JP5473186B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
一般に、能動型平板表示装置では、複数の画素が行列形態に配列され、受信された輝度情報に応じて各画素の光強度を制御することによって画像が表示される。
有機発光表示装置は、有機発光ダイオード(OLED)とこれを駆動する薄膜トランジスタ(TFT)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。多結晶シリコン薄膜トランジスタを採用した有機発光表示装置は、多様な長所があるため一般に広く使用されているが、薄膜トランジスタの製造工程が複雑であるため費用も増加する。また、このような有機発光表示装置では大画面の形成が難しい。
前記第2ノードに接続されている発光素子と、
前記第1ノードと第3ノードの間に接続されている第1蓄電器と、
前記第3ノードとデータ電圧の間に接続されており、第1走査信号に応じてデータ電圧を前記第1蓄電器に伝達する第1スイッチングトランジスタと、
を含み、
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第1電圧を印加し、前記第1ノードに前記第1電圧より大きい第2電圧を印加する段階と、
前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記第2ノード及び前記第1ノードに印加した後、前記第1電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第2電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
が実行されることを特徴とする表示装置を提供する。
ここで、前記第1電圧は前記第2電圧より大きく、前記第1電圧と前記第2電圧の差は前記駆動トランジスタのしきい電圧より大きく、前記第2電圧は前記共通電圧と前記発光素子のしきい電圧の合計より小さく、前記共通電圧と前記発光素子のしきい電圧の合計は前記第1電圧と前記駆動トランジスタのしきい電圧の差より大きい。
前記第2ノードに接続されている発光素子と、
前記第1ノードと第3ノードの間に接続されている第1蓄電器と、
前記第3ノードとデータ電圧の間に接続されている第1スイッチングトランジスタと、
前記第1ノードと第1電圧の間に接続されている第2スイッチングトランジスタと、
前記第2ノードと前記第3ノードの間に接続されている第3スイッチングトランジスタと、
前記第2ノードと第2電圧の間に接続されている第4スイッチングトランジスタと、
を含み、
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第1電圧を印加し、前記第1ノードに前記第1電圧より大きい第2電圧を印加する段階と、
前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記第2ノード及び前記第1ノードに印加した後、前記第1電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第2電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
が実行されることを特徴とする表示装置を提供する。
前記第1スイッチングトランジスタは第1走査信号に応じて動作し、前記第2及び第3スイッチングトランジスタは第2走査信号に応じて動作し、前記第4スイッチングトランジスタは第3走査信号に応じて動作し、前記第3走査信号は前段の第2走査信号である。
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第1電圧を印加し、前記第1ノードに前記第1電圧より大きい第2電圧を印加する段階と、
前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記第2ノード及び前記第1ノードに印加した後、前記第1電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第2電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法を提供する。
第1ノードに接続されている制御端子、第2ノードに接続されている出力端子、及び駆動電圧が印加される入力端子を含む駆動トランジスタと、
前記第2ノードに接続されている発光素子と、
前記第1ノードと第3ノードの間に接続されている蓄電器と、
データ線と前記駆動トランジスタの出力端子の間に接続されており、ゲート線に接続されている制御端子を含むスイッチングトランジスタと、
を含み、
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第1電圧を印加し、前記第1ノードに前記第1電圧より大きい第2電圧を印加する段階と、
前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記第2ノード及び前記第1ノードに印加した後、前記第1電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第2電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
が実行される
ことを特徴とする表示装置を提供する。
また、駆動電流を提供する駆動電圧と異なる別の2つの電圧を補償電圧として利用することによって、駆動電圧の大きさを小さくすることができ、それにより有機発光表示装置の発熱量を減らして、熱による有機発光表示装置の劣化を防止することができる。
図面において、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“直上”にある場合だけでなく、その間に他の部分が存在する場合も含む。それとは別にある部分が他の部分の“直上”にあるという時にはその間に他の部分がないことを意味する。また、ある部分が他の部分と接続されているとする時、これは他の部分と“直接”接続されている場合だけでなく、他の部分を”通して”接続されている場合も含む。
