JP5306155B2 - 有機電界発光表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

有機電界発光表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機電界発光表示装置及びその駆動方法に関し、特にフレーム周波数が変化してもユーザが認知できないように、輝度及び色座標を一定に維持できる有機電界発光表示装置及びその駆動方法に関する。
最近、陰極線管(Cathode Ray Tube)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(Liquid Crystal Display)、電界放出表示装置(Field Emission Display)、プラズマ表示パネル(Plasma Display Panel)及び有機電界発光表示装置(Organic Light Emitting Display Device)などが挙げられる。
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は、電子と正孔の再結合によって光を発生する有機発光ダイオードを用いて映像を表示する。このような有機電界発光表示装置は、速い応答速度を有すると共に、低い消費電力で駆動されるという長所がある。
一般に、有機電界発光表示装置はマトリクス状に配置された画素を備える。画素のそれぞれは少なくとも2つ以上のトランジスタと、1つ以上のキャパシタ及び有機発光ダイオードを備える。
このような画素のそれぞれは、駆動トランジスタを用いてキャパシタに充電された電圧に対応する電流を有機発光ダイオードに供給しながら、所定輝度の映像を表示する。キャパシタは、走査信号が供給される期間にデータ信号に対応する電圧を充電する。
しかしながら、従来の有機電界発光表示装置の場合、フレーム周波数の変化に対応して輝度及び色座標が変化されるという問題が生じる。詳細に説明すれば、現在、有機電界発光表示装置では一般の駆動モードの場合、一定のフレーム周波数で駆動し、低電力駆動モードの場合にはフレーム周波数を下げて消費電力を低減させる。ここで、フレーム周波数が変化すれば、画素のそれぞれに含まれるキャパシタの電圧充電時間が変化される。このようにフレーム周波数に対応してキャパシタに電圧が充電される期間が変化すれば、輝度及び色座標が変化されて表示品質が低下するという問題が生じる。
特に、閾値電圧を補償するためのトランジスタを含む画素の場合、キャパシタの電圧充電時間に対応して輝度及び色座標が急激に変化する。
大韓民国特許出願公開第2007−0071496号明細書 特開第2007−183545号公報
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、フレーム周波数が変化してもユーザが認知できないように、輝度及び色座標を一定に維持できるようにした有機電界発光表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
本発明の一構成による有機電界発光表示装置は、動作制御信号に対応して低電力駆動モード又は一般の駆動モードであるか否かを判断し、判断されたモードに対応する制御信号を生成するモード判断部と、走査線に走査信号を順次供給するための走査駆動部と、データ線に前記走査信号と同期されるようにデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、前記走査線及びデータ線の交差部に位置する画素と、前記モード判断部から供給される前記低電力駆動モード又は前記一般の駆動モード制御信号に対応してフレーム周波数が変化されるように前記走査駆動部及びデータ駆動部を制御するタイミング制御部とを備え、前記走査駆動部は前記フレーム周波数の変化と関係なく、前記走査信号の幅を一定に維持する。
本発明の他の構成による有機電界発光表示装置の駆動方法は、外部から供給される動作制御信号に対応してフレーム周波数を変化する第1段階と、前記フレーム周波数と関係なく、走査信号の幅を一定に維持する第2段階と、前記走査信号に対応するようにデータ信号を供給する第3段階と、前記データ信号に対応して画素のそれぞれで所定輝度の光を生成する第4段階とを具備する。
本発明の有機電界発光表示装置及びその駆動方法によれば、フレーム周波数の変化と関係なく、走査信号の幅を一定に維持するため、キャパシタの電圧充電時間がフレーム周波数の変化と関係なく、一定に維持される。このようにキャパシタの電圧充電時間が一定に維持されれば、フレーム周波数と関係なく一定の電圧を充電でき、これにより、輝度及び色座標が変化することなく、均一な映像を表示できるという効果を奏する。
本発明の実施形態による有機電界発光表示装置を示す図である。 フレーム周波数の変化に対応して走査駆動部から供給される走査信号を示す波形図である。 フレーム周波数の変化に対応して走査駆動部から供給される走査信号を示す波形図である。 図1に示す画素の実施形態を示す図である。 図3に示す画素の駆動方法を示す波形図である。
