JP4776328B2 - 発光表示パネル,発光表示装置および発光表示装置の駆動方法 - Google Patents

発光表示パネル,発光表示装置および発光表示装置の駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は,発光表示装置に関し,特に有機物質の電界発光(以下,“有機EL”という)を利用した有機EL表示装置に関する。
一般に,有機EL表示装置は,行列状に配置されたN×M個の有機発光セルを電圧駆動,または電流駆動して映像を表示する。
このような有機発光セルは,ダイオード特性を有して有機発光ダイオード(OLED;Organic Light Emitting Diode)とも呼ばれて,アノード電極(ITO膜;Indium Tin Oxide膜;インジウムスズ酸化物膜),有機薄膜,カソード電極(金属)の薄膜積層構造を有する。
有機薄膜は,電子と正孔の均衡を良くして,発光効率を向上させるため,発光層(EML;Emitting Layer),電子輸送層(ETL;Electron Transport Layer)および正孔輸送層(HTL;Hole Transport Layer)を含んだ多層構造で構成される。また,別途の電子注入層(EIL;Electron Injecting Layer)と正孔注入層(HIL;Hole Injecting Layer)を含む。このような有機発光セルが,N×M個のマトリックス行列形状に配置されて,発光表示装置の主要部である発光表示パネル(有機EL表示パネル)を形成する。
以下,一般的な能動駆動型有機EL表示装置の画素について説明する。図1は,画素の等価回路図であって,N×M個の画素の中の一つ,つまり,第1行と第1列に位置する画素を等価的に示した図である。
図1に示したように,一つの画素10は,三個の副画素10r,副画素10g,副画素10bを基本色発光体として備え,副画素10r,副画素10g,副画素10bには,各々赤色R,緑色Gおよび青色Bの光を発光する有機EL素子OLEDr,有機EL素子OLEDg,有機EL素子OLEDbが使用されている。
そして副画素が,ストライプ形状または直線状に配置された構造では,副画素10r,副画素10g,副画素10bは,各々別個のデータ線D1r,データ線D1g,データ線D1bと共通の走査線S1に接続されている。
これら副画素10r,副画素10g,副画素10bの動作は,全て同一であるため,以下,一つの副画素10rを例として説明する。
電源線(VDD)と有機EL素子(OLEDr)のアノードの間に駆動トランジスタ(M1r)が接続されて,発光のための電流を有機EL素子(OLEDr)に伝達する。有機EL素子(OELDr)のカソード電極は,電源線(VDD)の電圧より低い電圧の電源帰線(Vss)に接続される。なお,図1のように,電源帰線(Vss)の電圧は,接地電圧であってよい。
各々の部品の状態をみると,駆動トランジスタ(M1r)の電流量は,スイッチトランジスタ(M2r)を通して印加されるデータ電圧によって制御される。この時,キャパシタ(C1r)が駆動トランジスタ(M1r)のソースとゲートの間に接続されて印加された電圧を一定期間,維持する。
スイッチトランジスタ(M2r)のゲートには,オン/オフ形状の選択信号を伝達する走査線(S1)が接続されており,ソース側には,赤色副画素10rの階調を決定するデータ電圧を流すデータ線(D1r)が接続されている。
走査線(S1)からゲートに印加される選択信号に応答して,スイッチトランジスタ(M2r)が導通すると,データ線(D1r)からのデータ電圧(VDATA)が,駆動トランジスタ(M1r)のゲートに印加される。それにより,駆動トランジスタ(M1r)のゲートとソースの間に接続されるキャパシタ(C1r)によって充電された電圧(VGS)に対応して,駆動トランジスタ(M1r)に電流(IOLED)が流れ,この電流(IOLED)に対応した輝度で有機EL素子(OLEDr)が発光する。この時,有機EL素子(OLEDr)に流れる電流値(IOLED)は,数式1で表される。
Figure 0004776328
上記数式1で,βは,定数値で,VGSは,キャパシタ(C1r)に充電される電圧であり,VTHは,駆動トランジスタ(M1r)のしきい電圧である。VDDは,電源線(VDD)から印加される電圧であり,VDATAは,データ線(D1r)から伝達されるデータ電圧である。
図1に示す画素10では,データ電圧に対応する電流が有機EL素子(OLEDr)に供給され,供給された電流に対応する輝度で有機EL素子(OLEDr)が発光する。この時,印加されるデータ電圧は,所定の明暗階調を表示するため,一定範囲内で多段階の値を有する。
しかし,従来の有機EL表示装置は,一つの画素が三個の副画素で構成され,副画素別に有機EL素子を駆動するための駆動トランジスタ,スイッチトランジスタおよびキャパシタが形成される。また,副画素別にデータ信号を伝達するためのデータ線および電源線電圧を伝達するための電源線(VDD)が形成される。このように画素を駆動するために多くの配線が必要になって,画素領域内に全配線の配置が難しく,画素領域の全面積に占める発光領域面積比に相当する開口率も減少する問題点がある。従って,画素を駆動するための配線および素子等の個数や占有面積を減少することができる画素の開発が要求される。
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,その目的とするところは,配線および素子の個数を減少させて画素領域の全面積に占める発光領域面積比に相当する開口率と収率を増加させ,設計時のパネル空間の活用が容易で,発光素子の寿命を向上することができる発光表示パネル,発光表示装置および発光表示装置の駆動方法を提供することにある。
上記課題を達成するために,本発明の第1の観点によれば,一方向に長く配置されて,第1信号を伝送するための複数の第1信号線と;上記第1信号線に平行に配置され,第2信号を伝送する複数の第2信号線と;上記第1信号線に平行に配置され,第3信号を伝送する複数の第3信号線と;上記第1信号線,上記第2信号線および上記第3信号線と交差して配置され,第4信号を伝送する複数の第4信号線と;および上記第1信号線,上記第2信号線,上記第3信号線,および上記第4信号線が交差する領域に各々対応する複数の画素とを含み,上記画素は,上記第1信号に応答して,上記第4信号に対応する第1電流を出力する画素駆動部と;上記第2信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流に対応する光を発光する第1発光素子と;上記第3信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流に対応する光を発光する第2発光素子と;上記第2信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流を選択的に上記第1発光素子に流す第1スイッチと;上記第3信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流を上記第2発光素子に選択的に流す第2スイッチと;上記第2信号に応答して,上記第1発光素子から出力される第2電流を上記第3信号線に流す第3スイッチと;上記第3信号に応答して,上記第2発光素子から出力される第2電流を上記第2信号線に流す第4スイッチと;を含む発光表示パネルが提供される。
本発明によれば,一つの走査線,一つのデータ線,一つの画素駆動部に対応して複数の有機EL素子を含むことができるので,従来の発光表示パネルに比べて,配線および素子の個数を減少することができるので,発光表示パネルの開口率および収率を増加することができ,有機EL素子などの配置も簡単に行える。また,別途の追加電源線および電源を用いないで,有機EL素子に所定時間,逆バイアスを印加できるので,有機層の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)との間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)との間に貯蔵される空間電荷を十分に放電することができるので,有機EL素子(OLED)の寿命を向上することができ,さらに発光表示パネルの開口率も向上することができる。
上記第1発光素子の第1電極は,上記第1スイッチおよび上記第3スイッチに電気的に接続され,上記第1発光素子の第2電極は,第1基準電圧を印加する電源帰線に電気的に接続され,上記第2発光素子の第1電極は,上記第2スイッチおよび上記第4スイッチに電気的に接続され,上記第2発光素子の第2電極は,上記第1基準電圧を印加する上記電源帰線に電気的に接続されることができる。上記第2信号は,上記第1スイッチをオンさせるための第1レベルの信号と,上記第3スイッチをオンさせるための第2レベルの信号とを有することができ,上記第3信号は,上記第2スイッチをオンさせるための第1レベルの信号と,上記第4スイッチをオンさせるための第2レベルの信号とを有することができる。上記第2信号および上記第3信号の上記第1レベルの信号に相当する電圧は,上記第1基準電圧より低くてよい。
上記第2信号および上記第3信号の上記第1レベルの信号に相当する電圧は,上記第2信号および上記第3信号の上記第2レベルの信号に相当する電圧より低くてよい。
