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Description
この中で有機発光表示装置は、蛍光性有機物質を電気的に励起発光させて画像を表示する表示装置であって、自己発光型で消費電力が小さく、視野角が広くて画像の応答速度が早いため高画質の動画像を表示しやすい。
前記第3の区間の間、前記充電された電圧を維持することを特徴とする。
図1を参照すると、表示装置1は表示板100及びこれに連結された走査駆動部300とデータ駆動部500と発光駆動部700及びこれらを制御する信号制御部900を含む。
表示板100は、複数の信号線(G1〜Gn、D1〜Dn、S1〜Sn)に連結されており、大略行列の形態に配列された複数の画素を含む。一つの画素による具体的な説明は図2〜図4を参照して後述する。
データ駆動部500は、表示板100内のデータ線(D1〜Dn)と連結されて画像信号を示すデータ電圧(Vdata)を画素に印加し、複数の集積回路からなることができる。
信号制御部900は、走査駆動部300、データ駆動部500及び発光駆動部700などの動作を制御する。
データ制御信号(CONT2)は、一つの画素行のデータ伝送を知らせる水平同期開始信号(STH)とデータ線(D1〜Dn)に当該データ電圧(Vdata)を印加しろというロード信号(LOAD)(図示せず)及びデータクロック信号(HCLK)(図示せず)などを含む。
図2を参照すると、各画素は有機発光素子(OLED)、駆動薄膜トランジスタ(Qd)、キャパシタ(Cst)、第1のスイッチング部(SI)、第2のスイッチング部(SII)を含む。
キャパシタ(Cst)は、第1のノード(N1)と第2のノード(N2)との間に形成される。第1のスイッチング部(SI)であるスイッチング薄膜トランジスタ(Qs1〜Qs3)は走査信号に応答して動作する。
第2のスイッチング部(SII)であるスイッチング薄膜トランジスタ(Qs4、Qs5)は発光信号に応答して動作する。
図3は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置の駆動信号を示したタイミング図であり、図4〜図7は図3に示した各区間における一つの画素についての等価回路図である。
第1の抵抗(r1)を通じて提供された発光信号(Vsi)は、駆動薄膜トランジスタ(Qd)がダイオード接続されているため、駆動薄膜トランジスタ(Qd)をターンオンさせる。従って、このように駆動薄膜トランジスタ(Qd)を通過した電流は接地電圧(Vss)に抜ける。ここで、プリチャージング区間(T1)では有機発光素子(OLED)が不要な発光動作を行わないので、有機発光素子(OLED)の表示品質を改善できる。
ここで、第1のノード(N1)と第2のノード(N2)との間に連結されたキャパシタ(Cst)は第1のノード(N1)と第2のノード(N2)の間の電圧差をプリチャージングする。具体的には、第1のノード(N1)の電圧レベルはデータ信号(Vdata)の電圧レベルと同一であり、第2のノード(N2)の電圧レベルは第1の抵抗(r1)によって電圧降下された発光信号(Vsi)の電圧レベルと同一である。
プリチャージング区間(T1)でキャパシタ(Cst)に充電された電圧は、駆動薄膜トランジスタ(Qd)がダイオード接続されているため駆動薄膜トランジスタ(Qd)をターンオンさせる。従って、このように駆動薄膜トランジスタ(Qd)を通過した電流は接地電圧(Vss)に抜ける。その結果、駆動薄膜トランジスタ(Qd)のゲート電圧が低くなる。ゲート電圧の電圧降下は、駆動薄膜トランジスタ(Qd)ゲート−ソース間の電圧(図2の第2のノード(N2)と第4のノード(N4)との間の電圧)(Vgs)が駆動薄膜トランジスタ(Qd)のスレッショルド電圧(Vth)と同じになって電流が流れないときまで続く。
Vgs=Vth
Vc=Vss+Vth−Vdata
従って、この電圧(Vc)が発光区間(T4)で有機発光素子(OLED)に流れる電流(IOLED)を決定する。
駆動薄膜トランジスタ(Qd)がダイオード接続されていずキャパシタ(Cst)にデータ電圧(Vdata)が印加されない。駆動薄膜トランジスタ(Qd)に有機発光素子(OLED)が連結されている。しかしながら、駆動薄膜トランジスタ(Qd)を通じて電流が流れないため駆動薄膜トランジスタ(Qd)のソース(図2では第4のノード(N4))も開放された状態と同一である。従って、キャパシタ(Cst)は充電区間(T2)で充電した電圧を維持する。
キャパシタ(Cst)にデータ電圧(Vdata)が印加されず、キャパシタ(Cst)の第1のノード(N1)と駆動薄膜トランジスタ(Qd)のソース(図2の第4のノード(N4))が短絡されながら駆動薄膜トランジスタ(Qd)がターンオンされる。従って、駆動薄膜トランジスタ(Qd)のゲート−ソース電圧は、キャパシタ(Cst)に充電された電圧(Vc)と同一であり(Vgs=Vc)、駆動薄膜トランジスタ(Qd)はこの電圧によって制御される出力電流(IOLED)を有機発光素子(OLED)に供給する。
IOLED=(1/2)k(Vgs−Vth)2
=(1/2)k(Vss+Vth−Vdata−Vth)2
=(1/2)k(Vss−Vdata)2
ここで、kは薄膜トランジスタの特性による定数であって、
k=μ・CSINX・W/Lであり、
μは電界効果移動度、CSINXは絶縁層の容量、Wは薄膜トランジスタのチャネル幅、Lは薄膜トランジスタのチャネル長さを示す。