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好適な実施形態が添付された図1〜図4を参照して詳細に説明すれば、以下の通りである。
図1は、本発明の実施形態による有機電界発光表示装置を示す図である。
図1を参照すれば、本発明の実施形態による有機電界発光表示装置は、走査線S1〜Sn及びデータ線D1〜Dmと接続されるように位置する画素140を含む画素部130と、走査線S1〜Sn及び発光制御線E1〜Enを駆動するための走査駆動部110と、データ線D1〜Dmを駆動するためのデータ駆動部120と、走査駆動部110及びデータ駆動部120を制御するためのタイミング制御部150と、駆動モードを判別するためのモード判別部160とを備える。
モード判別部160は外部から供給される動作制御信号を用いて駆動モードを判断し、判断された駆動モードに対応する制御信号をタイミング制御部150に供給する。ここで、モード判別部160は、外部からデータDataを追加で供給されて画素部130で表示される映像を判断し、判断された映像に対応して駆動モードを追加で判断できる。
例えば、モード判別部160は一定時間に動作制御信号(例えば、キーボードから入力される信号)が入力されない場合、低電力駆動モードであると判断して低電力制御信号をタイミング制御部150に供給し、その他の場合に一般の駆動モードであると判断して一般の制御信号をタイミング制御部150に供給する。また、モード判別部160は、追加で一定時間に動作制御信号が入力されない場合、データDataを用いて画素部130で表示される映像を判断し、判断された映像が静止画である場合、低電力制御信号をタイミング制御部150に供給できる。一方、モード判別部160は追加で一定時間に動作制御信号が入力されず、画素部130で動画を表示していると判断される場合、一般の制御信号をタイミング制御部150に供給できる。
更に、動作制御信号が供給されない一定時間は多様に決定され得る。例えば、一定時間はモニタが設置される環境などを考慮して実験的に決定され得る。
タイミング制御部150は、外部から供給される同期信号に対応してデータ駆動制御信号DCS及び走査駆動制御信号SCSを生成する。タイミング制御部150で生成されたデータ駆動制御信号DCSはデータ駆動部120に供給され、走査駆動制御信号SCSは走査駆動部110に供給される。そして、タイミング制御部150は外部から供給されるデータDataをデータ駆動部120に供給する。
また、タイミング制御部150は、一般の制御信号が入力される場合、走査駆動部110及びデータ駆動部120に第1フレーム制御信号を供給し、低電力制御信号が入力される場合、走査駆動部110及びデータ駆動部120に第2フレーム制御信号を供給する。ここで、第1フレーム制御信号及び第2フレーム制御信号は、走査駆動制御信号SCS及びデータ駆動制御信号DCSに含まれる。
走査駆動部110は、タイミング制御部150から走査駆動制御信号SCSの供給を受ける。走査駆動制御信号SCSの供給を受けた走査駆動部110は走査信号を生成し、生成された走査信号を走査線S1〜Snに順次供給する。また、走査駆動部110は走査駆動制御信号SCSに応答して発光制御信号を生成し、生成された発光制御信号を発光制御線E1〜Enに順次供給する。ここで、発光制御信号の幅は走査信号の幅と同一であるか、広く設定される。
また、走査駆動部110は、第1フレーム制御信号又は第2フレーム制御信号に対応して走査信号間の間隔を制御する。詳細に説明すれば、走査駆動部110は第1フレーム制御信号が入力される場合(例えば、60Hzのフレーム周波数で駆動)、図2Aのように、それぞれの走査信号が第1幅T1に設定され、走査信号の間が第2幅T2に設定されるように走査線S1〜Snに走査信号を供給する。そして、走査駆動部110は第2フレーム制御信号が入力される場合(例えば、40Hzのフレーム周波数で駆動)、図2Bのように、それぞれの走査信号が第1幅T1に設定され、走査信号の間が第3幅T3に設定されるように走査線S1〜Snに走査信号を供給する。ここで、第3幅T3は第2幅T2よりも広い幅に設定される。
そして、走査駆動部110は、走査信号に対応するように発光制御信号の幅を制御する。例えば、2つの走査信号と重なるように発光制御信号が供給されれば、走査駆動部110は走査信号間の間隔T2又はT3と関係なく、2つの走査信号と重なるように発光制御信号を供給する。
上述した走査駆動部110はフレーム周波数の変化と関係なく、走査信号が第1幅T1を有するように供給する。この場合、フレーム周波数の変化と関係なく、画素140のそれぞれに含まれているストレージキャパシタは一定の充電期間に設定され、これにより、輝度及び色座標を均一に維持できる。