上記課題を解決するために,本発明の第2の観点によれば,一方向に長く配置されて,走査信号(第1信号)を伝送する複数の走査線(第1信号線)と;上記走査線に平行に配置され,第1発光制御信号(第2信号)を伝送する複数の第1発光制御線(第2信号線)と;上記走査線に平行に配置され,第2発光制御信号(第3信号)を伝送する複数の第2発光制御線(第3信号線)と;上記走査線,上記第1発光制御線および上記第2発光制御線と交差して配置され,データ信号(第4信号)を伝送する複数のデータ線(第4信号線)と;上記走査線,上記第1発光制御線,上記第2発光制御線,および上記データ線が交差する領域に各々対応する複数の画素と;上記走査線に上記走査信号を伝達する走査駆動部(第1駆動部)と;上記第1発光制御線および上記第2発光制御線に各々上記第1発光制御信号および上記第2発光制御信号を伝達する発光制御信号駆動部(第2駆動部)と;上記データ線に上記データ信号を伝達するデータ駆動部(第3駆動部)とを含み,上記画素は,上記走査信号に応答して,上記データ信号に対応する第1電流を出力する画素駆動部と;上記第1発光制御信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流に対応する光を発光する第1発光素子と;上記第2発光制御信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流に対応する光を発光する第2発光素子と;上記第1発光制御信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流を選択的に上記第1発光素子に流す第1スイッチと;上記第2発光制御信号に応答して,上記画素駆動部から出力される上記第1電流を選択的に上記第2発光素子に流す第2スイッチと;上記第1発光制御信号に応答して,上記第1発光素子から出力される第2電流を上記第2発光制御線に流す第3スイッチと;上記第2発光制御信号に応答して,上記第2発光素子から出力される第2電流を上記第1発光制御線に流す第4スイッチとを含む発光表示装置が提供される。
上記第1発光素子の第1電極は,上記第1スイッチおよび上記第3スイッチに電気的に接続されて,上記第1発光素子の第2電極は,第1基準電圧を印加する電源帰線に電気的に接続され,上記第2発光素子の第1電極は,上記第2スイッチおよび上記第4スイッチに電気的に接続されて,上記第2発光素子の第2電極は,上記第1基準電圧を印加する上記電源帰線に電気的に接続されることができる。上記第1発光制御信号は,上記第1スイッチをオンさせるための第1レベルの信号と,上記第3スイッチをオンさせるための第2レベルの信号とを有することができ,上記第2発光制御信号は,上記第2スイッチをオンさせるための第1レベルの信号と,上記第4スイッチをオンさせるための第2レベルの信号とを有することができる。上記第1発光制御信号および上記第2発光制御信号の上記第1レベルの信号に相当する電圧は,上記第1基準電圧より低くてよい。
上記第1発光制御信号および上記第2発光制御信号の上記第1レベルの信号に相当する電圧は,上記第1発光制御信号および上記第2発光制御信号の上記第2レベルの信号に相当する電圧より低くてよい。
上記第1スイッチは,ゲートが上記第1発光制御線に電気的に接続され,ソースが上記画素駆動部に電気的に接続される第1トランジスタであってよく,上記第2スイッチは,ゲートが上記第2発光制御線に電気的に接続され,ソースが上記画素駆動部に電気的に接続される第2トランジスタであってよい。上記第3スイッチは,ゲートが上記第1発光制御線に電気的に接続され,ドレインが上記第2発光制御線に電気的に接続される第3トランジスタであってよく,上記第4スイッチは,ゲートが上記第2発光制御線に電気的に接続され,ドレインが上記第1発光制御線に電気的に接続される第4トランジスタであってよい。
上記第1トランジスタおよび上記第2トランジスタは,P型トランジスタであってよく,上記第3トランジスタおよび上記第4トランジスタは,N型トランジスタであってよい。
上記課題を解決するために,本発明の第3の観点によれば,一方向に長く配置され,走査信号を伝送する複数の走査線と;上記走査線に平行に配置され,第1発光制御信号を伝送する複数の第1発光制御線と;上記走査線に平行に配置され,第2発光制御信号を伝送する複数の第2発光制御線と;上記走査線,上記第1発光制御線および上記第2発光制御線と交差して配置されて,データ信号を伝送する複数のデータ線と;上記走査線,上記第1発光制御線,上記第2発光制御線,および上記データ線が交差する領域に各々対応する複数の画素と;上記走査線に上記走査信号を伝達する走査駆動部と;上記第1発光制御線および上記第2発光制御線に各々上記第1発光制御信号および上記第2発光制御信号を伝達する発光制御信号駆動部と;上記データ線に上記データ信号を伝達するデータ駆動部とを含み,上記画素は,ゲートが上記走査線に電気的に接続されて,ソースが上記データ線に電気的に接続されるスイッチトランジスタと;一電極に電源電圧が印加されて,他電極は,上記スイッチトランジスタのドレインに電気的に接続される第1キャパシタと;ゲートが上記第1キャパシタの他電極に電気的に接続されて,ソースに上記電源電圧が印加され,ドレインが第1発光素子および第2発光素子に電気的に接続される駆動トランジスタと;ゲートが上記第1発光制御線に電気的に接続されて,ソースが上記駆動トランジスタのドレインに電気的に接続され,ドレインが上記第1発光素子に電気的に接続される第1トランジスタと;ゲートが上記第2発光制御線に電気的に接続されて,ソースが上記駆動トランジスタのドレインに電気的に接続され,ドレインが上記第2発光素子に電気的に接続される第2トランジスタと;ゲートが上記第1発光制御線に電気的に接続され,ドレインが上記第2発光制御線に電気的に接続され,ソースが上記第1発光素子に電気的に接続される第3トランジスタと;ゲートが上記第2発光制御線に電気的に接続され,ドレインが上記第1発光制御線に電気的に接続され,ソースが上記第2発光素子に電気的に接続される第4トランジスタとを含む発光表示パネルが提供される。
上記第1トランジスタがオンになり,上記第3トランジスタがオフになる時,上記画素駆動部から上記第1発光素子に上記第1電流が流れることができ,上記第3トランジスタがオンになり,上記第1トランジスタがオフになる時,上記第1発光素子から上記第2発光制御線に第2電流が流れることができる。
上記第2トランジスタがオンになり,上記第4トランジスタがオフになる時,上記画素駆動部から上記第2発光素子に上記第1電流が流れることができ,上記第4トランジスタがオンになり,上記第2トランジスタがオフになる時,上記第2発光素子から上記第1発光制御線に第2電流が流れることができる。
上記第1トランジスタおよび上記第3トランジスタがともにオンになる区間がなくてよく,上記第2トランジスタおよび上記第4トランジスタがともにオンになる区間がなくてよい。
上記第1トランジスタおよび上記第2トランジスタは,P型トランジスタであってよく,上記第3トランジスタおよび上記第4トランジスタは,N型トランジスタであってよい。
上記課題を解決するために,本発明の第4の観点によれば,発光表示装置は,一方向に長く配置されて,第1信号を伝送する複数の第1信号線と;第1信号線に平行に配置されて,第2信号を伝送する複数の第2信号線と;第1信号線に平行に配置されて,第3信号を伝送する複数の第3信号線と;上記第1信号線,上記第2信号線および上記第3信号線と交差して配置されて,第4信号を伝送する複数の第4信号線と;上記第1信号線,上記第2信号線,上記第3信号線,および上記第4信号線が交差する領域に各々対応して,各々第1発光素子および第2発光素子を含む複数の画素とを含み,上記発光表示装置の駆動方法は,(a)上記第2信号に応答して,上記第4信号に対応する第1電流を上記第1発光素子に印加する段階と;(b)上記第3信号に応答して,第2電流を上記第2発光素子から上記第2信号線に流す段階と;(c)上記第3信号に応答して,上記第4信号に対応する第1電流を上記第2発光素子に印加する段階と;(d)上記第2信号に応答して,第2電流を上記第1発光素子から上記第3信号線に流す段階と;を含む発光表示装置の駆動方法が提供される。
上記第1信号,上記第2信号および上記第3信号が印加される一水平期間は,第1期間および第2期間に区分され,上記(a)段階および上記(b)段階は,上記第1期間に行われ,上記(c)段階および上記(d)段階は,上記第2期間に行われてよい。
以上説明したように本発明によれば,複数の副画素が走査線および画素駆動部を共有することによって,各々の副画素の素子配置を簡単にできて,開口率を増加させることができる。また,所定時間有機EL素子に逆バイアスを印加することで,有機層の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)の間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)の間に貯蔵される空間電荷を十分に放電することができるので,有機EL素子(OLED)の寿命を向上することができ,逆バイアスによって発光素子での確実な電流遮断を可能にしてコントラスト比を増進させることができる。また,逆バイアスを印加するための別途の追加電源および電源線を要しないため,発光表示パネルの開口率をさらに増大させることができる。
以下に添付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構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。本発明の実施形態では,有機物質の電界発光(以下,“有機EL”という)を利用した有機EL表示装置を用いて説明する。
(第1実施形態)
