JP5252797B2 - 表示装置及びその駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置及びその駆動装置に関する。

最近、パーソナルコンピュータやテレビなどの軽量化及び薄形化によって表示装置も軽量化及び薄形化が要求されていて、このような要求に応じて陰極線管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）が平板表示装置に代替されている。
このような平板表示装置には、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、電界放出表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Display）、有機発光表示装置、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）などがある。

一般に能動型平板表示装置では複数の画素が行列状に配列されて、与えられた輝度情報によって各画素の光強度を制御して画像を表示する。このうちの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、自己発光型の表示装置である。また、有機発光表示装置は、消費電力が小さく、視野角が広くて画素の応答速度が速いため、高画質の動映像表示が容易になる。

有機発光表示装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：organic Light Emitting Diode）とこれを駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を備える。この薄膜トランジスタは活性層の種類によって多結晶シリコン薄膜トランジスタと非晶質シリコン薄膜トランジスタなどに区分される。
しかし、薄膜トランジスタを用いることによってキックバック現象が発生して漏洩電流を生じ、これによってクロストークが発生して画質が悪くなる。

本発明が目的とする技術的課題は、クロストークを最少化できる表示装置及びその駆動装置を提供することである。

本発明１による表示装置は、スイッチングトランジスタを含む複数の画素、前記スイッチングトランジスタに連結されていて前記スイッチングトランジスタを導通させるゲートオン電圧及び遮断させるゲートオフ電圧を伝達する複数の走査信号線、そして前記スイッチングトランジスタに連結されていてデータ電圧を伝達する複数のデータ線を含み、前記ゲートオン電圧は最大データ電圧に基づいて設定される。

スイッチングトランジスタの出力電流（Ｉ_LD）は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が最大データ電圧に近似している時に最大となる。ここで、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が最大データ電圧より大きくなったり、小さくなれば、出力電流（Ｉ_LD）は減少する。このような現象は、これより低いゲートオン電圧（Ｖｏｎ）ではスイッチングトランジスタを通したデータ電圧（Ｖｄ）の充電が円滑に行われず、これより高いゲートオン電圧（Ｖｏｎ）ではキックバック電圧の影響が大きくなることに起因する。

発明２は、発明１において、前記ゲートオン電圧は、前記最大データ電圧と実質的に同じ値を持つことができる。実験の結果から、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）がデータ電圧（Ｖｄ）と実質的に同じ時に、最適のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）となると考えられる。
発明３は、発明１において、前記ゲートオン電圧は、前記最大データ電圧に対して前記画素が最大輝度を出す値を持つことができる。

発明４は、発明１において、前記ゲートオン電圧は、前記最大データ電圧から第１設定値を差し引いた値以上であって、前記最大データ電圧に第２設定値を加えた値以下でもよい。ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が最大データ電圧（Ｖｄｍ）の周辺の値を有する場合と、最大データ電圧（Ｖｄｍ）と同一値を有する場合の輝度差はさほど大きくない。よって、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を最大データ電圧から所定範囲内で設定できる。

発明５は、発明４において、前記第１及び第２設定値は３でもよい。
発明６は、発明４において、前記第１及び第２設定値は各々３及び６でもよい。
発明７は、発明４において、前記最大データ電圧は、１０Ｖ乃至１５Ｖの間の値を持つことができる。
発明８は、発明１において、前記画素は、前記スイッチングトランジスタに連結されている駆動トランジスタ及び前記駆動トランジスタに連結されている発光素子を含むことができる。

発明９は、発明８において、前記画素は、前記スイッチングトランジスタに連結されていて、前記データ電圧を充電して維持する維持蓄電器をさらに含むことができる。
発明１０は、発明８において、前記スイッチングトランジスタ及び前記駆動トランジスタは、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを含むことができる。
発明１１は、発明１において、前記ゲートオン電圧及び前記ゲートオフ電圧を生成する駆動電圧生成部、前記走査信号線に前記ゲートオン電圧を印加する走査駆動部、及び前記データ電圧を前記データ線に印加するデータ駆動部をさらに含むことができる。

