JP2015232721A - 有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきを補償し高解像度化する。【解決手段】有機発光ダイオード表示装置のサブピクセルに、第１スキャン信号に応じて、データ電圧を第１ノードに供給する第１トランジスタと、第１電極が前記第１ノードと接続され、ゲート電極が第２電極と接続される第２トランジスタと、第２スキャン信号に応じて、前記第２トランジスタの第２電極である第２ノードの電圧を初期化させる第３トランジスタと、一端が前記第２ノードと接続され、他端が高電位電源電圧が印加される第３ノードと接続されるキャパシタと、ゲート電極が前記第２ノードと接続され、ソース電極が前記第３ノードと接続される駆動トランジスタと、アノード電極が、前記駆動トランジスタのドレイン電極である第４ノードと接続され、カソード電極に印加される電圧によって発光が制御される、有機発光ダイオードを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置に係り、より具体的には、有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法に関する。
情報化社会が発展するにつれて、ディスプレイ分野に対する要求も様々な形態で増加しており、これに応じて、薄型化、軽量化、消費電力低減化などの特徴を持つ様々な平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、例えば、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｖｉｃｅ）、有機発光ダイオード表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）などが研究されている。
特に、最近研究が活発に行われている有機発光ダイオード表示装置は、画素毎に様々な大きさのデータ電圧Ｖｄａｔａを印加して互いに異なる階調を表示することによって、映像を表示することができる。
そのために、各画素は、電流制御素子である有機発光ダイオード、駆動トランジスタ及び一つ以上のキャパシタなどを含んでいる。特に、有機発光ダイオードに流れる電流は駆動トランジスタによって制御され、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつき及び各種パラメーターによって有機発光ダイオードに流れる電流量が変化し、これによって、画面の輝度不均一が発生するという問題点があった。
ところで、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきは、駆動トランジスタの製造工程の変数によって駆動トランジスタの特性が変化して発生する。このような問題点を解決するために、画素のそれぞれに、閾値電圧のばらつきを補償するために、複数のトランジスタ及びキャパシタを含む補償回路を通じて解決することが一般的である。
一方、最近は、消費者の高画質に対する期待が高まるにつれて、高解像度有機発光ダイオード表示装置の必要性が台頭している（特許文献１参照）。そのために、補償回路は、高解像度のために、単位面積当たりより多くの画素を集積しなければならないので、閾値電圧のばらつきを補償する機能以外に、トランジスタ、キャパシタ及び配線の個数を減らすことが必要である。
韓国特許出願公開第２０１２−００１９０１６号明細書
本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきの補償が可能で、高解像度に適した有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法を提供することを技術的課題とする。
上述した目的を達成するための本発明による有機発光ダイオード表示装置は、第１スキャンラインに入力される第１スキャン信号に応じて、データ電圧を第１ノードに供給する第１トランジスタと、第１電極が前記第１ノードと接続され、ゲート電極が第２電極と接続される第２トランジスタと、第２スキャンラインに入力される第２スキャン信号に応じて、前記第２トランジスタの第２電極である第２ノードの電圧を初期化させる第３トランジスタと、一端が前記第２ノードと接続され、他端が高電位電源電圧が印加される第３ノードと接続されるキャパシタと、ゲート電極が前記第２ノードと接続され、ソース電極が前記第３ノードと接続される駆動トランジスタと、アノード電極が前記駆動トランジスタのドレイン電極である第４ノードと接続され、カソード電極に印加される電圧によって発光が制御される有機発光ダイオードとを含む、複数のサブピクセルがパネルに配置されていて、前記複数のサブピクセルに前記第１スキャン信号及び第２スキャン信号を供給するスキャン駆動部を含み、前記スキャン駆動部は、スキャン期間と発光期間を区分して前記第１スキャン信号及び第２スキャン信号を出力し、前記スキャン期間は、初期化期間、サンプリング期間及びホールディング期間を含み、前記初期化期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号が印加され、前記第２スキャンラインにローレベルの第２スキャン信号が印加され、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加され、前記サンプリング期間の間、前記第１スキャンラインにローレベルの第１スキャン信号が印加され、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号が印加され、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加され、前記ホールディング期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号が印加され、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号が印加され、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