図2は,本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す図である。図2に示したように,本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置は,表示パネル100,走査駆動部400および発光制御信号駆動部500およびデータ駆動部600を含む。
表示パネル100は,行方向に延びて形成される複数の走査線(S[1]〜S[n]),複数の発光制御線(C1[1]〜C1[n],C2[1]〜C2[n]),列方向に延びて形成される複数のデータ線(D[1]〜D[m]),複数の電源線(VDD)および複数の画素110を含む。ここで,発光制御線(C1[1]〜C1[n],C2[1]〜C2[n])は,第1発光制御線(C1[1]〜C1[n])と第2発光制御線(C2[1]〜C2[n])に区分される。
本発明の第1実施形態で,画素110は,赤色(R)有機EL素子,緑色(G)有機EL素子,および青色(B)有機EL素子の中で,いずれか2つの有機EL素子を含む。画素110は,走査線(S[i]),第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])およびデータ線(D[j])から伝えられる信号によって,一つのデータ線(D[j])から印加されたデータ信号に基づいて,2つの有機EL素子が時分割的に発光するように駆動される。ここで,‘i’は,1からnまでの任意の自然数であり,‘j’は,1からmまでの任意の自然数である。
特に,本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置は,一つの画素110で2つの有機EL素子を時分割的に発光させるため,2つの発光制御線である第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])を備え,第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])の発光制御信号は,一つの画素に含まれる2つの有機EL素子が選択的に発光するように制御する。
走査駆動部400は,当該ラインの画素にデータ信号が印加できるように,当該ラインを選択する走査信号を形成して,順次走査線(S[1]〜S[n])に伝達する。発光制御信号駆動部500は,有機EL素子(OLED1,OLED2)の発光を制御する発光制御信号を生成して,順次第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])に伝達する。そしてデータ駆動部600は,走査信号が印加される度に,走査信号が印加されたラインの画素に対応するデータ信号をデータ線(D[1]〜D[m])に印加する。
そして走査駆動部400,発光制御信号駆動部500とデータ駆動部600は,各々表示パネル100が形成される基板に電気的に接続される。これとは異なって,走査駆動部400,発光制御信号駆動部500および/またはデータ駆動部600を表示パネル100のガラス基板上に直接装着することもできて,表示パネル100の基板に走査線,発光制御線,データ線およびトランジスタと同一層で形成される駆動回路に代替される事も可能である。
または走査駆動部400,発光制御信号駆動部500および/またはデータ駆動部600を表示パネル100の基板に接着させて,電気的に接続されたTCP(tape carrier package),FPC(flexible printed circuit)またはTAB(tape automatic bonding)にチップなどの形状で装着することもできる。
そして,本発明の第1実施形態では,一つの画素に含まれる2つの有機EL素子(OLED1,OLED2)を各々時分割的に駆動するために,フレーム期間が二つのフィールド期間に時分割されて駆動される。二つのフィールドでは,各々赤色,緑色および青色のデータの中で,いずれか二つのデータが記入されて発光する。このために,走査駆動部400は,フィールド毎に走査信号を順次走査線(S[i])に伝達して,発光制御信号駆動部500は,一つの画素に含まれる2つの有機EL素子が当該フィールド期間で発光するように,発光制御信号を第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])に順次印加する。そして,データ駆動部600は,フィールド毎にRデータ信号,Gデータ信号,Bデータ信号を当該データ線(D[j])に印加する。
以下,図3を参照して本発明の第1実施形態に係る画素について詳細に説明する。図3は,本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の画素110を示す等価回路図である。説明の便宜上,i番目行の走査線(S[i])とj番目列のデータ線(D[j])に形成される画素領域の画素を代表例として示す。以下の説明では,説明の便宜上,第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])に印加される発光制御信号の符号も発光制御線と同一に“C1[i],C2[i]”で表示して,走査線(S[i])に印加される走査信号の符号も同一に“S[i]”で表示する。画素110の有機EL素子(OLED1)および有機EL素子(OLED2)は,赤色(R)有機EL素子,緑色(G)有機EL素子および青色(B)有機EL素子の中で,いずれか2つで形成される。画素110に使用される駆動トランジスタ(DM),スイッチトランジスタ(SM),第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)の全てをP型トランジスタで示す。
図3のように,画素110は,画素駆動部111,2つの有機EL素子(OLED1,OLED2)および2つの有機EL素子(OLED1,OLED2)が各々選択的に発光するように制御する第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)を含む。
画素駆動部111は,走査線(S[i])およびデータ線(D[j])に接続されて,データ線(D[j])を通して伝えられるデータ信号に対応して,有機EL素子(OLED1,OLED2)に印加される電流を生成する。本発明の第1実施形態に係る画素駆動部111は,2個のトランジスタおよび一つのキャパシタ,つまり,スイッチトランジスタ(SM),駆動トランジスタ(DM)およびキャパシタ(C)を含む。具体的に,スイッチトランジスタ(SM)は,ソースがデータ線(D[j])に接続されて,ゲートが走査線(S[i])に接続される。駆動トランジスタ(DM)は,電源線(VDD)にソースが接続されて,ゲートは,スイッチトランジスタ(SM)のドレインに接続されて,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースとの間にキャパシタ(C)が接続される。
第1トランジスタ(CM1)は,ソースが駆動トランジスタ(DM)のドレインに接続され,ドレインが有機EL素子(OLED1)のアノードに接続され,ゲートが第1発光制御線(C1[i])に接続される。第1トランジスタ(CM1)が第1発光制御信号(C1[i])に応答して導通すると,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED1)のアノードに伝達する。同様に,第2トランジスタ(CM2)は,ソースが駆動トランジスタ(DM)のドレインに接続され,ドレインが有機EL素子(OLED2)のアノードに接続され,ゲートが第2発光制御線(C2[i])に接続される。第2トランジスタ(CM2)が第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通すると,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED2)のアノードに伝達する。
有機EL素子(OLED1,OLED2)は,アノードが第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)のドレインに各々接続されて,カソードは,電源線(VDD)の電圧より低い基準電圧を印加する電源帰線(Vss)に接続される。このような電源帰線(Vss)の電圧としては,負の電圧または接地電圧を用いることができる。
以下,図4を参照して本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法について詳細に説明する。図4は,本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の信号タイミング図である。
図4に示したように,本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置は,1フレーム期間(一水平期間)が二つのフィールド期間(1F,2F)に分割されて駆動され,各フィールド(1F,2F)で走査信号(S[1]〜S[n])が順次に印加される。一つの画素駆動部111に接続される二つの有機EL素子(OLED1,OLED2)は,各々一つのフィールドに相当する期間に発光する。そしてフィールド(1F,2F)は,行別に独立的に定義されて,図4では,第1行目の走査線(S[1])を基準として,二つのフィールド(1F,2F)を示し,第1行目の走査線(S[1])を中心に動作を説明する。
