JP7084314B2 - 画素回路に用いる駆動方法 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年５月５日に出願された中国特許出願第２０１７１０３１０５５８．３号の優先権を主張し、上記した中国特許出願に開示されている全ての内容を引用して本出願の一部とする。
本開示は表示技術分野に関し、具体的には、画素回路に用いる駆動方法に関する。

近年、アクティブマトリクス有機発光ダイオード（Ａｃｔｉｖｅ－Ｍａｔｒｉｘ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＡＭＯＬＥＤと略する）表示装置は徐々に現在の表示技術分野の一つの重点となっている。従来の液晶ディスプレイに比べて、ＡＭＯＬＥＤ表示装置は、超高コントラスト、超薄厚さ、超広色域、良好で大きな視角からの観賞体験及び超速反応速度等の特徴を有するため、ＡＭＯＬＥＤ表示装置は将来により多くの市場シェアを占めるようになる。

ＡＭＯＬＥＤ表示装置は有機発光ダイオードアレイ基板を含む。有機発光ダイオードアレイ基板は有機発光ダイオード及び有機発光ダイオードを駆動するための駆動トランジスタを含む。駆動トランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）はシフトが発生しやすく、特に、酸化物材料からなる駆動トランジスタの閾値電圧はシフトがより大きく、このように、有機発光ダイオードに流れる電流が変化することによって、表示輝度ムラが生じる。よって、外部電学補償機構により駆動トランジスタの閾値電圧のシフトを補償することによって、ＡＭＯＬＥＤ表示装置の表示效果を向上させる必要がる。

本明細書で説明している実施例は、画素回路に用いる駆動方法を提供する。当該駆動方法は、画素回路における駆動トランジスタの閾値電圧のシフトを補償することができる。

本開示の第１発明は、画素回路の駆動方法を提供する。当該画素回路は、発光デバイスと駆動トランジスタを含む。当該方法において、発光デバイスが動作する期間に、内部電圧補償を含む第１の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行う。発光デバイスが動作しない期間に、内部電圧補償と外部電圧補償を含む第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行う。

本開示の実施例において、時間間隔に従って、第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行う。

本開示の実施例において、第１の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行うステップにおいて、駆動トランジスタに対してリセットを行う。続いて、駆動トランジスタに対して電圧補償を行う。次に、画素回路へデータ信号を入力する。その後、発光デバイスを駆動して発光させる。

本開示の更なる実施例において、駆動トランジスタの制御電極と第２電極との電圧差が駆動トランジスタの閾値電圧と等しくなる前に、画素回路へのデータ信号の入力を停止する。

本開示の実施例において、第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行うステップにおいて、駆動トランジスタに対してリセットを行う。続いて、駆動トランジスタに対して電圧補償を行う。次に、画素回路へデータ信号を入力する。その後、駆動トランジスタに流れる電流を検出し、電流に基づいて外部補償電圧を算出するとともに、外部補償電圧でデータ信号の電圧を補償する。

本開示の実施例において、画素回路は、第１トランジスタと、駆動トランジスタと、第２トランジスタと、キャパシタと、発光デバイスとを含む。第１トランジスタの制御電極は第１スキャン信号端子に結合し、第１トランジスタの第１電極はデータ信号端子に結合し、第１トランジスタの第２電極は駆動トランジスタの制御電極に結合する。駆動トランジスタの第１電極は第１電源に結合し、駆動トランジスタの第２電極は発光デバイスのアノードに結合する。第２トランジスタの制御電極は第２スキャン信号端子に結合し、第２トランジスタの第１電極はセンス信号端子に結合し、第２トランジスタの第２電極は駆動トランジスタの第２電極に結合する。キャパシタの第１端子は駆動トランジスタの制御電極に結合し、キャパシタの第２端子は駆動トランジスタの第２電極に結合する。発光デバイスのカソードは第２電源に結合する。

本開示の更なる実施例において、画素回路はセンスユニットをさらに含む。センスユニットはデータ信号端子とセンス信号端子に結合する。

本開示の更なる実施例において、第１の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行うステップにおいて、第１トランジスタをオンにすることによって、駆動トランジスタの制御電極の電圧をデータ信号端子からの第１電圧と等しくし、第２トランジスタをオンにすることによって、駆動トランジスタの第２電極の電圧をセンス信号端子からの第２電圧と等しくする。続いて、第１トランジスタを引き続きオンにし、第２トランジスタをオフにすることによって、駆動トランジスタの第２電極の電圧を、第２電圧から第１電圧と駆動トランジスタの閾値電圧との差分電圧にまで上昇させる。次に、第１トランジスタを引き続きオンにし、データ信号端子へデータ信号を提供して駆動トランジスタをオンにし、第２トランジスタを引き続きオフにすることによって、駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させるとともに、キャパシタを充電する。その後、第１トランジスタをオフにするとともに第２トランジスタを引き続きオフにし、キャパシタの保持作用により駆動トランジスタを引き続きオンにすることによって、第１電源によって駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させて、発光デバイスを駆動して発光させる。第２電圧は第１電圧より低い。