加され、前記発光期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号が印加されて前記第１トランジスタがターンオフされ、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号が印加されて前記第３トランジスタがターンオフされ、前記カソード電極に低電位電源電圧が印加され、前記初期化期間、前記サンプリング期間及び前記ホールディング期間の間、前記駆動トランジスタがターンオフ状態を維持し、前記発光期間に前記駆動トランジスタがターンオンされ、スキャン期間には、前記カソード電極に前記ハイ電圧が供給されて前記複数のピクセルの発光ダイオードが発光しなく、発光期間には、前記第１及び第３トランジスタがターンオフされ、前記カソード電極にロー電圧が供給され、前記複数のピクセルの発光ダイオードが同時に発光する。
また、本発明による有機発光ダイオード表示装置の駆動方法は、スキャン期間に、複数のサブ画素に配置された第１スキャンラインに第１スキャン信号を供給し、第２スキャンラインに第２スキャン信号を供給して有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の発光のためのデータ電圧をサンプリングし、発光期間に、前記複数のサブ画素に配置された有機発光ダイオードを同時に発光させるもの、前記有機発光ダイオードのカソード電極に低電位電源電圧（ＶＳＳ）を供給して発光をオン（Ｏｎ）させて、前記発光期間以後、前記有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧（ＶＤＤ）を供給して発光をオフ（Ｏｆｆ）させる。
本発明によれば、駆動トランジスタの動作状態による閾値電圧のばらつきを補償することによって、有機発光ダイオードに流れる電流を一定に維持して、画質の低下を防止することができる効果がある。
本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の構成を概略的に示す図である。 図１に示されたサブピクセルの等価回路を概略的に示す図である。 図２に示された等価回路に供給される制御信号のタイミング図である。 図３に示されたタイミング図を具体化した図である。 本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の閾値電圧のばらつきによる電流の変化を説明するための図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の構成を概略的に示す図である。
図１に示されたように、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置１００は、パネル１１０、タイミング制御部１２０、スキャン駆動部１３０及びデータ駆動部１４０を含む。
パネル１１０は、マトリクス状に配置されたサブピクセルＳＰを含む。パネルに含まれたサブピクセルＳＰは、スキャン駆動部１３０から複数のスキャンラインＳＬ１〜ＳＬｍを介して供給されるスキャン信号及びデータ駆動部１４０から複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｎを介して供給されるデータ信号によって発光する。
そのために、一つのサブピクセルには、有機発光ダイオードとこれを駆動するための複数のトランジスタ及びキャパシタが形成されている。このようなサブピクセルＳＰの細部構成については、図２で詳細に説明する。
タイミング制御部１２０は、外部から、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、クロック信号（ＣＬＫ）、映像信号の供給を受ける。また、タイミング制御部１２０は、外部から入力される映像信号をフレーム単位で整列して、デジタル形態の映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を生成する。
例えば、タイミング制御部１２０は、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、クロック信号（ＣＬＫ）などのタイミング信号を用いて、スキャン駆動部１３０及びデータ駆動部１４０の動作タイミングを制御する。そのために、タイミング制御部１２０は、スキャン駆動部１３０の動作タイミングを制御するためのゲート制御信号ＧＣＳ及びデータ駆動部１４０の動作タイミングを制御するためのデータ制御信号ＤＣＳを生成する。
スキャン駆動部１３０は、タイミング制御部１２０から供給されるゲート制御信号ＧＣＳに応じて、パネル１１０に含まれたサブピクセルＳＰに含まれたトランジスタが動作可能なように、スキャン信号Ｓｃａｎを生成し、生成されたスキャン信号ＳｃａｎをスキャンラインＳＬを介してパネル１１０に供給する。以下では、スキャンラインのうち、第ｎ番目のスキャンラインを介して印加されるスキャン信号を第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］と呼び、第ｎ−１番目のスキャンラインを介して印加されるスキャン信号を第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］と呼ぶことにする。
データ駆動部１４０は、タイミング制御部１２０から供給されるデジタル形態の映像データＲ、Ｇ、Ｂ及びデータ制御信号ＤＣＳを用いてデータ信号を生成し、生成されたデータ信号をデータラインＤＬを介してパネル１１０に供給する。
以下では、サブピクセルの細部構成について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図２は、図１に示されたサブピクセルの等価回路を概略的に示す図である。
図２に示されたように、各サブピクセルＳＰは、第１乃至第３トランジスタＴ１〜Ｔ３と駆動トランジスタＴｄｒ、キャパシタＣ及び有機発光ダイオードＯＬＥＤを含む。
