JP4281923B2 - 発光表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光表示装置及びその駆動方法に関し、特に、トランジスタの特性偏差による画像のバラ付き現象を最小化することができる発光表示装置とその駆動方法に関する。

近年、陰極線管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、電界放出表示装置、プラズマディスプレイパネル、及び発光表示装置などがある。

平板表示装置のうち発光表示装置は、電子と正孔の再結合によって光を生成する発光素子を利用して映像を表示する。このような発光表示装置は、液晶表示装置のように別途の光源を必要とする受動型発光素子に比べて速い応答速度を持つ長所がある。

図１は、一般的な発光表示装置の画素を示す回路図である。図１を参照すれば、一般的な発光表示装置の各画素１１は、走査線Ｓｎとデータ線Ｄｍの交差領域に隣接するように配置される。このような、各画素１１は、走査線Ｓｎに走査信号が印加される場合に選択され、データ線Ｄｍに供給されるデータ信号に対応する光を発生するようになる。

このため、各画素１１は、第１電源ＥＬＶＤＤ、第２電源ＥＬＶＳＳ、発光素子ＯＬＥＤ、及び画素回路４０を具備する。

発光素子ＯＬＥＤのアノード電極は、画素回路４０に接続されて、カソード電極は、第２電源ＥＬＶＳＳに接続される。

発光素子ＯＬＥＤ（有機発光素子）は、アノード電極とカソード電極の間に形成された有機物の発光層（Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、及び正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）を含む。

また、発光素子ＯＬＥＤは、電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）と正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）を追加的に含むことができる。

このような有機発光素子において、アノード電極とカソード電極の間に電圧を印加すれば、カソード電極から発生された電子は、電子注入層及び電子輸送層を通じて発光層の方に移動し、アノード電極から発生された正孔は、正孔注入層及び正孔輸送層を通じて発光層の方に移動する。これによって、発光層では電子輸送層と正孔輸送層から供給された電子と正孔が再結合することによって光が発生される。

画素回路４０は、第１及び第２トランジスタＭ１，Ｍ２ならびにキャパシタＣを具備する。ここで、第１及び第２トランジスタＭ１，Ｍ２は、Ｐタイプ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

一方、第２電源ＥＬＶＳＳは、第１電源ＥＬＶＤＤより低い電圧レベル、例えば、グラウンド電圧レベルを持つことができる。

第１トランジスタＭ１のゲート電極は、走査線Ｓｎに接続され、ソース電極は、データ線Ｄｍに接続されると同時に、ドレイン電極は、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、走査線Ｓｎに供給される走査信号に応答してデータ線Ｄｍからのデータ信号を第１ノードＮ１に供給する。

キャパシタＣは、走査線Ｓｎに走査信号が供給される区間に第１トランジスタＭ１を経由して第１ノードＮ１上に供給されるデータ信号に対応する電圧を格納した後、第１トランジスタＭ１がオフされれば、第２トランジスタＭ２のオン状態を一フレームの間維持させる。

第２トランジスタＭ２のゲート電極は、第１トランジスタＭ１のドレイン電極とキャパシタＣが共通に接続された第１ノードＮ１に接続され、ソース電極は、第１電源ＥＬＶＤＤに接続されると同時に、ドレイン電極は、発光素子ＯＬＥＤのアノード電極に接続される。

このような第２トランジスタＭ２は、データ信号によって第１電源ＥＬＶＤＤから発光素子ＯＬＥＤに供給されるデータ信号に対応する電流量を調節するようになる。これにより、発光素子ＯＬＥＤは、第２トランジスタＭ２を経由して第１電源ＥＬＶＤＤから供給される電流によって発光するようになる。

このような画素１１の駆動を説明すれば次のようである。まず、走査線Ｓｎにロー状態の走査信号が供給される区間では、第１トランジスタＭ１がターンオンされる。

これによって、データ線Ｄｍに供給されるデータ信号は、第１トランジスタＭ１と第１ノードＮ１を経由して第２トランジスタＭ２のゲート電極に供給される。この時、キャパシタＣは、第２トランジスタＭ２のゲート電極と第１電源ＥＬＶＤＤの間の電圧差を格納するようになる。

第２トランジスタＭ２は、第１ノードＮ１の電圧によってターンオンされてデータ信号に相応する電流を発光素子ＯＬＥＤに供給する。したがって、発光素子ＯＬＥＤは、第２トランジスタＭ２から供給される電流によって発光し、画像を表示するようになる。

その後、走査線Ｓｎにハイ状態の走査信号が供給される区間では、キャパシタＣに格納されたデータ信号に対応する電圧によって第２トランジスタＭ２のオン状態が維持されることで、発光素子ＯＬＥＤは、一フレーム期間発光して画像を表示するようになる。

