JP6437644B2

JP6437644B2 - 画素回路、そのための駆動方法および有機発光ディスプレイ

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Publication number: JP6437644B2
Application number: JP2017519844A
Authority: JP
Inventors: フ，シミン; チュ，フイ; ヤン，ナン; ツァン，ティンティン; リウ，チョウイン; ファン，シンチ
Original assignee: Kunshan Govisionox Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Kunshan Govisionox Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: EP3208793B1; TW201618070A; TWI566221B; KR101935563B1; EP3208793A1; KR20170071549A; US10217409B2; CN105575320A; EP3208793A4; WO2016058475A1; US20170294162A1; CN105575320B; JP2017536569A

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ装置の分野に関し、特に、画素回路、それを駆動する方法、および有機発光ディスプレイに関する。

発光するためにバックライトシステムに頼る薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（TFT - LCD）とは異なり、有機発光ディスプレイ装置はそれら自体によって発光し、したがってより高い視認性と明るさを提供し、より薄く製造されることができる。現在では、有機発光ディスプレイ装置はTFT - LCD装置を置き換える次世代のディスプレイ装置と称賛されている。

先行技術の有機発光ディスプレイ装置における画素の回路図を示す図１について言及する。図１に示されているように、有機発光ディスプレイ装置の画素の各々は、画素回路１０および有機発光ダイオードOLEDを含む。画素回路１０はデータ線Dmおよび走査線Snに接続されて有機発光ダイオードOLEDの発光を制御する。画素回路１０は、スイッチ薄膜トランジスタM1、駆動薄膜トランジスタM2およびキャパシタCstを含む。スイッチ薄膜トランジスタM1は走査線Snに接続されたゲートおよびデータ線Dmに接続されたソースを有する。駆動薄膜トランジスタM2はスイッチ薄膜トランジスタM1のドレインに接続されたゲート、第１電力配線（図示されず）を介して第１電力源ELVDDに接続されたソースおよび有機発光ダイオードOLEDのアノードに接続されたドレインを有する。有機発光ダイオードOLEDのカソードは、第２電力配線（図示されず）を介して第２電力源ELVSSに接続されている。有機発光ダイオードOLEDは画素回路１０によって供給される電流の効果によって発光する。キャパシタCstは駆動薄膜トランジスタM2のゲートとソースとの間に接続されて、スイッチ薄膜トランジスタM1のゲートにおけるデジタル信号と駆動薄膜トランジスタM2の閾値電圧を所定の期間維持する。

しかしながら、薄膜トランジスタの製造工程の間、閾値電圧に変化が生じえる。駆動要素として作用する薄膜トランジスタの閾値電圧のそのような変化は、有機発光ダイオードOLEDが、同じ明るさレベルを示すデジタル信号に応答したとしても異なる明るさレベルで発光することを招きうる。このことは明るさの非一様性を招きえて、その結果ディスプレイの質を下げる。

さらには、第１電力源ELVDDに接続されている電力配線および画素回路１０はある種のインピーダンスを有し、それは、電流がそれらに流れた時に電圧降下を招き、したがって画素回路１０にむらのある正電力源電圧を供給し、さらにそれ故に明るさの一様性を招く。非一様な明るさの問題を悪くしうる他の要素は、経年による有機発光ダイオードOLEDの発光効率の悪化である。

画素回路、それを駆動する方法および有機発光ディスプレイ装置を提供し、従来の有機発光ディスプレイ装置の利用によって生じる非一様な明るさの問題に対処するのが本発明の目的である。

この目的は、第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタ、第３薄膜トランジスタ、第４薄膜トランジスタ、第５薄膜トランジスタ、第６薄膜トランジスタ、第７薄膜トランジスタ、キャパシタおよび有機発光ダイオードをを備える画素回路であって、前記第６薄膜トランジスタのソースは第１電力源に接続され、前記第６薄膜トランジスタのドレインは前記第１薄膜トランジスタのドレインおよび前記第２薄膜トランジスタのソースの双方に接続され、前記第２薄膜トランジスタのドレインは有機発光ダイオードのアノードに接続され、前記有機発光ダイオードのカソードは第２電力源に接続され、前記第６薄膜トランジスタのゲートは前記第３薄膜トランジスタのソースおよび前記キャパシタの第１端子に接続され、前記キャパシタの第２端子は前記第４薄膜トランジスタのドレインおよび前記第５薄膜トランジスタのソースの双方に接続され、前記第４薄膜トランジスタのソースはデータ線に接続され、前記第５薄膜トランジスタのドレインは、前記第７薄膜トランジスタのドレインと供に、参照電力源に接続され、前記第７薄膜トランジスタのソースは前記薄膜トランジスタのソースおよび前記第３薄膜トランジスタのドレインの双方に接続されている、本発明に係る画素回路によって達成される。

選択的に、上記画素回路において、前記第１電力源および前記第２電力源は前記有機発光ダイオードに電力供給電圧を供給するように構成され、前記参照電力源は前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインと前記有機発光ダイオードの前記アノードに初期化電圧を供給するように構成されてもよい。