発明１２は、発明１において、前記表示装置は液晶表示装置であってもよい。
本発明１３の他の特徴による表示装置の駆動装置は、スイッチングトランジスタを含む複数の画素、前記スイッチングトランジスタに連結されていて、前記スイッチングトランジスタを導通させるゲートオン電圧を伝達する複数の走査信号線、及び前記スイッチングトランジスタに連結されていて、データ電圧を伝達する複数のデータ線を含む表示装置の駆動装置であり、前記ゲートオン電圧を生成する駆動電圧生成部、前記走査信号線に前記ゲートオン電圧を印加する走査駆動部、及び前記データ電圧を前記データ線に印加するデータ駆動部を含む。

発明１４は、発明１３において、前記ゲートオン電圧は、前記最大データ電圧と実質的に同じ値を有することを特徴とする。
発明１５は、発明１３において、前記ゲートオン電圧は、前記最大データ電圧に対して前記画素が最大輝度を出す値を有することを特徴とする。
発明１６は、発明１３において、前記ゲートオン電圧は、前記最大データ電圧から第１設定値を差し引いた値以上であり、前記最大データ電圧に第２設定値を加えた値以下であることを特徴とする。

発明１７は、発明１６において、前記第１及び第２設定値は、３であることを特徴とする。
発明１８は、発明１７において、前記第１及び第２設定値は、各々３及び６であることを特徴とする。
発明１９は、発明１６において、前記最大データ電圧は、１０Ｖ乃至１５Ｖの間の値を有することを特徴とする。

本発明によると、ゲートオン電圧を最大データ電圧に基づいて設定することによって、最大輝度を出すことができ、また、クロストークを最少化できる。

以下、添付図を参照して本発明の実施例について本発明の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できるように詳細に説明する。
図面から多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直ぐ上”にある場合だけでなく、その間に他の部分がある場合も含む。一方ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時にはその間に他の部分がないことを意味する。

本発明の実施例による表示装置及びその駆動装置について、添付図を参照して詳細に説明する。
図１及び図２を参照して本発明の一つの実施例による有機発光表示装置について説明する。
図１は本発明の一つの実施例による有機発光表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一つの実施例による有機発光表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

図１に示したように、本発明の一つの実施例による有機発光表示装置は、表示板（ｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ）３００及びこれに連結された走査駆動部４００とデータ駆動部５００、ゲート駆動部４００に連結された駆動電圧生成部７００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、及びこれらを制御する信号制御部６００を含む。
表示板３００は等価回路から見ると、複数の信号線（Ｇ₁-Ｇ_n、Ｄ₁-Ｄ_m）、及びこれに連結されていて行列形態に配列された複数の画素（ＰＸ）を含む。

信号線は走査信号を伝達する複数の走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）とデータ電圧を伝達するデータ線（Ｄ₁-Ｄ_m）を含む。走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）は行方向に延在していて互いに平行であり、データ線（Ｄ₁-Ｄ_m）は列方向に延在していて互いに平行である。
各画素（ＰＸ）は、図２に示した等価回路のように、 例えば、走査信号線（Ｇ_i）とデータ線（Ｄ_j）及び電源線（Ｖｄｄ）に連結されて、有機発光ダイオード（ＬＤ）、駆動トランジスタ（Ｑｄ）、維持蓄電器（Ｃｓｔ）、そしてスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を含む。

駆動トランジスタ（Ｑｄ）は三端子素子であり、その制御端子はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）及び維持蓄電器（Ｃｓｔ）に連結され、入力端子は駆動電圧（Ｖｄｄ）を供給する電源線（Ｖｄｄ）に連結されて、出力端子は有機発光ダイオード（ＬＤ）に連結されている。
スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）も三端子素子であり、その制御端子及び入力端子は各々走査信号線（Ｇ_i）及びデータ線（Ｄ_j）に連結されていて、出力端子は維持蓄電器（Ｃｓｔ）及び駆動トランジスタ（Ｑｄ）に連結されている。

維持蓄電器（Ｃｓｔ）はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）と電源線（Ｖｄｄ）の間に連結されて、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）からのデータ電圧を充電して所定時間維持する。
有機発光ダイオード（ＬＤ）のアノードとカソードは、各々駆動トランジスタ（Ｑｄ）と共通電圧（Ｖｃｏｍ）に連結されている。有機発光ダイオード（ＬＤ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）が供給する電流（Ｉ_LD）の大きさに応じた強さで発光することによって画像を表示する。電流（Ｉ_LD）の大きさは駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子と出力端子の間の電圧（Ｖｇｓ）の大きさに依存する。

