JP5408847B2 - 有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機発光ダイオード表示装置に関し、特に、１つのフレームにおいて、駆動トランジスタのゲートに充電された電荷を次のフレームに変換される前に除去することのできる有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法に関する。
最近、陰極線管の短所である重量及び体積を軽減できる各種の平板表示装置が開発されている。このような平板表示装置としては、液晶表示装置、電界放出表示装置、プラズマ表示装置及び電界発光（Electro Luminescence、あるいは「ＥＬ」という、また、「有機発光ダイオード」Organic Light Emitting Diode, OLEDともいう）表示装置等がある。
このうち、ＥＬ表示装置は、電子と正孔との再結合により蛍光体を発光させる発光装置であり、その蛍光体に無機化合物を使用する無機ＥＬと有機化合物を使用する有機発光ダイオードに大別される。このようなＥＬ表示装置は、低電圧駆動、自己発光、薄膜形、広視野角、速い応答速度及び高コントラスト比等の多くの利点を有しているため、次世代表示装置として注目されている。
有機発光ダイオード表示装置は、通常、陰極と陽極との間に積層された電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層を有する。このような有機発光ダイオード表示装置においては、陽極と陰極との間に所定の電圧を印加する場合、陰極で発生した電子が電子注入層及び電子輸送層を通じて発光層側に移動するとともに、陽極で発生した正孔が正孔注入層及び正孔輸送層を通じて発光層側に移動する。発光層において、電子輸送層から供給された電子と正孔輸送層から供給された正孔とが再結合することにより発光する。
このような有機発光ダイオードを用いた、一般的な有機発光ダイオード表示装置に形成された各ピクセルの回路構成を図１を参照して説明する。
図１は、一般的な有機発光ダイオード表示装置を構成するピクセルの等価回路図である。
図１に図示するように、有機発光ダイオード表示装置の各ピクセルは、
ゲートラインＧＬを通じて供給されるスキャンパルスによってターンオンされて、データラインＤＬを通じて供給されるデータ電圧をスイッチングさせるためのスイッチトランジスタＳ_ＴＲ１と、
スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じて供給されるデータ電圧を充電するためのストレージキャパシタＣｓｔと、
高電位電源電圧ＶＤＤが印加された電源段から供給される駆動電流によってターンオンされて発光する有機ＥＬ装置と、
スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じて供給されるデータ電圧、あるいはストレージキャパシタＣｓｔの充電電圧によってターンオンされて有機発光ダイオードＯＬＥＤを駆動させるための駆動トランジスタＤ_ＴＲ１とを備える。
スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１は、ゲートラインＧＬに接続されたゲート、データラインＤＬに接続されたドレイン、ストレージキャパシタＣｓｔと駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに共通接続されたソースを有するＮモストランジスタである。このようなスイッチトランジスタＳ_ＴＲ１は、ゲートラインＧＬを通じて供給されるスキャンパルスによってターンオンされて、データラインＤＬを通じて供給されるデータ電圧をストレージキャパシタＣｓｔと駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに供給する。
ストレージキャパシタＣｓｔは、一方の側がスイッチトランジスタＳ_ＴＲ１と駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに共通接続され、他方の側が接地されて、スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じて供給されるデータ電圧によって充電される。このようなストレージキャパシタＣｓｔは、スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じて供給されているデータ電圧が駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに印加されなくなった時点以降、充電された電荷によって、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲート電圧をホールドする。