。また、前記データ線のプリチャージが行われる時間は、水平周期の１/X以上である。
本発明によれば、データ線を充電するのに要する時間を効果的に短くすることができる。特に、直前の画素ラインに印加されたデータまたはプリチャージ動作などにより、現在印加しようとするデータに相当する電圧（目標電圧）との差が大きな電圧でプリチャージされているデータ線を、大きな電流を利用して前記目標電圧に近い電圧でプリチャージすることにより、データ記入がより急速に行われる。そのため、正確な階調の表現が行われる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相異した形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
図面において、本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略した。明細書全体にかけて、類似した部分については同一な図面符号を付けた。ある部分が他の部分と連結されているとする時、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子をおいて電気的に連結（接続）されている場合も含む。
それでは、本発明の実施例による発光表示装置及びその画素回路とその駆動方法について、図面を参照して詳細に説明する。以下で説明される発光表示装置は有機発光セルを有する有機電界発光表示装置であるが、本発明による発光表示装置はこれに限定されない。
まず、図１を参照して、本発明の実施例による発光表示装置について詳しく説明する。図１は本発明の実施例による発光表示装置の概略的な平面図である。
図１に示したように、本発明の実施例による発光表示装置は、有機EL表示パネル（以下、表示パネルという）１００、データ駆動部２００、走査駆動部３００、発光制御駆動部４００、及びプリチャージ部５００を含む。
表示パネル１００は、縦方向に伸びている複数のデータ線Y１-Yｎ、横方向に伸びている複数の信号線X１-Xｍ、Z１-Zｍ、及び複数の画素回路１１０を含む。
信号線は、画素を選択するための第１走査信号を伝達する複数の選択信号線X１-Xm及び有機EL素子の発光期間を制御するための第２走査信号を伝達する複数の発光信号線Z１-Zmを含む。その他にも、プリチャージを行うための制御信号を伝達する信号線をさらに含むことができる。そして、データ線Y１-Ynと選択及び発光信号線X１-Xm、Z１-Zmとによって定義される画素領域に画素回路１１０が形成されている。
データ駆動部２００は、データ線Y１-Ynにデータ電流IＤＡＴＡを印加する。本発明の実施例で、データ駆動部２００は、データ電流IＤＡＴＡと共にプリチャージ電流の生成のための付加電流(X-１)IＤＡＴＡを生成する。特に、後述する画素のプリチャージ動作時に付加電流とデータ電流とを共に生成してプリチャージ部５００の動作によってデータ線にプリチャージ電流XIＤＡＴＡが流れるようにし、データ記入動作時にはデータ電流のみを生成する。このようなデータ電流及び付加電流は、電流ミラー回路などによって生成することができ、このような電流の生成過程は当業者に自明な技術であるので詳細な説明は省略する。
走査駆動部３００は、選択信号線X１-Xmに画素回路を選択するための第１走査信号を順次に印加する。発光制御駆動部４００は、画素回路１１０の発光を制御するための第２走査信号を発光信号線Z１-Zmに順次に印加する。
プリチャージ部５００は、印加される制御信号によって駆動されてデータ線にプリチャージ電流XIＤＡＴＡが供給されるようにする。
走査駆動部３００及び発光制御駆動部４００及び/またはデータ駆動部２００及び/またはプリチャージ部５００は、表示パネル１００に電気的に連結（接続）することができ、または、表示パネル１００に接着されて電気的に連結（接続）されているテープキャリアパッケージ（TCP）にチップなどの形態で装着することができる。または、表示パネル１００に接着されて電気的に接続されている可撓性印刷回路（FPC）またはフィルムなどにチップなどの形態で装着することができ、これをCOF（chip on flexible board、chip on film）方式と言う。これとは異なり、走査駆動部３００及び発光制御駆動部４００及び/またはデータ駆動部２００及び/またはプリチャージ部５００は、表示パネルのガラス基板上に直接装着することができ、これをCOG（chip on glass）方式と言う。また、ガラス基板上に信号線、データ線、及び薄膜トランジスタと同一層に形成されている駆動回路に代替することもできる。