まず,第1フィールド(1F)で,第1行目の走査線(S[1])にローレベルの走査信号が印加される間,スイッチトランジスタ(SM)が導通してデータ線(D[j])から印加されたデータ電圧(Vdata)が,駆動トランジスタ(DM)のゲート,つまり,キャパシタ(C)の一端に印加される。本実施形態で,データ線から印加されるデータ電圧は,データ信号に対応する電圧である。従って,キャパシタ(C)は,電源線(VDD)の電圧とデータ電圧(Vdata)の差に対応する電圧,つまり,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースとの間に充電された電圧(VGS)が充電されて,駆動トランジスタ(DM)は,充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)をドレインに流すことになる。
その次に,第1発光制御線(C1[1])から印加される第1発光制御信号(C1[1])がローレベルになると,第1トランジスタ(CM1)が導通して駆動トランジスタ(DM)のドレインを通って流れる電流(IOLED)が有機EL素子(OLED1)のアノードに伝えられて,この電流(IOLED)に対応して有機EL素子(OLED1)が発光する。この時,有機EL素子(OLED1)に流れる電流(IOLED)は,上記の数式1と同一である。
一方,第1フィールド(1F)で第1発光制御信号(C1[1])がローレベルになって,有機EL素子(OLED1)が発光する間には,第2発光制御信号(C2[1])は,ハイレベルが維持されて,第2トランジスタ(CM2)は,遮断されて有機EL素子(OLED2)には,電流(IOLED)が伝えられない。
第2フィールド(2F)で,第1行目の走査線(S[1])にローレベルの走査信号が印加される間,第1フィールド(1F)のように,スイッチトランジスタ(SM)が導通して,データ線(D[j])から印加されたデータ電圧(Vdata)が駆動トランジスタ(DM)のゲート,つまり,キャパシタ(C)の一端に印加される。従って,キャパシタ(C)は,電源線(VDD)の電圧とデータ電圧(Vdata)との差に対応する電圧,つまり,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースとの間に充電された電圧(VGS)が充電されて,駆動トランジスタ(DM)は,充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)をドレインに流すことになる。
その次に,第2発光制御線(C2[1])から印加される第2発光制御信号(C2[1])がローレベルになると,第2トランジスタ(CM2)が導通して駆動トランジスタ(DM)のドレインを通って流れる電流(IOLED)が,有機EL素子(OLED2)のアノードに伝えられて,この電流(IOLED)に対応して有機EL素子(OLED2)が発光する。一方,第2フィールド(2F)で第2発光制御信号(C2[1])がローレベルになって,有機EL素子(OLED2)に電流(IOLED)が伝えられる間には,第1発光制御信号(C1[1])は,ハイレベルが維持されて,第1トランジスタ(CM1)は,遮断され,有機EL素子(OLED1)には,電流(IOLED)が伝えられない。本発明の第1実施形態では,このように第1フィールド(1F)および第2フィールド(2F)において,各々の走査線,第1発光制御線,第2発光制御線に各々の信号が順次印加され,各々相当する画素で上記のような駆動が行われる。本発明の第1実施形態では,複数の有機EL素子が走査線および画素駆動部を共有することによって,各々の有機EL素子の素子配置を簡単にできて,開口率を増加させることができる。
しかし,第1実施形態に係る有機EL表示装置では,有機EL素子(OLED)においてアノードからカソードの方向のみに電流が流れて,有機層の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)との間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)との間に空間電荷が貯蔵される。このような空間電荷の累積により,有機EL素子(OLED)の寿命が短縮される可能性もある。
以下,上記の空間電荷が有機EL素子に貯蔵されることを防止できる本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置およびその駆動方法について詳しく説明する。図5は,本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す図である。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置は,各々の画素にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源線(Vbias)が追加されることが第1実施形態と異なっている。
図5に示したように,本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置は,表示パネル200,走査駆動部400および発光制御信号駆動部500およびデータ駆動部600を含む。ここで,走査駆動部400および発光制御信号駆動部500およびデータ駆動部600は,第1実施形態と同じ動作を行うため,同一図面符号で表示し,その説明は省略する。
表示パネル200は,行方向に延びて形成される複数の走査線(S[1]〜S[n]),複数の第1発光制御線(C1[1]〜C1[n]),複数の第2発光制御線(C2[1]〜C2[n]),列方向に延びて形成される複数のデータ線(D[1]〜D[m]),複数の電源線(VDD),複数のバイアス電源線(Vbias)および複数の画素210を含む。
画素210は,走査線(S[i]),第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])およびデータ線(D[j])から伝えられる信号によって,一つのデータ線(D[j])から印加されたデータ信号に基づいて,2つの有機EL素子が時分割的に発光するように駆動される。ここで,バイアス電源線(Vbias)の電圧は,有機EL素子(OLED1,OLED2)のカソードに印加される電源帰線(Vss)の電圧より低い電圧で,一般的にマイナス(−)のバイアス電圧である。
図6は,本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の画素210を示す等価回路図である。図6のように,画素210は,画素駆動部211,2つの有機EL素子(OLED1,OLED2),2つの有機EL素子(OLED1,OLED2)が各々選択的に発光するように制御する第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)および2つの有機EL素子(OLED1,OLED2)が,各々選択的に逆バイアスされるように制御する第3トランジスタ(BM1),第4トランジスタ(BM2)を含む。図6で,スイッチトランジスタ(SM),駆動トランジスタ(DM),第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2),第3トランジスタ(BM1),第4トランジスタ(BM2)は,全てP型トランジスタで示す。画素駆動部211は,本発明の第1実施形態の画素駆動部111と同一構成を有する。
第1トランジスタ(CM1)は,ソースが駆動トランジスタ(DM)のドレインに接続され,ドレインが有機EL素子(OLED1)のアノードに接続され,ゲートが第1発光制御線(C1[i])に接続される。第1トランジスタ(CM1)は,第1発光制御線(C1[i])を通して伝えられる第1発光制御信号(C1[i])に応答して導通し,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED1)のアノードに伝達する。同様に,第2トランジスタ(CM2)は,ソースが駆動トランジスタ(DM)のドレインに接続され,ドレインが有機EL素子(OLED2)のアノードに接続され,ゲートが第2発光制御線(C2[i])に接続されて,第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通し,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED2)のアノードに伝達する。
有機EL素子(OLED1,OLED2)は,アノードが第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)のドレインに各々接続されて,カソードは,電源線(VDD)の電圧より低い基準電圧を印加する電源帰線(Vss)に接続される。
第3トランジスタ(BM1)は,ドレインがバイアス電圧を印加するバイアス電源線(Vbias)に接続され,ソースが有機EL素子(OLED1)のアノードに接続され,ゲートが第2発光制御線(C2[i])に接続される。第3トランジスタ(BM1)は,第2発光制御線(C2[i])を通して伝えられる第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通し,有機EL素子(OLED1)のアノードに印加される漏れ電流をバイアス電源線(Vbias)に流すことができる。また同様に,第4トランジスタ(BM2)は,ドレインがバイアス電圧を印加するバイアス電源線(Vbias)に接続され,ソースが有機EL素子(OLED2)のアノードに接続され,ゲートが第1発光制御線(C1[i])に接続されて,第1発光制御信号(C1[i])に応答して導通し,有機EL素子(OLED2)のアノードに印加される漏れ電流をバイアス電源線(Vbias)に流すことができる。