選択的に、上記画素回路において、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタの前記ゲートの双方は初期化制御およびキャパシタ安定化のために構成された第１走査線に接続されており、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタおよび前記第４薄膜トランジスタの前記ゲートの全ては、データ電圧の書き込みを制御し前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧をサンプリングするように構成された第２走査線に接続されており、前記第７薄膜トランジスタの前記ゲートは、初期化電圧の書き込みを制御するように構成された第３走査線に接続されていてもよい。

選択的に、上記画素回路において、前記画素回路を駆動する走査期間は第１フェーズ、第２フェーズ、第３フェーズおよび第４フェーズを含み、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインと前記有機発光ダイオードの前記アノードとの初期化が前記第１フェーズの初期に始まり、前記有機発光ダイオードの前記アノードの前記初期化は前記第２フェーズの終末に終えられ、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインの前記初期化は前記第３フェーズの終末に終えられ、前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧は前記第３フェーズにおいてサンプリングされ、前記第６薄膜トランジスタは前記第４フェーズにおいてオンされ前記有機発光ダイオードに電流を供給してもよい。

選択的に、上記画素回路において、前記第６薄膜トランジスタによって前記有機発光ダイオードに供給される電流は、前記データ線によって供給されるデータ電圧および前記参照電力源によって供給される初期化電圧によって決定され、前記第１電力源および前記第２電力源によって供給される前記電力供給電圧と前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧とは独立であってもよい。

選択的に、上記画素回路において、前記第２走査線と前記第６薄膜トランジスタの前記ゲート、前記第３薄膜トランジスタの前記ソースおよび前記キャパシタの前記第１端子の間にある接続点との間に位置するブーストキャパシタをさらに備えてもよい。

結果的に、本発明は上で定義された画素回路を駆動する方法であって、第１フェーズ、第２フェーズ、第３フェーズおよび第４フェーズを含む走査期間を含み、前記第１フェーズにおいて、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタの前記ゲートに接続された前記第１走査線によって供給される走査信号は、低レベルで維持され、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタおよび前記第４薄膜トランジスタの前記ゲートに接続された前記第２走査線によって供給される走査信号と前記第７薄膜トランジスタの前記ゲートに接続された前記第３走査線によって供給される走査信号との双方は、高レベルから低レベルへ引き下げられ、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタ、前記第４薄膜トランジスタおよび前記第７薄膜トランジスタをオンにし、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインと前記有機発光ダイオードの前記アノードは前記参照電力源によって供給される初期化電圧によって初期化され、前記データ線によって供給されるデータ電圧は、前記第４薄膜トランジスタを介して、前記第４薄膜トランジスタの前記ドレイン、前記第５薄膜トランジスタの前記ソースおよび前記キャパシタの前記第２端子の間の接続ポイントに書き込まれ、前記第２フェーズにおいて、前記第１走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルから前記高レベルへジャンプし、前記第２走査線および前記第３走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルに維持され、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタはオフされ前記有機発光ダイオードの前記アノードの前記初期化が終えられ、前記第３フェーズにおいて、前記第１走査線によって供給される前記走査信号は前記高レベルに維持され、前記第２走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルに維持され前記第３走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルから前記高レベルへジャンプし、前記第７薄膜トランジスタをオフにし、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタをオフのままにし、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインの前記初期化を終え、前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧をサンプリングし、前記第４フェーズにおいて、前記第１走査線および前記第３走査線によって供給される前記走査信号は前記高レベルで維持され、前記第２走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルから前記高レベルへジャンプし、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタおよび前記第４薄膜トランジスタをオフにし、前記データ電圧の書き込みを終え、前記第６薄膜トランジスタの前記閾値電圧の前記サンプリングを完了し、前記サンプリングの前記完了に続いて、前記第１走査線によって供給される前記走査信号は前記高レベルから前記低レベルへ落ち、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタをオンにし、前記第６薄膜トランジスタが前記有機発光ダイオードを発行させる前記第２薄膜トランジスタを介して電力を出力する、方法もまた提供する。

選択的に、上記方法において、前記第７薄膜トランジスタおよび前記第３薄膜トランジスタが同時にオンになるとき、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートが前記参照電力源によって初期化され、前記第１薄膜トランジスタおよび前記第７薄膜トランジスタが同時にオンになるとき、前記第６薄膜トランジスタの前記ドレインが前記参照電力源によって初期化され、前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第７薄膜トランジスタが同時にオンになるとき、前記有機発光ダイオードの前記アノードが前記参照電力源によって初期化されてもよい。

選択的に、上記方法において、前記第４フェーズにおいて、前記第２走査線によって供給される前記走査信号に応じて、前記第２走査線および前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートの間に位置するブーストキャパシタが、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲート、前記第３薄膜トランジスタの前記ソースおよび前記キャパシタの前記第１端子の間にある接続ポイントにおける電圧を上昇させ、前記第６薄膜トランジスタのゲート電圧を上昇させる。
結果的に、本発明は、上記で定義された画素回路を備える、有機発光ディスプレイ装置もまた提供する。