以下、図２及び図３を参照して、本発明の実施例による発光表示装置の画素回路１１０及びプリチャージ部５００について詳細に説明する。
図２は本発明の実施例による画素回路の回路図である。図２では、説明の便宜上、j番目のデータ線Yｊとi番目の信号線Xｉ、Zｉとに連結された画素回路のみを示した。
図２に示したように、本発明の実施例による画素回路１１０は、有機EL素子OLED、トランジスタT１-T４、及びキャパシタC１を含む。ここで、トランジスタT１-T４としてPMOSトランジスタが使用されたが、これに限定されない。このようなトランジスタは、表示パネル１００のガラス基板上に形成されるゲート電極、ドレーン電極、及びソース電極を各々制御電極及び２つの主電極として有する薄膜トランジスタであるのが好ましい。
具体的に、トランジスタT１は、その三端子が選択信号線Xi、データ線Yj、及びキャパシタC１に各々連結され、選択信号線Xiからの第１走査信号に応答してデータ線Yjからのデータ電流IＤＡＴＡをトランジスタT３のゲートに伝達する。この時、データ電流IＤＡＴＡと同一な大きさの電流がトランジスタT３のドレーンに流れるまでトランジスタT３のゲートにデータ電流が伝達される。キャパシタC１は、トランジスタT３のゲートとソースとの間に連結されており、データ線Yjからのデータ電流IＤＡＴＡに相当する電圧を充電する。トランジスタT３には、キャパシタC１に充電された電圧によって次の数１のような電流が流れる。
Figure 2008242498
ここで、VＧＳはトランジスタT３のゲートとソースとの間の電圧、VＴＨはトランジスタT３のしきい電圧、βは定数値を示す。
トランジスタT４は、トランジスタT３と有機EL素子OLEDとの間に連結され、発光信号線Ziからの低レベルの第２走査信号に応答してトランジスタT３と有機EL素子OLEDとを電気的に接続する。有機EL素子OLEDは、トランジスタT４と接地電圧との間に連結されており、トランジスタT４を経て供給される電流に対応して発光する。トランジスタT２は、選択信号線Xiからの低レベルの第１走査信号に応答して印加されるデータ電流IＤＡＴＡをトランジスタT３のドレーンに伝達する。
図３は本発明の実施例によるプリチャージ部の等価回路図である。図３に示したように、本発明の実施例によるプリチャージ部５００は、トランジスタTa３、Ta２を含む。ここで、トランジスタTa３、Ta２としてPMOSトランジスタが使用されたが、これに限定されない。特に、トランジスタTa３は、画素回路１１０を構成するトランジスタT３の（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX倍またはX-１倍の（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比を有する。この時、トランジスタTa３は、前記トランジスタT３とチャンネル極性が同一である。つまり、前記トランジスタT３がPMOSトランジスタであれば、前記トランジスタTa３もPMOSトランジスタである。その他にも、トランジスタTa３と前記トランジスタT３のソースとに印加される電圧Vddも同一であるのが好ましい。ここで、Xは１より大きい実数である。そして、以下では、説明の便宜のために、（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）を“W/L”で表記する。
具体的に、トランジスタTa２は、ソース及びドレーンがデータ線Yj及びトランジスタTa３に各々連結されており、ゲートに印加される制御信号PREに応答してデータ線Yjからのプリチャージ電流XIＤＡＴＡ、または(X-１)IＤＡＴＡをトランジスタTa３のドレーンに伝達する。
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第１実施例による発光表示装置の動作について詳しく説明する。
図４は本発明の第１実施例による発光表示装置の電流供給状態を示した図面であり、特に、図４の（a）はプリチャージ段階で電流が供給される状態を示しており、図４の（b）はデータ記入段階で電流が供給される状態を示している。また、図５は本発明の第１実施例による各信号のタイミング図である。