図1及び図2を参照して本発明の1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1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1つの実施例による有機発光表示装置の1つの画素に対する等価回路図である。
表示板300は、等価回路で示したように、複数の信号線(GA1−GAn、GB1−GBn、GC1−GCn、D1−Dm)、複数の電圧線(図示せず)、そしてこれらに接続されて、ほぼ行列形態に配列された複数の画素(Px)を含む。
各電圧線は、第1及び第2電圧(V1、V2)、そして駆動電圧(Vdd)を伝達する。
駆動トランジスタ(Qd)は制御端子、入力端子及び出力端子を有し、制御端子は蓄電器(C1)とスイッチングトランジスタ(Qs2)が接続されているノード(Na)に接続されており、入力端子は駆動電圧(Vdd)に接続されており、出力端子はスイッチングトランジスタ(Qs3、Qs4)及び有機発光ダイオード(LD)が接続されているノード(Nb)に接続されている。なお、制御端子、入力端子、出力端子などの用語は、単なる名称であって、具体的には、電界効果トランジスタのゲート・ソース・ドレイン、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ・コレクタ、三極真空管のグリッド・カソード・プレートなどの各対応電極を共通的に記述するために用いている。
有機発光ダイオード(LD)のアノード(anode)とカソード(cathode)は、各々ノード(Nc)と共通電圧(Vcom)に接続されている。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(ILD)の大きさに応じて強さを異ならせて発光することによって画像を表示する。電流(ILD)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)の大きさによって決まる。
スイッチングトランジスタ(Qs2)は、走査信号線(GBi)、第1電圧(V1)及びノード(Na)に接続されており、走査信号(VBi)に応じて動作する。
スイッチングトランジスタ(Qs3)は、走査信号線(GBi)とノード(Nb、Nc)に接続されており、走査信号(VBi)に応じて動作する。
このようなトランジスタ(Qd、Qs1〜Qs4)は、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンで構成されるn-チャンネル電界効果トランジスタ(FET)で構成することができる。しかし、トランジスタ(Qd、Qs1〜Qs4)は、p-チャンネル電界効果トランジスタ(FET)で構成することができ、この場合、p-チャンネル電界効果トランジスタ(FET)とn-チャンネル電界効果トランジスタ(FET)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)のそれと反対となる。
図3は、図2に示した有機発光表示装置の1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1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。
絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンは略称a-Si)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の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形成された一対の抵抗性接触部材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面に対して傾いており、傾斜角は30゜−80゜である。
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、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と出力端子電極175で覆われずに露出された部分があり、下側の制御端子電極124で制御される電流通路になっている。
保護膜180上には、また隔壁361が形成されている。隔壁361は、画素電極190周縁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。
有機発光部材370は、図4に示したように、発光層(EML)の他に発光層(EML)の発光効率を向上するための付随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とるための電子輸送層(ETL)及び正孔輸送層(HTL)と電子と正孔の注入を強化するための電子注入層(EIL)と正孔注入層(HIL)が形成されている。付随層は設けなくても良い。
不透明な画素電極190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の有機発光表示装置に適用し、透明な画素電極190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の有機発光表示装置に適用する。
走査駆動部400またはデータ駆動部500は、複数の駆動集積回路チップの形態で液晶表示板組立体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の形態で表示板300に付着することもできる。これとは異なって、走査駆動部400またはデータ駆動部500が、信号線(GA1−GAn、GB1−GBn、GC1−GCn、D1−Dm)及びトランジスタ(Qd、Qs1-Qs4)などと共に表示板300に集積することもできる。
このような有機発光表示装置の動作について、図5〜図6Aを参照して詳細に説明する。