また、接地電圧(Vss)は、例えば0Vに設定できる。発光信号(Vsi)は、キャパシタ(Cst)に電荷を供給し、駆動薄膜トランジスタ(Qd)が出力電流(IOLED)を流れるようにするように十分に高い電圧に設定できるが、例えば15Vでありうる。この時、データ電圧(Vdata)は負の値を有し、その絶対値が大きいほどこれに対応する出力電流(IOLED)が大きい。
駆動薄膜トランジスタ(Qd)は、第2のノード(N2)と第3のノード(N3)との間に形成され、ゲートは第1のノード(N1)に連結される。第2のノード(N2)は第4のスイッチング薄膜トランジスタ(Qs4)を通じて発光信号線(S1〜Sn)に連結されている。
スイッチング薄膜トランジスタ(Qs1)は、第2のノード(N2)と第1のノード(N1)との間に連結されており、スイッチング薄膜トランジスタ(Qs2)はデータ線(Dj)と駆動薄膜トランジスタ(Qd)のゲートに連結されており、スイッチング薄膜トランジスタ(Qs3)は第3のノード(N3)と接地電圧(Vss)との間に連結されている。
スイッチング薄膜トランジスタ(Qs4)は、発光信号線(Si)と第2のノード(N2)との間に連結されている。
キャパシタ(Cst)に充電される電圧(Vgs)は、駆動薄膜トランジスタ(Qd)のゲートとソース(図5の第1のノード(N1)と第3のノード(N3))間の電圧差である。データ電流(Idata)は次の数式4の通りである。
Idata=(1/2)k(Vgs−Vth)2
(数5)
Vgs=Vth+√(2Idata/k)
すなわち、数式5ほどの電圧がキャパシタ(Cst)に充電される。
Idata=(1/2)k(Vgs1−Vth1)2=(1/2)k(Vgs2−Vth2)2
となるようにVgs1とVgs2が調整される。
模擬試験の条件は次の通りである。
駆動及びスイッチング薄膜トランジスタ(Qd、Qs1〜Qs5)のW/Lは全て200/4μmであり、キャパシタ(Cst)のキャパシタンスは0.3pFである。駆動電圧(Vdd)は15Vであり、接地電圧(Vss)は0Vである。走査信号(Vgi)と発光信号(Vsi)は全て−7V〜20Vのスイング幅を有する。
すなわち、(従来技術、6−TFT)の場合にスイッチング薄膜トランジスタ(Qs4)のスレッショルド電圧(Vth)が1Vシフトする場合に(本発明、6−TFT)の場合はスイッチング薄膜トランジスタ(Qs4)のスレッショルド電圧(Vth)が1V×0.7=0.7Vシフトすると仮定して模擬試験した結果である。ここで、「d」は駆動電圧線と発光信号線(S1〜Sn)を共に用いる場合(従来技術、6−TFT)であり、「e」は駆動電圧線の代わりに発光信号線(S1〜Sn)を用いる場合(本発明、6−TFT)である。また横軸は時間であり、縦軸は初期有機発光素子電流と任意の時間で有機発光素子電流の比(IOLED/初期IOLED)である。
100 表示板
300 走査駆動部
500 データ駆動部
700 発光駆動部
900 信号制御部
Claims (14)
- 走査駆動部と、データ駆動部と、発光駆動部と、信号制御部と、前記走査駆動部から供給される走査信号を伝達する複数の走査信号線と、前記データ駆動部から供給されるデータ信号を伝達する複数のデータ線と、前記発光駆動部から供給される発光信号を伝達する複数の発光信号線と、これら各信号線と接続され行列形態に配列された複数の画素を含む表示板とを有する表示装置において、
前記複数の画素の各々は、第4ノードと接地電圧との間に接続され、印加される駆動電流によって発光する発光素子と、
ドレインが第3ノード、ソースが前記第4ノード、ゲートが第2ノードに接続され、前記発光素子を発光させるため前記駆動電流の大きさを制御する駆動薄膜トランジスタと、
前記第2ノードと第1ノードとの間に接続されるキャパシタと、
ドレインが前記第3ノード、ソースが前記第2ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記駆動薄膜トランジスタをダイオード接続させる第1のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記データ線、ソースが前記第1ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応じて前記キャパシタに前記データ電圧を供給する第2のスイッチング薄膜トランジスタとを含む第1のスイッチング部と、
ゲートとドレインが前記発光信号線に接続されてダイオード接続され、ソースが前記第3ノードに接続され、前記発光信号線と前記駆動薄膜トランジスタとを接続する第4のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記第1ノード、ソースが前記第4ノード、ゲートが前記発光信号線に接続され、前記発光信号に応答して前記キャパシタと前記駆動薄膜トランジスタと前記発光素子とを接続し前記駆動薄膜トランジスタに前記発光信号を印加する第5のスイッチング薄膜トランジスタを含む第2のスイッチング部とを有し、
順次に継続される第1乃至第4の区間の中で、前記第1の区間の間、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタと、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタとがターンオンされることにより前記第1及び第2のスイッチング部がターンオンされ、