スイッチング及び駆動トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）は、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを用いてｎ-チャンネル電界効果トランジスタ（ｎ−ＦＥＴ）として構成される。しかし、これらのトランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）は、ｐ-チャンネル電界効果トランジスタ（ｐ−ＦＥＴ）でもよく、この場合、ｐ-チャンネル電界効果トランジスタとｎ-チャンネル電界効果トランジスタは互いに相補型であるため、ｐ-チャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の動作と電圧及び電流は、ｎ-チャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のそれと逆となる。

図２に示した有機発光表示装置の駆動トランジスタ（Ｑｄ）と有機発光ダイオード（ＬＤ）の構造について、図３及び図４を参照して詳細に説明する。
図３は図２に示した有機発光表示装置の一つの画素の駆動トランジスタと有機発光ダイオードの断面の一例を示した断面図であり、図４は本発明の一つの実施例による有機発光表示装置の有機発光ダイオードの概略図である。

絶縁基板１１０上に制御端子電極１２４が形成されている。制御端子電極１２４は、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などアルミニウム系の金属、銀（Ａｇ）と銀合金など銀系の金属、銅（Ｃｕ）と銅合金など銅系の金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などモリブデン系の金属、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などで構成できる。しかし、制御端子電極１２４は、物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。このうちの一つの導電膜は信号遅延や電圧降下を減らすことができるように、 比抵抗の低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などで形成される。これとは異なって、他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えば、モリブデン系金属、クロム、チタン、タンタルなどで形成される。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、制御端子電極１２４は、多様な金属と導電体で形成できる。制御端子電極１２４は基板１１０面に対して傾いており、その傾斜角は３０-８０度である。このように側面が傾斜しているとその上部の膜を平坦化し易く、また上部の配線の断線を防止することができる。

制御端子電極１２４上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などで形成された絶縁膜１４０が形成されている。
絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（略称ａ-Ｓｉ：Ｈ）または多結晶シリコンなどで構成される半導体１５４が形成されている。
半導体１５４上には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で構成された一組の抵抗性接触部材１６３、１６５が形成されている。

半導体１５４と抵抗性接触部材１６３、１６５の側面は、基板１１０面に対して傾いていて、その傾斜角は３０-８０度である。
抵抗性接触部材１６３、１６５及び絶縁膜１４０上には、入力端子電極１７３と出力端子電極１７５が形成されている。入力端子電極１７３と出力端子電極１７５は、クロム、モリブデン系の金属、タンタル及びチタンなど高融点金属で形成でき、高融点金属などの下部膜（図示せず）とその上に位置した低抵抗物質上部膜（図示せず）を含む多層膜構造を有することができる。多層膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜-アルミニウム（合金）中間膜-モリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。入力端子電極１７３と出力端子電極１７５も制御端子電極１２４と同様にその側面が約３０-８０度の角度に各々傾いている。

入力端子電極１７３と出力端子電極１７５は、互いに分離されていて制御端子電極１２４を基準に両側に位置する。制御端子電極１２４、入力端子電極１７３及び出力端子電極１７５は半導体１５４と共に駆動トランジスタ（Ｑｄ）を形成し、そのチャンネルは入力端子電極１７３と出力端子電極１７５の間の半導体１５４に形成される。
抵抗性接触部材１６３、１６５は、その下部の半導体１５４とその上部の入力端子電極１７３及び出力端子電極１７５の間にだけ存在して接触抵抗を低くする役割を果たす。半導体１５４には入力端子電極１７３にも出力端子電極１７５にも覆われずに露出した部分がある。

入力端子電極１７３及び出力端子電極１７５と、半導体１５４の露出部分及び絶縁膜１４０の各々の上面には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などで形成される。低誘電率絶縁物の誘電常数は、４．０以下であるのが好ましく、例えば、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ、ａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆなどがある。有機絶縁物のうちの感光性を有する物質で保護膜１８０を形成することもでき、保護膜１８０の表面は平坦化されてもよい。また、保護膜１８０は半導体１５４の露出された部分を保護しながらも有機膜の長所を生かすことができるように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造で形成できる。保護膜１８０には出力端子電極１７５を露出する接触孔１８５が形成されている。

保護膜１８０上には画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１は接触孔１８５を通して出力端子電極１７５と物理的・電気的に連結されて、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの透明な導電物質やアルミニウムまたは銀合金の反射性に優れた金属で形成できる。
保護膜１８０上にはさらに隔壁３６１が形成されている。隔壁３６１は画素電極１９０周縁周辺を堤防のように囲んで開口部を定義し、有機絶縁物質または無機絶縁物質で形成される。