第１乃至第３トランジスタＴ１〜Ｔ３及び駆動トランジスタＴｄｒは、図２に示されたように、ＰＭＯＳタイプのトランジスタが適用されているが、他の実施例として、ＮＭＯＳタイプのトランジスタも適用可能である。この場合、ＰＭＯＳタイプのトランジスタをターンオンさせる電圧は、ＮＭＯＳタイプのトランジスタをターンオンさせる電圧と反対の極性を有する。
まず、第３トランジスタＴ３のゲート電極に第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］が印加され、第３トランジスタＴ３のゲート電極は第１電極としてのソース電極と接続され、第２電極としてのドレイン電極はキャパシタＣの一端である第２ノードＮ２と接続される。
例えば、第２スキャンラインを介して、第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］が第３トランジスタＴ３のゲート電極に印加され、第２スキャン信号に応じて第３トランジスタの動作を制御することができる。
したがって、第３トランジスタＴ３は、第２スキャン信号に応じてターンオンされ、第３トランジスタのドレイン電極であり、キャパシタＣの一端である第２ノードＮ２の電圧を、第３トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ３の絶対値｜Ｖｔｈ３｜と第２スキャン信号のローレベル電圧ＶＧＬとの和ＶＧＬ＋｜Ｖｔｈ３｜に初期化することができる。
ここで、第３トランジスタのゲート電極とソース電極とが接続されることによって、第３トランジスタはダイオードコネクションとなるので、第２ノードＮ２の電圧を、第３トランジスタのソース電圧である第２スキャン信号のローレベル電圧ＶＧＬより第３トランジスタの閾値電圧の絶対値｜Ｖｔｈ３｜だけ大きい電圧に初期化することができる。
次に、第１トランジスタＴ１のゲート電極に第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］が印加され、ソース電極にデータ電圧Ｖｄａｔａが印加され、ドレイン電極は第２トランジスタＴ２のドレイン電極である第１ノードＮ１と接続される。
例えば、データラインＤＬを介してデータ電圧Ｖｄａｔａが第１トランジスタＴ１のソース電極に印加され、第１スキャンラインを介して印加される第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］に応じて第１トランジスタＴ１がターンオンされると、第１ノードＮ１にデータ電圧Ｖｄａｔａを印加することができる。
ここで、データ電圧Ｖｄａｔａは、１水平周期１Ｈ毎に互いに異なる連続した電圧であってもよい。例えば、第１トランジスタＴ１のソース電極に、１水平周期１Ｈの間に、第ｎ−１番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ−１］が印加される場合、次の１水平周期１Ｈの間には、第ｎ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］が印加され、続いて、１水平周期毎に次番目のデータ電圧が連続して印加されてもよい。
次に、第２トランジスタＴ２の第２電極としてのドレイン電極は第１ノードＮ１と接続され、ゲート電極は第１電極としてのソース電極である第２ノードＮ２と接続され、第２ノードＮ２は駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極と接続される。
例えば、第１ノードＮ１にデータ電圧Ｖｄａｔａが印加されると、駆動トランジスタのゲート電圧である第２ノードＮ２の電圧は、データ電圧Ｖｄａｔａと第２トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈ２の絶対値｜Ｖｔｈ２｜との差Ｖｄａｔａ−｜Ｖｔｈ２｜まで増加することができる。
ここで、第２トランジスタＴ２のゲート電極と、第２ノードＮ２と接続されたソース電極とが接続されることによって、第２トランジスタはダイオードコネクションとなる。したがって、第２ノードＮ２の電圧が、第３トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ３の絶対値｜Ｖｔｈ３｜と第２スキャン信号のローレベル電圧ＶＧＬとの和ＶＧＬ＋｜Ｖｔｈ３｜に初期化された後、データ電圧が印加されると、第２ノードＮ２の電圧は、第２トランジスタのドレイン電圧であるデータ電圧より第２トランジスタの閾値電圧の絶対値｜Ｖｔｈ２｜だけ小さい電圧まで増加することができる。
ここで、第２トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈ２は、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧Ｖｔｈと同一であってもよい。したがって、後述するキャパシタＣは、第２トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈ２をセンシングすることによって、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧Ｖｔｈを同時にセンシングすることができる。
次に、キャパシタＣの一端は第２ノードＮ２と接続され、他端は高電位電源電圧ＶＤＤが印加される第３ノードＮ３と接続される。
例えば、キャパシタＣは、第２トランジスタの閾値電圧をセンシングすることによって、駆動トランジスタの閾値電圧をセンシングし、データ電圧をサンプリングする役割を果たす。具体的に、キャパシタＣの両端には、高電位電圧ＶＤＤよりデータ電圧Ｖｄａｔａと第２トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈ２の絶対値｜Ｖｔｈ２｜との差Ｖｄａｔａ−｜Ｖｔｈ２｜だけ小さい電圧（ＶＤＤ−Ｖｄａｔａ＋｜Ｖｔｈ２｜）を保存することができる。
次に、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極は第２ノードＮ２と接続され、ソース電極は第３ノードＮ３と接続され、ドレイン電極は第４ノードＮ４と接続される。