本発明に係る、上記画素回路、それを駆動する方法および有機発光ディスプレイ装置は、第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタおよび第７薄膜トランジスタを介して有機発光ダイオードのアノードの初期化と、第１薄膜トランジスタ、第３薄膜トランジスタおよび第７薄膜トランジスタを介して駆動要素として振る舞う第６薄膜トランジスタのゲートおよびドレインの初期化と、をとおして、それ故、有機発光ダイオードの経年劣化を緩めることができ、製品寿命が延長される。加えて、駆動要素として振る舞う第６薄膜トランジスタによる電流出力はその閾値電圧と電力配線のインピーダンスとに独立であるため、薄膜トランジスタの閾値電圧の変化と電力配線のインピーダンスによって生じる明るさの非一様性が回避される。したがって、上記画素回路を利用する有機発光ディスプレイ装置、およびそれを駆動する方法は、結果的に製品寿命が延長されるだけでなくディスプレイの質も改善される。

図１は、先行技術の有機発光ディスプレイ装置における画素の回路図を示す。図２は、本発明の第１実施形態にしたがった画素回路のダイアグラムである。図３は、本発明の第１実施形態にしたがった画素回路を駆動する方法を示すタイミングダイアグラムである。図４は、本発明の第２実施形態にしたがった画素回路のダイアグラムである。

本発明に係る、画素回路、それを駆動する方法および有機発光ディスプレイ装置は、以下において具体的な実施形態と添付された図面とを用いて説明される。本発明の利点と特徴とは、以下の説明および添付された請求項によってさらに明らかになる。なお、図面はとても簡略化された型式であり、スケールは正確には描かれておらず、発明の実施形態の説明をわかりやすくする目的のみで示されている。

実施例１
続いて、本発明の第１実施形態にしたがった画素回路の概略図である図２について言及する。図２に示されているように、画素回路２０は、第１薄膜トランジスタM1、第２薄膜トランジスタM2、第３薄膜トランジスタM3、第４薄膜トランジスタM4第５薄膜トランジスタM5、第６薄膜トランジスタM6、第７薄膜トランジスタM7、キャパシタC1および有機発光ダイオードOLEDを備える。第６薄膜トランジスタM6のソースは、第１電力源ELVDDに接続され、第６薄膜トランジスタM6のドレインは、第１薄膜トランジスタM1のドレインおよび第２薄膜トランジスタM2のソースの双方に接続されている。第２薄膜トランジスタM2のドレインは有機発光ダイオードのアノードに接続され、有機発光ダイオードのカソードは第２電力源ELVSSに接続されている。第６薄膜トランジスタのゲートは第３薄膜トランジスタM3のソースとキャパシタC1の第１端子に接続されている。キャパシタC1の第２端子は、第４薄膜トランジスタM4のドレインおよび第５薄膜トランジスタM5のソースの双方に接続されている。第４薄膜トランジスタM4のソースはデータ線DATAに接続され、第５薄膜トランジスタM5のドレインは、第７薄膜トランジスタのドレインと供に、参照電力源VREFに接続されている。第７薄膜トランジスタM7のソースは第１薄膜トランジスタM1のソースおよび第３薄膜トランジスタM3のドレインの双方に接続されている。

具体的には、画素回路２０は第１電力源ELVDD、第２電力源ELVSSおよび電力書き込み（図示されず）を介して外部の参照電力源VREF（例えば、電力供給ユニット）が充足されている。第１電力源ELVDDおよび第２電力源ELVSSが供給されて有機発光ダイオードOLEDを駆動し、即ち、有機発光ダイオードに電力供給電圧を供給し、参照電力源VREFは初期電圧Vrefを供給するように構成されている。一般に、第１電力源ELVDDによって供給される第１電力供給電圧VDDは高レベルを有し、第２電力源ELVSSによって供給される第２電力供給電圧VSSは低レベルを有する。参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefは、一般的には負または０Ｖに近い一定値の直流電圧（DC）である。

図２に示されているように、第６薄膜トランジスタM6のソースは第１電力源ELVDDに接続され、第６薄膜トランジスタM6のドレインは、第２薄膜トランジスタM2を介して有機発光ダイオードOLEDのアノードに接続されている。有機発光ダイオードOLEDのカソードは第２電力源ELVSSに接続されている。第６薄膜トランジスタは有機発光ダイオードOLEDに電流を供給する駆動トランジスタとして作用し、有機発光ダイオードOLEDはこの電流に応じて発光する。