従って、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１は、スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じて供給されるデータ電圧の供給が中断された後も、ストレージキャパシタＣｓｔによるホールド期間の間、ストレージキャパシタＣｓｔの充電電圧によってターンオン状態を維持する。ここで、スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じて供給されているデータ電圧が駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに印加されなくなる時点は、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲート電圧が低くなる時点である。
有機発光ダイオードＯＬＥＤは、高電位電源電圧ＶＤＤが印加された電源段に接続されたアノードと、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のドレインに接続されたキャソードとを有する。
駆動トランジスタＤ_ＴＲ１は、スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１のソースとストレージキャパシタＣｓｔに共通接続されたゲート、有機発光ダイオードＯＬＥＤのキャソードに接続されたドレイン、接地されたソースを有するＮモストランジスタである。このような駆動トランジスタＤ_ＴＲ１は、スイッチトランジスタＳ_ＴＲ１を通じてゲートに供給されるデータ電圧や同様にゲートに供給されるストレージキャパシタＣｓｔの充電電圧によってターンオンされて、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる駆動電流を接地にスイッチングさせる。このように有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる駆動電流が接地にスイッチングされることによって、有機発光ダイオードＯＬＥＤが高電位電源電圧ＶＤＤの駆動電流により発光する。
このような等価回路を有するピクセルを備える従来の有機発光ダイオード表示装置は、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１がゲートに印加される直流電圧によってターンオンされた状態からターンオフ状態に変わっても、キャパシタの充電電圧によってゲート電圧が保持されるため、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１が劣化するという問題を有する。特に、従来の有機発光ダイオード表示装置は、１つのフレームで駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに充電された電圧が次のフレームまで維持されるため、画面に残像が残るという問題を有する。
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、１つのフレームにおいて、駆動トランジスタのゲートに充電された電圧を次のフレームが開始される前に除去することのできる有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法を提供することにある。ここで、フレームは画像表示に関する一定の時間長さを意味する。
本発明の他の目的は、１フレームの間に駆動トランジスタのゲート充電電圧を除去することによって、駆動トランジスタの劣化を防止することのできる有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、現在のフレームにおいて、次のフレーム表示が開始される前に駆動トランジスタのゲート充電電圧を除去することによって、画面の残像を除去することのできる有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、有機発光ダイオードを含む複数のピクセルが形成された表示パネルと、
入力されたビデオデータの駆動と、前記ピクセルに供給するリフレッシュ電圧の供給タイミングを制御するタイミングコントローラと、
１つのフレームの間に前記タイミングコントローラから出力されたデジタルデータを電圧に変換して前記ピクセルに供給した後、前記リフレッシュ電圧を前記ピクセルの中から選択されたピクセルに供給するデータ駆動部と、
前記１つのフレームの間に第１スキャンパルスを供給してデータが供給されるピクセルを選択した後、第２スキャンパルスを供給して、ピクセルの中から前記リフレッシュ電圧が供給されるピクセルを選択するゲート駆動部とを含む有機発光ダイオード表示装置を提供する。
前記リフレッシュ電圧は０Ｖ電圧または、前記リフレッシュ電圧は負極性電圧である。
前記タイミングコントローラは前記リフレッシュ電圧を発生して前記データ駆動部に印加する。
前記表示装置は、電源電圧の印加を受け、前記リフレッシュ電圧を発生するためのリフレッシュ電圧発生部を更に含む。