このような一般的な発光表示装置は、製造工程による第２トランジスタＭ２のしきい値電圧Ｖｔｈのバラ付きを補償するための補償回路を追加的に具備する。

補償回路を持つ発光表示装置は、オフセット補償方式や電流プログラム方式を採択しているが、これも均一な画像を表示するのに限界がある。

一方、一般的な発光表示装置及びその駆動方法に関する技術を記載した文献としては、下記の特許文献１および特許文献２等がある。
大韓民国特許出願公開第２００４−００２１７５３号明細書 特開２００３−０７６３２６号公報

したがって、本発明は、上述した技術の問題点を解決するために創出されたもので、その目的は、トランジスタの特性偏差による画像のバラ付き現象を最小化することができる発光表示装置とその駆動方法を提供することにある。

上記目的を果たすための手段として、本発明の第１側面は、走査信号が供給される複数の走査線、データ信号が供給される複数のデータ線、補償電源が供給される複数の補償電源線、及び複数の第１電源線によって画定された領域に設けられる複数の画素を含み、前記各画素は、一フレームに含まれた複数の各サブフレームの期間、前記補償電源と前記データ信号に対応する電流を出力する画素回路と、前記画素回路から出力される電流に対応して発光する発光素子と、を具備し、前記データ信号は、前記サブフレームに対応するｉ（ただし、ｉは正の定数）ビットのデジタルデータ信号であり、前記補償電源のレベルは、前記デジタルデータ信号の上位ビットに行くほど高くなる発光表示装置を提供する。

本発明の第２側面は、複数の走査線、複数のデータ線、複数の第１電源線、及び複数の補償電源線によって画定された領域に設けられ、前記補償電源線に供給される補償電源と前記データ線に供給されるデータ信号に対応する電流の供給を前記第１電源線から受けて発光する複数の画素を含む画像表示部と、前記走査線に走査信号を供給するための走査駆動部と、前記データ線にデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、一フレームの各サブフレームに対応する補償電源を前記複数の補償電源線に供給するための補償電源供給部と、前記第１電源線に第１電源を供給するための第１電源供給部と、を具備する発光表示装置を提供する。

本発明の第３側面は、複数の走査線、複数のデータ線、複数の第１電源線、及び複数の補償電源線によって画定された領域に設けられる複数の画素を含む発光表示装置の駆動方法において、一フレームに含まれた複数のサブフレーム期間ごとに互いに異なる電圧レベルを持つ補償電源を前記補償電源線に供給する段階と、前記第１電源線に供給される第１電源と前記補償電源との間の補償電圧を前記画素に含まれた第１キャパシタに格納する段階と、前記データ線にデータ信号を供給する段階と、前記補償電圧及び前記データ信号に対応する電圧と前記第１電源との間の電圧を前記画素に含まれた第２キャパシタに格納する段階と、前記第２キャパシタに格納された電圧に対応する電流を発光素子で供給する段階と、を含む発光表示装置の駆動方法を提供する。

上述したように、本発明の発光表示装置とその駆動方法によれば、補償回路を利用して第１電源線の電圧降下に関わらずに、サブフレームごとにデジタルデータ信号と補償電源に対応する電流を発光素子に供給することで、所望の階調の画像を表示することができる。これによって、本発明は、デジタルデータ信号及び補償電源を利用して画像を表示することで、トランジスタの特性偏差による画像のバラ付き現象を最小化することができる。

また、本発明は、各サブフレームの発光期間を同一にすることで各サブフレームの階調表現時間を充分に確保することができる。

以下、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が、本発明を容易に実施できる一番望ましい実施の形態を添付された図２ないし図８を参照して詳しく説明する。

図２は、本発明の第１の実施の形態による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の実施の形態による発光表示装置は、画像表示部１１０、走査駆動部１２０、データ駆動部１３０、第１電源供給部１５０、補償電源供給部１６０、及び第２電源供給部１７０を具備する。

画像表示部１１０は、複数の走査線Ｓ１ないしＳＮ、複数のデータ線Ｄ１ないしＤＭ、複数の第１電源線ＥＬＶＤＤ、及び複数の補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮによって画定された領域に設けられる複数の画素１１１を含む。

第１電源線ＥＬＶＤＤは、画像表示部１１０のデータ線Ｄ１ないしＤＭと平行に延びるように配置される。そして、複数の補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮは、画像表示部１１０の走査線Ｓ１ないしＳＮと平行に延びるように配置される。

各画素１１１は、走査線Ｓ１ないしＳＮに走査信号が印加される場合に選択され、データ線Ｄ１ないしＤＭに供給されるデジタルデータ信号に対応して所定輝度の光を生成する。具体的には、各画素１１１は、デジタルデータ信号の各ビットに対応し、補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに供給される補償電源に対応して発光素子ＯＬＥＤの明るさを調節する。