一方、後述する有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流量は、駆動トランジスタＴｄｒのソース電極とゲート電極との間の電圧Ｖｓｇと、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧Ｖｔｈとの和Ｖｓｇ＋Ｖｔｈによって決定され、補償回路によって、最終的にデータ電圧Ｖｄａｔａと高電位電源電圧ＶＤＤによって決定され得る。
したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流の量は、データ電圧Ｖｄａｔａの大きさに比例するので、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、各サブピクセルＳＰ毎に様々な大きさのデータ電圧Ｖｄａｔａを印加して互いに異なる階調を表示することによって、映像をディスプレイする。
次に、有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極は第４ノードＮ４と接続され、カソード電極に、低電位電源電圧ＶＳＳまたは第３ノードに印加される高電位電源電圧ＶＤＤと同一電圧が印加される。
例えば、有機発光ダイオードＯＬＥＤは、カソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加されると、発光がオフし、低電位電源電圧ＶＳＳが印加されると発光する。したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光は、カソード電極に印加される電圧によって制御可能である。
以下では、図３及び図５Ａ乃至図５Ｄを参照して、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置に含まれた各サブピクセルの動作について詳細に説明する。
図３は、図２に示された等価回路に供給される制御信号のタイミング図であり、図５Ａ乃至図５Ｄは、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。
図３に示されたように、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、スキャン期間と発光期間とに区分されて動作し、スキャン期間は、初期化（Ｉｎｉｔｉａｌ）期間ｔ１、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間ｔ２、及びホールディング（Ｈｏｌｄｉｎｇ）期間ｔ３を含む。
まず、初期化（Ｉｎｉｔｉａｌ）期間ｔ１の間に、図３に示されたように、ハイレベルの第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及びローレベルの第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］が印加され、有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加される。
これによって、図５Ａに示されたように、第１トランジスタＴ１は、ハイレベルの第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によってターンオフされ、第３トランジスタＴ３は、ローレベルの第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］によってターンオンされる。また、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して第ｎ−１番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ−１］が印加されるが、第１トランジスタは、ハイレベルの第１スキャン信号によってターンオフされるので、第１ノードの電圧には何らの影響も与えない。また、有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加されるので、駆動トランジスタはターンオフされ、有機発光ダイオードの発光もオフされる。
例えば、初期化期間ｔ１の間に、有機発光ダイオードは、カソード電極に印加される高電位電源電圧によって発光がオフされ、第３トランジスタのゲート電極とソース電極とが接続されることによって、第２ノードＮ２の電圧を、第３トランジスタのソース電圧である第２スキャン信号のローレベル電圧ＶＧＬより第３トランジスタの閾値電圧の絶対値｜Ｖｔｈ３｜だけ大きい電圧ＶＧＬ＋｜Ｖｔｈ３｜に初期化することができる。
結局、初期化期間ｔ１の間に、有機発光ダイオードは、カソード電極に印加される電圧によって発光が制御され、第３トランジスタのダイオードコネクションによって、第２ノードの電圧が、第３トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ３の絶対値｜Ｖｔｈ３｜と第２スキャン信号のローレベル電圧ＶＧＬとの和ＶＧＬ＋｜Ｖｔｈ３｜に初期化される。
次に、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間ｔ２の間に、図３に示されたように、ローレベルの第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及びハイレベルの第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］が印加され、有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加される。
これによって、図５Ｂに示されたように、第１トランジスタＴ１は、ローレベルの第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によってターンオンされ、第３トランジスタＴ３は、ハイレベルの第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］によってターンオフされる。また、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して第ｎ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］が印加される。また、有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加されるので、駆動トランジスタはターンオフ状態を維持し、有機発光ダイオードの発光もオフ状態を維持する。