図5は、本発明の1つの実施例による有機発光表示装置の駆動信号の一例を示したタイミング図であり、図6A〜図6Dは、図5に示した各区間での1つの画素に対する等価回路図である。
データ制御信号(CONT2)は、1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−Dm)に当該データ電圧を印加させるロード信号及びデータクロック信号(HCLK)などを含む。
(数式1)
V1−V2>Vthd
(数式2)
Vcom+Vtho>V2
(数式3)
Vcom+Vtho>V1−Vthd
ここで特定画素行、例えば、i番目行に焦点を合せて説明する。
次に、走査駆動部400が走査信号(VCi)を低電圧状態(Voff)に変えてスイッチングトランジスタ(Qs4)を遮断することによって、プログラミング区間(T2)が始まる。この区間で(T2)、走査信号(VAi)は低電圧状態(Voff)を維持し続けるため、スイッチングトランジスタ(Qs1)は遮断状態を維持し、走査信号(VBi)は高電圧状態(Von)を維持し続けるため、スイッチングトランジスタ(Qs2、Qs3)は導通状態を維持する。また、蓄電器(C1)に充電された電圧によって、駆動トランジスタ(Qd)は導通状態を維持し、これによる電流を流す。
その後、所定時間が経過すると、データ駆動部500は、信号制御部600からのデータ制御信号(CONT2)に応じてi番目行の画素に対する映像データ(DAT)を受信し、アナログデータ電圧(Vdat)に変換してこれをデータ線(D1−Dm)に印加する。
発光区間の間に、駆動トランジスタ(Qd)によって有機発光ダイオード(LD)に流れる駆動電流(ILD)は、駆動トランジスタ(Qd)のしきい電圧(Vthd)と関係なく次の通り決定される。
(数式4)
ILD=1/2×K×(Vgs−Vthd)2
=1/2×K×(Vdat+Vthd−Vns−Vthd)2
=1/2×K×(Vdat−Vns)2
ここで、Kは薄膜トランジスタの特性による定数であり、K=μ・Ci・W/Lであり、μは電界効果移動度、Ciは絶縁層の容量、Wは駆動トランジスタ(Qd)のチャンネル幅、Lは駆動トランジスタ(Qd)のチャンネル長さ、Vnsは駆動トランジスタ(Qd)の出力端子電圧を示す。
発光区間(T4)は、次のフレームでi番目行の画素(Px)に対する初期化区間(T1)が再び始まる時まで持続され、その次行の画素(Px)に対しても先に説明した各区間での動作を同一に繰り返す。ただし、例えば、(i+1)番目行のデータ入力区間(T3)は、i番目行のデータ入力区間(T3)が終了した後に開始するようにする。このような方式で、全ての走査信号線(GA1−GAn、GB1−GBn、GC1−GCn)に対して順次に区間制御を行って、全ての画素(Px)に当該画像を表示する。
このように本実施例によると、駆動トランジスタ(Qd)のしきい電圧(Vthd)の変動を補償して画質劣化を防止することができる。
一方、駆動トランジスタ(Qd)のしきい電圧(Vthd)変動を補償するため、初期化電圧として駆動電圧(Vdd)を使用することもできるが、この場合にも安定な補償をするため、駆動電圧(Vdd)は十分に高くするべきである。しかし、駆動電圧(Vdd)が高い場合、前述したように、有機発光表示装置の発熱量が多くなり有機発光表示装置内の素子が劣化され易い。しかし、本発明の実施例のように、駆動電圧(Vdd)と異なる別途の第1及び第2電圧(V1、V2)を用いることによって、差電圧(V1−V2)の大きさを十分大きくすることができ、駆動電圧(Vdd)の電圧値は相対的に小さくすることができる。そのために有機発光表示装置の発熱量を少なくすることができ、熱による有機発光表示装置の劣化を防止することができる。
図7は、本発明の他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8は、本発明の他の実施例による有機発光表示装置の1つの画素に対する等価回路図であり、図9は、本発明の他の実施例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の例である。
表示板301は、等価回路で示したように、複数の信号線(GA1−GAn、GB0−GBn、D1−Dm)、複数の電圧線(図示せず)、そしてこれらに接続されていてほぼ行列形態に配列された複数の画素(Px)を含む。
各電圧線は、第1及び第2電圧(V1、V2)、そして駆動電圧(Vdd)を伝達する。
走査駆動部401は、表示板301の走査信号線(GA1−GAn、GB0−GBn)に連結されてスイッチングトランジスタ(Qs1〜Qs4)を導通させることができる高電圧状態(Von)と、遮断させることができる低電圧状態(Voff)の組み合わせで構成される走査信号(VA1−VAn、VB0−VBn)を走査信号線(GA1−GAn、GB0−GBn)に各々印加する。
前段走査信号(VBi-1)が高電圧(Von)状態で走査信号(VBi)が高電圧状態(Von)になると初期化区間(T1)が始まる。次に走査信号(VBi)が高電圧状態(Von)の状態で前段走査信号(VBi-1)が低電圧状態(Voff)になるとプログラミング区間(T2)が始まる。その後、走査信号(VBi)が低電圧状態(Voff)になり、データ電圧(Vdat)がデータ線(D1−Dm)に印加される。所定時間が経過した後、走査信号(VAi)が高電圧状態(Von)になるとデータ入力区間(T3)が始まって、再び所定時間が経過した後、走査信号(VAi)が低電圧状態(Voff)になると発光区間(T4)が始まる。
ここで走査信号線(GB0)及び走査信号(VB0)は、各々第1行の画素(Px)に対する前段走査信号線及び前段走査信号として役割を果たす。
前記の説明のように、図1〜図6Dの有機発光表示装置に対する多くの特徴が図7〜図9の有機発光表示装置にも適用できる。
124 制御端子電極
140 絶縁膜
154 半導体、
163、165 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