走査駆動部１２０は、図示しない制御部からの走査制御信号、すなわち、スタートパルスとクロック信号に応答して走査信号を走査線Ｓ１ないしＳＮに順次供給する。

データ駆動部１３０は、制御部から供給されるデータ制御信号に応答してｉ（ただし、ｉは正の定数）ビットデジタルデータ信号をデータ線Ｄ１ないしＤＭを通じて各画素１１１に供給する。すなわち、データ駆動部１３０は、各ビットデジタルデータ信号をｊ（ただし、ｊはｉと同じか大きい正の定数）個のサブフレームごとにデータ線Ｄ１ないしＤＭに供給する。この時、ｉビットデジタルデータ信号の中で最下位ビットのデジタルデータ信号は、第１サブフレームに供給される。

第１電源供給部１５０は、第１電源を発生して画像表示部１１０の第１電源線ＥＬＶＤＤに供給する。これによって、複数の第１電源線ＥＬＶＤＤは、各画素１１１に第１電源を供給するようになる。

第２電源供給部１７０は、第１電源と異なる第２電源を発生して画像表示部１１０の第２電源線に供給する。この時、第２電源線は、画像表示部１１０の全面に形成された各画素１１１のカソード電極に電気的に接続される。

補償電源供給部１６０は、一フレームを構成するｊ個のサブフレームごとに互いに異なるレベルの補償電源を発生する。このような補償電源供給部１６０は、走査線Ｓ１ないしＳＮに供給される走査信号に同期するように補償電源を補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに順次供給する。この時、補償電源は、ｉビットのデジタルデータ信号の中で上位ビットに行くほど高いレベルを持つようになる。

図３は、図２に示された補償電源供給部１６０を示すブロック図である。図３を参照すれば、発光表示装置の補償電源供給部１６０は、補償電源発生部１６４、シフトレジスタ部１６２、及び補償電源選択部１６６を具備する。

補償電源発生部１６４は、互いに異なるレベルを持つ補償電源Ｖ１ないしＶｊを発生して補償電源選択部１６６に供給する。

シフトレジスタ部１６２は、複数のシフトレジスタを含む。各シフトレジスタは、走査信号に同期されて供給される電源選択開始信号ＶＳＳＳを順次シフトさせて補償電源選択部１６６に供給する。この時、シフトレジスタ部１６２は、ｋ（ただし、ｋは正の定数）ビットの電源選択信号を補償電源選択部１６６に供給する。

ここで、デジタルデータ信号が８ビットで、８個のサブフレームで構成される場合、各シフトレジスタは、３ビットの電源選択信号を発生して補償電源選択部１６６に供給する。

補償電源選択部１６６は、複数の補償電源選択器を含む。この時、各補償電源選択器はアナログスイッチになることができる。各補償電源選択器は、各シフトレジスタから供給される電源選択信号によって補償電源発生部１６４から供給される互いに異なる複数の補償電源Ｖ１ないしＶｊのうちいずれか一つを選択して複数の補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに順次供給する。この時、補償電源選択部１６６から複数の補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに順次供給される補償電源は、走査線Ｓ１ないしＳＮに供給される走査信号に同期するように供給される。

図４は、図２に示された画素を示す回路図である。図４を参照すれば、各画素１１１は、発光素子ＯＬＥＤと、画素回路１４０を具備する。

発光素子ＯＬＥＤのアノード電極は、画素回路１４０に接続され、カソード電極は、第２電源が供給される第２電源線ＥＬＶＳＳに接続される。発光素子（ＯＬＥＤ；有機発光素子）は、アノード電極とカソード電極の間に形成された有機物の発光層（Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、及び正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）を含む。

また、有機発光素子は、電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）と正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）を追加的に含むことができる。このような有機発光素子でアノード電極とカソード電極の間に電圧を印加すれば、カソード電極から発生された電子は、電子注入層及び電子輸送層を通じて発光層の方に移動し、アノード電極から発生された正孔は、正孔注入層及び正孔輸送層を通じて発光層の方に移動する。これによって、発光層では、電子輸送層と正孔輸送層から供給された電子と正孔が再結合することによって光が発生するようになる。

画素回路１４０は、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２、補償回路１４４、及びキャパシタ（第２キャパシタ）Ｃを具備する。

ここで、第１及び第２トランジスタＭ１，Ｍ２は、Ｐタイプ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ、Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

