JP5266667B2 - 画素およびディスプレイパネル - Google Patents

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Description

本発明は、画素に関し、特に、ディスプレイパネルに関するものである。
図１は、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）素子の従来の画素のパネルの概略図である。画素１は、スイッチトランジスタＭ１０、蓄積コンデンサＣｓｔ１０、駆動トランジスタＭ１１と、発光ダイオード（ＬＥＤ）ＥＬを含む。スイッチトランジスタＭ１０のゲートは、スキャンラインＳＬに接続され、スイッチトランジスタＭ１０のドレインは、データラインＤＬに接続される。スキャンラインＳＬがアサートされた時、スキャン信号ＳＣＡＮを提供し、スイッチトランジスタＭ１０をオンにする。データラインＤＬのデータ信号ＤＡＴＡは、駆動トランジスタＭ１１のゲートに伝送され、蓄積コンデンサＣｓｔ１０がデータ信号ＤＡＴＡを保存する。蓄積コンデンサＣｓｔ１０に保存されたデータ信号ＤＡＴＡに基づいて、駆動トランジスタＭ１１は、駆動電流Ｉｄを提供し、ＬＥＤＥＬを駆動し、発光する。
駆動電流Ｉｄは、駆動トランジスタＭ１１の基準によって変わる。駆動トランジスタＭ１１のプロセスの変化（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が生じた時、画素によって駆動トランジスタＭ１１のスレッショルド電圧Ｖｔｈは相違が生じ、画素と画素間と、またはパネルとパネル間の輝度を不均一にさせる。よって、スレッショルド電圧の補償回路は、不均一な輝度をなくすのに必要である。
電圧補償を提供する画素およびディスプレイパネルを提供する。
画素の実施例は、補償装置、第１スイッチ素子、駆動トランジスタと、表示装置を含む。補償装置は、第１期間の間、補償電圧を発生する。前記第１スイッチ素子は、前記第１期間に続いて第２期間の間、データ信号を伝送する。前記駆動トランジスタは、前記第１期間の間、逆バイアスモードで作動する。前記駆動トランジスタは、前記第２期間の間、順方向バイアスモードで作動し、前記補償電圧と前記データ信号に基づいて駆動電流を発生する。前記表示装置は、前記駆動電流に基づいて発光する。
前記補償電圧は、前記駆動トランジスタのスレッショルド電圧と等しいことができる。
駆動トランジスタのスレッショルド電圧が補償電圧によって補償されることから、駆動トランジスタは、駆動トランジスタのスレッショルド電圧と無関係である駆動電流を発生することができる。よって、このような画素の輝度は、前記スレッショルドの変化に影響されずに、ディスプレイの均一性が潜在的に改善されることができる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
ディスプレイパネルが提供される。図２に示すように、いくつかの実施例では、ディスプレイパネル２は、データドライバ２０、スキャンドライバ２１と、ディスプレイアレイ２２を含む。データドライバ２０は、複数のデータラインＤ１〜Ｄｍを制御し、データラインＤ１〜Ｄｍは、データ信号ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡｍをそれぞれ運ぶ。スキャンドライバ２１は、複数のスキャンラインＧ１〜Ｇｎをそれぞれ制御する複数のスキャンユニット２１１〜２１ｎを含み、スキャンラインＧ１〜Ｇｎは、スキャン信号ＳＣＡＮ１〜ＳＣＡＮｎをそれぞれ運ぶ。ディスプレイアレイ２２は、データラインＤ１〜ＤｍとスキャンラインＧ１〜Ｇｎを交差して形成される。交差したデータラインＤｍとスキャンラインＧｎは、表示ユニットに対応し、例えば、交差したデータラインＤ１とスキャンラインＧ１は、画素２００に対応し、交差したデータラインＤ１とスキャンラインＧ２は、画素２０１に対応する。図２を参照下さい。各スキャンラインＧｘは、インバータ２３ｘ＋１を通して、第（ｘ＋１）列の画素に更に接続される。言い換えれば、第（ｘ＋１）列の画素は、スキャンラインＧｘ＋１のスキャン信号ＳＣＡＮｘ＋１と、逆の（ｒｅｖｅｒｓｅ）スキャンラインＧＸｎ＋１のスキャン信号ＳＣＡＮｘに逆転する信号ＳＣＡＮＸｘ＋１を受け、１≦ ｘ ≦ ｎ−１である。例えば、第２列の画素２０１は、スキャン信号ＳＣＡＮ２を受け取り、逆スキャン信号ＳＣＡＮ１はスキャン信号ＳＣＡＮＸ２を逆転させる。