前記タイミングコントローラは、マスク信号を前記ゲート駆動部に供給して、前記第１スキャンパルスの水平期間と前記第２スキャンパルスの水平期間を調節する。
前記第１スキャンパルスの水平期間と前記第２スキャンパルスの水平期間各々は１／２水平期間として同一である。
前記ゲート駆動部は、前記第２スキャンパルスを前記表示パネルのゲートラインに供給して、前記表示パネルに形成された全ピクセルを選択する。
前記ゲート駆動部は、前記表示パネルに形成されたピクセルのうち、少なくとも１つ以上のピクセルに接続されたゲートラインに前記第２スキャンパルスを供給しない。
本発明は、リフレッシュ電圧を発生する段階と、１つのフレームの間に第１のスキャンパルスを前記表示パネルのゲートラインに供給してデータが供給される前記ピクセルを選択し、デジタルデータを電圧に変換して、前記第１スキャンパルスによって選択されたピクセルに供給する段階と、
前記１つのフレームの間に前記ゲートラインに前記第１スキャンパルスが供給された以降に第２のスキャンパルスを前記表示パネルのゲートラインに供給して、前記ピクセルの中から前記リフレッシュ電圧が供給されるピクセルを選択し、
前記第２のスキャンパルスによって選択されたピクセルに前記リフレッシュ電圧を供給する段階とを含む方法を提供する。
本発明に係る有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法は、１フレームの間にデータ電圧を供給した後、リフレッシュ電圧を供給して駆動トランジスタのゲート充電電圧を除去することによって、駆動トランジスタの劣化を防止し、かつ画面の残像を除去することができる。
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置の構成図である。
図２に図示したように、本発明の有機発光ダイオード表示装置１００は、表示パネル１１０、リフレッシュ電圧発生部１２０、タイミングコントローラ１３０、データ駆動部１４０、そしてゲート駆動部１５０を備える。ここで、リフレッシュ電圧発生部１２０は、電源電圧の印加を受けて駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲート充電電圧除去用リフレッシュ電圧（Refresh Voltage）を発生する。タイミングコントローラ１３０は、システムから入力されたビデオデータの駆動タイミングを制御すると共に、リフレッシュ電圧の供給タイミングを制御する。データ駆動部１４０は、タイミングコントローラ１３０からのデータ駆動制御信号ＤＤＣに応じて、１つのフレームの間にタイミングコントローラ１３０から出力されたデジタルデータを電圧に変換して表示パネル１００のピクセルに供給した後、リフレッシュ電圧発生部２２０からのリフレッシュ電圧を表示パネル１１０のピクセルに供給する。ゲート駆動部１５０は、タイミングコントローラ１３０からのゲート駆動制御信号に応じて、前記１つのフレームの間にゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに対してスキャンパルスを順次供給した後、１／２水平期間のスキャンパルスをゲートラインＧＬ５〜ＧＬｎに順次供給する。
表示パネル１１０には、複数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍとゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎとが直交するように交差して形成される。この交差部には、有機発光ダイオードＯＬＥＤを含むピクセルが形成され、ピクセルには、図１に示すような等価回路が形成される。
リフレッシュ電圧発生部１２０は、電源電圧の印加を受けて駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲート充電電圧を除去することに用いられるリフレッシュ電圧を発生し、データ駆動部１４０に供給する。ここで、リフレッシュ電圧発生部１２０は、０Ｖのリフレッシュ電圧を供給するか、負極性のリフレッシュ電圧を供給することを特徴とする。これは、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートには正極性の直流電圧のみが供給されるため、０Ｖのリフレッシュ電圧や負極性のリフレッシュ電圧を供給し、駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲート充電電圧を消去しようとするものである。一方、本発明では、リフレッシュ電圧発生部１２０がリフレッシュ電圧を発生するものであるとしているが、これに限らず、一例に、タイミングコントローラ１３０がリフレッシュ電圧を発生してデータ駆動部１４０に供給することもできる。