図２の参照を続けると、第５薄膜トランジスタM5のドレインおよび第７薄膜トランジスタM7のドレインの双方は参照電力源VREFに接続されている。第５薄膜トランジスタM5のソースは第１ノードN1に接続され、第５薄膜トランジスタM5のゲートは第１走査線S1に接続され、第５薄膜トランジスタM5は第１走査線S1によって供給される走査信号に応じて、参照電力源VREFから第１ノードN1へ初期化電圧Vrefを供給することができる。第７薄膜トランジスタM7のソースは、第３ノードN3に接続され第７薄膜トランジスタM7のゲートは第３走査線S3に接続され、第７薄膜トランジスタM7は第３走査線S3によって供給される走査信号に応じて、参照電力源VREFから第３ノードN3へ書記官電圧Vrefを供給することができる。第３薄膜トランジスタM3のソースは第２ノードN2は接続され、第３薄膜トランジスタM3のゲートは第２走査線S2に接続され、第３薄膜トランジスタM3は第２走査線S2によって供給される走査信号に応じて第２ノードN2へ第３ノードN3の電圧を供給することができる。第１薄膜トランジスタM1のゲートは第２走査線S2に接続され、第２薄膜トランジスタM2のゲートは第１走査線S1に接続され、第１薄膜トランジスタM1および第２薄膜トランジスタM2は、第２走査線S2および第１走査線S1のそれぞれによって提供される走査信号に応じて、有機発光ダイオードOLEDのアノードへ第３ノードN3の電圧を供給することができる。

図２に示されているように、第５薄膜トランジスタM5がオンされると、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが第１ノードN1に適用される。第７薄膜トランジスタM7がオンされると、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが第３ノードN3に適用される。第７薄膜トランジスタM7、第３薄膜トランジスタM3および第１薄膜トランジスタM1が同時にオンされると、参照電力源VREFによって供給される第３ノードN3への初期化電圧Vrefが第２ノードN2および第６薄膜トランジスタのドレインへ適用され、それによって駆動トランジスタM6のゲートおよびドレインを初期化する。第７薄膜トランジスタM7、第１薄膜トランジスタM1および第２薄膜トランジスタM2が同時にオンされると、参照電力源VREFによって提供される初期化電圧Vrefが有機発光ダイオードOLEDのアノードに適用され、それによって有機発光ダイオードのアノードを初期化する。

図２について続けて言及すると、第４薄膜トランジスタM4のソースは、駆動チップ（図示されず）によって出力されるデータ電圧Vdataが転送されるデータ線DATAに接続される。第４薄膜トランジスタM4のドレインはキャパシタC1の第２端子および第５薄膜トランジスタM5のソースの双方に接続され、第４薄膜トランジスタM4のゲートは第２走査線S2に接続され、第４薄膜トランジスタM4は第２走査線S2によって提供される走査信号に応答してデータ線DATAから第１ノードN1へ送信されるデータ電圧Vdataを提供することができる。第４薄膜トランジスタM4は、第２走査線S2によって提供される走査信号の影響下でオンされるかまたはオフされ、第４薄膜トランジスタM4がオンされると、データ線DATAおよび第１ノードN1は互いに電気的に接続され、それによってデータ線DATAから第１ノードN1へデータ電圧Vdataを供給する。

キャパシタC1は第１ノードN1と第２ノードN2との間に接続され、第２ノードN2における電圧変化量に対応するように第１ノードN1の電圧を制御する。つまり、第２ノードN2および第１ノードN1における電圧間の差がキャパシタC1にチャージされる。チャージが完了させながら、キャパシタC1はこの電圧差を維持する。

この実施形態において、画素回路２０は第７薄膜トランジスタおよびキャパシタを含む7T1C回路である。画素回路２０は三つの走査線に接続されている。この実施形態において、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5のゲートの双方は、初期化制御およびキャパシタ安定化のために構成された第１走査線S1に接続されている。第１薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM3、第４薄膜トランジスタM4のゲートは、全て、データ電圧Vdataの書き込みを制御し駆動トランジスタの閾値電圧をサンプリングするように構成された第２走査線S2に接続されている。第７薄膜トランジスタM7のゲートは、初期化電圧Vrefの書き込みを制御するように構成された第３走査線S3に接続されている。

第６薄膜トランジスタM6のゲートは、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが、第７薄膜トランジスタM7および第３薄膜トランジスタM3を介して第６薄膜トランジスタのゲートに適用されると、初期化されることができる。第６薄膜トランジスタM6のドレインは、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが、第７薄膜トランジスタM7および第１薄膜トランジスタM1を介して、第６薄膜トランジスタM6のドレインに適用されると初期化されることができる。有機発光ダイオードOLEDのアノードは、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが、第７薄膜トランジスタM7、第１薄膜トランジスタM1および第２薄膜トランジスタM2を介して、有機発光ダイオードOLEDのアノードに適用されると初期化されることができる。このようにして、有機発光ダイオードOLEDおよび駆動薄膜トランジスタの製品寿命が延長される。

加えて、第６薄膜トランジスタM6によって有機発光ダイオードへ供給される電流は、データ線DATAによって供給されるデータ電圧Vdataおよび参照電力源VERFによって供給される初期化電圧Vrefによって決定され、第１電力源ELVDDおよび第２電力源ELVSSによって供給される電力供給電圧と第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧とに独立している。したがって、画素回路２０の使用は、薄膜トランジスタの閾値電圧の変化と電力配線インピーダンスとによって生じる非一様な明るさを回避することができ、したがってディスプレイの質を向上させる。