図３は、図２の画素の実施例を表している。各画素では、画素２０１は、第１期間と第２期間の間に作動して画像を表示し、且つ、駆動トランジスタＭ３０、補償装置３０、第１スイッチ素子Ｍ３１と、表示装置３１を含む。補償装置３０は、第１期間に補償電圧を発生する。第１スイッチ素子Ｍ３１は、データラインＤ１と第１節点Ｎ１の間に接続され、スキャンラインＧ２によって制御される。スキャンラインＧ２が第２期間中に、アサートされた時、第１スイッチ素子Ｍ３１は、データ信号ＤＡＴＡ１を第１節点Ｎ１に伝送する。駆動トランジスタＭ３０は、第１期間の間、逆バイアスで作動する。駆動トランジスタＭ３０は、第２期間の間、順方向バイアスで作動し、補償電圧とデータ信号ＤＡＴＡ１に基づいて駆動電流Ｉｄを発生する。図３では、駆動トランジスタＭ３０は、Ｐ型であり、制御端子３２、第１端子３３と、第２端子３４を有する。第１端子３３は、５Ｖの第１電圧源ＰＶｄｄに接続される。逆バイアスモードでは、第２端子３４から第１端子３３への電流Ｉｒｅが発生される。順方向バイアスモードでは、第１端子３３から第２端子３４への駆動電流Ｉｄが発生される。表示装置３１は、駆動電流Ｉｄに基づいて発光する。
図３を参照下さい。補償装置３０は、第１コンデンサＣｓｔ３０、第２コンデンサＣｔｈ、第２スイッチ素子Ｍ３２、第３スイッチ素子Ｍ３３、第４スイッチ素子Ｍ３４を含む。駆動トランジスタＭ３０の制御端子３２は、第２節点Ｎ２において第２コンデンサＣｔｈに接続され、その第２端子は、第３節点Ｎ３に接続される。第２スイッチ素子Ｍ３２は、第１電圧源ＰＶｄｄと第２節点Ｎ２の間に接続される。第４スイッチ素子Ｍ３４は、表示装置３１の１つの端子と第３節点Ｎ３の間に接続される。第３スイッチ素子Ｍ３３は、第１節点Ｎ１と第３節点Ｎ３の間に接続される。第１コンデンサＣｓｔ３０の１つの端子は、基準線Ｒ２を通してスキャンユニット２１２より提供された基準信号Ｒｅｆ２を受け、もう１つの端子は、第１節点Ｎ１に接続される。第２コンデンサＣｔｈは、第２節点Ｎ２と第１節点Ｎ１の間に接続される。表示装置３１のその他の端子は、−５Ｖの第２電圧源ＰＶｓｓに接続される。スイッチ素子Ｍ３２〜Ｍ３４の全ての制御端子は、逆のスキャンラインＧＸ１に接続される。
図３の実施例では、表示装置３１は、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のエレクトロルミネセント素子であることができる。駆動トランジスタＭ３０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であることができる。スイッチ素子Ｍ３１〜Ｍ３４は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のような能動素子であることができる。好ましくは、スイッチ素子Ｍ３１〜Ｍ３４と駆動トランジスタＭ３０は、より高い電流駆動能力を潜在的に提供するポリシリコン薄膜トランジスタからなる。図３の実施例では、スイッチ素子Ｍ３２とＭ３３は、Ｐ型ＴＦＴであり、スイッチ装置Ｍ３１とＭ３４は、Ｎ型ＴＦＴである。
図４は、図３の画素２０１の実施例のタイミング図である。この実施例では、スキャンラインＧ２とＧＸ２は、スキャンドライバ２１のスキャンユニット２１２によってアサート、またはディアサート（ｄｅ−ａｓｓｅｒｔｅｄ）され、基準信号Ｒｅｆ２は、スキャンユニット２１２より提供され、下記に記載の方法で機能する。