タイミングコントローラ１３０は、テレビ受像機やコンピューター用モニター等のシステムからビデオデータの入力を受けて、デジタルデータをデータ駆動部１４０に供給すると共に、このデータ駆動を制御する。
そして、タイミングコントローラ１３０は、システムからのクロック信号ＣＬＫに応じて、システムからの水平/垂直同期信号Ｈ、Ｖを用いて、データ駆動制御信号ＤＤＣ、リフレッシュ制御信号ＲＣＳ、ゲート駆動制御信号ＧＤＣ及びマスク信号ＭＫＳを発生する。このように発生されたデータ駆動制御信号ＤＤＣ及びリフレッシュ制御信号ＲＣＳはデータ駆動部１４０に供給され、ゲート駆動制御信号ＧＤＣ及びマスク信号ＭＫＳはゲート駆動部１５０に供給される。ここで、データ駆動制御信号ＤＤＣには、ソースシフトクロックＳＳＣ、ソーススタートパルスＳＳＰ及びソース出力イネーブル信号ＳＯＥ等が含まれ、かつ、ゲート駆動制御信号ＧＤＣには、ゲートスタートパルスＧＳＰ及びゲート出力イネーブル信号ＧＯＥ等が含まれる。特に、リフレッシュ制御信号ＲＣＳはデータ駆動部１４０のリフレッシュ電圧供給タイミングを制御し、マスク信号ＭＫＳはスキャンパルスのパルス幅を定義するスキャンパルスの水平期間を制御する。
データ駆動部１４０は、タイミングコントローラ１３０から供給されるデータ駆動制御信号ＤＤＣに応じてタイミングコントローラ１３０からのデジタルデータを電圧（アナログデータ）に変換して表示パネル１１０のピクセルに供給する。ここで、データ駆動部１４０は、タイミングコントローラ１３０を通じて供給されるデジタルデータをガンマ基準電圧発生部（図示せず）から供給されるガンマ基準電圧を基準として電圧（アナログデータ）に変換して、データラインＤＬ１〜ＤＬｍに供給する。ここで、電圧は、表示パネル１１０の発光ダイオードＯＬＥＤの階調として表現される。
そして、データ駆動部１４０は、１つのフレームでデータを供給した後、タイミングコントローラ１３０からのリフレッシュ制御信号ＲＣＳに応じて、当該１つのフレームの間にリフレッシュ電圧を表示パネル１１０のピクセルの中から選択されたピクセルに供給する。
図３に示すように、データ駆動部１４０は、１つのフレームの間にゲート駆動部１５０からゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに順次供給される水平期間の１／２を選択するスキャンパルスによって選択されるピクセルにデータを供給する。このようにデータがピクセルに供給されると、データ駆動部１３０は、前記１つのフレームの間にゲート駆動部１５０からゲートラインＧＬ５〜ＧＬｎに順次供給される水平期間の１／２を選択するスキャンパルスによって選択されるピクセルにリフレッシュ電圧を供給する。この際、供給されたリフレッシュ電圧は駆動トランジスタＤ_ＴＲ１のゲートに供給されて、前記１つのフレームにおけるゲート充電電圧を除去する。従って、本発明は、駆動トランジスタの劣化を低減すると共に、画面の残像を除去することができる。
ゲート駆動部１５０は、タイミングコントローラ１３０から供給されるゲート駆動制御信号ＧＤＣとゲートシフトクロックＧＳＣに応じて、図３に示すように、１つのフレームの間にまずデータ供給用スキャンパルスをゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに順次供給した後、次に前記１つのフレームの間にリフレッシュ用スキャンパルスをゲートラインＧＬ５〜ＧＬｎに順次供給する。この際、ゲート駆動部１５０は、タイミングコントローラ１３０からのマスク信号ＭＫＳに応じて、まず水平期間の１／２に対してスキャンパルスを順次供給した後、次に水平期間の１／２に対してスキャンパルスを順次供給する。このように、現在のフレームの間にデータを供給した後、リフレッシュ電圧を供給すると、図４に示すように、表示パネル１１０の各ピクセルでデータの階調値が具現される。特に、図４において、データ階調値が具現されずに暗く示されている領域はリフレッシュ電圧が供給された領域である。
一方、本発明では、ゲート駆動部１５０がマスク信号ＭＫＳに応じてデータが供給されるピクセルを水平期間の１／２に対してスキャンパルスを供給して選択すると共に、リフレッシュ電圧が供給されるピクセルを水平期間の１／２に対してスキャンパルスを供給して選択しているが、スキャンパルスの選択方法はこれに限らない。他の一例として、ゲート駆動部１５０がマスク信号ＭＫＳに応じてデータが供給されるピクセルを水平期間の１／３に対してスキャンパルスを供給して選択すると共に、リフレッシュ電圧が供給されるピクセルを水平期間の１／３に対してスキャンパルスを供給して選択することもできる。
更に、本発明では、リフレッシュ用スキャンパルスをゲートラインＧＬ５〜ＧＬｎのみに供給しているが、これに限らず、他の例として、リフレッシュ用スキャンパルスを全ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに順次供給することもできる。