前記第2の区間の間、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされ、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされることにより前記第1のスイッチング部がターンオンされ、前記第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第3の区間の間、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタと、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタとがターンオフされることにより前記第1及び第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第4の区間の間、記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされ、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされることにより前記第1のスイッチング部がターンオフされ、前記第2のスイッチング部がターンオンされ、
前記キャパシタは、前記第2の区間の間、前記駆動薄膜トランジスタのスレッショルド電圧と前記データ信号のデータ電圧に依存する電圧である前記駆動薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧と前記データ電圧との差に相当する電圧で充電され、
前記第3の区間の間、前記充電された電圧を維持することを特徴とする表示装置。 - 前記第1のスイッチング部は、ドレインが前記第4ノード、ソースが前記接地電圧、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記発光素子に印加される残余電流(residual current)を除去するための第3のスイッチング薄膜トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第3のスイッチング薄膜トランジスタは、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタと同期してターンオン又はターンオフされ、前記第2の区間において、前記キャパシタに維持される電圧は、前記接地電圧と前記スレッショルド電圧の和から前記データ電圧を除いた電圧であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 前記データ電圧は、負の値を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1乃至第5のスイッチング薄膜トランジスタ及び前記駆動薄膜トランジスタは、非晶質シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 前記発光素子は、有機発光層を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1乃至第5のスイッチング薄膜トランジスタ及び前記駆動薄膜トランジスタは、nMOS薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 走査駆動部と、データ駆動部と、発光駆動部と、信号制御部と、前記走査駆動部から供給される走査信号を伝達する複数の走査信号線と、前記データ駆動部から供給されるデータ信号を伝達する複数のデータ線と、前記発光駆動部から供給される発光信号を伝達する複数の発光信号線と、これら各信号線と接続され行列形態に配列された複数の画素を含む表示板とを有する表示装置において、
前記複数の画素の各々は、第1のノードと第2のノードとの間に形成されるキャパシタと、
第4ノードと接地電圧との間に接続され、印加される駆動電流によって発光する発光素子と、
ドレインが第3ノード、ソースが前記第4ノード、ゲートが第2ノードに接続され、前記発光素子を発光させるための前記駆動電流を制御する駆動薄膜トランジスタと、
ドレインが前記第3ノード、ソースが前記第2ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記駆動薄膜トランジスタをダイオード接続させる第1のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記データ線、ソースが前記第1ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応じて前記キャパシタに前記データ電圧を供給する第2のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記第4ノード、ソースが前記接地電圧、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記発光素子に印加される残余電流(residual current)を除去するための第3のスイッチング薄膜トランジスタとを含む第1のスイッチング部と、