例えば、サンプリング期間ｔ２の間に、第１トランジスタＴ１がターンオンされ、第３トランジスタＴ３がターンオフされることによって、第２トランジスタＴ２のダイオードコネクションによって、第２ノードＮ２の電圧は、データ電圧Ｖｄａｔａと第２トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈ２の絶対値｜Ｖｔｈ２｜との差Ｖｄａｔａ−｜Ｖｔｈ２｜まで増加することができる。したがって、キャパシタＣの両端には、高電位電圧ＶＤＤより第ｎ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］と第２トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈ２の絶対値｜Ｖｔｈ２｜との差（Ｖｄａｔａ［ｎ］−｜Ｖｔｈ２｜）だけ小さい電圧（ＶＤＤ−Ｖｄａｔａ［ｎ］＋｜Ｖｔｈ２｜）を保存することができる。
結局、キャパシタＣは、サンプリング期間ｔ２の間に、データ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］をサンプリングし、第２トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ２と駆動トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈとが同一であるので、第２トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ２をセンシングすることによって、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧Ｖｔｈをセンシングする役割を果たす。また、サンプリング期間ｔ２の間にも、有機発光ダイオードＯＬＥＤのカソード電極に高電位電源電圧が印加されるので、駆動トランジスタはターンオフ状態を維持し、有機発光ダイオードもオフ状態を維持する。
次に、ホールディング（Ｈｏｌｄｉｎｇ）期間ｔ３の間に、図３に示されたように、ハイレベルの第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及び第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］が印加され、有機発光ダイオードＯＬＥＤのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加される。
これによって、図５Ｃに示されたように、第１及び第３トランジスタＴ１，Ｔ３は、ハイレベルの第１及び第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］、Ｓｃａｎ［ｎ−１］によってターンオフされる。また、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して第ｎ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］以降のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ＋１］，Ｖｄａｔａ［ｎ＋２］，・・・Ｖｄａｔａ［ｍ］が連続して印加されるが、第１トランジスタは、ハイレベルの第１スキャン信号によってターンオフされるので、第１ノードの電圧には何らの影響も与えない。また、有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが印加されるので、駆動トランジスタはターンオフ状態を維持し、有機発光ダイオードの発光もオフ状態を維持する。
例えば、ホールディング期間ｔ３の間に、第１及び第３トランジスタＴ１，Ｔ３がターンオフされることによって、サンプリング期間ｔ２の間にキャパシタＣに保存された電圧ＶＤＤ−Ｖｄａｔａ［ｎ］＋｜Ｖｔｈ２｜を維持し続け、有機発光ダイオードＯＬＥＤのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤが継続して印加されることによって、駆動トランジスタはターンオフ状態を維持し、有機発光ダイオードの発光もオフ状態を維持し続けることができる。
結局、ホールディング期間ｔ３の間には、第１及び第３トランジスタＴ１，Ｔ３がターンオフされることによって、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して第ｎ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ[ｎ］以降のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ＋１］，Ｖｄａｔａ［ｎ＋２］，・・・Ｖｄａｔａ［ｍ］が連続して印加されても、サンプリング期間ｔ２の間にキャパシタＣに保存された電圧ＶＤＤ−Ｖｄａｔａ［ｎ］＋｜Ｖｔｈ２｜を維持し続ける。また、第ｍ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｍ］に対するサンプリングが完了するまで、有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧ＶＤＤを印加することによって、有機発光ダイオードの発光をオフ状態に維持する。
一方、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置に含まれた有機発光ダイオードは、毎フレームごとにそれぞれのスキャンラインのサンプリングが完了した後、発光を開始するものではなく、全てのスキャンラインのサンプリングが順次に完了するまでホールディング期間を維持し、全てのスキャンラインのサンプリングが完了した後、一度に発光を開始する。