一方、画素回路１４０がＰタイプトランジスタで構成される場合、第２電源は、第１電源より低い電圧レベル、例えばグラウンド電圧レベルを持つことができる。

第１トランジスタＭ１のゲート電極は、第Ｎ走査線Ｓｎ（現在走査線）に接続され、ソース電極は、データ線Ｄｍに接続されると同時に、ドレイン電極は、第２トランジスタＭ２のゲート電極、すなわち、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、第Ｎ走査線Ｓｎに供給される走査信号に応答してデータ線Ｄｍからのデジタルデータ信号を第１ノードＮ１に供給する。

第２トランジスタＭ２のゲート電極は、第１ノードＮ１に接続され、ソース電極は、第１電源線ＥＬＶＤＤに接続されると同時に、ドレイン電極は、発光素子ＯＬＥＤのアノード電極に接続される。このような第２トランジスタＭ２は、キャパシタＣに格納されたデジタルデータ信号に相応する電圧によって第１電源線ＥＬＶＤＤから発光素子ＯＬＥＤに供給される電流量を調節する。

キャパシタＣの第１電極は、第１ノードＮ１に電気的に接続され、第２電極は、第１電源線ＥＬＶＤＤに電気的に接続される。このようなキャパシタＣは、走査線Ｓｎに走査信号が供給される区間（期間）に第１トランジスタＭ１を経由して第１ノードＮ１に供給されたデジタルデータ信号に相応する電圧を格納する。

そして、キャパシタＣは、第１トランジスタＭ１がオフされれば、格納された電圧を利用して一フレームを構成する各サブフレームの間、第２トランジスタＭ２のオン状態を維持させる。

一方、発光表示装置で発光素子ＯＬＥＤに流れる電流は、第１電源線ＥＬＶＤＤに供給される第１電源に影響を受ける。これによって、第１電源線ＥＬＶＤＤの線抵抗による電圧降下（ＩＲ−ｄｒｏｐ）によって画素回路１４０に印加される第１電源が同じでない場合、所望の量の電流を発光素子ＯＬＥＤに供給することができなくなる。これによって、同一のデジタルデータ信号であっても、キャパシタＣに格納されるデジタルデータ信号に相応する電圧は、各画素１１１の位置ごとに第１電源線ＥＬＶＤＤの電圧降下の差によって変わるようになる。

このような第１電源線ＥＬＶＤＤの電圧降下を補償するために、補償回路１４４は、補償電源線ＶＳＵＳｎと第１ノードＮ１の間に接続される。このような補償回路１４４は、補償電源供給部１６０から供給される補償電源を各画素１１１の第１ノードＮ１に供給する。

図５は、図４に示された補償回路の内部回路を適用した各画素を示す回路図である。図５を参照すれば、補償回路１４４は、第３及び第４トランジスタＭ３，Ｍ４と補償用キャパシタ（第１キャパシタ）Ｃｂを具備する。

ここで、第３及び第４トランジスタＭ３，Ｍ４は、Ｐタイプ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ、Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

第３トランジスタＭ３のゲート電極は、第Ｎ−１走査線Ｓｎ−１（直前走査線）に電気的に接続される。そして、第３トランジスタＭ３のソース電極は、第１電源線ＥＬＶＤＤに接続されて、ドレイン電極は、第１ノードＮ１に電気的に接続される。このような第３トランジスタＭ３は、第Ｎ−１走査線Ｓｎ−１に供給される走査信号によって第１電源線ＥＬＶＤＤに供給される第１電源を第１ノードＮ１に供給する。

第４トランジスタＭ４のゲート電極は、第Ｎ−１走査線Ｓｎ−１に電気的に接続される。そして、第４トランジスタＭ４のソース電極は、補償電源線ＶＳＵＳｎに接続されて、ドレイン電極は、第１トランジスタＭ１のドレイン電極である第２ノードＮ２に電気的に接続される。このような第４トランジスタＭ４は、第Ｎ−１走査線Ｓｎ−１に供給される走査信号によって補償電源線ＶＳＵＳｎに供給される補償電源を第２ノードＮ２に供給する。

補償用キャパシタＣｂの第１電極は、第１ノードＮ１に電気的に接続され、第２電極は、第２ノードＮ２に電気的に接続される。このような補償用キャパシタＣｂは、第Ｎ−１走査線Ｓｎ−１に供給される走査信号によって第１ノードＮ１と第２ノードＮ２の間の電圧差（補償電圧）を格納し、第Ｎ走査線Ｓｎに供給される走査信号によって第１トランジスタＭ１を通じてデータ線Ｄｍから供給されるデジタルデータ信号を格納する。このような各画素１１１の駆動方法を説明すれば次のようである。

まず、第Ｎ−１走査線Ｓｎ−１に走査信号が供給される場合、第１ノードＮ１には第１電源が供給されると同時に、第２ノードＮ２には補償電源が供給される。

以後、第Ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給される場合、第２ノードＮ２にはデジタルデータ信号が供給される。この場合、第１ノードＮ１は、第２ノードＮ２の電圧変化量に対応して電圧が変化される。これによって、第Ｎ走査線Ｓｎに走査信号が供給される場合、第１ノードＮ１相の電圧は、下記の数式１のようである。