第１期間Ｐ１の間、スキャンラインＧ２は、０Ｖの低レベルにある（ディアサート）。基準線Ｒ２は、ｔ１で１０Ｖの高レベルから−５Ｖの低レベルに変えられ（アサート）、ｔ１〜ｔ２の間−５Ｖの低レベルにとどまる。第１節点Ｎ１の電圧Ｖｎ１は、直ちに０Ｖより低く減少される。ｔ１〜ｔ２の期間では、データ信号ＤＡＴＡ１が０〜５Ｖであり、スキャン信号ＳＣＡＮ２が０Ｖであることから、スイッチ素子Ｍ３１は、僅かにオンにされ、第１節点Ｎ１は、スイッチ素子Ｍ３１によって約−１Ｖ〜−２Ｖ充電される。ｔ２では、基準線Ｒ２は、−５Ｖの低レベルから１０Ｖの高レベルに変えられる（ディアサート）。基準線Ｒ２の電圧は、１５Ｖに上り、第１節点Ｎ１の電圧Ｖｎ１は、約１５Ｖに引き上げられる。逆のスキャンラインＧＸ２は、ｔ３で低レベルに変えられ（アサート）、ｔ３〜ｔ４の間低レベルにとどまる。低レベルの逆のスキャンラインＧＸ２に基づいて、スイッチ素子Ｍ３２〜Ｍ３３は、オンにされ、スイッチ素子Ｍ３４は、オフにされる。よって、第３節点Ｎ３の電圧Ｖｎ３は、１５Ｖに等しく、第２節点Ｎ２の電圧Ｖｎ２は、５Ｖに等しい。ｔ３〜ｔ４の期間では、駆動トランジスタＭ３０は、逆バイアスモードで作動し、第２端子３４から第１端子３３への電流Ｉｒｅが発生される。補償電圧Ｖｔｈ１は、電圧Ｖｎ１からＶｎ２を引くことで発生され、第２コンデンサＣｔｈに保存される。補償電圧Ｖｔｈ１は、駆動トランジスタＭ３０のスレッショルド電圧Ｖｔｈ２に等しい。
ｔ５〜ｔ６の第２期間Ｐ２の間、保存のスキャンラインＧＸ２は、高レベル（ディアサート）にあり、スキャンラインＧ２は、高レベル（アサート）にある。スイッチ素子Ｍ３２とＭ３３は、オフにされ、スイッチ素子Ｍ３４は、オンにされる。スイッチ素子Ｍ３１は、オンにされる。データラインＤ１のデータ信号ＤＡＴＡ１は、電圧Ｖｄａｔａを有する。スイッチ素子Ｍ３１がオンにされ、スイッチ素子Ｍ３２とＭ３３がオフにされることから、データ信号ＤＡＴＡ１は、節点Ｎ１に伝送されて、第１コンデンサＣｓｔ３０に保存され、節点Ｎ２の電圧Ｖｎ２がＶｄａｔａ−Ｖｔｈ１に等しくなる。
駆動トランジスタＭ３０に流れる駆動電流Ｉｄは、下記の関係を有する。

駆動トランジスタＭ３０のソース電圧Ｖｓは、第１電圧源ＰＶｄｄの電圧ｐｖｄｄに等しく、駆動トランジスタＭ３０のゲート電圧Ｖｇは、Ｖｄａｔａ−Ｖｔｈ１に等しく、駆動トランジスタＭ３０のスレッショルド電圧は、Ｖｔｈ２に等しい。
よって、駆動トランジスタＭ３０のスレッショルド電圧Ｖｔｈ２が第２コンデンサＣｔｈに保存された補償電圧によって補償されることができることから、 駆動トランジスタＭ３０は、データ信号ＤＡＴＡ１に基づいて、駆動回路Ｉｄを発生し、表示装置３１を駆動することができる。駆動電流Ｉｄは、スイッチ素子Ｍ３４がオンにされることから、表示装置３１を駆動して、発光することができる。
本実施例の駆動トランジスタＭ３０のスレッショルド電圧Ｖｔｈ２が補償電圧Ｖｔｈ１によって補償されることができることから、駆動電流Ｉｄは、駆動トランジスタＭ３０のスレッショルド電圧Ｖｔｈ２と無関係であることができる。よって、各画素の輝度は、スレッショルド電圧Ｖｔｈ２と無関係であることができる。このような画素の輝度がスレッショルドの変化に影響されないことができることから、ディスプレイの均一性が潜在的に改善されることができる。
図５は、上述のディスプレイパネル２を用いたディスプレイ装置５を概略的に表している。一般的に、ディスプレイ装置５は、図２に示すように、コントローラ５０と、ディスプレイパネル２などを含む。コントローラ５０は、ディスプレイパネル２に選択的に接続され、例えば、クロック信号、スタートパルス、または画像データなどの制御信号をディスプレイパネル２に提供する。