まず、データ線にデータ電流を供給するデータ記入動作が行われる前に、データ記入時間を短くするためにプリチャージ動作が行われる。添付した図４の（a）及び図５に示されているように、選択信号線Xiに第１走査信号が印加される前に、プリチャージのための制御信号PREがプリチャージ部５００のトランジスタTa２に印加され、これと同時に、データ駆動部２００でデータ電流IＤＡＴＡと共にプリチャージ電流の生成のための付加電流(X-１)IＤＡＴＡが生成される。
そのため、プリチャージ部５００のトランジスタTa２が導通してトランジスタTa３がダイオード連結され、プリチャージ電流（IＤＡＴＡ+(X-１)IＤＡＴＡ=XIＤＡＴＡ）がデータ線Yjに沿って流れる。
この時、トランジスタTa３は、画素回路１１０のトランジスタT３のX倍のW/Lの比を有しているため、トランジスタTa３に流れる電流XIＤＡＴＡは次の数２のような値を有する。
Figure 2008242498
したがって、データ線Yjには実質的に電流IＤＡＴＡに相当する電圧がかかる。
このようなプリチャージ動作後に、選択信号線に第１走査信号Vselect１が印加され、データ駆動部２００でデータ電流IＤＡＴＡのみが生成されれば、図４の（b）に示されているように、第１走査信号Vselect１によってトランジスタT１が導通してデータ線Y１-Yｎからのデータ電流IＤＡＴＡに相当する電圧がキャパシタC１に充電される。この時、第１走査信号Vselect１によってトランジスタT２も導通してトランジスタT３がダイオード連結される。そのため、キャパシタC１にトランジスタT３を通じて流れるデータ電流IＤＡＴＡに相当する電圧が充電され、トランジスタT１に電流が流れなくなるまでキャパシタC１に当該電圧の充電が行われる。特に、データ線Yjに直前のプリチャージ動作によってプリチャージ電圧（電流IＤＡＴＡに相当する電圧に近い電圧）がかかっているので、キャパシタC１にデータ電流IＤＡＴＡに相当する電圧が急速に充電される。
その後、充電が完了すれば、トランジスタT１、T２が遮断され、発光信号線Ziから印加される第２走査信号Vselect２によってトランジスタT４が導通してトランジスタT４を通じてデータ電流IＤＡＴＡが有機EL素子OLEDに供給され、この電流に対応して有機EL素子OLEDが発光する。
このように、電流のプリチャージ後にデータ記入動作が行われることによって、データ電流による電圧の充電が速かに行われ、正確に階調を表現することができる。
一方、前記第１実施例とは異なるように電流のプリチャージを行うことができる。
図６は本発明の第２実施例による発光表示装置の電流供給状態を示した図面であり、特に、図６の（a）はプリチャージ段階で電流が供給される状態を示しており、図６の（b）はデータ記入段階で電流が供給される状態を示している。また、図７は本発明の第２実施例による各信号のタイミング図である。
本発明の第２実施例では、前記第１実施例とは異なって、プリチャージ動作時に制御信号と第１走査信号とが同時に出力され、また、プリチャージ部５００のトランジスタTa３のW/Lの比がトランジスタT３のW/Lの比のX-１倍である。
図６の（a）及び図７に示されているように、プリチャージのための制御信号PRE及び第１走査信号Vselect１が印加され、これと同時に、データ駆動部２００でデータ電流IＤＡＴＡと共にプリチャージ電流の生成のための付加電流(X-１)IＤＡＴＡが生成されれば、データ線Yｊを通じてプリチャージ電流XIＤＡＴＡが流れる。
つまり、プリチャージ部５００のトランジスタTa２が導通してトランジスタTa３がダイオード連結され、画素回路１１０のトランジスタT２も導通してトランジスタT３がダイオード連結される。この時、トランジスタTa３のW/Lの比がトランジスタT３のW/Lの比のX-１倍であるので、トランジスタTa３を通じて電流(X-１)IＤＡＴＡが流れ、トランジスタT３を通じて電流IＤＡＴＡが流れる。その結果、キャパシタC１にはトランジスタT３を通じて電流IＤＡＴＡに相当する電圧が充電される。
次に、プリチャージの終了によって制御信号PREの出力が中断され（低レベルから高レベルに変換）、データ駆動部２００でデータ電流IＤＡＴＡのみが生成されれば、前記第１実施例と同様に、データ線Yjからのデータ電流IＤＡＴＡに相当する電圧がキャパシタC１に充電される。この時、キャパシタC１に直前のプリチャージ動作によってプリチャージ電圧（電流IＤＡＴＡに相当する電圧に近い電圧）がかかっているので、キャパシタC１にデータ電流IＤＡＴＡに相当する電圧が急速に充電される。