ゲートとドレインが前記発光信号線に接続されてダイオード接続され、ソースが前記第3ノードに接続され、前記発光信号線と前記駆動薄膜トランジスタとを接続する第4のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記第1ノード、ソースが前記第4ノード、ゲートが前記発光信号線に接続され、前記発光信号に応答して前記キャパシタと前記駆動薄膜トランジスタと前記発光素子とを接続し前記駆動薄膜トランジスタに前記発光信号を印加する第5のスイッチング薄膜トランジスタを含む第2のスイッチング部とを有し、
順次に継続される第1乃至第4の区間の中で、前記第1の区間の間、前記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタと、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタとがターンオンされることにより前記第1及び第2のスイッチング部がターンオンされ、
前記第2の区間の間、前記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされ、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされることにより前記第1のスイッチング部がターンオンされ、前記第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第3の区間の間、前記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタと、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタとがターンオフされることにより前記第1及び第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第4の区間の間、記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされ、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされることにより前記第1のスイッチング部がターンオフされ、前記第2のスイッチング部がターンオンされ、
前記キャパシタは、前記第2の区間の間、前記駆動薄膜トランジスタのスレッショルド電圧と前記データ信号のデータ電圧に依存する電圧である前記駆動薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧と前記データ電圧との差に相当する電圧で充電され、
前記第3の区間の間、前記充電された電圧を維持することを特徴とする表示装置。 - 走査駆動部と、データ駆動部と、発光駆動部と、信号制御部と、前記走査駆動部から供給される走査信号を伝達する複数の走査信号線と、前記データ駆動部から供給されるデータ信号を伝達する複数のデータ線と、前記発光駆動部から供給される発光信号を伝達する複数の発光信号線と、これら各信号線と接続され行列形態に配列された複数の画素を含む表示板とを有する表示装置において、
前記複数の画素の各々は、第3ノードと接地電圧との間に接続され、印加される駆動電流によって発光する発光素子と、
ドレインが第2ノード、ソースが前記第3ノード、ゲートが第1ノードに接続され、前記発光素子を発光させるため前記駆動電流の大きさを制御する駆動薄膜トランジスタと、
前記第3ノードと第1ノードとの間に接続されるキャパシタと、
ドレインが前記第2ノード、ソースが前記第1ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記駆動薄膜トランジスタをダイオード接続させる第1のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記データ線、ソースが前記第1ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応じて前記キャパシタに前記駆動薄膜トランジスタのスレッショルド電圧とデータ電流に依存する電圧を充電させる第2のスイッチング薄膜トランジスタとを含む第1のスイッチング部と、
ゲートとドレインが前記発光信号線に接続されてダイオード接続され、ソースが前記第2ノードに接続され、前記発光信号線と前記駆動薄膜トランジスタとを接続する第4のスイッチング薄膜トランジスタを含み、前記発光信号を前記駆動薄膜トランジスタに供給する第2のスイッチング部とを有し、
順次に継続される第1乃至第3の区間の中で、前記第1の区間の間、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされ、前記第4のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされることにより前記第1のスイッチング部がターンオンされ、前記第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第2の区間の間、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタと、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタとがターンオフされることにより前記第1及び第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第3の区間の間、前記第1、第2のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされ、前記第4のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされることにより前記第1のスイッチング部がターンオフされ、前記第2のスイッチング部がターンオンされ、