データ駆動部120は、タイミング制御部150からデータ駆動制御信号DCSの供給を受ける。データ駆動制御信号DCSの供給を受けたデータ駆動部120はデータ信号を生成し、生成されたデータ信号を走査信号と同期されるようにデータ線D1〜Dmに供給する。
画素部130は、外部から第1電源ELVDD及び第2電源ELVSSの供給を受けて、それぞれの画素140に供給する。第1電源ELVDD及び第2電源ELVSSの供給を受けた画素140のそれぞれは、データ信号に対応する光を生成する。ここで、i(iは自然数)番目の水平ラインに位置する画素140は、i-1番目の走査線Si-1に走査信号が供給される期間に駆動トランジスタのゲート電極を初期化し、i番目の走査線Siに走査信号が供給される期間に駆動トランジスタの閾値電圧及びデータ信号に対応する電圧を充電する。
一方、本発明はストレージキャパシタCstを含む全ての画素に適用可能である。即ち、本発明はフレーム周波数と関係なく、ストレージキャパシタCstの充電時間を一定に維持するものであって、走査信号が供給される時にデータ信号に対応する電圧を充電する全ての画素構造に適用可能である。ただし、本発明では説明の便宜上、閾値電圧の補償のために広く用いられる図3の画素140を実施形態として含めた。
図3は、図1に示す画素の実施形態を示す回路図である。図3では説明の便宜上、第mのデータ線Dm、第nの走査線Sn、第n-1の走査線Sn-1及び第nの発光制御線Enと接続された画素を示す。
図3を参照すれば、本発明の実施形態に係る画素140は、有機発光ダイオードOLEDと、データ線Dm、走査線Sn-1、Sn及び発光制御線Enに接続されて有機発光ダイオードOLEDに供給される電流量を制御するための画素回路142を備える。
有機発光ダイオードOLEDのアノード電極は画素回路142に接続され、カソード電極は第2電源ELVSSに接続される。ここで、第2電源ELVSSの電圧値は第1電源ELVDDの電圧値よりも低く設定される。このような有機発光ダイオードOLEDは画素回路142から供給される電流量に対応するように所定輝度の光を生成する。
画素回路142は走査線Snに走査信号が供給される時、データ線Dmに供給されるデータ信号に対応して有機発光ダイオードOLEDに供給される電流量を制御する。このために、画素回路142は第1〜第6トランジスタM1乃至M6と、ストレージキャパシタCstとを備える。
第2トランジスタM2の第1電極はデータ線Dmに接続され、第2電極は第1ノードN1に接続される。そして、第2トランジスタM2のゲート電極は第nの走査線Snに接続される。このような第2トランジスタM2は、第nの走査線Snに走査信号が供給される時にターンオンされて、データ線Dmに供給されるデータ信号を第1ノードN1に供給する。
第1トランジスタM1の第1電極は第1ノードN1に接続され、第2電極は第6トランジスタM6の第1電極に接続される。そして、第1トランジスタM1のゲート電極はストレージキャパシタCstに接続される。このような第1トランジスタM1は、ストレージキャパシタCstに充電された電圧に対応する電流を有機発光ダイオードOLEDに供給する。
第3トランジスタM3の第1電極は第1トランジスタM1の第2電極に接続され、第2電極は第1トランジスタM1のゲート電極に接続される。そして、第3トランジスタM3のゲート電極は第nの走査線Snに接続される。このような第3トランジスタM3は、第nの走査線Snに走査信号が供給される時にターンオンされて、第1トランジスタM1をダイオード形態に接続させる。
第4トランジスタM4のゲート電極は第n-1走査線Sn-1と接続され、第1電極はストレージキャパシタCstの一側端子及び第1トランジスタM1のゲート電極に接続される。そして、第4トランジスタM4の第2電極は初期化電源Vintに接続される。このような第4トランジスタM4は、第n-1の走査線Sn-1に走査信号が供給される時にターンオンされて、ストレージキャパシタCstの一側端子及び第1トランジスタM1のゲート電極の電圧を初期化電源Vintの電圧に変更させる。
第5トランジスタM5の第1電極は第1電源ELVDDに接続され、第2電極は第1ノードN1に接続される。そして、第5トランジスタM5のゲート電極は発光制御線Enに接続される。このような第5トランジスタM5は、発光制御線Enから発光制御信号が供給されない時にターンオンされて、第1電源ELVDDと第1ノードN1を電気的に接続させる。
第6トランジスタM6の第1電極は第1トランジスタM1の第2電極に接続され、第2電極は有機発光ダイオードOLEDのアノード電極に接続される。そして、第6トランジスタM6のゲート電極は発光制御線Enに接続される。このような第6トランジスタM6は、発光制御信号が供給されない時にターンオンされて、第1トランジスタM1から供給される電流を有機発光ダイオードOLEDに供給する。
図4は、図3に示す画素に供給される駆動波形を示す波形図である。