その後、充電が完了すれば、前記第１実施例と同様に、発光信号線Ziから印加される第２走査信号Vselect２によってトランジスタT４が導通してデータ電流IＤＡＴＡが有機EL素子OLEDに供給され、この電流に対応して有機EL素子OLEDが発光する。
前記第１及び第２実施例は、各画素回路のトランジスタT１〜T４を同一タイプ（例えばPMOS）のトランジスタで実現し、信号線を画素回路を選択するための選択信号線及び画素回路の発光を制御するための発光信号線から形成して画素回路のデータ記録動作及び発光動作が行われるようにしたが、これとは異なって、一つの信号線を利用して画素回路のデータ記録動作及び発光動作が行われるようにすることもできる。この場合には、画素回路１１０で、有機EL素子OLEDで発光するための電流を供給するトランジスタT４としてデータ記録のためのトランジスタT１、T２とは異なるタイプのトランジスタを使用する。例えば、前記実施例のように、トランジスタT１、T２をPMOSトランジスタで実現すれば、トランジスタT４をNMOSトランジスタで実現する。したがって、一つの信号線を通じて印加される第１レベル（例えば低レベル）の走査信号によってトランジスタT１、T２が作動して前記のようにデータ記録動作が行われ、前記信号線を通じて印加される第２レベル（例えば高レベル）の走査信号によってトランジスタT４が作動して記録されたデータによる発光動作が行われることができる。
一方、発光表示装置が前記第１及び第２実施例のような構造からなる画素回路とは異なる構造の画素回路を有する場合にも、本発明の実施例によるプリチャージ方法を適用することができる。
図８に本発明の第３実施例による画素回路及びプリチャージ部の構造が示されている。
ここで、画素回路は、有機EL素子OLED、トランジスタM１-M４、及びキャパシタC１を含む。ここで、トランジスタM１-M４としてPMOSトランジスタが使用されたが、これに限定されない。具体的に、有機EL素子OLEDのカソード電極にはカソード電圧（Vcathodeまたは接地電圧）が印加され、アノード電極にはトランジスタM１のドレーン電極が連結されている。トランジスタM１のソース電極には電源電圧Vddが印加され、ゲート電極とソース電極との間にはキャパシタC１が連結されている。トランジスタM２のゲート電極とドレーン電極とは互いに連結されており、ソース電極には電源電圧Vddが印加される。二つのトランジスタM１、M２は電流ミラーを形成する。二つのトランジスタM１、M２の各ゲート電極にはトランジスタM４のソース電極とドレーン電極とが各々連結され、トランジスタM４のゲート電極は信号線Xiと連結される。トランジスタM２のドレーン電極にはトランジスタM３のソース電極が連結される。また、トランジスタM３のゲート電極には信号線Xiが連結され、ドレーン電極にはデータ線Yjが連結される。
そして、プリチャージ部５００の構造は前記第１及び第２実施例と同様であり、トランジスタTa３のW/Lの比が画素回路のトランジスタM２のW/Lの比のX倍またはX-１倍である。
このような画素回路を有する発光表示装置において、第１実施例のように、トランジスタTa３のW/Lの比がトランジスタM２のW/Lの比のX倍である場合、データ記入動作が行われる前に、データ記入時間を短くするためにプリチャージ動作が行われる。
つまり、信号線Xiに走査信号Vselectが印加される前に、プリチャージのための制御信号PREによってデータ駆動部２００からプリチャージ電流（IＤＡＴＡ+(X-１)IＤＡＴＡ=XIＤＡＴＡがデータ線Yjに沿って流れる。そして、トランジスタTa３は、画素回路１１０のトランジスタM２のX倍のW/Lの比を有しているため、データ線Yjには実質的に電流IＤＡＴＡに相当する電圧がかかる。
このようなプリチャージ動作後に、信号線Xiに走査信号Vselectが印加され、データ駆動部２００でデータ電流IＤＡＴＡだけが生成されれば、走査信号Vselectによって二つのトランジスタM３、M４が導通してトランジスタM２、M３が位置する経路に電流が流れ、トランジスタM２のゲート電極とソース電極との間に電圧が発生する。もちろん、トランジスタM２のゲート／ソース電圧はトランジスタM２のドレーン電流の大きさによって決定される。この電圧は、導通したトランジスタM４を通じてキャパシタC１に充電される。この時、データ線Yｊに直前のプリチャージ動作によってプリチャージ電圧（電流IＤＡＴＡに相当する電圧に近い電圧）がかかっているので、キャパシタC１に当該電圧が急速に充電される。その後、キャパシタC１は、充電された電圧をトランジスタM１のゲート電極に印加する。トランジスタM１は、ゲート電圧に対応するドレーン電流を発生させ、トランジスタM１のドレーン電流によって有機EL素子OLEDが駆動されて、意図する輝度で表示動作が行われる。