以下,図7を参照して本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法について詳細に説明する。図7は,本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の信号タイミング図である。第2実施形態の画素210に印加される走査信号(S[i]),第1発光制御信号(C1[i]),第2発光制御信号(C2[i])は,図4に示した第1実施形態による画素110に印加される信号と基本的には同一であるが,走査信号(S[i])がローレベルからハイレベルに変換された後,所定時間(td)が経過した後に,第1発光制御信号(C1[i]),第2発光制御信号(C2[i])がローレベルになることによって,信号遅延による影響を除去することができることが異なる。図7に示すように,本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置は,1フレーム期間(一水平期間)が二つのフィールド期間(1F,2F)に分割されて駆動される。図7では,第1行目の走査線(S[1])を基準として,二つのフィールド(1F,2F)を示し,第1行目の走査線(S[1])を中心に動作を説明する。
まず,第1フィールド(1F)で,走査線(S[1])にローレベルの走査信号が印加される間,スイッチトランジスタ(SM)が導通してデータ線(D[j])から印加されたデータ電圧(Vdata)が駆動トランジスタ(DM)のゲート,つまり,キャパシタ(C)の一端に印加される。本実施形態で,データ線から印加されるデータ電圧は,データ信号に相当する電圧である。
従って,キャパシタ(C)は,電源線(VDD)の電圧とデータ電圧(Vdata)の差に対応する電圧,つまり,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースとの間に充電された電圧(VGS)が充電されて,駆動トランジスタ(DM)は,充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)をドレインに流す。ローレベルの走査信号(S[1])が印加されて所定の時間(td)が経過した後,第1発光制御信号(C1[1])がローレベルになると,第1トランジスタ(CM1)が導通して,駆動トランジスタ(DM)のドレインを通って流れる電流(IOLED)が有機EL素子(OLED1)のアノードに伝えられて,この電流(IOLED)に対応して有機EL素子(OLED1)が発光する。この時,有機EL素子(OLED1)に流れる電流(IOLED)は,上記の数式1によって求められる。一方,第1フィールド(1F)で第1発光制御信号(C1[1])がローレベルになって有機EL素子(OLED1)が発光する間,第2発光制御信号(C2[1])は,ハイレベルが維持されて,第2トランジスタ(CM2)は,遮断されて有機EL素子(OLED2)には,電流(IOLED)が伝えられない。
また,第1フィールド(1F)期間に,第1発光制御信号(C1[1])がローレベルである間,第4トランジスタ(BM2)は,導通する。従って,有機EL素子(OLED2)のアノードにカソードより低いレベルの電圧が印加されて,有機EL素子(OLED2)には,逆バイアスがかかるようになる。従って,有機EL素子(OLED2)に逆方向の電流が流れるようになって,有機EL素子(OLED2)の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)との間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)との間に貯蔵された空間電荷が放電されて,有機EL素子(OLED2)の寿命が向上することができる。
その次に,第2フィールド(2F)で,走査線(S[1])にローレベルの走査信号が印加される間,第1フィールド(1F)と同じようにスイッチトランジスタ(SM)が導通して,データ線(D[j])から印加されたデータ電圧(Vdata)が,駆動トランジスタ(DM)のゲート,つまり,キャパシタ(C)の一端に印加される。従って,キャパシタ(C)は,電源線(VDD)の電圧とデータ電圧(Vdata)の差に対応する電圧,つまり,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースとの間に充電された電圧(VGS)が充電され,駆動トランジスタ(DM)は,充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)をドレインに流す。ローレベルの走査信号(S[1])が印加されてから所定の時間(td)が経過した後,第2発光制御信号(C2[1])がローレベルになると,第2トランジスタ(CM2)が導通して駆動トランジスタ(DM)のドレインを通って流れる電流(IOLED)が,有機EL素子(OLED2)のアノードに伝えられて,この電流(IOLED)に対応して有機EL素子(OLED2)が発光する。一方,第2フィールド(2F)で第2発光制御信号(C2[1])がローレベルになって,有機EL素子(OLED2)に電流(IOLED)が伝えられる間,第1発光制御信号(C1[1])は,ハイレベルに維持されて,第1トランジスタ(CM1)は遮断されて有機EL素子(OLED1)には,電流(IOLED)が伝えられない。
また,第2フィールド(2F)期間に,第2発光制御信号(C2[1])がローレベルである間,第3トランジスタ(BM1)は,導通する。従って,有機EL素子(OLED1)のアノードにカソードより低いレベルの電圧が印加されて,有機EL素子(OLED1)には,逆バイアスがかかるようになる。従って,有機EL素子(OLED1)に逆方向の電流が流れるようになって,有機EL素子(OLED1)の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)との間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)との間に貯蔵された空間電荷が放電されて,有機EL素子(OLED1)の寿命が向上することができる。本発明の第2実施形態では,このように第1フィールド(1F)および第2フィールド(2F)において,各々の走査線,第1発光制御線,第2発光制御線に各々の信号が順次印加され,各々相当する画素で上記のような駆動が行われる。本発明の第2実施形態では,複数の有機EL素子が走査線および画素駆動部を共有することによって,各々の有機EL素子の素子配置を簡単にできて,開口率を増加させることができ,さらに各々の有機EL素子に逆バイアスを印加するトランジスタ,バイアス電源線(Vbias)により,有機EL素子の漏れ電流を防止できるので,各々の画素の有機EL素子の寿命を向上することができる。
しかし,本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法は,有機EL表示装置に別途のバイアス電源およびバイアス電源線を要するため,有機EL表示装置の構成が複雑になり,開口率の減少が予想される。
以下,図8を参照して,別途のバイアス電源および電源線を要しないで,有機EL素子に逆バイアスを加えることができる本発明の第3実施形態の有機EL表示装置について説明する。図8は,本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す図である。
(第3実施形態)
図8に示したように,本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置は,表示パネル300,走査駆動部400および発光制御信号駆動部500およびデータ駆動部600を含む。ここで,走査駆動部400および発光制御信号駆動部500およびデータ駆動部600は,第1実施形態と同様の動作を行うため,同一図面符号で表示し,その説明は省略する。
表示パネル300は,行方向に延長されて形成される複数の走査線(S[1]〜S[n]),複数の第1発光制御線(C1[1]〜C1[n]),複数の第2発光制御線(C2[1]〜C2[n]),列方向に延長されている複数のデータ線(D[1]〜D[m]),複数の電源線(VDD)および複数の画素310を含む。画素310は,走査線(S[i]),第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])およびデータ線(D[j])から伝えられる信号によって,一つのデータ線(D[j])から印加されたデータ信号に基づいて,2つの有機EL素子が時分割的に発光するように駆動される。本発明の第3実施形態において,走査信号を伝送する複数の走査線は,第1信号を伝送する複数の第1信号線であり,第1発光制御信号(C1[n])を伝送する複数の第1発光制御線(C1[n])は,第2信号を伝送する複数の第2信号線であり,第2発光制御信号(C2[n])を伝送する複数の第2発光制御線(C2[n])は,第3信号を伝送する複数の第3信号線である。第1信号線,第2信号線,第3信号線と交差するように配置されるのが,第4信号を伝送する複数の第4信号線であり,第4信号線は,データ信号を伝送するデータ線である。
図9は,本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の画素310を示す等価回路図である。説明の便宜上,一つの画素駆動部が2個の発光素子を含む等価回路図を示したが,2個以上の発光素子に接続されることできる。