言い換えると、全てのスキャンラインをスキャンした後、一度に発光をするもので、図４を参照してより詳細に説明する。
図４は、図３に示されたタイミング図を具体化した図である。本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置のスキャンラインの個数がｍ個であると仮定すると、第１番目、第ｎ番目及び第ｍ番目のスキャンラインのそれぞれには、スキャン信号として、Ｓｃａｎ［１］、Ｓｃａｎ［ｎ］及びＳｃａｎ［ｍ］が印加され、それぞれのスキャンラインと交差する一つのデータラインに、第１番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［１］から第ｍ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｍ］まで印加されることがわかる。
ここで、データ電圧が印加されるスキャン（Ｓｃａｎ）期間には、各スキャンライン別に初期化（Ｉｎｉｔｉａｌ）期間、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間、ホールディング（Ｈｏｌｄｉｎｇ）期間を含むことができる。
したがって、各スキャンライン別に該当のデータ電圧のサンプリングが行われた後、ホールディング期間を維持し、第ｍ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｍ］に対するサンプリングが完了した後、最終的に各スキャンラインに接続されている有機発光ダイオードＯＬＥＤのカソード電極に低電位電源電圧ＶＳＳを同時に印加しながら、各スキャンラインに接続された有機発光ダイオードが同時に発光を開始する。
次に、発光（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）期間ｔ４の間に、図３に示されたように、ハイレベルの第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及び第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］が印加され、有機発光ダイオードＯＬＥＤのカソード電極に低電位電源電圧ＶＳＳが印加される。
これによって、図５Ｄに示されたように、第１及び第３トランジスタＴ１，Ｔ３は、ハイレベルの第１及び第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］，Ｓｃａｎ［ｎ−１］によってターンオフ状態を維持する。また、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して任意のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｍ＋１］，・・・が連続して印加されるが、第１トランジスタは、ハイレベルの第１スキャン信号によってターンオフされるので、第１ノードの電圧には何らの影響も与えない。また、有機発光ダイオードのカソード電極に低電位電源電圧ＶＳＳが印加されるので、駆動トランジスタはターンオンされ、有機発光ダイオードが発光を開始する。
したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄは、駆動トランジスタＴｄｒに流れる電流によって決定され、駆動トランジスタに流れる電流は、駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間の電圧Ｖｇｓ及び駆動トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈによって決定され、下記式（１）のように定義することができる。一方、サンプリング期間ｔ２の間にキャパシタＣの両端に保存された電圧ＶＤＤ−Ｖｄａｔａ［ｎ］＋｜Ｖｔｈ２｜がホールディング期間の間に一定に維持されるので、第２ノードである駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極の電圧は、“Ｖｄａｔａ［ｎ］−｜Ｖｔｈ２｜”となり得る。
Figure 2015232721
ここで、“Ｋ”は、比例定数として、駆動トランジスタＴｄｒの構造と物理的特性によって決定される値で、駆動トランジスタＴｄｒの移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）、及び駆動トランジスタＴｄｒのチャネル幅（Ｗ）とチャネル長さ（Ｌ）との比である“Ｗ／Ｌ”などによって決定され得る。また、有機発光ダイオード表示装置に含まれたトランジスタがＰＭＯＳタイプのトランジスタである場合、それぞれのトランジスタの閾値電圧は負の値を有し、上述したように、第２トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ２と駆動トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈは同一である。一方、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧Ｖｔｈは、常に一定の値を有するものではなく、駆動トランジスタＴｄｒの動作状態によってばらつきが発生し得る。
言い換えると、式（１）から見ると、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、第２トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈ２と駆動トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈとが同一であるので、発光期間ｔ４の間に有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄが、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧Ｖｔｈの影響を受けず、単に、高電位電源電圧ＶＤＤとデータ電圧Ｖｄａｔａとの差によって決定され得る。