本開示の更なる実施例において、第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行うステップにおいて、第１トランジスタをオンにすることによって、駆動トランジスタの制御電極の電圧をデータ信号端子からの第１電圧と等しくし、第２トランジスタをオンにすることによって、駆動トランジスタの第２電極の電圧をセンス信号端子からの第２電圧と等しくする。続いて、第１トランジスタを引き続きオンにし、第２トランジスタをオフにすることによって、駆動トランジスタの第２電極の電圧を、第２電圧から第１電圧と駆動トランジスタの閾値電圧との差分電圧にまで上昇させる。次に、第１トランジスタを引き続きオンにし、データ信号端子へデータ信号を提供して駆動トランジスタをオンにし、第２トランジスタを引き続きオフにすることによって、駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させるとともに、キャパシタを充電する。その後、第１トランジスタをオフにし、第２トランジスタをオンにし、キャパシタの保持作用により駆動トランジスタを引き続きオンにすることによって、第１電源によって駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させ、センス信号端子をフローティングの状態にして、駆動トランジスタに流れる電流をセンスユニットへ出力し、センスユニットは、電流に基づいて外部補償電圧を算出するとともに、外部補償電圧でデータ信号の電圧を補償する。第２電圧は第１電圧より低い。

本開示の実施例では、駆動トランジスタはＮ型トランジスタである。

本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、第１と第２の補償方式で駆動トランジスタの閾値電圧のシフトを補償し、画素回路の良品率を向上させ、外部電圧補償の遅延効果を避けるとともに、外部電圧補償を行う時のセンス充電レートを速くすることができる。なお、本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、駆動トランジスタの移動度も補償することができる。

以下、本開示の実施例の態様をより明確に説明するために、実施例の図面に対して簡単に説明する。以下で説明している図面はただ本開示の一部の実施例に係るものであり、本開示を制限するものではないことは明らかである。

ＯＬＥＤ画素回路の一例の模式図である。 外部電圧補償の方式で図１に示すようなＯＬＥＤ画素回路の信号を補償するための模式図である。 本開示の実施例による画素回路に用いる駆動方法の模式的なフロー図である。 本開示の実施例による、第１の補償方式でＯＬＥＤ画素回路の信号を補償するためのシーケンス図である。 図４に示すシーケンス図を採用したＯＬＥＤ画素回路の例示的な模式図である。 図４に示すデータ信号入力段階のＳ点の電圧変化を説明するための模式図である。 本開示の実施例による、第２の補償方式でＯＬＥＤ画素回路の信号を補償するためのシーケンス図である。 図７に示すシーケンス図を採用したＯＬＥＤ画素回路の例示的な模式図である。

以下、本開示の実施例の目的、態様と利点をより明確にするように、図面を参照しながら、本開示の実施例の態様を明確かつ完全に説明する。説明している実施例が本開示の実施例の一部であり、全ての実施例ではないことは明らかである。本開示の実施例の説明に基づいて、当業者の進歩的な労働を必要としない前提で得られる全ての他の実施例は、いずれも本開示の保護の範囲に属する。

ここで使用しているすべての用語（技術と科学用語を含む）は、他に定義がない限り、本開示の主題に属する分野の当業者が通常理解可能な意味と同じ意味を有する。さらに、例えば通常使用している辞書において定義しているそれらの用語は明細書の内容と相関技術における意味と一致する意味を有することが分かり、ここで他に明確した定義がない限り、理想化された又は過度に正式な方式で解釈しない。ここで使用しているように、二つ又はより多くの部分を「接続」又は「結合」する記載は、これらの部分を直接に結合するか、又は１つ又は複数の中間部件を介して結合するかを意味する。

本開示の全ての実施例において、トランジスタのソースとドレイン（エミッタ電極とコレクタ電極）が対称的であるとともに、Ｎ型トランジスタとＰ型トランジスタのソースとドレイン（エミッタ電極とコレクタ電極）との間のオン電流方向が逆であるため、本開示の実施例において、トランジスタの被制御中間端子を統合して制御電極と称し、信号入力端子を第１電極と称し、信号出力端子を第２電極と称する。本開示の実施例において採用しているトランジスタは主にスイッチトランジスタである。また、例えば「第１」と「第２」のような用語はただ１つの部件（又は部件の一部）ともう一つの部件（又は部件の他の一部）を区別するために用いる。