結果的に、本発明は画素回路を駆動する方法もまた提供する。図２および３に併せて言及すると、上記方法は、
第１フェーズT1、第２フェーズT2、第３フェーズT3および第４フェーズT4を含む走査期間を含み、
第１期間T1において、第１走査線S1によって供給される走査信号は低レベルに維持され、第２走査線S2および第３走査線S3によって供給される走査信号は双方とも高レベルから低レベルへ引き下げられ、第１薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM3、第４薄膜トランジスタM4および第７薄膜トランジスタM7をオンにし、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5がオンにされ続け、第６薄膜トランジスタM6のゲートおよびドレインと有機発光ダイオードOLEDのアノードとは、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefによって初期化され、データ線DATAによって供給されるデータ電圧Vdataは、第４薄膜トランジスタM4を介して、第４薄膜トランジスタM4のドレイン、第５薄膜トランジスタM5のソースおよびキャパシタC1の第２端子の間の接続点N1へ書き込まれ、
第２フェーズT2において、第１走査線S1によって供給される走査信号は低レベルから高レベルへジャンプし、第２走査線S2および第３走査線S3によって供給される走査信号は低レベルに維持され、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5をオフにし、有機発光ダイオードOLEDのアノードの初期化を終了し、
第３フェーズT3において、第１走査線S1によって供給される走査信号は高レベルに維持され、第２走査線S2によって供給される走査信号は低レベルに維持され、第３走査線S3によって供給される走査信号は低レベルから高レベルへジャンプして、第７薄膜トランジスタM7をオフにし、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタがオフされ続け、第６薄膜トランジスタM6のゲートおよびドレインの初期化が終えられ、第６薄膜トランジスタの閾値電圧がサンプリングされ、
第４フェーズT4において、第１走査線S1および第３走査線S3によって供給される走査信号は高レベルに維持され、第２走査線S2によって供給される走査信号は低レベルから高レベルへジャンプし、第１薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM3および第４薄膜トランジスタM4をオフにし、データ電圧Vdataの書き込みを終え、第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧のサンプリングを完了し、サンプリングの完了に続いて、第１走査線S1によって供給される走査信号が高レベルから低レベルへ落ち、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5をオンにし、第６薄膜トランジスタM6に第２薄膜トランジスタM2を介して電流を出力させ、有機発光ダイオードOLEDに発光させる。

特に、第１フェーズT1において、第２走査線S2および第３走査線S3によって供給される走査信号が高レベルから低レベルに落ちるのに続いて、第１薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM3、第４薄膜トランジスタM4および第７薄膜トランジスタM7をカットオフモードからオンにする。加えて、第１走査線S1によって供給される走査信号が低レベルに維持され、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5がオンにされ続ける。結果として、参照電源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが、第５薄膜トランジスタM5を介して、第４薄膜トランジスタのドレイン、第５薄膜トランジスタM5のソースおよびキャパシタC1のもう一方の端子の間の接続点（第１ノードN1）に供給される。

同時に、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが：第７薄膜トランジスタを介して第１薄膜トランジスタM1のソースおよび第３薄膜トランジスタM3のドレインの間の接続点（第３ノードN3）；第３薄膜トランジスタM3を介して第６薄膜トランジスタのゲート、それによって第６薄膜トランジスタのゲートを初期化する；第１薄膜トランジスタM1を介して第６薄膜トランジスタのドレイン、それによって第６薄膜トランジスタのドレインを初期化する；第１薄膜トランジスタM1および第２薄膜トランジスタM2を介して有機発光ダイオードOLEDのアノード、それによって有機発光ダイオードOLEDのアノードを初期化する；のそれぞれに供給される。このようにして、有機発光ダイオードOLEDおよび駆動薄膜トランジスタM6の経年劣化が遅延され、それらの製品寿命が延長される。

この過程において、第４薄膜トランジスタM4はオンなので、データ線DATAによって供給されるデータ電圧Vdataが第４薄膜トランジスタM4を介して第１ノードN1に書き込まれる。上記の説明からわかるとおり、データ電圧Vdataおよび初期化電圧Vrefを足し合わせた電圧、つまり、Vdata+Vrefは第１ノードN1に供給される。

第２フェーズT2において、第１走査線S1によって供給される走査信号が低レベルから高レベルにジャンプするのに続いて、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5がオフされ、参照電力源VREFが第２薄膜トランジスタM2を介して有機発光ダイオードOLEDのアノードに初期化電圧Vrefを供給することを不可能にする。有機発光ダイオードOLEDのアノードの初期化はそれ故終えられる。

この過程において、参照電力源VREFによる第１ノードN1の初期化は停止される。一方で、第４薄膜トランジスタM4がオンになると、データ電圧Vdataのみがデータ線DATAを介して第１ノードN1に供給される。

第３フェーズT3において、第３走査線S3によって供給される走査信号が低レベルから高レベルにジャンプするに続いて、第７薄膜トランジスタM7がオフになり、それ故参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefを、第１薄膜トランジスタM1のソースと第３薄膜トランジスタM3のドレインとの間の第３ノードN3に供給するのを停止する。このことは、参照電力源VREFが、第１薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM3および第７薄膜トランジスタM7、を介して第６薄膜トランジスタM6のゲートおよびドレインに初期化電圧Vrefを供給するのを不可能にする。第６薄膜トランジスタM6のゲートおよびドレインの初期化はしたがって停止する。一方で、第２走査線S2によって供給される走査信号が低レベルで維持されるため、第１電力供給電圧VDDが第１電力源ELVDDから第６薄膜トランジスタM6のソースへ転送され、第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧のサンプリングおよび第２ノードN2の電圧、即ち、第６薄膜トランジスタM6のゲート電圧がVDD-Vthに到達するまでキャパシタC1をチャージすることを可能にする。ここで、Vthは第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧の絶対値である。