上記数式１において、ＥＬＶｄｄは、第１電源線ＥＬＶＤＤに供給される第１電源で、Ｖｄａｔａは、データ線Ｄｍに供給されるデジタルデータ信号であり、Ｖｎは、補償電源線ＶＳＵＳｎに供給される補償電源である。

これによって、キャパシタＣの第２電極には、第１電源ＥＬＶｄｄが供給されると同時に、第１電極には、数式１のような第１ノードＮ１相の電圧ＶＮ１が供給される。この時、キャパシタＣに格納される電圧は、下記の数式２のようになる。

上記数式２のようにキャパシタＣに格納される電圧によって、第２トランジスタＭ２が駆動されることで発光素子ＯＬＥＤに供給される電流は、下記の数式３のようになる。

上記数式３において、ＶＧＳ２は、第２トランジスタのゲートソース間電圧で、ＶＴＨ２は、第２トランジスタのしきい値電圧である。

数式３から分かるように、発光素子ＯＬＥＤに流れる電流ＩＯＬＥＤは、第１電源線ＥＬＶＤＤに供給される第１電源ＥＬＶｄｄに影響を受けないことが分かる。

これによって、本発明の第１の実施の形態による発光表示装置は、デジタルデータ信号Ｖｄａｔａによって補償電源線ＶＳＵＳｎに供給される補償電源Ｖｎのレベルを異なるように供給することで所望の階調を表現することができる。

図６は、本発明の第１の実施の形態による発光表示装置の駆動方法を示す波形図である。図６を参照すれば、本発明の第１の実施の形態による発光表示装置とその駆動方法は、第１電源線ＥＬＶＤＤの電圧降下による輝度バラ付きを防止すると同時に発光素子ＯＬＥＤの明るさを調節して所望の階調を表示するために、ｉビットデジタルデータ信号の各ビットに対応して同一の発光期間を持つように、一つのフレームを複数のサブフレーム（ＳＦ１ないしＳＦｊ）に分割して駆動する。

この時、ｉビットデジタルデータ信号の場合に、第１ないし第ｊサブフレームＳＦ１ないしＳＦｊは互いに異なる加重値の明るさに対応する階調を持ち、第１ないし第ｊサブフレームＳＦ１ないしＳＦｊの明るさに対応する階調の割合は、２^０：２^１：２^２：２^３：２^４：２^５：…：２^ｊ−１になる。

図６を図５と結付して、本発明の第１の実施の形態による発光表示装置とその駆動方法を説明すれば次のようである。

まず、一フレームの中で第１サブフレームＳＦ１から走査信号ＳＳ１ないしＳＳｎが順次供給される。そして、補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮからも走査信号ＳＳ１ないしＳＳｎと同期するように第１補償電源Ｖ１が順次供給される。

走査信号ＳＳ１ないしＳＳｎが順次供給されれば、各画素１１１に含まれた第３及び第４トランジスタＭ３，Ｍ４が先にターンオンされる。この時、各画素１１１の第１ノードＮ１には第１電源ＥＬＶＤＤが供給されて、第２ノードＮ２には第１補償電源Ｖ１が供給される。

以後、走査信号ＳＳ１ないしＳＳｎによって第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、第２ノードＮ２にはデータ線Ｄ１ないしＤＭに供給される第１ビットデジタルデータ信号が供給される。すると、補償用キャパシタＣｂの第２電極は、データ電圧に変更され、第１電極は、第２ノードＮ２相の電圧変化量ほど変更される。この時、補償用キャパシタＣｂの第１電極、すなわち、第１ノードＮ１の電圧ＶＮ１は、下記の数式４のようになる。

上記数式４において、ＥＬＶｄｄは、第１電源線ＥＬＶＤＤに供給される第１電源で、Ｖｄａｔａは、ｉビットの中で第１ビットデジタルデータ信号であり、Ｖ１は、補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに供給される第１補償電源である。

これによって、キャパシタＣの第２電極には、第１電源ＥＬＶｄｄが供給されると同時に第１電極には、数式４のような第１ノードＮ１相の電圧ＶＮ１が供給される。この時、キャパシタＣに格納される電圧は、下記の数式５のようになる。

以後、第１トランジスタＭ１がオフされれば、第２トランジスタＭ２はキャパシタＣに格納された電圧によってオン状態を維持する。すなわち、各画素１１１の第２トランジスタＭ２は、キャパシタＣに格納された電圧によってオン状態を維持することで下記の数式６のような電流を第１電源線ＥＬＶＤＤから発光素子ＯＬＥＤに供給するようになる。