図9のように,画素310は,画素駆動部311,2個の有機EL素子(OLED1,OLED2)および2個の有機EL素子(OLED1,OLED2)が各々選択的に発光するように制御する第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2),2個の有機EL素子(OLED1,OLED2)が各々選択的に逆バイアスされるように制御する第3トランジスタ(BM3),第4トランジスタ(BM4)を含む。本発明の第3実施形態において,有機EL素子(OLED1,OLED2)は,それぞれ第1発光素子(OLED1),第2発光素子(OLED2)であり,第1トランジスタ(CM1)および第2トランジスタ(CM2),第3トランジスタ(BM3)および第4トランジスタ(BM4)は,第1スイッチ(CM1)および第2スイッチ(CM2),第3スイッチ(BM3)および第4スイッチ(BM4)であってよい。
本発明の第3実施形態で用いることができる画素駆動部311は,走査線(S[i])およびデータ線(D[j])に接続されて,データ線(D[j])を通して伝えられるデータ信号に対応して,有機EL素子(OLED1,OLED2)に印加される電流を生成できるものであれば特に制限がなく,本発明の第3実施形態では,本発明の第1実施形態の画素駆動部111と同一構成を有する画素駆動部311を用いる。つまり,画素駆動部311は,2個のトランジスタおよび1個のキャパシタ,つまり,スイッチトランジスタ(SM),駆動トランジスタ(DM)およびキャパシタ(C)を含む。
第1トランジスタ(CM1)は,ソースが駆動トランジスタ(DM)のドレインに接続され,ドレインが有機EL素子(OLED1)のアノードに接続され,ゲートが第1発光制御線(C1[i])に接続される。第1トランジスタ(CM1)は,第1発光制御線(C1[i])を通して伝えられる第1発光制御信号(C1[i])に応答して導通し,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED1)のアノードに伝達する。有機EL素子(OLED2)の発光を制御する第2トランジスタ(CM2)は,ソースが駆動トランジスタ(DM)のドレインに接続され,ドレインが有機EL素子(OLED2)のアノードに接続されてゲートが第2発光制御線(C2[i])に接続される。第2トランジスタ(CM2)は,第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通し,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED2)のアノードに伝達する。ここで,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流は,データ線より伝達されるデータ信号に対応する第1電流である。
有機EL素子(OLED1,OLED2)は,アノードが第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)のドレインに各々接続されて,カソードは,電源線(VDD)の電圧より低い基準電圧を印加する電源帰線(Vss)に接続される。ここで,基準電圧は,第1基準電圧である。本発明の第3実施形態で,有機EL素子(OLED1,OLED2)のアノードは,第1電極であり,カソードは,第2電極である。
一方,第3トランジスタ(BM3)は,ドレインが第2発光制御線(C2[i])に接続され,ゲートが第1発光制御線(C1[i])に接続され,ソースが有機EL素子(OLED1)のアノードに接続される。第3トランジスタ(BM3)は,第1発光制御線(C1[i])を通して伝えられる第1発光制御信号(C1[i])に応答して導通し,有機EL素子(OLED1)に流れる漏れ電流を第2発光制御線(C2[i])に流すことができる。
同様に,第4トランジスタ(BM4)は,ドレインが第1発光制御線(C1[i])に接続され,ゲートが第2発光制御線(C2[i])に接続され,ソースが有機EL素子(OLED2)のアノードに接続される。第4トランジスタ(BM4)は,第2発光制御線(C2[i])を通して伝えられる第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通して,有機EL素子(OLED2)に流れる漏れ電流を第1発光制御線(C1[i])に流すことができる。本発明の第3実施形態で,有機EL素子(OLED1),有機EL素子(OLED2)に流れる漏れ電流とは,第2電流である。
有機EL素子(OLED)の有機層の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)との間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)との間に貯蔵された空間電荷を除去するため,有機EL素子(OLED1,OLED2)に有機EL素子が発光する時に流れる電流と反対方向の電流が流れるべきであり,このために有機EL素子(OLED1,OLED2)のアノードに基準電圧より低い電圧が印加されるのである。このために,第1発光制御線(C1[i]),第2発光制御線(C2[i])のローレベル電圧を利用する。従って,第1発光制御信号(C1[i]),第2発光制御信号(C2[i])のローレベル電圧は,基準電圧より低い電圧を利用する。
図9に示された有機EL表示装置の画素は,一つの画素駆動部が2個の発光素子を駆動する発光表示装置を説明しているが,本発明の実施形態の発光表示装置は,一つの画素駆動部に2以上の発光素子を駆動する発光表示装置を含むことができる。例えば,一つの画素駆動部に4個の発光素子を駆動することができて,この場合,1フレーム期間は4個のフィールド期間に分割されて時分割的に駆動される。
従って,本発明の第3実施形態に開示された発明は,2つ以上の発光素子を駆動する発光表示装置に適用されるが,説明の便宜上,本発明の明細書では,一つの画素駆動部311が2個の発光素子と連結されて駆動するものに制限して説明する。しかし,このような実施形態として本発明の保護(請求)範囲が制限されるものではない。
以下,図10を参照して,本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法について詳細に説明する。図10は,本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の信号タイミング図である。図10に示すように,本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置は,1フレーム期間(一水平期間)が二つのフィールド期間(1F,2F)に分割されて駆動される。図10では,第1行目の走査線(S[1])を基準として,二つのフィールド(1F,2F)を示し,第1行目の走査線(S[1])を中心に動作を説明する。
まず,第1フィールド(1F)で,走査線(S[1])にローレベルの走査信号が印加される間,スイッチトランジスタ(SM)が導通してデータ線(D[j])から印加されたデータ電圧(Vdata)が駆動トランジスタ(DM)のゲート,およびキャパシタ(C)の一端に印加される。従って,キャパシタ(C)は,電源線(VDD)の電圧とデータ電圧(Vdata)の差に対応する電圧,つまり,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースの間に充電された電圧(VGS)が充電されて,駆動トランジスタ(DM)から充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)がドレインに流れる。本発明の第3実施形態で,データ線から印加されるデータ電圧は,データ信号に相当する電圧である。また,駆動トランジスタ(DM)のドレインに流れ,キャパシタ(C)において充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)は,第1電流である。
第1発光制御線(C1[1])から印加される第1発光制御信号(C1[1])がローレベルになると,第1トランジスタ(CM1)が導通して駆動トランジスタ(DM)のドレインを通って流れる電流(IOLED)が,有機EL素子(OLED1)のアノードに伝えられて,この電流(IOLED)に対応して有機EL素子(OLED1)が発光する。この時,第1発光制御信号(C1[1])がローレベルであるため,第3トランジスタ(BM3)は,遮断の状態を維持する。
一方,第2発光制御線(C2[1])から印加される第2発光制御信号(C2[1])は,ハイレベルであるため,第4トランジスタ(BM4)は導通して,ローレベルの第1発光制御線(C1[1])が有機EL素子(OLED2)に接続されて,有機EL素子(OLED2)の漏れ電流は,第1発光制御線(C1[1])に流れることができる。ここで,有機EL素子(OLED2)の漏れ電流は,第2電流である。
その次に,第2フィールド(2F)で,走査線(S[1])にローレベルの走査信号が印加される間,第1フィールド(1F)のように,スイッチトランジスタ(SM)が導通してデータ線(D[j])から印加されたデータ電圧(Vdata)が駆動トランジスタ(DM)のゲート,つまり,キャパシタ(C)の一端に印加される。従って,キャパシタ(C)は,電源線(VDD)の電圧とデータ電圧(Vdata)の差に対応する電圧,つまり,駆動トランジスタ(DM)のゲートとソースとの間に充電された電圧(VGS)が充電されて,駆動トランジスタ(DM)は,充電された電圧(VGS)に対応する電流(IOLED)をドレインに流す。
第2発光制御信号(C2[1])がローレベルになると,第2トランジスタ(CM2)が導通して駆動トランジスタ(DM)のドレインを通って流れる電流(IOLED)が,有機EL素子(OLED2)のアノードに伝えられて,この電流(IOLED)に対応して有機EL素子(OLED2)が発光する。この時,第2発光制御信号(C2[1])がローレベルであるため,第4トランジスタ(BM4)は,遮断の状態を維持する。