以下では、ＯＬＥＤ画素回路を例に本開示の実施例を説明する。当業者は、本開示の実施例を、電流より駆動するその他の画素回路、例えば量子ドット発光ダイオード（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ、略してＱＬＥＤと称する）の画素回路にも応用できることが分かる。

Ｎ型トランジスタの閾値電圧のシフトが大きいため、本開示の実施例においてはＮ型トランジスタを例に説明を行う。しかしながら、当業者は、本開示の実施例を、Ｐ型トランジスタを含むＯＬＥＤ画素回路にも応用できることが分かる。

図１はＯＬＥＤ画素回路の一例を示す模式図である。当該ＯＬＥＤ画素回路は、第１トランジスタＴ１と、駆動トランジスタＴｄと、第２トランジスタＴ２と、キャパシタＣｓｔと、発光デバイスＯＬＥＤと、センスユニット１００とを含む。第１トランジスタＴ１の制御電極は第１スキャン信号端子ＳＣＡＮ１に結合し、第１トランジスタＴ１の第１電極はデータ信号端子ＤＡＴＡに結合し、第１トランジスタＴ１の第２電極は駆動トランジスタＴｄの制御電極に結合する。駆動トランジスタＴｄの第１電極は第１電源ＯＶＤＤに結合し、駆動トランジスタＴｄの第２電極は発光デバイスＯＬＥＤのアノードに結合する。第２トランジスタＴ２の制御電極は第２スキャン信号端子ＳＣＡＮ２に結合し、第２トランジスタＴ２の第１電極はセンス信号端子ＳＥＮＳＥに結合し、第２トランジスタＴ２の第２電極は駆動トランジスタＴｄの第２電極に結合する。キャパシタＣｓｔの第１端子は駆動トランジスタＴｄの制御電極に結合し、キャパシタＣｓｔの第２端子は駆動トランジスタＴｄの第２電極に結合する。発光デバイスＯＬＥＤのカソードは第２電源ＯＶＳＳに結合する。センスユニット１００はデータ信号端子ＤＡＴＡとセンス信号端子ＳＥＮＳＥに結合する。

センスユニット１００は、ポート制御回路１１０と、センス回路１２０、計算回路１３０と、電圧制御回路１４０とを含むことができる。ポート制御回路１１０は、センス信号端子ＳＥＮＳＥの状態を出力状態又はフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態に制御することができる。出力状態において、センスユニット１００は、センス信号端子ＳＥＮＳＥによって電圧Ｖ_ＲＥＦＬを出力する。フローティング状態において、センスユニット１００は、センス信号端子ＳＥＮＳＥによって第２トランジスタＴ２から出力した電流を受け取ることができる。センス回路１２０は、センス信号端子ＳＥＮＳＥから受け取った電流を検出することができる。計算回路１３０は検出した電流に基づいて外部補償電圧を算出することができる。電圧制御回路１４０は、外部補償電圧をデータ信号の電圧に重畳してデータ信号の電圧とするように配置される。図１はただセンスユニット１００を模式的に示している。センスユニット１００におけるポート制御回路１１０と、センス回路１２０と、計算回路１３０と、電圧制御回路１４０は、異なる装置を用いて実現してもよく、１つの装置に統合してもよい。

図２は、外部電圧補償の方式で図１に示すようなＯＬＥＤ画素回路の信号を補償するための模式図である。非発光段階において、まず、Ｔ_Ｒ期間に、第１トランジスタＴ１と第２トランジスタＴ２をオンにすることによって、駆動トランジスタＴｄに対してリセットを行ってＳ点の電圧をＶ_ＲＥＦＬ（Ｖ_ＲＥＦＬは例えば０Ｖである）にする。続いて、Ｔ_Ｃ期間に、第１トランジスタＴ１をオフにするとともに第２トランジスタＴ２を引き続きオンに保持することによって、駆動トランジスタＴｄに流れる電流をセンス信号端子ＳＥＮＳＥによってセンスユニット１００へ出力する。図２より、Ｔ_Ｃ期間に、センス信号端子ＳＥＮＳＥの電圧が徐々に上昇することが分かる。最後に、Ｔ_Ｈ期間に、センス充電が完了する。第１トランジスタＴ１と第２トランジスタＴ２をオンにし、センス信号端子ＳＥＮＳＥの電圧がＶ_{ＳＥＮＳＥ}に維持される。センスユニットは補償が必要な電圧値を計算することによって、その後に、補償の電圧値をデータ信号の電圧に加えやすくなる。図２では、データ信号端子ＤＡＴＡに対して、ＶＧｍでデータ信号端子ＤＡＴＡの電圧の最大値を模式的に示し、ＶＧ０でデータ信号端子ＤＡＴＡの電圧の最小値を模式的に示している。発光段階において、補償後のデータ信号（Ｄｎ、Ｄｎ＋１．．．．．．）を採用して発光デバイスＯＬＥＤを正常に発光するように駆動するが、ここでは当該段階について詳しく説明しない。