数式６から分かるように、発光素子ＯＬＥＤに流れる電流ＩＯＬＥＤは、第１電源線ＥＬＶＤＤに供給される第１電源ＥＬＶｄｄに影響を受けないことが分かる。

これによって、発光素子ＯＬＥＤは、第１サブフレームＳＦ１の間、第１電源の電圧降下に関わらず、第１ビットデジタルデータ信号と第１補償電源Ｖ１に対応する電流の供給を受けて“０”及び“２^０”階調のうちいずれか一つの階調に対応する明るさで発光するようになる。すなわち、発光素子ＯＬＥＤは、第１ビットデジタルデータ信号が“０”の場合に“２^０”階調に対応する明るさで発光し、“１”の場合には発光しない。

同様に、一フレームの中で第２サブフレームＳＦ２では、第１補償電源Ｖ１より高い第２補償電源Ｖ２を補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに供給するようになる。

その後、第２サブフレームＳＦ２では、走査線Ｓ１ないしＳＮに供給される走査信号を利用して第２補償電源Ｖ２とｉビットの中で第２ビットデジタルデータ信号に対応する電圧をキャパシタＣに格納した後、キャパシタＣに格納された電圧を利用して各画素１１１の第２トランジスタＭ２を駆動させるようになる。

これによって、第２サブフレームＳＦ２の間、各発光素子ＯＬＥＤは、上述した第１サブフレームＳＦ１と同一の方式によって、第２ビットデジタルデータ信号と第２補償電源Ｖ２に対応する電流の供給を受けて“０”及び“２^１”階調のうちいずれか一つの階調に対応する明るさで発光するようになる。

これと同様に、一フレームの中で第３ないし第ｊサブフレームＳＦ３ないしＳＦｊでは、第３ビットから第ｉビットのデジタルデータ信号に行くほど高くなる第３ないしｊ補償電源Ｖ３ないしＶｊが、補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに供給されるようになる。

その後、第３ないし第ｊサブフレームＳＦ３ないしＳＦｊそれぞれでは、上述した第１及び第２サブフレームＳＦ１，ＳＦ２と同一の方式によって補償電源Ｖ３ないしＶｊとデジタルデータ信号に対応する電圧をキャパシタＣに格納した後、キャパシタＣに格納された電圧を利用して各画素１１１の第２トランジスタＭ２を駆動させるようになる。

これによって、第３ないし第ｊサブフレームＳＦ３ないしＳＦｊの間、各発光素子ＯＬＥＤは、上述した第１及び第２サブフレームＳＦ１，ＳＦ２と同一の方式によって第３ないし第ｉビットデジタルデータ信号と第３ないし第ｊ補償電源Ｖ３ないしＶｊに対応する電流の供給を受けて“０”または“２^２ないし２^ｊ−１”階調に対応する明るさで発光するようになる。

このような本発明の第１の実施の形態による発光表示装置とその駆動方法は、補償回路１４４を利用して第１電源線ＥＬＶＤＤの電圧降下を補償し、補償電源線ＶＳＵＳ１ないしＶＳＵＳＮに供給される補償電源Ｖ１ないしＶｊのレベルを各サブフレームＳＦ１ないしＳＦｊごとに異なるように供給し、各サブフレームＳＦ１ないしＳＦｊの間、発光素子ＯＬＥＤの発光による明るさの和によって、所望の階調の画像を表示することができる。

また、本発明の第１の実施の形態による発光表示装置とその駆動方法は、デジタルデータ信号を利用したデジタル駆動方式を利用することでトランジスタの特性偏差による画像のバラ付き現象を最小化することができる。

そして、本発明の第１の実施の形態による発光表示装置とその駆動方法は、デジタル駆動方式で各サブフレームＳＦ１ないしＳＦｊの発光期間を同一にすることで各サブフレームＳＦ１ないしＳＦｊの階調表現時間を充分に確保することができる。

図７は、本発明の第２の実施の形態による発光表示装置の画素を示す図面で、図８は本発明の第２の実施の形態による発光表示装置の駆動方法を示す波形図である。

図７及び図８を参照すれば、本発明の第２の実施の形態による発光表示装置の画素は、画素回路１４０を構成するトランジスタＭ１，Ｍ２の伝導タイプを除き、上述した図４に示された本発明の第１の実施の形態と同様になる。

すなわち、本発明の第２の実施の形態による発光表示装置は、ＮタイプのトランジスタＭ１，Ｍ２を駆動するための走査信号を除き、上述した本発明の第１の実施の形態と等しくなる。これによって、当業者であれば、上述した本発明の第１の実施の形態の説明だけで本発明の第２の実施の形態を容易に実施することができるであろう。