したがって、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、駆動トランジスタの動作状態による閾値電圧のばらつきを補償することによって、有機発光ダイオードに流れる電流を一定に維持して、画質の低下を防止することができる。
また、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、補償回路を構成するトランジスタ及びキャパシタの個数が少なく、第３トランジスタのゲート電極に別途の制御ラインを介して制御信号を印加するものではなく、第１スキャンラインを介して印加される第１スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］の以前のスキャン信号である第２スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ−１］を、第２スキャンラインを介して印加することによって、別途のラインを設計する必要がない。これによって、パネルのレイアウト（Ｌａｙｏｕｔ）面積を減らすことができるので、高解像度に適する。
図６は、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の閾値電圧のばらつきによる電流の変化を説明するための図である。
図６に示されたように、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉ_ＯＬＥＤの大きさは、データ電圧Ｖｄａｔａに比例するが、同一のデータ電圧Ｖｄａｔａでは、閾値電圧ＶｔｈのばらつきｄＶｔｈに関係なく一定に維持されることがわかる。
本発明の属する技術分野における当業者は、上述した本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということが理解されるであろう。
したがって、以上記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれる全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に属するものと解釈しなければならない。
Ｔ１〜Ｔ３ 第１乃至第３トランジスタ
Ｃ キャパシタ
Ｔｄｒ 駆動トランジスタ
ＯＬＥＤ 有機発光ダイオード
ＶＤＤ 高電位電源電圧
ＶＳＳ 低電位電源電圧

Claims (14)

  1. 第１スキャンラインに入力される第１スキャン信号に応じて、データ電圧を第１ノードに供給する第１トランジスタと、
    第１電極が前記第１ノードと接続され、ゲート電極が第２電極と接続される第２トランジスタと、
    第２スキャンラインに入力される第２スキャン信号に応じて、前記第２トランジスタの第２電極である第２ノードの電圧を初期化させる第３トランジスタと、
    一端が前記第２ノードと接続され、他端が高電位電源電圧が印加される第３ノードと接続されるキャパシタと、
    ゲート電極が前記第２ノードと接続され、ソース電極が前記第３ノードと接続される駆動トランジスタと、
    アノード電極が前記駆動トランジスタのドレイン電極である第４ノードと接続され、カソード電極に印加される電圧によって発光が制御される有機発光ダイオードと
    を含む、複数のサブピクセルがパネルに配置されていて、
    前記複数のサブピクセルに前記第１スキャン信号及び第２スキャン信号を供給するスキャン駆動部を含み、
    前記スキャン駆動部は、スキャン期間と発光期間を区分して前記第１スキャン信号及び第２スキャン信号を出力し、前記スキャン期間は、初期化期間、サンプリング期間及びホールディング期間を含み、
    前記初期化期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号が印加され、前記第２スキャンラインにローレベルの第２スキャン信号が印加され、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加され、
    前記サンプリング期間の間、前記第１スキャンラインにローレベルの第１スキャン信号が印加され、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号が印加され、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加され、
    前記ホールディング期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号が印加され、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号が印加され、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加され、
    前記発光期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号が印加されて前記第１トランジスタがターンオフされ、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号が印加されて前記第３トランジスタがターンオフされ、前記カソード電極に低電位電源電圧が印加され、
    前記初期化期間、前記サンプリング期間及び前記ホールディング期間の間、前記駆動トランジスタがターンオフ状態を維持し、前記発光期間に前記駆動トランジスタがターンオンされ、
    スキャン期間には、前記カソード電極に前記ハイ電圧が供給されて前記複数のピクセルの発光ダイオードが発光しなく、
    発光期間には、前記第１及び第３トランジスタがターンオフされ、前記カソード電極にロー電圧が供給され、前記複数のピクセルの発光ダイオードが同時に発光する、
    ことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置。
  2. 前記第１トランジスタは、第１スキャンラインを介して印加される前記第１スキャン信号によってターンオンされ、