前記キャパシタは、前記第1の区間の間、前記駆動薄膜トランジスタのスレッショルド電圧とデータ電流に依存する電圧である前記駆動薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧の差に相当する電圧が充電され、
前記第2の区間の間、前記充電された電圧を維持することを特徴とする表示装置。 - 前記第1のスイッチング部は、ドレインが前記第3ノード、ソースが前記接地電圧、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記発光素子に印加される残余電流を除去するための第3のスイッチング薄膜トランジスタをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
- 前記第1乃至第4のスイッチング薄膜トランジスタ及び前記駆動薄膜トランジスタは、非結晶質シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 前記発光素子は、有機発光層を含むことを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
- 前記第1乃至第4のスイッチング薄膜トランジスタ及び前記駆動薄膜トランジスタは、nMOS薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 走査駆動部と、データ駆動部と、発光駆動部と、信号制御部と、前記走査駆動部から供給される走査信号を伝達する複数の走査信号線と、前記データ駆動部から供給されるデータ信号を伝達する複数のデータ線と、前記発光駆動部から供給される発光信号を伝達する複数の発光信号線と、これら各信号線と接続され行列形態に配列された複数の画素を含む表示板とを有する表示装置において、
前記複数の画素の各々は、第1のノードと第3のノードとの間に形成されるキャパシタと、
第3ノードと接地電圧との間に接続され、印加される駆動電流によって発光する発光素子と、
ドレインが第2ノード、ソースが前記第3ノード、ゲートが第1ノードに接続され、前記発光素子を発光させるための前記駆動電流を制御する駆動薄膜トランジスタと、
ドレインが前記第2ノード、ソースが前記第1ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記駆動薄膜トランジスタをダイオード接続させる第1のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記データ線、ソースが前記第1ノード、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応じて前記キャパシタに前記駆動薄膜トランジスタのスレッショルド電圧とデータ電流に依存する電圧を充電させる第2のスイッチング薄膜トランジスタと、ドレインが前記第3ノード、ソースが前記接地電圧、ゲートが前記走査信号線に接続され、前記走査信号に応答して前記発光素子に印加される残余電流を除去するための第3のスイッチング薄膜トランジスタを含む第1のスイッチング部と、
ゲートとドレインが前記発光信号線に接続されてダイオード接続され、ソースが前記第2ノードに接続され、前記発光信号線と前記駆動薄膜トランジスタとを接続する第4のスイッチング薄膜トランジスタを含み、前記発光信号を前記駆動薄膜トランジスタに供給する第2のスイッチング部とを有し、
順次に継続される第1乃至第3の区間の中で、前記第1の区間の間、前記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされ、前記第4のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされることにより前記第1のスイッチング部がターンオンされ、前記第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第2の区間の間、前記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタと、前記第4、第5のスイッチング薄膜トランジスタとがターンオフされることにより前記第1及び第2のスイッチング部がターンオフされ、
前記第3の区間の間、前記第1、第2、第3のスイッチング薄膜トランジスタがターンオフされ、前記第4のスイッチング薄膜トランジスタがターンオンされることにより前記第1のスイッチング部がターンオフされ、前記第2のスイッチング部がターンオンされ、
前記キャパシタは、前記第1の区間の間、前記駆動薄膜トランジスタのスレッショルド電圧とデータ電流に依存する電圧である前記駆動薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧の差に相当する電圧が充電され、
前記第2の区間の間、前記充電された電圧を維持することを特徴とする表示装置。
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