外部電圧補償機構の補償精度が高くないとともに、外部電圧補償が薄膜トランジスタの磁滞効果の影響を受けることにより、補償歪みが発生する。それに、外部電圧補償機構は十分な時間及び充電レートを有してからこそ最適な補償効果を有することができる。しかしながら、表示装置のサイズの増大と解像度の向上に伴って、センスユニットの負荷も大幅に上昇して、センス充電レートの緩やか又は充電不足を生じって、必要とする補償効果に達しない。よって、上記問題について、本開示の実施例は画素回路に用いる駆動方法を提供する。

図３は本開示の実施例による画素回路に用いる駆動方法を示す模式的なフロー図である。図３に示すように、Ｓ３０２において、ＯＬＥＤ画素回路における発光デバイスが動作する期間に、内部電圧補償を含む第１の補償方式でＯＬＥＤ画素回路において発光デバイスを駆動するための駆動トランジスタに対して補償を行う。本開示の実施例において、発光デバイスが動作する期間とは、発光デバイスを発光するように制御する期間を意味し、発光デバイスが発光を準備する段階及び発光デバイスが発光する段階を含む。

Ｓ３０４において、発光デバイスが動作しない期間に、内部電圧補償と外部電圧補償を含む第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行う。本開示の実施例において、発光デバイスが動作しない期間とは、発光デバイスを発光しないように制御する期間である。例えば、発光デバイスは、スクリーン全体のリセットの段階にあるか、又は、フレーム間、行間の表示空き段階にある。

当該方法において、ステップＳ３０２とステップＳ３０４を実行する前後順次を区別しない。即ち、先にステップＳ３０４を実行してからステップＳ３０２を実行してもよい。

本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、発光デバイスが動作する期間に、内部電圧補償によって駆動トランジスタの小さい閾値電圧シフトを補償することができる。しかしながら、内部電圧補償が補償可能な範囲は限られている。駆動トランジスタが長期間動作した後、その閾値電圧のシフトが徐々に増大して、内部電圧補償が補償可能な範囲を超える可能性がある。本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、発光デバイスが動作しない期間に、内部電圧補償と外部電圧補償を含む第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行う。第２の補償方式は外部電圧補償によって大きい閾値電圧のシフトを補償することができ、内部電圧補償によってより良い補償精度を実現できる。それに、発光デバイスが動作しない期間に第２の補償方式を使用するため、本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、表示効果に対してマイナス影響を与えない。

一実施例において、時間間隔に従って、第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行い、例えば、毎回スクリーン全体をスキャンし終わると、第２の補償方式で駆動トランジスタに対する補償を一回実行する。

本実施例において、内部電圧補償を含む第１の補償方式でＯＬＥＤ画素回路における駆動トランジスタに対して補償を行うことは、例えば以下の段階を含むことができる。リセット段階に、駆動トランジスタに対してリセットを行う。補償段階に、駆動トランジスタに対して電圧補償を行う。データ入力段階に、ＯＬＥＤ画素回路へデータ信号を入力する。発光段階に、発光デバイスを駆動して発光させる。

本実施例において、内部電圧補償と外部電圧補償を含む第２の補償方式で駆動トランジスタに対して補償を行うことは、例えば以下の段階を含むことができる。リセット段階に、駆動トランジスタに対してリセットを行う。補償段階に、駆動トランジスタに対して電圧補償を行う。データ入力段階に、ＯＬＥＤ画素回路へデータ信号を入力する。センス段階に、駆動トランジスタに流れる電流を検出し、電流に基づいて外部補償電圧を算出する。算出した外部補償電圧はデータ信号の電圧に対する補償に用いられる。本開示の実施例において、外部補償電圧をデータ信号の電圧に重畳してデータ信号の電圧とする。ここで、外部補償電圧とは、内部電圧補償がすでに一部のシフトを補償した閾値電圧に基づいて、外部装置によって補償が必要な閾値電圧値を示す。

なお、本開示の実施例による画素回路に用いる駆動方法は、図１に示すＯＬＥＤ画素回路についてのみ使用されるのではない。当業者は、本開示の実施例による画素回路に用いる駆動方法を、図１に示すＯＬＥＤ画素回路の任意の変形（内部電圧補償ユニットと外部電圧補償ユニットを共に含む実施例）にも使用可能であることが分かる。