以上のように、本発明は、１フレームの間にデータ電圧を供給した後、リフレッシュ電圧を供給して駆動トランジスタのゲート充電電圧を除去することによって、駆動トランジスタの劣化を低減し、かつ画面の残像を除去することができる。
本発明の技術思想を、前記好ましい実施の形態によって具体的に示したが、前記実施の形態は発明の理解を助けるためのものであり、本発明が実施例に限定されるわけではないことは当然である。更に、本発明の技術分野における通常の専門家であれは、本発明の技術思想の範囲で多様な実施の形態が可能であるということを理解するはずである。
一般的な有機発光ダイオード表示装置を構成するピクセルの等価回路図である。 本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置の構成図である。 本発明に係る有機発光ダイオード表示装置の動作特性図である。 本発明に係る有機発光ダイオード表示装置の階調特性図である。
１１０：表示パネル １２０：リフレッシュ電圧発生部
１３０：タイミングコントローラ １４０：データ駆動部
１５０：ゲート駆動部

Claims (8)

  1. 有機発光ダイオードを含む複数のピクセルが形成された表示パネルと、
    入力されたビデオデータの駆動と、前記ピクセルに供給するリフレッシュ電圧の供給タイミングを制御するタイミングコントローラと、
    １つのフレームの間に前記タイミングコントローラから出力されたデジタルデータを正極性電圧に変換して前記ピクセルに供給した後、０Ｖまたは負極性電圧に設定された前記リフレッシュ電圧を前記ピクセルの中から選択されたピクセルに供給するデータ駆動部と、
    前記１つのフレームの間に第１スキャンパルスを供給してデータが供給されるピクセルを選択した後、第２スキャンパルスを供給して、ピクセルの中から前記リフレッシュ電圧が供給されるピクセルを選択するゲート駆動部とを含み、
    前記第２スキャンパルスは前記表示パネルの上端に形成された一部のゲートラインに供給されないことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置。
  2. 前記タイミングコントローラは前記リフレッシュ電圧を発生して前記データ駆動部に印加することを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  3. 電源電圧の印加を受けて、前記リフレッシュ電圧を発生するためのリフレッシュ電圧発生部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  4. 前記タイミングコントローラは、マスク信号を前記ゲート駆動部に供給して、前記第１スキャンパルスの水平期間と前記第２スキャンパルスの水平期間を調節することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の有機発光ダイオード表示装置。
  5. 前記第１スキャンパルスの水平期間と前記第２スキャンパルスの水平期間各々は１／２水平期間として同一であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  6. 前記ゲート駆動部は、前記表示パネルに形成されたピクセルのうち、少なくとも１つ以上のピクセルに接続されたゲートラインに前記第２スキャンパルスを供給しないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の有機発光ダイオード表示装置。
  7. 有機発光ダイオードを含む複数のピクセルが形成された表示パネルを備える有機発光ダイオード表示装置の駆動方法において、
    ０Ｖまたは負極性電圧に設定されたリフレッシュ電圧を発生する段階と、
    １つのフレームの間に第１スキャンパルスを前記表示パネルのゲートラインに供給してデータが供給される前記ピクセルを選択し、デジタルデータを正極性電圧に変換して、前記第１のスキャンパルスによって選択されたピクセルに供給する段階と、
    前記１つのフレームの間に前記ゲートラインに前記第１スキャンパルス供給された以降に第２のスキャンパルスを前記表示パネルのゲートラインに供給して、前記ピクセルの中から前記リフレッシュ電圧が供給されるピクセルを選択し、
    前記第２のスキャンパルスによって選択されたピクセルに前記リフレッシュ電圧を供給し、
    前記第２スキャンパルスは前記表示パネルの上端に形成された一部のゲートラインに供給されないことを特徴とする段階とを含む有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  8. 前記第１のスキャンパルスの水平期間と前記第２スキャンパルスの水平期間は１／２水平期間として同一であることを特徴とする請求項７に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
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