したがって、本発明の第２の実施の形態による発光表示装置とその駆動方法は、上述したＰタイプのトランジスタを含む本発明の第１の実施の形態についての説明に代わることにする。

一方、本発明の実施の形態による発光表示装置及びその駆動方法で、各サブフレームは同一の発光期間を持つことに説明されたが、階調表現及び画質改善のために互いに異なる発光期間を持つことができる。

そして、本発明の実施の形態による発光表示装置及びその駆動方法は、電流を制御して画像を表示する表示装置に同様に適用することができる。

上述したように、本発明の詳細な説明と図は、単なる本発明の例示的なものであり、これは単に本発明を説明するための目的で使用されたものであって、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。よって、上記説明した内容を介して、当業者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かる。

一般的な発光表示装置の画素を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態による発光表示装置を示す図である。 図２に示された補償電源供給部を示すブロック図である。 図２に示された画素を示す回路図である。 図３に示された補償回路の内部回路を適用した各画素を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態による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２の実施の形態による発光表示装置の画素を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による発光表示装置の駆動方法を示す波形図である。

符号の説明

１１，１１１ 画素、
４０，１４０ 画素回路、
１１０ 画像表示部、
１２０ 走査駆動部、
１３０ データ駆動部、
１５０ 第１電源供給部、
１４４ 補償回路、
１６０ 補償電源供給部、
１６２ シフトレジスタ部、
１６４ 補償電源発生部、
１６６ 補償電源選択部、
１７０ 第２電源供給部。

Claims (28)