本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、内部電圧補償と外部電圧補償を含む第２の補償方式でその補償可能な駆動トランジスタの閾値電圧のシフトの範囲と精度を向上させることができるとともに、ＯＬＥＤ画素回路における駆動トランジスタの閾値電圧のシフト範囲に対する要求を緩和することができる。つまり、製造した駆動トランジスタの閾値電圧のシフトの範囲が通常認定の合格範囲を適量に超えたとしても、依然として当該駆動トランジスタが合格していると認定することによって、ＯＬＥＤ画素回路を製造する良品率を向上させることができる。なお、第２の補償方式で実行する内部電圧補償は、外部電圧補償の遅延効果を避けるとともに、外部電圧補償を行う時のセンス充電レートを速くすることができる。

図４は、本開示の実施例による、第１の補償方式でＯＬＥＤ画素回路の信号を補償するためのシーケンス図を示している。図５は、図４に示すシーケンス図を採用したＯＬＥＤ画素回路を示す例示的な模式図である。以下、図４に示すＯＬＥＤ画素回路と組み合わせて、ＯＬＥＤ画素回路における発光デバイスＯＬＥＤが動作する期間に、内部電圧補償方式を採用してＯＬＥＤ画素回路を駆動する過程について説明する。当該過程は、リセット段階と、補償段階と、データ入力段階と、発光段階との４つの段階を含む。ここで、発光デバイスＯＬＥＤが動作する期間とは、上記した４つの段階を含む時期を示す。

リセット段階（即ち、段階１）に、第１トランジスタＴ１の制御電極へ高電圧Ｖ_Ｈ（即ち、第１スキャン信号端子ＳＣＡＮ１が高電圧ＶＨである）を入力して第１トランジスタＴ１をオンにすることによって、駆動トランジスタＴｄの制御電極（即ち、Ｇ点）の電圧をデータ信号端子ＤＡＴＡからの第１電圧Ｖ_ｒｅｆと等しくする。第２トランジスタＴ２の制御電極へ高電圧Ｖ_Ｈ（即ち、第２スキャン信号端子ＳＣＡＮ２が高電圧Ｖ_Ｈである）を入力して第２トランジスタＴ２をオンにすることによって、駆動トランジスタＴｄの第２電極（即ち、Ｓ点）の電圧をセンス信号端子ＳＥＮＳＥからの第２電圧Ｖ_Ｌと等しくする。ここで、Ｖ_Ｌ < Ｖ_ｒｅｆにする。

補償段階（即ち、段階２）に、第１トランジスタＴ１を引き続きオンにするとともにデータ信号端子ＤＡＴＡの電圧を保持することによって、Ｇ点の電圧を依然としてＶ_ｒｅｆにする。第２トランジスタＴ２の制御電極へ第２電圧Ｖ_Ｌ（即ち、第２スキャン信号端子ＳＣＡＮ２が第２電圧Ｖ_Ｌである）を入力して第２トランジスタＴ２をオフにすることによって、駆動トランジスタＴｄの第２電極（即ち、Ｓ点）の電圧を、第２電圧Ｖ_Ｌから第１電圧Ｖ_ｒｅｆと駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}との差分電圧（即ち、Ｓ点の電圧がＶ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}と等しい）にまで上昇させ、つまり、Ｇ点とＳ点との間の電圧差を駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}にする。

データ入力段階（即ち、段階３）に、データ信号端子ＤＡＴＡの電圧が第三電圧Ｖ_ＤＡＴＡに変換する。第１トランジスタＴ１を引き続きオンにする。データ信号端子ＤＡＴＡからのデータ信号の電圧Ｖ_ＤＡＴＡによって、Ｇ点の電圧をＶ_ＤＡＴＡに上昇させて駆動トランジスタＴｄをオンにする。第２トランジスタＴ２を引き続きオフにすることによって、駆動トランジスタＴｄの第２電極（即ち、Ｓ点）の電圧を引き続き上昇させる。それに、この段階において、キャパシタＣｓｔを充電する。

図６はこの段階のＳ点の電圧変化を示す模式図である。ＯＬＥＤ画素回路へデータ信号を入力する時間ｔの増加に伴って、Ｓ点の電圧が徐々に上昇し、例えば時刻ｔ１の時、Ｓ点の電圧がΔＶの分上昇する。最終的に、Ｓ点の電圧は上限値Ｖ_ＤＡＴＡ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}に達するとともに当該電圧値を保持する。本実施例において、例えばデータ入力段階が時刻ｔ１の時に終わるように設定すると、Ｓ点の電圧はＶ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶである。このように、Ｇ点とＳ点との間の電圧差はＶ_ＧＳ＝Ｖ_ＤＡＴＡ－（Ｖ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶ）である。