一方,第1発光制御信号(C1[1])は,ハイレベルであるため,第3トランジスタ(BM3)は導通して,ローレベルの第2発光制御線(C2[1])が有機EL素子(OLED1)に接続されて,有機EL素子(OLED1)の漏れ電流は,第2発光制御線(C2[1])に流れる。ここで,有機EL素子(OLED1)の漏れ電流は,第2電流である。本発明の第3実施形態で,第1発光制御信号(C1[n]),第2発光制御信号(C2[n])のローレベルは,第1レベルであり,ハイレベルは,第2レベルである。また,第1フィールド(1F)は,一水平期間における第1期間であり,第2フィールド(2F)は,一水平期間における第2期間である。また,発光制御信号のローレベルに相当する電圧は,ハイレベルに相当する電圧より低い。本発明の第3実施形態では,このように第1フィールド(1F)および第2フィールド(2F)において,各々の走査線,第1発光制御線,第2発光制御線に各々の信号が順次印加され,各々相当する画素で上記のような駆動が行われる。
第1発光制御信号(C1[i])の観点から見ると,第1フィールド(1F)で,第1発光制御信号(C1[i])がローレベルである時,第1トランジスタ(CM1)は,ローレベルの第1発光制御信号(C1[i])に応答して,導通して駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED1)のアノードに伝達する。この時,第3トランジスタ(BM3)は,ローレベルの第1発光制御信号(C1[i])に対して遮断の状態を維持する。
第2フィールド(2F)で,第1発光制御信号(C1[i])がハイレベルになると,第1トランジスタ(CM1)が第1発光制御信号(C1[i])に応答して遮断され,第3トランジスタ(BM3)は,導通して第2発光制御線(C2[i])を有機EL素子(OLED1)のアノードに接続する。その後,第2発光制御線(C2[i])の電圧がローレベル電圧になると,有機EL素子(OLED1)から,発光時と反対方向の電流が第2発光制御線(C2[i])に流れるようになる。
第2発光制御信号(C2[i])の観点から見ると,第1フィールド(1F)で,第2発光制御信号(C2[i])がハイレベルである時,第2トランジスタ(CM2)は,ハイレベルの第2発光制御信号(C2[i])に応答して遮断されて,第4トランジスタ(BM4)は,ハイレベルの第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通して,第1発光制御線(C1[i])を有機EL素子(OLED2)のアノードに接続する。その後,第1発光制御線(C1[i])の電圧がローレベルの電圧になると,有機EL素子(OLED2)から,発光時と反対方向の電流が第1発光制御線(C1[i])に流れる。
第2フィールド(2F)で,第2発光制御信号(C2[i])がローレベルになると,第4トランジスタ(BM4)は遮断されて,第2トランジスタ(CM2)が第2発光制御信号(C2[i])に応答して導通し,駆動トランジスタ(DM)から出力される電流を有機EL素子(OLED2)のアノードに伝達する。
換言すると,第1発光制御信号(C1[i])は,第1トランジスタ(CM1)を導通させる時,第3トランジスタ(BM3)を遮断させ,第1トランジスタ(CM1)を遮断させる時,第3トランジスタ(BM3)を導通させる。同様に,第2発光制御信号(C2[i])は,第2トランジスタ(CM2)を導通させる時,第4トランジスタ(BM4)を遮断させ,第2トランジスタ(CM2)を遮断させる時,第4トランジスタ(BM4)を導通させる。
このように同一信号に対して,第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2),第3トランジスタ(BM3),第4トランジスタ(BM4)の異なる駆動を達成するために,第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)と第3トランジスタ(BM3),第4トランジスタ(BM4)に互いに異なるトランジスタタイプを利用することができる。
具体的には,第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)としてP型トランジスタを利用し,第3トランジスタ(BM3),第4トランジスタ(BM4)としてN型トランジスタを利用する。
このように,第3実施形態の有機EL表示装置では,複数の有機EL素子が走査線および画素駆動部を共有することによって,各々の有機EL素子の素子配置を簡単にできて,開口率を増加させることができる。また,有機EL素子(OLED1)が発光する時に,有機EL素子(OLED2)に逆バイアスを加え,有機EL素子(OLED2)が発光する時に,有機EL素子(OLED1)に逆バイアスを加えることによって,有機EL素子の有機層の正孔輸送層(HTL)と発光層(EML)との間,または電子輸送層(ETL)と発光層(EML)との間に貯蔵される空間電荷を逆バイアスを用いて放電させて除去することによって,有機EL素子の寿命を向上させることができる。
また,第3実施形態の有機EL表示装置では,発光素子が発光しない時,発光素子に逆バイアスを加えることによって,確実な電流遮断が可能になって,発光素子の発光可能性を遮断するため,コントラスト比を増加させることができる。
また,第3実施形態の有機EL表示装置では,有機EL素子(OLED1)に対する逆バイアス電源として第2発光制御線(C2[i])のローレベルの電圧を利用し,有機EL素子(OLED2)に対する逆バイアス電源として,第1発光制御線(C1[i])のローレベルの電圧を利用することによって,逆バイアスのための別途の追加電源および電源線が不要になるため,発光表示パネルの開口率をさらに増加させることができる。
本発明の第3実施形態の有機EL表示装置に印加される信号波形において,走査信号がローレベルからハイレベルに変換される際,所定時間(td)が経過した後,発光制御信号がローレベルになることができるので,信号遅延による影響を除去する信号波形が利用できる。
本発明の実施形態では,電圧記入方式の有機発光表示装置を例として説明したが,本発明は,電流記入方式の有機発光表示装置にも適用できる。
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,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,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。
本発明の第1実施形態〜第3実施形態で,スイッチトランジスタ(SM)をP型トランジスタとしたが,N型であってよく,この場合,スイッチトランジスタ(SM)に印加される走査信号は,ハイレベルの信号となる。また,本発明の第1実施形態,第2実施形態で,第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2),第3トランジスタ(BM1),第4トランジスタ(BM2)をP型トランジスタとしたが,N型トランジスタであってよく,この場合,各々トランジスタに印加される信号は,図4,図7の信号と反対となる。本発明の第3実施形態で,第1トランジスタ(CM1),第2トランジスタ(CM2)をP型トランジスタ,第3トランジスタ(BM3),第4トランジスタ(BM4)をN型トランジスタとしたが,それぞれ反対の型のトランジスタであってよく,この場合,各々トランジスタに印加される信号は,図10の信号と反対となる。
従来の発光表示パネルの画素の等価回路を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の画素110の等価回路図である。 本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の信号タイミング図である。 本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の画素210の等価回路図である。 本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の信号タイミング図である。 本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の画素310の等価回路図である。 本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の信号タイミング図である。
符号の説明
100,200,300 表示パネル
110,210,310 画素
400 走査駆動部
500 発光制御信号駆動部
600 データ駆動部
S[1]〜S[n] 走査線
C1[1]〜C1[n] 第1発光制御線
C2[1]〜C2[n] 第2発光制御線
D[1]〜D[m] データ線
VDD 電源線
OLED1,OLED2 有機EL素子
SM スイッチトランジスタ
BM1,BM3 第3トランジスタ
BM2,BM4 第4トランジスタ
CM1 第1トランジスタ
CM2 第2トランジスタ
DM 駆動トランジスタ
C,Cst キャパシタ
Vss 電源帰線
F フィールド
OLED 発光素子電流
HTL 正孔輸送層
EML 発光層
ETL 電子輸送層

Claims (11)

  1. 走査信号を伝送するための複数の走査線と;
    第1発光制御信号を伝送するための複数の第1発光制御線と;
    第2発光制御信号を伝送するための複数の第2発光制御線と;