190 画素電極
270 共通電極
300、301 表示板
361 隔壁
370 有機発光部材
400、401 走査駆動部
500、501 データ駆動部
600、601 信号制御部
Claims (8)
- 第1ノードに接続されている制御端子、第2ノードに接続されている出力端子、及び駆動電圧に接続されている入力端子を有する駆動トランジスタと、
前記第2ノードに接続されている発光素子と、
前記第1ノードと第3ノードの間に接続されている第1蓄電器と、
前記第3ノードとデータ電圧の間に接続されており、第1走査信号に応じてデータ電圧を前記第1蓄電器に伝達する第1スイッチングトランジスタと、
第2走査信号に応じて前記第1蓄電器の第3ノードと第2ノードとを接続する第3スイッチングトランジスタと、
を含み、
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第2電圧を印加し、前記第1ノードに前記第2電圧より大きい第1電圧を印加する段階と、
前記第1電圧を前記第1ノードに印加し及び前記第2電圧を前記第2ノードに印加した後、前記第2電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第1電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
が実行され、
前記第2電圧と前記第1電圧との差は前記駆動電圧よりも大きいことを特徴とする表示装置。 - 前記第2走査信号に応じて前記第1電圧を前記第1ノードに接続する第2スイッチングトランジスタと、第3走査信号に応じて前記第2電圧を前記第2ノードに接続する第4スイッチングトランジスタと、前記第1電圧と前記第1蓄電器の第3ノードとの間に接続されている第2蓄電器と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1電圧は前記第2電圧より大きく、前記第1電圧と前記第2電圧の差は前記駆動トランジスタのしきい電圧より大きく、前記第2電圧は前記共通電圧と前記発光素子のしきい電圧の合計より小さく、前記共通電圧と前記発光素子のしきい電圧の合計は前記第1電圧と前記駆動トランジスタのしきい電圧の差より大きいことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 第1ノードに接続されている制御端子、第2ノードに接続されている出力端子、そして駆動電圧に接続されている入力端子を有する駆動トランジスタと、
前記第2ノードに接続されている発光素子と、
前記第1ノードと第3ノードの間に接続されている第1蓄電器と、
前記第3ノードとデータ電圧の間に接続されている第1スイッチングトランジスタと、
前記第1ノードと第1電圧の間に接続されている第2スイッチングトランジスタと、
前記第2ノードと前記第3ノードの間に接続されている第3スイッチングトランジスタと、
前記第2ノードと第2電圧の間に接続されている第4スイッチングトランジスタと、
を含み、
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第2電圧を印加し、前記第1ノードに前記第2電圧より大きい第1電圧を印加する段階と、
前記第1電圧を前記第1ノードに印加し及び前記第2電圧を前記第2ノードに印加した後、前記第2電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第1電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
が実行され、
前記第2電圧と前記第1電圧との差は前記駆動電圧よりも大きいことを特徴とする表示装置。 - 前記第1電圧と前記第3ノードの間に接続されている第2蓄電器をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 前記第1スイッチングトランジスタは第1走査信号に応じて動作し、前記第2及び第3スイッチングトランジスタは第2走査信号に応じて動作し、前記第4スイッチングトランジスタは第3走査信号に応じて動作し、前記第3走査信号は前段の第2走査信号であることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
- 第1ノードに接続されている制御端子、第2ノードに接続されている出力端子および駆動電圧に接続されている入力端子を有する駆動トランジスタと、前記第2ノードに接続されている発光素子と、前記第1ノードと第3ノードの間に接続されている蓄電器と、第2走査信号に応じて前記蓄電器の第3ノードと第2ノードとを接続する第3スイッチングトランジスタと、を含む表示装置の駆動方法であって、
前記第2ノードに前記発光素子の発光を抑制する第2電圧を印加し、前記第1ノードに前記第2電圧より大きい第1電圧を印加する段階と、
前記第1電圧を前記第1ノードに印加し及び前記第2電圧を前記第2ノードに印加した後、前記第2電圧を前記第2ノードから分離する段階と、
前記第2電圧を前記第2ノードから分離した後、前記第1電圧を前記第1ノードから分離する段階と、
前記第1電圧を前記第1ノードから分離した後、前記第3ノードにデータ電圧を印加する段階と、
を含み、
前記第2電圧と前記第1電圧との差は前記駆動電圧よりも大きく、
前記第1ノードに前記第1電圧を印加する段階は、前記第2ノードと前記第3ノードを接続する段階を含み、
前記第1ノードから前記第1電圧を分離する段階は、前記第2ノードと前記第3ノードを分離する段階を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 前記データ電圧を前記第3ノードに印加した後、前記データ電圧を前記第3ノードから分離する段階をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の表示装置の駆動方法。
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