この過程において、第２薄膜トランジスタM2がオフなので、駆動トランジスタとして振る舞う第６薄膜トランジスタM6と有機発光ダイオードOLEDとの間の電気的接続がブロックされ、したがって有機発光ダイオードが発光しない。

第４フェーズT4において、第２走査線S2によって供給される走査信号が低レベルから高レベルにジャンプするのに続き、第１薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM3および第４薄膜トランジスタM4がオフになり、データ電圧Vdataの書き込みおよびキャパシタC1のチャージが停止する。結果的に、第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧のサンプリングが完了する。

この過程において、第４薄膜トランジスタM4がオフになるため、データ線DATAによって供給されるデータ電圧Vdataの第１ノードN1への書き込みが停止し、第１ノードN1の電圧がそれ故データ電圧Vdataに等しくなる。

続いて、データ線DATAによって供給されるデータ電圧Vdataが高レベルから低レベルに落ち、駆動チップが次の行の画素へデジタル信号を出力する。一方で、第１走査線S1によって供給される走査信号もまた高レベルから低レベルへ落ちるため、第２薄膜トランジスタM2および第５薄膜トランジスタM5がオンになり、参照電力源VREFによって供給される初期化電圧Vrefが第５薄膜トランジスタM5を介して第１ノードN1に供給され、第６薄膜トランジスタM6がオンになり、第２薄膜トランジスタM2を介して電流を出力する。キャパシタC1の電圧が突然変わらないため、第２ノードN2における電圧（即ち、第６薄膜トランジスタM6のゲート電圧Vg6）が第１ノードN1における電圧と供に変化する。

上述したように、第１ノードN1における電圧がVdataからVrefへ、即ち、Vdata - Vref変化する。したがって、第６薄膜トランジスタM6のゲート電圧Vg6が以下のように与えられる。
Vg6=VDD-Vth- (Vdata-Vref) 方程式１
ここで、Vthは第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧の絶対値であり、VDDは第１電力源ELVDDによって供給される第１電力供給電圧であり、Vdataはデータ線DATAによって供給されるデータ電圧であり、Vrefは参照電力源VREFによって供給される初期化電圧である。

第６薄膜トランジスタM6のソース電圧が、第１電力源ELVDDによって供給される第１電力供給電圧VDDに等しいため、第６薄膜トランジスタM6のゲート-ソース電圧Vsg6、即ち第６薄膜トランジスタM6のゲートおよびソース間の電圧差は、
Vsg6=VDD- (VDD-Vth- (Vdata-Vref)) 方程式2
であり、方程式１および２から
Vsg6-Vth=Vdata-Vref 方程式3.
を得る。

有機発光ダイオードOLEDは、その中で流れるイオン流に比例して発光し、イオン流（current Ion）は、
Ion=K×(Vsg6-Vth)² 方程式4
で与えられる。ここでKは電子移動度、アスペクト比および薄膜トランジスタの単位領域あたりのキャパシタンスの積である。

方程式３および４から以下の方程式が得られる。
Ion=K×( Vdata-Vref)²。

この方程式によって示されるように、有機発光ダイオードOLED内の電流は電力供給電圧および第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧とは独立であり、データ電圧Vdata、初期化電圧Vrefおよび定数Kのみに関係する。したがって、第６薄膜トランジスタM6の閾値電圧に変化があり、電力供給電圧への電力配線インピーダンスの効果が実際に画素回路に作用したとしても、有機発光ダイオードOLED内におけるイオン流は全く影響を受けない。したがって、閾値電圧の変化により生じる非一様な明るさおよび電力配線インピーダンスの問題は、画素回路２０およびそれを駆動する方法の使用によって克服される。同時に、有機発光ダイオードOLEDおよび駆動トランジスタとして振る舞う第６薄膜トランジスタM6の製品寿命もまた延長されることができる。

実施形態２
続いて、本発明の第２実施形態にしたがう画素回路のダイアグラムである図４について言及する。図４に示されるように、画素回路３０は、第１薄膜トランジスタM1、第２薄膜トランジスタM1、第３薄膜トランジスタM1、第４薄膜トランジスタM1、第５薄膜トランジスタM1、第６薄膜トランジスタM1、第７薄膜トランジスタM1、キャパシタC1および有機発光ダイオードOLEDを備える。第６薄膜トランジスタM6のソースが第１電力源ELVDDに接続され、第６薄膜トランジスタM6のドレインが第１薄膜トランジスタM1のドレインおよび第２薄膜トランジスタM2のソースの双方に接続されている。第２薄膜トランジスタM2のドレインは、有機発光ダイオードOLEDのアノードに接続され、有機発光ダイオードOLEDのカソードは、第２電力源ELVSSに接続されている。第６薄膜トランジスタのゲートは第３薄膜トランジスタM3のソースおよびキャパシタC1の第１端子に接続されている。キャパシタC1の第２端子は、第４薄膜トランジスタM4のドレインおよび第５薄膜トランジスタM5のソースに接続されている。第４薄膜トランジスタM4のソースはデータ線DATAに接続され、第５薄膜トランジスタM5のドレインは、第７薄膜トランジスタM7のドレインと供に、参照電力源VREFに接続されている。第７薄膜トランジスタM7のソースは、第１薄膜トランジスタM1のソースおよび第３薄膜トランジスタM3のドレインの双方に接続されている。