    前記走査線,前記第1発光制御線および前記第2発光制御線と交差して配置されて,データ信号を伝送するための複数のデータ線と;
    前記走査線,前記第1発光制御線,前記第2発光制御線,および前記データ線が交差する領域に各々対応する複数の画素と;
    前記走査線に前記走査信号を伝達する走査駆動部と;
    前記第1発光制御線および前記第2発光制御線に各々前記第1発光制御信号および前記第2発光制御信号を伝達する発光制御信号駆動部と;
    前記データ線に前記データ信号を伝達するデータ駆動部と;
    を含み,
    前記画素は,
    前記走査信号に応答して,前記データ信号に対応する第1電流を出力する画素駆動部と;
    前記第1発光制御信号に応答して,前記画素駆動部から出力される前記第1電流に対応する光を発光する第1発光素子と;
    前記第2発光制御信号に応答して,前記画素駆動部から出力される前記第1電流に対応する光を発光する第2発光素子と;
    前記第1発光制御信号に応答して,前記画素駆動部から出力される前記第1電流を選択的に前記第1発光素子に流す第1スイッチと;
    前記第2発光制御信号に応答して,前記画素駆動部から出力される前記第1電流を選択的に前記第2発光素子に流す第2スイッチと;
    前記第1発光素子のアノードに接続され,前記第1発光制御信号に応答して,前記第1発光素子から出力される第2電流を前記第2発光制御線に流す第3スイッチと;
    前記第2発光素子のアノードに接続され,前記第2発光制御信号に応答して,前記第2発光素子から出力される第2電流を前記第1発光制御線に流す第4スイッチと;
    を含み,
    前記発光制御信号駆動部は,前記第1スイッチおよび前記第2スイッチが同じタイミングでオンとなることのないように前記第1発光制御信号および前記第2発光制御信号を伝達し,
    前記第1スイッチと前記第3スイッチとは極性の異なる信号レベルによりオンされるスイッチであり,前記第2スイッチと前記第4スイッチとは極性の異なる信号レベルによりオンされるスイッチであることを特徴とする,発光表示装置。
  2. 前記第1発光素子の第1電極は,前記第1スイッチおよび前記第3スイッチに電気的に接続されて,前記第1発光素子の第2電極は,第1基準電圧を印加する電源帰線に電気的に接続され,
    前記第2発光素子の第1電極は,前記第2スイッチおよび前記第4スイッチに電気的に接続されて,前記第2発光素子の第2電極は,前記第1基準電圧を印加する前記電源帰線に電気的に接続され,
    前記第1発光制御信号は,前記第1スイッチをオンさせるための第1レベルの信号と,前記第3スイッチをオンさせるための第2レベルの信号とを有し,
    前記第2発光制御信号は,前記第2スイッチをオンさせるための第1レベルの信号と,前記第4スイッチをオンさせるための第2レベルの信号とを有し,
    前記第1発光制御信号および前記第2発光制御信号の前記第1レベルの信号に相当する電圧は,前記第1基準電圧より低いことを特徴とする,請求項1に記載の発光表示装置。
  3. 前記第1発光制御信号および前記第2発光制御信号の前記第1レベルの信号に相当する電圧は,前記第1発光制御信号および前記第2発光制御信号の前記第2レベルの信号に相当する電圧より低いことを特徴とする,請求項2に記載の発光表示装置。
  4. 前記第1スイッチは,ゲートが前記第1発光制御線に電気的に接続され,ソースが前記画素駆動部に電気的に接続される第1トランジスタであり,
    前記第2スイッチは,ゲートが前記第2発光制御線に電気的に接続され,ソースが前記画素駆動部に電気的に接続される第2トランジスタであり,
    前記第3スイッチは,ゲートが前記第1発光制御線に電気的に接続され,ドレインが前記第2発光制御線に電気的に接続される第3トランジスタであり,
    前記第4スイッチは,ゲートが前記第2発光制御線に電気的に接続され,ドレインが前記第1発光制御線に電気的に接続される第4トランジスタであることを特徴とする,請求項1〜3のいずれかに記載の発光表示装置。
  5. 前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタは,P型トランジスタであり,前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタは,N型トランジスタ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. 走査信号を伝送するための複数の走査線と;
    第1発光制御信号を伝送するための複数の第1発光制御線と;
    第2発光制御信号を伝送するための複数の第2発光制御線と;
    前記走査線,前記第1発光制御線および前記第2発光制御線と交差して配置されて,データ信号を伝送するための複数のデータ線と;
    前記走査線,前記第1発光制御線,前記第2発光制御線,および前記データ線が交差する領域に各々対応する複数の画素を含み,
    前記画素は,
    前記走査信号に応答して,前記データ信号に対応する第1電流を出力する画素駆動部と;
    前記第1発光制御信号に応答して,前記画素駆動部から出力される前記第1電流に対応する光を発光する第1発光素子と;
    前記第2発光制御信号に応答して,前記画素駆動部から出力される前記第1電流に対応する光を発光する第2発光素子と;
    ゲートが前記第1発光制御線に電気的に接続され,ソースが前記画素駆動部に電気的に接続され,ドレインが前記第1発光素子に電気的に接続される第1トランジスタと;
    ゲートが前記第2発光制御線に電気的に接続され,ソースが前記画素駆動部に電気的に接続され,ドレインが前記第2発光素子に電気的に接続される第2トランジスタと;
    ゲートが前記第1発光制御線に電気的に接続され,ドレインが前記第2発光制御線に電気的に接続され,ソースが前記第1発光素子のアノードに電気的に接続される第3トランジスタと;
    ゲートが前記第2発光制御線に電気的に接続され,ドレインが前記第1発光制御線に電気的に接続され,ソースが前記第2発光素子のアノードに電気的に接続される第4トランジスタと;
    を含み,
    前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタが共にオンとなる区間がなく,
    前記第1トランジスタと前記第3トランジスタとは極性の異なるトランジスタであり,前記第2トランジスタと前記第4トランジスタとは極性の異なるトランジスタであることを特徴とする,発光表示パネル。
  7. 前記第1トランジスタがオンになり,前記第3トランジスタがオフになる時,前記画素駆動部から前記第1発光素子に前記第1電流が流れて,
    前記第3トランジスタがオンになり,前記第1トランジスタがオフになる時,前記第1発光素子から前記第2発光制御線に第2電流が流れることを特徴とする,請求項6に記載の発光表示パネル。
  8. 前記第2トランジスタがオンになり,前記第4トランジスタがオフになる時,前記画素駆動部から前記第2発光素子に前記第1電流が流れて,
    前記第4トランジスタがオンになり,前記第2トランジスタがオフになる時,前記第2発光素子から前記第1発光制御線に第2電流が流れることを特徴とする,請求項6または7に記載の発光表示パネル。
  9. 前記第1トランジスタおよび前記第3トランジスタがともにオンになる区間がなく,
    前記第2トランジスタおよび前記第4トランジスタがともにオンになる区間がないことを特徴とする,請求項6〜8のいずれかに記載の発光表示パネル。
  10. 前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタは,P型トランジスタであり,前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタは,N型トランジスタであることを特徴とする,請求項6〜9のいずれかに記載の発光表示パネル。
  11. 走査信号を伝送するための複数の走査線と;
    第1発光制御信号を伝送するための複数の第1発光制御線と;
    第2発光制御信号を伝送するための複数の第2発光制御線と;
    前記走査線,前記第1発光制御線および前記第2発光制御線と交差して配置されて,データ信号を伝送するための複数のデータ線と;
    前記走査線,前記第1発光制御線,前記第2発光制御線,および前記データ線が交差する領域に各々対応して,各々第1発光素子および第2発光素子を含む複数の画素と;
    を含む発光表示装置の駆動方法であって,
    (a)前記第1発光制御信号に応答して,前記データ信号に対応する第1電流を前記第1発光素子に流す段階と;
    (b)前記第2発光制御信号に応答して,前記第2発光素子のアノードからの漏れ電流を前記第1発光制御線に流す段階と;
    (c)前記第2発光制御信号に応答して,前記データ信号に対応する前記第1電流を前記第2発光素子に流す段階と;
    (d)前記第1発光制御信号に応答して,前記第1発光素子のアノードからの漏れ電流を前記第2発光制御線に流す段階と;
    を含み,
    前記走査信号,前記第1発光制御信号および前記第2発光制御信号が印加される一水平期間は,第1期間および第2期間に区分され,
    前記(a)段階および前記(b)段階は,前記第1期間に行われ,
    前記(c)段階および前記(d)段階は,前記第2期間に行われる
    ことを特徴とする,発光表示装置の駆動方法。
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