図６は、上述のディスプレイ装置５を用いた電子装置６を概略図に表している。電子装置６は、例えば、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ノート型パソコン、タブレット型パソコン、携帯電話、ディスプレイモニター装置などの携帯装置であることができる。一般的に、電子装置６は、図５に示すように、入力ユニット６０とディスプレイ装置５を含む。また、入力ユニット６０は、ディスプレイ装置５に選択的に接続され、入力信号（ｅ.ｇ．画像信号）をディスプレイ装置５に提供する。ディスプレイ装置５のコントローラ５０は、入力信号に基づいて制御信号を表示パネル２に提供する。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）素子の従来の画素のパネルの概略図である。 ディスプレイパネルの実施例を表している。 図２のディスプレイパネルの画素の実施例を表している。 図３の画素の実施例のタイミング図である。 図２のディスプレイパネル装置を用いたディスプレイ装置の概略図である。 図５のディスプレイパネル装置を用いた電子装置の概略図である。
符号の説明
１ 画素
Ｃｓｔ１０ 蓄積コンデンサ
ＤＬ データライン
Ｉｄ 駆動電流
ＥＬ ＬＥＤ
Ｍ１０ スイッチトランジスタ
Ｍ１１ 駆動トランジスタ
ＳＬ スキャンライン
２ ディスプレイパネル
２０ データドライバ
２１ スキャンドライバ
２１１〜２１ｎ スキャンユニット
２２ ディスプレイアレイ
２００、２０１ 画素
Ｄ１〜Ｄｍ データライン
ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡｍ データ信号
Ｒ１〜Ｒｎ、Ｒｘ、Ｒｘ＋１ 基準ライン
Ｇ１〜Ｇｎ、Ｇｘ、Ｇｘ＋１ スキャンライン
ＧＸ１〜ＧＸｎ、ＧＸｘ、ＧＸｘ＋１ 逆のスキャンライン
ＳＣＡＮ１〜ＳＣＡＮｎ スキャン信号
３０ 補償装置
３１ 表示装置
３２ 制御端子
３３ 第１端子
３４ 第２端子
Ｃｓｔ３０ 第１コンデンサ
Ｃｔｈ 第２コンデンサ
Ｉｒｅ 電流
Ｍ３０ 駆動トランジスタ
Ｍ３１ 第１スイッチ素子
Ｍ３２ 第２スイッチ素子
Ｍ３３ 第３スイッチ素子
Ｍ３４ 第４スイッチ素子
Ｎ１ 第１節点
Ｎ２ 第２節点
Ｎ３ 第３節点
ＰＶｄｄ 第１電圧源
ＰＶｓｓ 第１電圧源
Ｒ２ 基準ライン
Ｒｅｆ２ 基準信号
ＳＣＡＮＸｎ 逆のスキャン信号
５ 表示装置
５０ コントローラ
６ 電子装置
６０ 入力ユニット

Claims (12)

  1. 第１期間の間、補償電圧を発生する補償装置、
    第２期間の間、データ信号を伝送するために、データラインと第１節点との間に接続される第１スイッチ素子、
    制御端子と一定電圧の第１電圧源に接続される第１端子と第２端子を備える駆動トランジスタであって、前記第１期間の間、前記第２端子から前記第１端子への電流が発生する逆バイアスモードで作動し、前記第２期間の間、前記第１端子から前記第２端子への電流が発生する順方向バイアスモードで作動し、前記補償電圧と前記データ信号に基づいて駆動電流を発生する駆動トランジスタ、および
    前記駆動電流に基づいて発光する表示装置を含み、
    前記補償装置は、
    一方の端子が基準線に接続されるとともに他方の端子が第１節点に接続される第１コンデンサ、
    前記第１節点と前記駆動トランジスタの前記制御端子の間に接続される第２コンデンサ、
    前記第１電圧源と前記駆動トランジスタの前記制御端子との間に接続される第２スイッチ素子、
    前記第１節点と前記駆動トランジスタの前記第２端子との間に接続される第３スイッチ素子、
    前記駆動トランジスタの前記第２端子と前記表示装置との間に接続される第４スイッチ素子、を備えており、
    前記第２コンデンサが前記駆動トランジスタのスレッショルド電圧に等しい前記補償電圧を充電する前記第１期間内の一部の期間の間、前記第２および第３スイッチ素子はオンにされる一方で前記第４スイッチ素子はオフにされ、前記データ信号が前記第１節点へと伝送される前記第２期間の間、前記第２および第３スイッチ素子はオフにされる一方で前記第４スイッチ素子はオンにされる、
    画素。
  2. 前記第１、第２、第３と、第４スイッチ素子は、ポリシリコン薄膜トランジスタである請求項１に記載の画素。
  3. 前記第２、第３、および第４スイッチ素子の制御端子に接続され、前記第１期間内の一部の期間の間、アサートされる第１スキャンライン、および
    前記第１スイッチ素子の制御端子に接続され、前記第２期間の間、アサートされる第２スキャンラインを更に含む請求項１に記載の画素。