具体的には、画素回路３０は実施形態１の画素回路２０の全ての特徴を有し、この実施形態は、ブーストキャパシタC2がさらに第２ノードN2および第２走査線S2の間に配置され、第２ノードN2における電圧を上昇させるように構成されている点が実施形態１と異なる。

図３および４を併せて参照すると、第４フェーズT4において、第２走査線S2によって供給される走査信号が低レベルから高レベルへジャンプすると、ブーストキャパシタC2が第２ノードN2の電圧を引き上げ、第２走査線Sn2によって供給される走査信号の変化量とブーストキャパシタC2のキャパシタンスのキャパシタC1のキャパシタンスおよびブーストキャパシタC2のキャパシタンスの合計に対する比、即ち、{C2/(C1+C2)}とにしたがって、第２ノードN2における電圧、即ち、第６薄膜トランジスタM6のゲート電圧Vg6を上昇させ、第６薄膜トランジスタM6における電流漏えいが削減されディスプレイコントラストにおける改善が得られる。

この実施形態において、第１走査線S1、第２走査線Sn2および第３走査線Sn3によって供給される走査信号は、実施形態１において第１走査線S1、第２走査線Sn2および第３走査線Sn3によって供給される走査信号と同じ時系列において発展し、同じ説明を繰り返さない。詳細に関しては、画素回路を駆動する方法における第１〜第４フェーズT1 - T4に関する実施形態１の記述を参照することができる。

なお、ここで開示された実施形態は漸進的方法（progressive manner）によて記載され、各実施形態は他の実施形態との差が強調されて記載されており、同じ特徴に関して異なる実施形態間で参照されることができる。加えて、開示された実施形態において、画素回路はそれを駆動する方法に対応するため、それらはより単純な方法で記載され、画素回路の特徴に対応する方法の説明に関して参照することができる。
したがって、本発明は上記で定義された画素回路を備える有機発光ディスプレイ装置もまた供給する。

結論的に、本発明に係る、画素回路、それを駆動する方法および有機発光ディスプレイ装置において、第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタおよび第７薄膜トランジスタを介して有機発光ダイオードのアノードの初期化と、第１薄膜トランジスタ、第３薄膜トランジスタおよび第７薄膜トランジスタを介して駆動要素として振る舞う第６薄膜トランジスタのゲートおよびドレインの初期化と、をとおして、有機発光ダイオードおよび第６薄膜トランジスタの経年劣化が遅延されることができ、それらの製品寿命が延長されうる。加えて、第６薄膜トランジスタによる電流出力がその閾値電圧および電力配線インピーダンスと独立であるため、薄膜トランジスタの閾値電圧の変化によって生じる明るさの非一様性と電力配線インピーダンスの問題が対処できる。さらには、ブーストキャパシタによって第６薄膜トランジスタのゲート電圧を増加し、それによってその中での電流漏えいを削減することによって、ディスプレイコントラストの改善が得られるしたがって、有機発光ディスプレイ装置へ上記画素回路とそれを駆動する方法を使用することで、製品寿命が延長されるのみならずディスプレイの質が改善する。

上の説明は単に本発明の好ましい実施形態についてであり、如何様にも発明の範囲を限定しない。当業者によってなされる、上述の開示に関するすべての変更および修正は添付された請求項の範囲内である。