図4を参照すれば、まず、第n-1の走査線Sn-1に走査信号が供給されて第4トランジスタM4がターンオンされる。第4トランジスタM4がターンオンされれば、ストレージキャパシタCstの一側端子及び第1トランジスタM1のゲート端子に初期化電源Vintの電圧が供給される。即ち、第4トランジスタM4がターンオンされれば、ストレージキャパシタCの一側端子及び第1トランジスタM1のゲート端子電圧が初期化電源Vintの電圧に初期化される。ここで、初期化電源Vintの電圧値はデータ信号よりも低い電圧値に設定される。
その後、第nの走査線Snに走査信号が供給される。第nの走査線Snに走査信号が供給されれば、第2トランジスタM2及び第3トランジスタM3がターンオンされる。第3トランジスタM3がターンオンされれば、第1トランジスタM1がダイオード形態に接続される。第2トランジスタM2がターンオンされれば、データ線Dmに供給されるデータ信号が第2トランジスタM2を経由して第1ノードN1に供給される。このとき、第1トランジスタM1の電圧が初期化電源Vintの電圧に設定されるため(即ち、第1ノードN1に供給されるデータ信号の電圧よりも低く設定されるため)、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1ノードN1に印加されたデータ信号が第1トランジスタM1及び第3トランジスタM3を経由してストレージキャパシタCstの一側端子に供給される。ここで、データ信号はダイオード形態に接続された第1トランジスタM1を経由してストレージキャパシタCstに供給されるため、ストレージキャパシタCstにはデータ信号及び第1トランジスタM1の閾値電圧に対応する電圧が充電される。
ストレージキャパシタCstにデータ信号及び第1トランジスタM1の閾値電圧に対応する電圧が充電された後、発光制御信号EMIの供給が中断されて第5トランジスタM5及び第6トランジスタM6がターンオンされる。第5トランジスタM5及び第6トランジスタM6がターンオンされれば、第1電源ELVDDから有機発光ダイオードOLEDへの電流経路が形成される。この場合、第1トランジスタM1はストレージキャパシタCstに充電された電圧に対応して第1電源ELVDDから有機発光ダイオードOLEDに流れる電流量を制御する。
ここで、画素140に含まれているストレージキャパシタCstにはデータ信号だけでなく、第1トランジスタM1に閾値電圧に対応する電圧が追加で充電されるため、第1トランジスタM1の閾値電圧と関係なく、有機発光ダイオードOLEDに流れる電流量を制御できる。
一方、図4の駆動波形でフレーム周波数の変化に対応して走査信号間の間隔T4のみ変化されるだけで、走査信号の幅T1はフレーム周波数と関係なく、一定に維持される。
表1は、図3に示す画素で走査信号の幅の変化に対応する輝度を示す。
Figure 0005306155
表1を参照すれば、フレーム周波数に対応して走査信号の幅が変化される場合、輝度が急激に変化される。即ち、走査信号の幅の変化に対応してストレージキャパシタの充電時間が変化し、これにより、輝度が変化される。
しかしながら、本発明のようにフレーム周波数の変化と関係なく、走査信号の幅を一定に維持する場合、輝度を一定に維持できる。即ち、フレーム周波数の変化と関係なく、ストレージキャパシタの充電時間が一定に設定され、これにより、輝度が均一に維持される。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
S1〜Sn:走査線
D1〜Dm:データ線
140:画素
130:画素部
S1〜Sn:走査線
E1〜En:発光制御線
110:走査駆動部
D1〜Dm:データ線
120:データ駆動部
110:走査駆動部
150:タイミング制御部
160:モード判別部

Claims (14)

  1. 動作制御信号に対応して低電力駆動モード又は一般の駆動モードであるか否かを判断し、判断されたモードに対応する制御信号を生成するモード判断部と、
    走査線に走査信号を順次供給するための走査駆動部と、
    データ線に前記走査信号と同期されるようにデータ信号を供給するためのデータ駆動部と、
    前記走査線及びデータ線の交差部に位置する画素と、
    前記モード判断部から供給される前記低電力駆動モード又は前記一般の駆動モード制御信号に対応してフレーム周波数が変化されるように前記走査駆動部及びデータ駆動部を制御するタイミング制御部とを備え、
    前記走査駆動部は、前記フレーム周波数の変化と関係なく、前記走査信号の幅を一定に維持し、前記フレーム周波数の変化に対応して、前記フレーム周波数が増大した場合には前記走査信号間の間隔を小さくし、前記フレーム周波数が低減した場合には前記走査信号間の間隔を大きくするように制御し、
    一定時間に前記動作制御信号の供給がない場合に、前記モード判断部が現在表示される映像が静止画であると判断すると、前記走査信号間の間隔を大きくするように制御し、
    前記フレーム周波数が変化してもユーザが認知できないように輝度及び色座標を一定に維持する