また、前記第２実施例のように、プリチャージ部５００のトランジスタTa３のW/Lの比がトランジスタM２のW/Lの比のX-１倍である場合、プリチャージ動作時に印加される制御信号PREによってプリチャージ部５００のトランジスタTa２が導通してトランジスタTa３がダイオード連結され、また、画素回路１１０のトランジスタM３も導通してトランジスタM２とダイオード連結される。この時、トランジスタTa３のW/Lの比がトランジスタM２のW/Lの比のX-１倍であるので、トランジスタTa３を通じて電流(X-１)IＤＡＴＡが流れ、トランジスタM２を通じて電流IＤＡＴＡが流れる。その結果、電流IＤＡＴＡによって発生するトランジスタM２のゲート／ソース電圧がキャパシタC１に充電される。
次に、プリチャージの終了によって制御信号PREの出力が中断され、データ駆動部２００でデータ電流IＤＡＴＡのみが生成されれば、前記のように走査信号VselectによってトランジスタM３、M４が導通してデータ線Yjからのデータ電流IＤＡＴＡが流れ、そのため、発生したトランジスタM２のゲート／ソース電圧がトランジスタM４を通じて維持キャパシタCstに充電される。この時、キャパシタC１に直前のプリチャージ動作によってプリチャージ電圧（電流IＤＡＴＡによって発生したトランジスタM２のゲート／ソース電圧に近い電圧）がかかっているので、キャパシタC１に前記電圧が急速に充電され、その後、表示動作が行われる。
一方、前記第３実施例では、信号線が一つである場合を例に挙げたが、図８に示された画素回路でも、信号線を２つの信号線（例えば選択信号線及び発光信号線）に分けて各々の信号線を通じて第１走査信号をトランジスタM３に供給し、第２走査信号をトランジスタM４に各々供給して、前記のようなプリチャージ動作、データ記録動作、及び表示動作が行われるようにすることもできる。
このように、本発明の実施例では、データ電流を画素に供給する前にデータ電流のX倍の電流でプリチャージ動作を行ってデータ線をプリチャージすることによって、プリチャージ後のデータ記入動作時にデータ電流による電圧の充電が迅速に行われる。
一方、前記実施例によるプリチャージ動作が行われる時間（プリチャージ時間）は、水平周期の１/X以上とすることができる。つまり、データ線の寄生キャパシタンスを充放電する速度は電流に比例するので、前記のようにX倍の電流を使用すれば、充電時間が１/Xに短くなる。したがって、プリチャージ時間を水平周期の１/X以上にするのが効果的である。
以上で、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良の形態も本発明の権利範囲に属する。
本発明の実施例による発光表示装置の概略的な平面図である。 本発明の実施例による発光表示装置の画素回路の概略的な回路図である。 本発明の実施例によるプリチャージ部の回路図である。 本発明の第１実施例で、発光表示装置の動作状態による電流供給状態を示した図面である。 本発明の第１実施例による各信号のタイミング図である。 本発明の第２実施例で、発光表示装置の動作状態による電流供給状態を示した図面である。 本発明の第２実施例による各信号のタイミング図である。 本発明の第３実施例による画素回路及びプリチャージ部の構造図である。 従来の発光表示装置における階調別データ記入時間の変化を示したグラフである。
符号の説明
１００ 有機EL表示パネル（表示パネル）
１１０ 画素回路
２００ データ駆動部
３００ 走査駆動部
４００ 発光制御駆動部
５００ プリチャージ部
C1 キャパシタ
Cst 維持キャパシタ
M1-M4、T1-T4 トランジスタ
IDATA データ電流
OLED 有機EL素子
PRE 制御信号
Vdd 電圧
Vselect1 第１走査信号
Vselect2 第２走査信号
Xi 選択信号線
X1-Xm、Z1-Zm 信号線
XIDATA、(X-1)IDATA プリチャージ電流
Y1-Yn データ線
Yj データ線

Claims (14)

  1. データ電流を伝達し、一方向に形成されている複数のデータ線と、