Claims

第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタ、第３薄膜トランジスタ、第４薄膜トランジスタ、第５薄膜トランジスタ、第６薄膜トランジスタ、第７薄膜トランジスタ、キャパシタおよび有機発光ダイオード、
を備える画素回路であって、
前記第６薄膜トランジスタのソースは第１電力源に接続され、
前記第６薄膜トランジスタのドレインは前記第１薄膜トランジスタのドレインおよび前記第２薄膜トランジスタのソースの双方に接続され、
前記第２薄膜トランジスタのドレインは有機発光ダイオードのアノードに接続され、
前記有機発光ダイオードのカソードは第２電力源に接続され、
前記第６薄膜トランジスタのゲートは前記第３薄膜トランジスタのソースおよび前記キャパシタの第１端子に接続され、
前記キャパシタの第２端子は前記第４薄膜トランジスタのドレインおよび前記第５薄膜トランジスタのソースの双方に接続され、
前記第４薄膜トランジスタのソースはデータ線に接続され、
前記第５薄膜トランジスタのドレインは、前記第７薄膜トランジスタのドレインと供に、参照電力源に接続され、
前記第７薄膜トランジスタのソースは前記第１薄膜トランジスタのソースおよび前記第３薄膜トランジスタのドレインの双方に接続され、
前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタの前記ゲートの双方は初期化制御およびキャパシタ安定化のために構成された第１走査線に接続されており、
前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタおよび前記第４薄膜トランジスタの前記ゲートの全ては、データ電圧の書き込みを制御し前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧をサンプリングするように構成された第２走査線に接続されており、
前記第７薄膜トランジスタの前記ゲートは、初期化電圧の書き込みを制御するように構成された第３走査線に接続されている、
画素回路。
請求項１に記載の画素回路であって、前記第１電力源および前記第２電力源は前記有機発光ダイオードに電力供給電圧を供給するように構成され、
前記参照電力源は前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインと前記有機発光ダイオードの前記アノードに初期化電圧を供給するように構成される、
画素回路。
請求項１に記載の画素回路であって、
前記第６薄膜トランジスタによって前記有機発光ダイオードに供給される電流は、前記データ線によって供給されるデータ電圧および前記参照電力源によって供給される初期化電圧によって決定され、前記第１電力源および前記第２電力源によって供給される前記電力供給電圧と前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧とは独立である、
画素回路。
請求項１に記載の画素回路であって、
前記第２走査線と前記第６薄膜トランジスタの前記ゲート、前記第３薄膜トランジスタの前記ソースおよび前記キャパシタの前記第１端子の間にある接続点との間に位置するブーストキャパシタをさらに備える、
画素回路。
請求項１〜４の何れか一項で定義された画素回路を駆動する方法であって、
第１フェーズ、第２フェーズ、第３フェーズおよび第４フェーズを含む走査期間を含み、
前記第１フェーズにおいて、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタの前記ゲートに接続された前記第１走査線によって供給される走査信号は、低レベルで維持され、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタおよび前記第４薄膜トランジスタの前記ゲートに接続された前記第２走査線によって供給される走査信号と前記第７薄膜トランジスタの前記ゲートに接続された前記第３走査線によって供給される走査信号との双方は、高レベルから低レベルへ引き下げられ、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタ、前記第４薄膜トランジスタおよび前記第７薄膜トランジスタをオンにし、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインと前記有機発光ダイオードの前記アノードは前記参照電力源によって供給される初期化電圧によって初期化され、前記データ線によって供給されるデータ電圧は、前記第４薄膜トランジスタを介して、前記第４薄膜トランジスタの前記ドレイン、前記第５薄膜トランジスタの前記ソースおよび前記キャパシタの前記第２端子の間の接続ポイントに書き込まれ、
前記第２フェーズにおいて、前記第１走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルから前記高レベルへジャンプし、前記第２走査線および前記第３走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルに維持され、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタはオフされ前記有機発光ダイオードの前記アノードの前記初期化が終えられ、
前記第３フェーズにおいて、前記第１走査線によって供給される前記走査信号は前記高レベルに維持され、前記第２走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルに維持され前記第３走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルから前記高レベルへジャンプし、前記第７薄膜トランジスタをオフにし、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタをオフのままにし、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートおよび前記ドレインの前記初期化を終え、前記第６薄膜トランジスタの閾値電圧をサンプリングし、
前記第４フェーズにおいて、前記第１走査線および前記第３走査線によって供給される前記走査信号は前記高レベルで維持され、前記第２走査線によって供給される前記走査信号は前記低レベルから前記高レベルへジャンプし、前記第１薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタおよび前記第４薄膜トランジスタをオフにし、前記データ電圧の書き込みを終え、前記第６薄膜トランジスタの前記閾値電圧の前記サンプリングを完了し、前記サンプリングの前記完了に続いて、前記第１走査線によって供給される前記走査信号は前記高レベルから前記低レベルへ落ち、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第５薄膜トランジスタをオンにし、前記第６薄膜トランジスタが前記有機発光ダイオードを発行させる前記第２薄膜トランジスタを介して電力を出力する、
方法。
請求項５に記載の方法であって、
前記第７薄膜トランジスタおよび前記第３薄膜トランジスタが同時にオンになるとき、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートが前記参照電力源によって初期化され、
前記第１薄膜トランジスタおよび前記第７薄膜トランジスタが同時にオンになるとき、前記第６薄膜トランジスタの前記ドレインが前記参照電力源によって初期化され、
前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタおよび前記第７薄膜トランジスタが同時にオンになるとき、前記有機発光ダイオードの前記アノードが前記参照電力源によって初期化される、
方法。
請求項５に記載の方法であって、
前記第４フェーズにおいて、前記第２走査線によって供給される前記走査信号に応じて、前記第２走査線および前記第６薄膜トランジスタの前記ゲートの間に位置するブーストキャパシタが、前記第６薄膜トランジスタの前記ゲート、前記第３薄膜トランジスタの前記ソースおよび前記キャパシタの前記第１端子の間にある接続ポイントにおける電圧を上昇させ、前記第６薄膜トランジスタのゲート電圧を上昇させる、
方法。
請求項１〜４の何れか一項で定義された画素回路を備える、有機発光ディスプレイ装置。