    ことを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記走査駆動部は、前記フレーム周波数の変化に対応して以前に供給された走査信号と現在供給される走査信号との間の間隔を調節する
    ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記モード判断部は、一定時間に前記動作制御信号の供給がない時、前記低電力駆動モードに対応する低電力制御信号を前記タイミング制御部に供給し、その他の場合に前記一般の駆動モードに対応して一般の制御信号を前記タイミング制御部に供給する
    ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記モード判断部は、前記一定時間に前記動作制御信号の供給がない時、現在表示される映像が静止画であるか、動画であるかを追加で判断し、前記静止画であると判断された場合にのみ前記低電力制御信号を前記タイミング制御部に供給する
    ことを特徴とする請求項3に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 前記タイミング制御部は、前記一般の制御信号が供給される時に第1フレーム周波数、前記低電力制御信号が供給される時に第2フレーム周波数で駆動されるように前記走査駆動部及びデータ駆動部を制御する
    ことを特徴とする請求項3に記載の有機電界発光表示装置。
  6. 前記第1フレーム周波数は、前記第2フレーム周波数よりも高い周波数である
    ことを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記画素は、
    有機発光ダイオードと、
    前記有機発光ダイオードに供給される電流量を制御するための駆動トランジスタを具備する
    ことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  8. 前記画素は、前記駆動トランジスタの閾値電圧を補償するために複数のトランジスタを更に具備する
    ことを特徴とする請求項7に記載の有機電界発光表示装置。
  9. 外部から供給される動作制御信号に対応してフレーム周波数を変化する第1段階と、
    前記フレーム周波数と関係なく、走査信号の幅を一定に維持し、前記フレーム周波数の変化に対応して、前記フレーム周波数が増大した場合には前記走査信号間の間隔を小さくし、前記フレーム周波数が低減した場合には前記走査信号間の間隔を大きくする第2段階と、
    前記走査信号に対応するようにデータ信号を供給する第3段階と、
    前記データ信号に対応して画素のそれぞれで所定輝度の光を生成する第4段階とを有し、
    一定時間に前記動作制御信号の供給がない場合に、現在表示される映像が静止画であれば、前記走査信号間の間隔を大きくするように制御し、
    フレーム周波数が変化してもユーザが認知できないように輝度及び色座標を一定に維持する
    ことを特徴とする有機電界発光表示装置の駆動方法。
  10. 第2段階では前記フレーム周波数に対応して前記走査信号間の間隔を調節する
    ことを特徴とする請求項9に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
  11. 前記第1段階は、
    前記動作制御信号を用いて一般の駆動モードであるか、低電力駆動モードであるかを判別する段階と、
    前記一般の駆動モードである場合に第1フレーム周波数に設定し、前記低電力駆動モードである場合には第2フレーム周波数に設定する段階とを具備する
    ことを特徴とする請求項9に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
  12. 前記第1フレーム周波数は、前記第2フレーム周波数よりも高い周波数である
    ことを特徴とする請求項11に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
  13. 前記第1段階では、前記動作制御信号が一定時間入力されない時に前記低電力駆動モードであると判断し、その他の場合には前記一般の駆動モードであると判断する
    ことを特徴とする請求項11に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
  14. 前記第1段階では、前記動作制御信号が一定時間入力されない時に表示される映像が動画であるか、静止画であるかを追加で判断し、前記静止画であると判断された場合にのみ前記低電力駆動モードであると判断する
    ことを特徴とする請求項13に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
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