    前記第３トランジスタは、第２スキャンラインを介して印加される前記第２スキャン信号によってターンオンされる
    ことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  3. 前記第１トランジスタがターンオフされ、前記第３トランジスタがターンオンされると、
    前記第２ノードの電圧は、前記第２スキャン信号のローレベル電圧と前記第３トランジスタの閾値電圧の絶対値との和に初期化される
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  4. 前記第１トランジスタがターンオンされ、前記第３トランジスタがターンオフされると、
    前記第１ノードに前記データ電圧のうち第ｎ番目のデータ電圧が印加され、前記第２ノードの電圧は、前記第ｎ番目のデータ電圧と前記第２トランジスタの閾値電圧の絶対値との差まで増加し、
    前記キャパシタには、前記第３ノードに供給される前記高電位電源電圧と前記第２ノードの電圧の差電圧が貯蔵されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  5. 前記第１及び第３トランジスタがターンオフされ、前記カソード電極に高電位電源電圧が印加されると、
    前記第１トランジスタのソース電極に、前記データ電圧のうち第ｎ番目のデータ電圧以降のデータ電圧が連続して印加される
    ことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  6. 前記第２トランジスタの閾値電圧は、前記駆動トランジスタの閾値電圧と同一である
    ことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  7. 前記第１及び第２スキャン信号は、
    それぞれ、第ｎ番目のスキャン信号及び第(ｎ−１)番目のスキャン信号である
    ことを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  8. スキャン期間に、複数のサブ画素に配置された第１スキャンラインに第１スキャン信号を供給し、第２スキャンラインに第２スキャン信号を供給して有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の発光のためのデータ電圧をサンプリングし、
    発光期間に、前記複数のサブ画素に配置された有機発光ダイオードを同時に発光させ、前記有機発光ダイオードのカソード電極に低電位電源電圧（ＶＳＳ）を供給して発光をオン（Ｏｎ）させ、
    前記発光期間以後、前記有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧（ＶＤＤ）を供給して発光をオフ（Ｏｆｆ）させることを特徴とする、有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  9. 前記スキャン期間は初期化期間、サンプリング期間及びホールディング期間を含み、
    前記初期化期間、前記サンプリング期間及び前記ホールディング期間の間、前記複数のサブ画素に配置された駆動トランジスタをターンオフさせて、前記複数のサブ画素に配置された有機発光ダイオードの発光をオフさせ、
    前記発光期間に、複数のサブ画素に配置された駆動トランジスタをターンオンさせて前記複数のサブ画素に配置された有機発光ダイオードを同時に発光させることを特徴とする、請求項８に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  10. 前記初期化期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号を印加し、前記第２スキャンラインにローレベルの第２スキャン信号を印加して、前記有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧を印加することを特徴とする、請求項９に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  11. 前記サンプリング期間の間、前記第１スキャンラインにローレベルの第１スキャン信号を印加し、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号を印加して、前記有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧を印加することを特徴とする、請求項１０に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  12. 前記ホールディング期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号を印加し、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号を印加して、前記有機発光ダイオードのカソード電極に高電位電源電圧を印加することを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  13. 前記発光期間の間、前記第１スキャンラインにハイレベルの第１スキャン信号を印加し、前記第２スキャンラインにハイレベルの第２スキャン信号を印加して、前記有機発光ダイオードのカソード電極に低電位電源電圧を印加することを特徴とする、請求項１２に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  14. 前記第１及び第２スキャン信号は、
    それぞれ、第ｎ番目のスキャン信号及び第（ｎ−１）番目のスキャン信号であることを特徴とする、請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
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