画素電極１９１上には有機発光部材３７０が形成されており、有機発光部材３７０は隔壁３６１で囲まれた開口部に閉じ込められている。
有機発光部材３７０は、図４に示したように、発光層（ＥＭＬ：emitting layer）の他に発光層（ＥＭＬ）の発光効率を向上させるための付帯層を含む多層構造を有する。付帯層には、電子と正孔の均衡を取らせるための電子輸送層（ＥＴＬ：electron transport layer）及び正孔輸送層（ＨＴＬ：hole transport layer）と、電子及び正孔の注入を強化するための電子注入層（ＥＩＬ：electron injecting layer）及び正孔注入層（ＨＩＬ：hole injecting layer）がある。なお、付帯層は省略してもよい。

隔壁３６１及び有機発光部材３７０上には共通電圧（Ｖｃｏｍ）が印加される共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０はカルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などを含む反射性金属またはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの透明な導電物質で形成される。
不透明な画素電極１９１と透明な共通電極２７０は、表示板３００の上部方向に画像を表示する前面発光方式（ｔｏｐ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の有機発光表示装置に適用し、透明な画素電極１９１と不透明な共通電極２７０は表示板３００の下方向に画像を表示する背面発光方式（ｂｏｔｔｏｍ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の有機発光表示装置に適用する。

画素電極１９１、有機発光部材３７０及び共通電極２７０は、図２に示した有機発光ダイオード（ＬＤ）をなし、画素電極１９１がアノード、共通電極２７０がカソードになるか、または逆に画素電極１９１がカソード、共通電極２７０がアノードとなる。有機発光ダイオード（ＬＤ）は、有機発光部材３７０の材料によって基本色のうちの一つの色相の光を発光する。基本色としては、例えば、赤色、緑色、青色の三原色があり、三原色の空間的合計によって望む色相を表示する。

再び図１を参照すると、駆動電圧生成部７００はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を導通にできるゲートオン電圧（Ｖｏｎ）と遮断にできるゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）を生成する。また、駆動電圧生成部７００は共通電圧（Ｖｃｏｍ）及び駆動電圧（Ｖｄｄ）などを生成することができる。ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）は、最大階調に対するデータ電圧（以下、最大データ電圧といい、“Ｖｄｍ”と表記する）と実質的に同一値を有する。一方、ゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）は、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）がオフ状態を維持できるように十分に低い値を有する。

階調電圧生成部８００は、画素（ＰＸ）の輝度に対応する階調電圧集合（または基準階調電圧集合）を生成する。
走査駆動部４００は、駆動電圧生成部７００からゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の供給を受け、表示板３００の走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）に連結されてゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせで構成される走査信号を走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）に印加する。

データ駆動部５００は表示板３００のデータ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に連結されて、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択し、これをデータ電圧としてデータ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に印加する。しかし、階調電圧生成部８００が全ての階調に対する電圧を提供することはなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合には、データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して全体階調に対する階調電圧を生成し、この中からデータ電圧を選択する。

信号制御部６００は走査駆動部４００及びデータ駆動部５００などを制御する。
このような各々の駆動装置４００、５００、６００、７００、８００は、少なくとも一つの集積回路チップの形態に表示板３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態で表示板３００に装着されたり、別の印刷回路基板（図示せず）上に装着できる。これとは異なって、これらの駆動装置４００、５００、６００、７００、８００が信号線（Ｇ₁-Ｇ_n、Ｄ₁-Ｄ_m）及び薄膜トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）などと共に表示板３００に集積できる。また、駆動装置４００、５００、６００、７００、８００は単一チップに集積できて、この場合、これらのうちの少なくとも一つまたはこれらを成す少なくとも一つの回路素子が単一チップの外側に形成できる。

このような有機発光表示装置の動作について詳細に説明する。
信号制御部６００は外部のグラフィック制御器（図示せず）から入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は各画素（ＰＸ）の輝度情報を含んで、輝度は決められた数、例えば、１０２４（=２¹⁰）個、２５６（=２⁸）個または６４（=２⁶）個の階調を有している。入力映像信号の例としては、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、及びデータイネーブル信号（ＤＥ）などがある。