1. 走査信号が供給される複数の走査線、データ信号が供給される複数のデータ線、補償電源が供給される複数の補償電源線、及び複数の第１電源線によって画定された領域に設けられる複数の画素を含み、
   前記各画素は、
   一フレームに含まれた複数の各サブフレームの期間、前記補償電源と前記データ信号に対応する電流を出力する画素回路と、
   前記画素回路から出力される電流に対応して発光する発光素子と、を具備し、
   前記データ信号は、前記サブフレームに対応するｉ（ただし、ｉは正の定数）ビットのデジタルデータ信号であり、前記補償電源のレベルは、前記デジタルデータ信号の上位ビットに行くほど高くなることを特徴とする発光表示装置。
2. 前記画素回路は、
   前記補償電源と前記データ信号の電圧差に対応する電流を出力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. 前記各画素は、
   前記サブフレームごとに前記発光素子が発光する明るさの和によって、所望の階調を表示することを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
4. 前記各第１電源線は、
   前記データ線と平行に延びていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
5. 前記各補償電源線は、
   前記走査線と平行に延びていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
6. 前記第１電源線に供給される第１電源と異なる第２電源を前記発光素子のカソード電極に供給するための第２電源線をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
7. 前記画素回路は、
   現在走査線に供給される走査信号によって制御されて、前記データ線に供給された前記データ信号を出力する第１トランジスタと、
   自身のゲートソース間の電圧によって前記第１電源線から前記発光素子に供給される電流量を制御する第２トランジスタと、
   直前走査線に供給される走査信号によって制御されて、前記第１電源線に供給される第１電源と前記補償電源との間の補償電圧を格納する補償回路と、
   前記第１トランジスタからのデータ信号及び前記補償電圧に対応する電圧と前記第１電源との間の電圧を格納し、格納された電圧によって前記第２トランジスタのゲートソース間の電圧を調節するキャパシタと、を具備することを特徴とする請求項６に記載の発光表示装置。
8. 前記補償回路は、
   前記第２トランジスタのゲート電極である第１ノードと前記第１トランジスタの出力端である第２ノードとの間に電気的に接続される補償用キャパシタと、
   前記直前走査線によって制御されて前記第１ノードと前記第１電源線との間に位置される第３トランジスタと、
   前記直前走査線によって制御されて前記第２ノードと前記補償電源線との間に位置される第４トランジスタと、を具備することを特徴とする請求項７に記載の発光表示装置。
9. 前記補償電源は、
   前記直前走査信号に同期するように前記補償電源線に供給されることを特徴とする請求項７に記載の発光表示装置。
10. 複数の走査線、複数のデータ線、複数の第１電源線、及び複数の補償電源線によって画定された領域に設けられて、前記補償電源線に供給される補償電源と前記データ線に供給されるデータ信号に対応する電流の供給を前記第１電源線から受けて発光する複数の画素を含む画像表示部と、
    前記走査線に走査信号を供給するための走査駆動部と、
    前記データ線にデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、
    一フレームの各サブフレームに対応する補償電源を前記複数の補償電源線に供給するための補償電源供給部と、
    前記第１電源線に第１電源を供給するための第１電源供給部と、を具備することを特徴とする発光表示装置。
11. 前記各画素は、
    前記補償電源と前記データ信号の電圧差に対応する電流の供給を前記第１電源から受けて発光することを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
12. 前記各画素は、
    前記サブフレームごとに発光する明るさの和によって、所望の階調を表示することを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
13. 前記データ信号は、
    前記サブフレームに対応するｉ（ただし、ｉは正の定数）ビットのデジタルデータ信号であることを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
14. 前記補償電源のレベルは、
    前記デジタルデータ信号の上位ビットに行くほど高くなることを特徴とする請求項１３に記載の発光表示装置。
15. 前記各第１電源線は、
    前記データ線と平行に延びていることを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
16. 前記各補償電源線は、
    前記走査線と平行に延びていることを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
17. 前記補償電源供給部は、
    前記各サブフレームに対応する互いに異なる補償電源を発生する補償電源発生部と、
    前記各サブフレームに対応する前記補償電源を選択するための選択信号を発生するシフトレジスタ部と、
    前記選択信号によって前記補償電源発生部から供給される前記互いに異なる補償電源のうちいずれか一つを選択して前記複数の補償電源線に順次供給する補償電源選択部と、を具備することを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
18. 前記各画素に接続された第２電源線に前記第１電源と異なる第２電源を供給するための第２電源供給部をさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
19. 前記各画素は、
    前記各サブフレームに対応する前記補償電源と前記データ信号とに対応する電流を前記第１電源から出力する画素回路と、
    前記画素回路から出力される電流によって発光する発光素子と、を具備することを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
20. 前記画素回路は、
    現在走査線に供給される走査信号によって制御されて、前記データ線に供給された前記データ信号を出力する第１トランジスタと、
    自身のゲートソース間の電圧によって前記第１電源から前記電流を前記発光素子に供給する第２トランジスタと、
    直前走査線に供給される走査信号によって制御されて、前記補償電源と前記第１電源との間の補償電圧を格納する補償回路と、
    前記第１トランジスタからのデータ信号及び前記補償電圧に対応する電圧と前記第１電源との間の電圧を格納し、格納された電圧によって前記第２トランジスタのゲートソース間の電圧を調節するキャパシタと、を具備することを特徴とする請求項１９に記載の発光表示装置。
21. 前記補償回路は、
    前記第２トランジスタのゲート電極である第１ノードと前記第１トランジスタの出力端である第２ノードとの間に電気的に接続される補償用キャパシタと、
    前記直前走査線によって制御されて前記第１ノードと前記第１電源線との間に電気的に接続される第３トランジスタと、
    前記直前走査線によって制御されて前記第２ノードと前記補償電源線との間に電気的に接続される第４トランジスタと、を具備することを特徴とする請求項２０に記載の発光表示装置。
22. 前記補償電源は、
    前記直前走査信号に同期するように前記補償電源線に供給されることを特徴とする請求項２０に記載の発光表示装置。
23. 複数の走査線、複数のデータ線、複数の第１電源線、及び複数の補償電源線によって画定された領域に設けられる複数の画素を含む発光表示装置の駆動方法において、
    一フレームに含まれた複数のサブフレーム期間ごとに互いに異なる電圧レベルを持つ補償電源を前記補償電源線に供給する段階と、
    前記第１電源線に供給される第１電源と前記補償電源との間の補償電圧を前記画素に含まれた第１キャパシタに格納する段階と、
    前記データ線にデータ信号を供給する段階と、
    前記補償電圧及び前記データ信号に対応する電圧と前記第１電源との間の電圧を前記画素に含まれた第２キャパシタに格納する段階と、
    前記第２キャパシタに格納された電圧に対応する電流を発光素子に供給する段階と、を含むことを特徴とする発光表示装置の駆動方法。
24. 前記発光素子は、
    前記補償電源と前記データ信号の電圧差に対応する電流の供給を前記第１電源から受けて発光することを特徴とする請求項２３に記載の発光表示装置の駆動方法。
25. 前記各画素は、
    前記サブフレームごとに前記発光素子が発光する明るさの和によって、所望の階調を表示することを特徴とする請求項２３に記載の発光表示装置の駆動方法。
26. 前記データ信号は、
    前記サブフレームに対応するｉ（ただし、ｉは正の定数）ビットのデジタルデータ信号であることを特徴とする請求項２３に記載の発光表示装置の駆動方法。
27. 前記補償電源のレベルは、
    前記デジタルデータ信号の上位ビットに行くほど高くなることを特徴とする請求項２６に記載の発光表示装置の駆動方法。
28. 前記補償電源は、
    直前走査線に供給される走査信号に同期するように前記補償電源線に供給されることを特徴とする請求項２５に記載の発光表示装置の駆動方法。

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