発光段階（即ち、段階４）に、第１トランジスタＴ１をオフにするとともに第２トランジスタＴ２を引き続きオフにする。キャパシタＣｓｔの保持作用により駆動トランジスタＴｄを引き続きオンにする。第１電源ＯＶＤＤからの高電圧によってＳ点の電圧を上昇させることによって、発光デバイスＯＬＥＤを発光させる。図５では、この段階のＯＬＥＤ画素回路における電流の流向を矢印で示している。Ｓ点の電圧は最終的に第２電源電圧ＯＶＳＳと発光デバイスＯＬＥＤの発光電圧Ｖ_ＯＬＥＤとの和にまで上昇され、即ち、ＯＶＳＳ＋Ｖ_ＯＬＥＤにまで上昇される。それに、キャパシタＣｓｔの保持作用により、Ｇ点とＳ点との電圧差はデータ入力段階時の電圧差Ｖ_ＧＳ＝Ｖ_ＤＡＴＡ－（Ｖ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶ）を保持し、よって、Ｇ点の電圧は最終的にＶ_ＤＡＴＡ＋ＯＶＳＳ＋Ｖ_ＯＬＥＤ－（Ｖ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶ）にまで上昇される。

電流の計算式

より、

を得ることができる。

式（１）において、μ_ｎは駆動トランジスタＴｄのキャリアの移動度を示し、Ｃ_ＯＸはゲート酸化層の容量を示し、

は駆動トランジスタＴｄの幅と長の比を示す。式（１）から、Ｉ_ＯＬＥＤとＶ_{ｔｈ＿ｔ１}は相関がないことが分かり、よって、ＯＬＥＤ画素回路において駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}の偏差による電流リップルを除去することによって、ＯＬＥＤの画面品質を安定させることができる。なお、ΔＶとμ_nが正の相関を持つため、ＯＬＥＤ画素回路へデータ信号を入力する時間を制御してΔＶを制御することによって、駆動トランジスタＴｄのキャリアの移動度μ_nを補償し、よって、電流Ｉ_ＯＬＥＤを安定させることができる。

図７は、本開示の実施例による、第２の補償方式でＯＬＥＤ画素回路の信号を補償するためのシーケンス図を示している。図８は、図７に示すシーケンス図を採用したＯＬＥＤ画素回路を示す例示的な模式図である。以下、図８に示すＯＬＥＤ画素回路と組み合わせて、ＯＬＥＤ画素回路における発光デバイスＯＬＥＤが動作しない期間に、内部電圧補償と外部電圧補償を採用してＯＬＥＤ画素回路を駆動する過程について説明する。当該過程は、リセット段階と、補償段階と、データ入力段階と、センス段階との４つの段階を含む。

リセット段階（即ち、段階（１））に、第１トランジスタＴ１の制御電極へ高電圧Ｖ_Ｈ（即ち、第１スキャン信号端子ＳＣＡＮ１が高電圧Ｖ_Ｈである）を入力して第１トランジスタＴ１をオンにすることによって、駆動トランジスタＴｄの制御電極（即ち、Ｇ点）の電圧をデータ信号端子ＤＡＴＡからの第１電圧Ｖ_ｒｅｆと等しくする。第２トランジスタＴ２の制御電極へ高電圧Ｖ_Ｈ（即ち、第２スキャン信号端子ＳＣＡＮ２が高電圧Ｖ_Ｈである）を入力して第２トランジスタＴ２をオンにすることによって、駆動トランジスタＴｄの第２電極（即ち、Ｓ点）の電圧をセンス信号端子ＳＥＮＳＥからの第２電圧Ｖ_Ｌと等しくする。ここで、Ｖ_Ｌ < Ｖ_ｒｅｆにする。

補償段階（即ち、段階（２））に、第１トランジスタＴ１を引き続きオンにするとともにデータ信号端子ＤＡＴＡの電圧を保持することによって、Ｇ点の電圧を依然としてＶ_ｒｅｆにする。第２トランジスタＴ２の制御電極へ第２電圧Ｖ_Ｌ（即ち、第２スキャン信号端子ＳＣＡＮ２が第２電圧Ｖ_Ｌである）を入力して第２トランジスタＴ２をオフにすることによって、駆動トランジスタＴｄの第２電極（即ち、Ｓ点）の電圧を、第２電圧Ｖ_Ｌから第１電圧Ｖ_ｒｅｆと駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}との差分電圧（即ち、Ｓ点の電圧がＶ_ｒｅｆ － Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}と等しい）にまで上昇させ、つまり、Ｇ点とＳ点との間の電圧差を駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}にする。

データ入力段階（即ち、段階（３））に、データ信号端子ＤＡＴＡの電圧が第三電圧Ｖ_ＤＡＴＡに変換する。第１トランジスタＴ１を引き続きオンにする。データ信号端子ＤＡＴＡからのデータ信号の電圧Ｖ_ＤＡＴＡによって、Ｇ点の電圧をＶ_ＤＡＴＡに上昇させて駆動トランジスタＴｄをオンにする。第２トランジスタＴ２を引き続きオフにすることによって、駆動トランジスタＴｄの第２電極（即ち、Ｓ点）の電圧を引き続き上昇させる。それに、この段階において、キャパシタＣｓｔを充電する。