信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を表示板３００及びデータ駆動部５００の動作条件に合わせて適切に処理し、走査制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成した後、走査制御信号（ＣＯＮＴ１）を走査駆動部４００に出力して、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）と処理した映像信号（ＤＡＴ）をデータ駆動部５００に出力する。出力映像信号（ＤＡＴ）は、デジタル信号として決められた段数（または階調）を有する。

走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、走査開始を指示する走査開始信号（ＳＴＶ）とゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力周期を制御する少なくとも一つのクロック信号を含む。走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）をさらに含むことができる。
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、一行の画素（ＰＸ）に対する映像信号（ＤＡＴ）の伝送開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）とデータ線（Ｄ₁-Ｄ_m）にデータ電圧を印加するように指示するロード信号（ＬＯＡＤ）及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）を含む。

信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって、データ駆動部５００は一行の画素（ＰＸ）に対する映像信号（ＤＡＴ）を受信し、各映像信号（ＤＡＴ）に対応する階調電圧を選択することによって、映像信号（ＤＡＴ）をアナログデータ電圧に変換した後にこれを当該データ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に印加する。これとは異なって、データ駆動部５００が階調電圧生成部８００からの基準階調電圧を分圧して自ら階調電圧を作ってこれをデータ電圧として当該データ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に印加することもできる。

走査駆動部４００は、信号制御部６００からの走査制御信号（ＣＯＮＴ１）によってゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）に印加し、この走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）に連結されたスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を導通させる。そうすると、データ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に印加されたデータ電圧が導通されたスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を通して当該駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子及び維持蓄電器（Ｃｓｔ）に印加され、維持蓄電器（Ｃｓｔ）はこのデータ電圧を充電する。維持蓄電器（Ｃｓｔ）に充電された電圧は、走査信号がゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）になってスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）がオフされても、１フレームの間継続して維持されるため、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子電圧は一定に維持される。

駆動トランジスタ（Ｑｄ）は、データ電圧によってその大きさが制御される出力電流（Ｉ_LD）を有機発光ダイオード（ＬＤ）に出力し、有機発光ダイオード（ＬＤ）は電流（Ｉ_LD）の大きさに応じた強さで発光して当該画像を表示する。
１水平周期（“１Ｈ"ともいい、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号（ＤＥ）の一周期と同一）を単位としてこのような過程を繰り返すことによって、全ての走査信号線（Ｇ₁-Ｇ_n）に対して順にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加し、全ての画素（ＰＸ）にデータ電圧を印加して１フレームの映像を表示する。

以下、本発明の一つの実施例による有機発光表示装置におけるゲートオン電圧とデータ電圧との関係について図５及び図６を参照して詳細に説明する。
図５は本発明の一つの実施例による有機発光表示装置でゲートオン電圧に対する駆動電流を示したグラフであり、図６は本発明の一つの実施例による有機発光表示装置でゲートオン電圧とデータ電圧の関係を示したグラフである。

図５に示したグラフは、データ電圧（Ｖｄ）を１０Ｖに固定し、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の大きさを変化させて駆動トランジスタ（Ｑｄ）の出力電流（Ｉ_LD）を測定した実験結果を示したグラフである。この時、駆動電圧（Ｖｄｄ）を１６Ｖに、共通電圧（Ｖｃｏｍ）を-０．５Ｖに、ゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）を-７Ｖとし、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）のデューティサイクル（ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ）を０．２％とした。

図５を参照すると、出力電流（Ｉ_LD）はゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１０Ｖの時に最大となった。ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１０Ｖより小さくなるか、または大きくなるほど出力電流（Ｉ_LD）は減少する。このような現象は、これより低いゲートオン電圧（Ｖｏｎ）ではスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を通したデータ電圧（Ｖｄ）の充電が円滑に行われず、これより高いゲートオン電圧（Ｖｏｎ）ではキックバック電圧の影響が大きくなることに起因する。

出力電流（Ｉ_LD）は有機発光素子（ＬＤ）の輝度と一対一に対応するため、出力電流（Ｉ_LD）が最大になる時に有機発光素子（ＬＤ）の輝度も最大となる。結局、データ電圧（Ｖｄ）が１０Ｖの場合には、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１０Ｖの時に有機発光表示装置は最大輝度となる。
データ電圧（Ｖｄ）を４、６、８、１０、１２、１３．５Ｖに変化させて各場合に出力電流（Ｉ_LD）が最大となるゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を探す実験を行って、その結果を図６に示した。図６におけるＸ軸はゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を示し、左側のＹ軸はデータ電圧（Ｖｄ）を示し、右側のＹ軸は出力電流（Ｉ_LD）を示す。