    走査信号を伝達し、前記データ線と交差している複数の信号線と、
    前記データ線と前記信号線とが交差して形成される領域に各々形成されており、印加さ
    れるデータ電流に対応する画像を表示する複数の画素回路と、
    前記データ線にデータ電流を供給するデータ駆動部と、
    印加される制御信号によって前記データ線にプリチャージ電流を供給するプリチャージ
    部と、を含み、
    前記画素回路は、
    前記信号線から印加される走査信号に応答して前記データ線からのデータ電流を伝達する第１スイッチング素子と、
    前記第１スイッチング素子からのデータ電流に相当する電圧を充電するキャパシタと、
    発光素子と、
    前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流を前記発光素子に供給する第１トランジスタと、を含み、
    前記プリチャージ部は、
    前記制御信号に応答して前記データ線からのプリチャージ電流を伝達する第２スイッチング素子と、
    前記プリチャージ電流に対応する電流をデータ線に供給する第２トランジスタと、を含み、
    前記第２トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比は、前記第１トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX倍であって、
    第１期間の間に前記制御信号によって前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流のX-１倍の電流が前記第２トランジスタを通じて流れ、第１レベルの走査信号によって前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流の１倍の電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電され、
    第２期間の間に前記第１レベルの走査信号によって前記データ線からのデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電され、
    第３期間の間に第２レベルの走査信号によって前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流によって前記発光素子が発光することを特徴とする、発光表示装置。
  2. 前記第１スイッチング素子は、前記信号線からの第１レベルの走査信号によって応答して動作し、
    前記信号線からの第２レベルの走査信号に応答して前記第１トランジスタからの電流が前記発光素子に供給されるようにする第３スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の発光表示装置。
  3. 前記第１レベルの走査信号に応答して前記データ線からのデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電されるようにする第４スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項２に記載の発光表示装置。
  4. 前記第１スイッチング素子を通じて供給されるデータ線からの電流を伝達するための経路を形成する第３トランジスタと、
    前記走査信号によって前記第３トランジスタと前記キャパシタとの間でスイッチング機能を行う第３スイッチング素子と、をさらに含み、
    前記第１トランジスタは、前記第３トランジスタと共に電流ミラーを形成することを特徴とする、請求項１に記載の発光表示装置。
  5. 前記第２トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比は、前記第３トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX倍であることを特徴とする、請求項４に記載の発光表示装置。
  6. 前記第２トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比は、前記第３トランジスタの（チャンネル幅）/（チャンネル長さ）の比のX-１倍であることを特徴とする、請求項４に記載の発光表示装置。