第１の補償方式でＯＬＥＤ画素回路を駆動する過程中のデータ入力段階（即ち、段階３）と類似に、Ｓ点の電圧がＶ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶにまで上昇する。このように、Ｇ点とＳ点との間の電圧差は、Ｖ_ＧＳ＝Ｖ_ＤＡＴＡ－（Ｖ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶ）である。

センス段階（即ち、段階（４））に、第１トランジスタＴ１をオフにし、第２トランジスタＴ２をオンにする。キャパシタＣｓｔの保持作用により駆動トランジスタＴｄを引き続きオンにする。第１電源ＯＶＤＤからの高電圧によってＳ点の電圧を上昇させ、センス信号端子ＳＥＮＳＥに接続されたセンスユニットを制御することによって、センス信号端子ＳＥＮＳＥをフローティング状態にする。よって、駆動トランジスタＴｄに流れる電流は、発光デバイスＯＬＥＤへ流れるのではなくセンス信号端子ＳＥＮＳＥによってセンスユニットへ流れる。図８では、この段階のＯＬＥＤ画素回路における電流の流向を矢印で示している。センスユニットは当該電流に基づいて外部補償電圧を算出するとともに、外部補償電圧をデータ信号の電圧に重畳してデータ信号の電圧とする。Ｓ点の電圧のセンス段階におけるスタート値（Ｖ_ｒｅｆ－Ｖ_{ｔｈ＿ｔ１}＋ΔＶ）が第１電圧Ｖ_ｒｅｆより大きいため、図２に示すＶｒｅｆからのセンス充電に比べ、本実施例のセンス段階のセンス充電レートがより速い。なお、第２の補償方式において、先に内部電圧補償を行うため、外部電圧補償の遅延効果を避けることができる。

本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、第１と第２の補償方式で駆動トランジスタの閾値電圧のシフトを補償し、ＯＬＥＤ画素回路の良品率を向上させ、外部電圧補償の遅延効果を避けるとともに、外部電圧補償を行う時のセンス充電レートを速くすることができる。なお、本開示の実施例の画素回路に用いる駆動方法より、駆動トランジスタの移動度も補償することができる。

本開示の実施例より提供している表示装置は、例えば、電子ペーパー、携帯電話、タブレットコンピュータ、テレビ、ノードパソコン、デジタルフォトフレーム、ナビゲータ等の表示機能を有する任意の製品に応用することができる。

文脈上別に明示しない限り、本明細書と請求の範囲において使用されている単語の単数形は複数形を含み、その逆も同様である。よって、単数形を言及する場合、通常、対応する用語の複数形が含まれる。類似に、「含有」、「含む」という表現は独占的ではなく、その中に含めることを意味する。同様に、「含む」、「又は」という用語は、本明細書において下記のような解析を明示的に禁止してないかぎり、その中に含めることを意味する。本明細書において「実例」という用語を使用している箇所が、特に、１組の用語の後ろに位置する場合、前記「実例」はただ例示的、記述的なものであり、独占的、汎用的なものではない。

適応性の更なる形態と範囲は、本明細書において提供している説明から明らかになる。本出願の各形態は、単独で実施してもよいし、複数のその他の形態を組み合わせて実施してもよい。また、本明細書の説明と特定実施例は単に説明の目的のものであり、本開示の範囲を限定しているのではない。

以上、本開示のいくつかの実施例について詳しく説明したが、当業者は、本開示の精神や範囲を逸脱しない範囲で、本開示の実施例について種々の変更と変形を行うことができる。本開示の保護範囲は添付の特許請求の範囲により限定される。

Claims (9)