  4. 第１スキャンライン、
    第２スキャンライン、
    第１期間の間、補償電圧を発生する補償装置、
    第２期間の間、データ信号を伝送するために、データラインと第１節点との間に接続される第１スイッチ素子、
    制御端子と一定電圧の第１電圧源に接続される第１端子と第２端子を備える駆動トランジスタであって、前記第１期間の間、前記第２端子から前記第１端子への電流が発生する逆バイアスモードで作動し、前記第２期間の間、前記第１端子から前記第２端子への電流が発生する順方向バイアスモードで作動し、前記補償電圧と前記データ信号に基づいて駆動電流を発生する駆動トランジスタ、および
    前記駆動電流に基づいて発光する表示装置を含み、
    前記補償装置は、
    一方の端子が基準線に接続されるとともに他方の端子が第１節点に接続される第１コンデンサ、
    前記第１節点と前記駆動トランジスタの前記制御端子の間に接続される第２コンデンサ、
    前記第１電圧源と前記駆動トランジスタの前記制御端子との間に接続される第２スイッチ素子、
    前記第１節点と前記駆動トランジスタの前記第２端子との間に接続される第３スイッチ素子、
    前記駆動トランジスタの前記第２端子と前記表示装置との間に接続される第４スイッチ素子、を備えており、
    前記第２コンデンサが前記駆動トランジスタのスレッショルド電圧に等しい前記補償電圧を充電する前記第１期間内の一部の期間の間、前記第２および第３スイッチ素子はオンにされる一方で前記第４スイッチ素子はオフにされ、前記データ信号が前記第１節点へと伝送される前記第２期間の間、前記第２および第３スイッチ素子はオフにされる一方で前記第４スイッチ素子はオンにされ、
    前記第１スキャンラインは、前記第２、第３、および第４スイッチ素子の制御端子に接続され、前記第１期間内の一部の期間の間、アサートされ、
    前記第２スキャンラインは、前記第１スイッチ素子の制御端子に接続され、前記第２期間の間、アサートされ、
    前記基準線は、前記第１期間内の一部の期間よりも以前の、前記第１期間内の他の一部の期間の間、アサートされる、
    画素。
  5. 前記補償装置は、前記第１スキャンラインがアサートされた時、前記補償電圧を発生し始め、前記第１スイッチ素子は、前記第２スキャンラインがアサートされた時、前記データ信号を前記駆動トランジスタに伝送し始める請求項４に記載の画素。
  6. 前記表示装置は、エレクトロルミネセント素子である請求項１に記載の画素。
  7. 前記表示装置は、有機発光ダイオードである請求項１に記載の画素。
  8. 複数のデータラインと、前記データラインに交差された複数のスキャンラインであって前記第１スキャンラインと前記第２スキャンラインと前記基準線とを含む複数のスキャンラインによって形成され、請求項４に記載の複数の画素を含むディスプレイアレイ、
    前記データラインを制御するデータドライバ、および
    前記スキャンラインを制御するスキャンドライバを含むディスプレイパネル。
  9. 前記スキャンドライバ内において、第（ｎ＋１）列の画素に接続される前記第１スキャンラインは、インバータを通して、第ｎ列の画素に接続される前記第２スキャンラインに更に接続される、請求項８に記載のディスプレイパネル。
  10. 請求項８に記載のディスプレイパネル、および
    前記ディスプレイパネルに選択的に接続されるコントローラを含むディスプレイ装置。
  11. 請求項１０に記載のディスプレイ装置、および
    前記ディスプレイ装置に選択的に接続される入力ユニットを含む電子装置。
  12. 前記電子装置は、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ディスプレイモニター、ノート型パソコン、タブレット型パソコン、または携帯電話である請求項１１に記載の電子装置。
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