  7. 前記プリチャージ部は、画素回路を基準に前記データ駆動部の反対側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の発光表示装置。
  8. 前記信号線は、第１走査信号を伝達する選択信号線及び第２走査信号を伝達する発光信号線からなり、
    前記画素回路は、前記第１走査信号によって前記データ線からの電流を記録し、前記第２走査信号によって前記記録された電流による表示動作を行うことを特徴とする、請求項１に記載の発光表示装置。
  9. データ電流を伝達し、一方向に形成されている複数のデータ線と、
    走査信号を伝達し、前記データ線と交差している複数の信号線と、
    前記データ線と前記信号線とが交差して形成される画素領域に形成されており、前記信号線から印加される走査信号に応答して前記データ線からのデータ電流を伝達する第１スイッチング素子、前記第１スイッチング素子からのデータ電流に相当する電圧を充電するキャパシタ、発光素子、前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流を前記発光素子に供給する第１トランジスタを含む画素回路とを含み、
    前記データ線にデータ電流が供給される前に、前記データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流が供給され、
    前記プリチャージ電流の供給時に、前記データ線に供給されるプリチャージ電流のうちのデータ電流のX-１倍の電流がバイパスされ、前記走査信号によって前記第１スイッチング素子が導通して前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流の１倍の電流に相当する電圧が前記キャパシタにプリチャージ充電されることを特徴とする、表示パネル。
  10. 前記表示パネル上に、前記データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流を供給するプリチャージ部が形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の表示パネル。
  11. 前記プリチャージ部は、
    制御信号に応答して前記データ線からのプリチャージ電流を伝達する第２スイッチング素子と、
    前記プリチャージ電流に対応する電流をデータ線に供給する第２トランジスタと、
    を有することを特徴とする、請求項１０に記載の表示パネル。
  12. 前記信号線は、第１走査信号を伝達する選択信号線及び第２走査信号を伝達する発光信号線からなり、
    前記画素回路は、前記第１走査信号によって前記データ線からのデータ電流を記録し、前記第２走査信号によって前記記録されたデータ電流による表示動作を行うことを特徴とする、請求項９に記載の表示パネル。
  13. データ線と信号線とが交差して形成される画素領域に形成されており、キャパシタ、前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流を供給するトランジスタ、そして発光素子を含む画素回路が形成されている発光表示装置を駆動する方法において、
    a）前記データ線にデータ電流のX倍のプリチャージ電流を供給してデータ線をプリチャージさせる段階と、
    b）前記信号線からの第１レベルの走査信号によって前記データ線から伝達されるデータ電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電される段階と、
    c）前記信号線からの第２レベルの走査信号によって前記キャパシタに充電された電圧に対応する電流に応答して前記発光素子が発光する段階と、
    を有し、
    前記a）段階は、
    データ電流のX倍のプリチャージ電流を供給する段階と、
    前記プリチャージ電流のうちのデータ電流のX-１倍の電流をバイパスさせる段階と、
    前記信号線から伝達される第１レベルの走査信号によって前記データ線からのプリチャージ電流のうちのデータ電流の１倍の電流に相当する電圧が前記キャパシタに充電されるようにする段階と、
    を有することを特徴とする、発光表示装置の駆動方法。
  14. 前記データ線のプリチャージが行われる時間は、水平周期の１/X以上であることを特徴とする、請求項１３に記載の発光表示装置の駆動方法。
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