1. 発光デバイスと駆動トランジスタを含む画素回路の駆動方法であって、
   前記発光デバイスが動作する期間に、内部電圧補償を含む第１の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行うことと、
   前記発光デバイスが動作しない期間に、内部電圧補償と外部電圧補償を含む第２の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行うことと、を含み、
   前記第１の補償方式は、内部電圧補償を含み、外部電圧補償を含まず、
   前記発光デバイスが動作する期間は、発光デバイスを発光するように制御する期間を意味し、前記発光デバイスが動作しない期間は、スクリーン全体がリセットの段階にあるか、又は、表示空き段階にあることを意味し、
   前記第２の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行うことは、
   前記駆動トランジスタに対してリセットを行うことと、
   前記駆動トランジスタに対して電圧補償を行うことと、
   前記画素回路へデータ信号を入力することと、
   前記駆動トランジスタに流れる電流を検出し、前記電流に基づいて外部補償電圧を算出するとともに、前記外部補償電圧で前記データ信号の電圧を補償することと、を含む、
   画素回路の駆動方法。
2. 時間間隔に従って、前記第２の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行う、請求項１に記載の駆動方法。
3. 前記第１の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行うことは、
   前記駆動トランジスタに対してリセットを行うことと、
   前記駆動トランジスタに対して電圧補償を行うことと、
   前記画素回路へデータ信号を入力することと、
   前記発光デバイスを駆動して発光させることと、を含む、
   請求項１又は２に記載の駆動方法。
4. 前記駆動トランジスタの制御電極と第２電極との電圧差が前記駆動トランジスタの閾値電圧と等しくなる前に、前記画素回路へのデータ信号の入力を停止する、
   請求項３に記載の駆動方法。
5. 前記画素回路は、第１トランジスタと、駆動トランジスタと、第２トランジスタと、キャパシタと、発光デバイスとを含み、
   その中、前記第１トランジスタの制御電極は第１スキャン信号端子に結合し、前記第１トランジスタの第１電極はデータ信号端子に結合し、前記第１トランジスタの第２電極は前記駆動トランジスタの制御電極に結合し、
   前記駆動トランジスタの第１電極は第１電源に結合し、前記駆動トランジスタの第２電極は前記発光デバイスのアノードに結合し、
   前記第２トランジスタの制御電極は第２スキャン信号端子に結合し、前記第２トランジスタの第１電極はセンス信号端子に結合し、前記第２トランジスタの第２電極は前記駆動トランジスタの第２電極に結合し、
   前記キャパシタの第１端子は前記駆動トランジスタの制御電極に結合し、前記キャパシタの第２端子は前記駆動トランジスタの第２電極に結合し、
   前記発光デバイスのカソードは第２電源に結合する、
   請求項１に記載の駆動方法。
6. 前記画素回路は前記データ信号端子と前記センス信号端子に結合するセンスユニットをさらに含む、
   請求項５に記載の駆動方法。
7. 前記第１の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行うことは、
   前記第１トランジスタをオンにすることによって、前記駆動トランジスタの制御電極の電圧を前記データ信号端子からの第１電圧と等しくし、前記第２トランジスタをオンにすることによって、前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を前記センス信号端子からの第２電圧と等しくすることと、
   前記第１トランジスタを引き続きオンにし、前記第２トランジスタをオフにすることによって、前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を、前記第２電圧から前記第１電圧と前記駆動トランジスタの閾値電圧との差分電圧にまで上昇させることと、
   前記第１トランジスタを引き続きオンにし、前記データ信号端子へデータ信号を提供して前記駆動トランジスタをオンにし、前記第２トランジスタを引き続きオフにすることによって、前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させるとともに、前記キャパシタを充電することと、
   前記第１トランジスタをオフにするとともに前記第２トランジスタを引き続きオフにし、前記キャパシタの保持作用により前記駆動トランジスタを引き続きオンにすることによって、前記第１電源によって前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させて、前記発光デバイスを駆動して発光させることと、を含み、
   その中、前記第２電圧が前記第１電圧より低い、
   請求項５又は６に記載の駆動方法。
8. 前記第２の補償方式で前記駆動トランジスタに対して補償を行うことは、
   前記第１トランジスタをオンにすることによって、前記駆動トランジスタの制御電極の電圧を前記データ信号端子からの第１電圧と等しくし、前記第２トランジスタをオンにすることによって、前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を前記センス信号端子からの第２電圧と等しくすることと、
   前記第１トランジスタを引き続きオンにし、前記第２トランジスタをオフにすることによって、前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を、前記第２電圧から前記第１電圧と前記駆動トランジスタの閾値電圧との差分電圧にまで上昇させることと、
   前記第１トランジスタを引き続きオンにし、前記データ信号端子へデータ信号を提供して前記駆動トランジスタをオンにし、前記第２トランジスタを引き続きオフにすることによって、前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させるとともに、前記キャパシタを充電することと、
   前記第１トランジスタをオフにし、前記第２トランジスタをオンにし、前記キャパシタの保持作用により前記駆動トランジスタを引き続きオンにすることによって、前記第１電源によって前記駆動トランジスタの第２電極の電圧を引き続き上昇させ、前記センス信号端子をフローティングの状態にして、前記駆動トランジスタに流れる電流を前記センスユニットへ出力し、前記センスユニットは、前記電流に基づいて外部補償電圧を算出するとともに、前記外部補償電圧で前記データ信号の電圧を補償することと、を含み、
   その中、前記第２電圧が前記第１電圧より低い、
   請求項６に記載の駆動方法。
9. 前記駆動トランジスタはＮ型トランジスタである、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の駆動方法。

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