図６を参照すると、データ電圧（Ｖｄ）を４、６、８、１０、１２、１３．５Ｖの各場合のそれぞれにおいて、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が ４、６、７、１０、１２、１３．５Ｖの時に出力電流（Ｉ_LD）が最大となった。この時のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が各場合において最適のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）となる。これにより、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）がデータ電圧（Ｖｄ）と実質的に同じ時に、最適のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）となると考えられる。勿論、データ電圧（Ｖｄ）が８Ｖの時に最適のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が７Ｖとなって、このような関係とは異なる。しかし、通常、最大データ電圧（Ｖｄｍ）は１０Ｖ乃至１５Ｖで決められるため、データ電圧（Ｖｄ）が８Ｖの時の非線形性は無視できる。つまり、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を最大データ電圧（Ｖｄｍ）と同一に設定すると、有機発光表示装置は最大輝度を出すことができる。また、最大階調より小さい各階調に対する輝度は所望のガンマ曲線によって決定されるため、最大階調より小さい各階調におけるデータ電圧（Ｖｄ）に対して改めてデータ電圧とゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とを一致させる必要はない。

一方、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が最大データ電圧（Ｖｄｍ）の周辺の値を有する場合と、最大データ電圧（Ｖｄｍ）と同一値を有する場合の輝度差が大きくないため、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を次の数式１の所定範囲内で設定できる。つまり、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）は、最大データ電圧（Ｖｄｍ）から所定値（α）を差し引いた値以上であり、最大データ電圧に所定値（β）を加えた値以下の値を有することができる。

Ｖｄｍ−α≦Ｖｏｎ≦Ｖｄｍ＋β
ここで、α及びβは正数である。これらは表示板３００の特性、駆動条件によって決められるが、例えば、αは３、βは３または６と設定できる。
このようにゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を設定できると、有機発光表示装置個々のばらつきに対してより柔軟に対応できる。

本発明の実施例による有機発光表示装置におけるゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とクロストークの関係について、図７及び図８を参照して詳細に説明する。
図７はクロストークを実験するための映像パターンであり、図８は本発明の一つの実施例による有機発光表示装置において図７の映像パターンを用いてクロストークを実験した結果で、ゲートオン電圧に対する各領域の輝度を示したグラフである。

図７を参照すると、クロストークを実験するための映像パターンは、ベースをホワイト（ｗｈｉｔｅ）とし、画面中央にブラック四角形（ＰＡ）を表示するパターンである。
一般に、クロストークはスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）が遮断された後、流れる漏洩電流によって発生すると知られている。つまり、一つのデータ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に連結されている画素（ＰＸ）に互いに異なるデータ電圧（Ｖｄ）が印加されると、当該スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）の漏洩電流がそのデータ線（Ｄ₁-Ｄ_m）に沿ってパスを構成して流れるようになる。そのために各駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子電圧が変化してしまい、互いに異なるデータ電圧（Ｖｄ）に対応する二つの輝度が互いに近づくようになって混色されたように見える。特に図７に示した映像パターンではブラックとホワイトのように輝度差が大きい場合、領域（ＰＢ）でホワイトが表示されずにこれより輝度が低い灰色が表示される。

図７に示した映像パターンを表示してクロストークを最少化できるゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を探す実験を行って、その結果を図８に示した。今まで実験した有機発光表示装置と異なる有機発光表示装置で実験を行い、ホワイト電圧としてデータ電圧（Ｖｄ）を１３Ｖに、駆動電圧（Ｖｄｄ）を１３Ｖに、ゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）を−７Ｖとし、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）のデューティサイクルを０．２％とした。図８のグラフで左側のＹ軸は各領域（ＰＢ、ＰＣ）の輝度の大きさを示し、右側のＹ軸は二つの領域（ＰＢ、ＰＣ）の輝度差の大きさを示す。

図８を参照すると、領域（ＰＣ）の輝度はゲートオン電圧（Ｖｏｎ）がデータ電圧（Ｖｄ）と同じ１３Ｖの時に最も高く、図５のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）に対する出力電流（Ｉ_LD）曲線と類似な形態の曲線を有する。しかし、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１３Ｖ周辺の値であっても輝度は大きくならない。
領域（ＰＢ）の輝度はゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１３Ｖの時に最も高く、前述した出力電流（Ｉ_LD）曲線と類似するようにゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１３Ｖより低くなっても高くなっても輝度は減少する。二つの領域（ＰＣ、ＰＢ）の輝度差は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１３Ｖの時に最も小さく、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が１３Ｖより低くなったり高くなる場合には輝度差も大きくなる。領域（ＰＢ）の輝度が高いほど、つまり、ホワイトに近いほど、また、二つの領域（ＰＣ、ＰＢ）の輝度差が小さいほど、クロストークが小さくなるため、結局ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）がデータ電圧（Ｖｄ）１３Ｖと同じ時に、クロストークを最少化できる最適のゲートオン電圧（Ｖｏｎ）となる。

しかし、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を最大データ電圧（Ｖｄｍ）と必ず同じ値に設定せずに、数式１によってその値を設定してもクロストークの影響は大きい差が生じない。
通常ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）は２０Ｖ乃至２５Ｖの値を有するが、最大データ電圧（Ｖｄｍ）が１０Ｖ乃至１５Ｖの間の値を有することに比べて高い値を有する。従って、本発明の実施例のように、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を最大データ電圧（Ｖｄｍ）の僅少値に設定すると、電力消費も減らすことができる。

前記の実験結果において、出力電流（Ｉ_LD）及び輝度の大きさは表示板３００の特性、駆動条件によって変わることがある。しかし、その場合にもゲートオン電圧（Ｖｏｎ）に対する出力電流（Ｉ_LD）及び輝度が示す特徴は変わらない。
今まで表示装置として有機発光表示装置を対象として説明したが、これに限定されず、液晶表示装置などのように薄膜トランジスタをスイッチング素子として利用する表示装置であれば、本発明を同様に適用することができる。

以上、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ることなく、特許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様々な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。

本発明の一つの実施例による有機発光表示装置のブロック図である。 本発明の一つの実施例による有機発光表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 図２に示した有機発光表示装置の一つの画素の駆動トランジスタと有機発光ダイオードの断面の一例を示した断面図である。 本発明の一つの実施例による有機発光表示装置の有機発光ダイオードの概略図である。 本発明の一つの実施例による有機発光表示装置でゲートオン電圧に対する駆動電流を示したグラフである。 本発明の一つの実施例による有機発光表示装置でゲートオン電圧とデータ電圧の関係を示したグラフである。 クロストークを実験するための映像パターンである。 本発明の一つの実施例による有機発光表示装置において、図７の映像パターンを用いてクロストークを実験した結果としてゲートオン電圧に対する各領域の輝度を示したグラフである。

符号の説明

１１０ 絶縁基板
１２４ 制御端子電極
１４０ 絶縁膜
１５４ 半導体
１６３、１６５ 抵抗性接触部材
１７３ 入力端子電極
１７５ 出力端子電極
１８０ 保護膜
１８５ 接触孔
１９１，１９０ 画素電極
２７０ 共通電極
３００ 表示板
３６１ 隔壁
３７０ 有機発光部材
４００ 走査駆動部
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
７００ 駆動電圧生成部
８００ 階調電圧生成部

Claims (3)

1. スイッチングトランジスタ、前記スイッチングトランジスタに連結されている駆動トランジスタ及び前記駆動トランジスタに連結されている発光素子を含む複数の画素と、
   前記スイッチングトランジスタに連結されていて、前記スイッチングトランジスタを導通させるゲートオン電圧及び遮断させるゲートオフ電圧を伝達する複数の走査信号線と、
   前記スイッチングトランジスタに連結されていて、データ電圧を伝達する複数のデータ線とを含み、
   前記ゲートオン電圧を、階調制御において前記データ線に印加される電圧値の最大値である最大データ電圧とすることで、前記駆動トランジスタの前記発光素子への出力電流を最大とし、前記発光素子の輝度を最大とすることを特徴とする表示装置。
2. 前記画素は、前記スイッチングトランジスタに連結されていて、前記データ電圧を充電して維持する維持蓄電器をさらに含む請求項１に記載の表示装置。
3. 前記スイッチングトランジスタ及び前記駆動トランジスタは、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを含む請求項２に記載の表示装置。

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