特許 5788480 有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5788480

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/30 20060101AFI20150910BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/30 J

   G09G3/20 624B

   G09G3/20 611H

   G09G3/20 642A

   G09G3/20 623C

   G09G3/20 622D

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-261291(P2013-261291)

(22)【出願日】2013年12月18日

(65)【公開番号】特開2014-123127(P2014-123127A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2013年12月19日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0152218

(32)【優先日】2012年12月24日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】501426046

【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】カク， サンヒョン

【審査官】 山崎 仁之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１２８３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４５５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０８１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５８３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０３６５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／３０

Ｇ０９Ｇ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スキャン信号に応じて、データ電圧または基準電圧を第１ノードに供給する第１トランジスタと、
ゲート電極が前記第１ノードと接続され、ソース電極が第２ノードと接続され、ドレイン電極が第４ノードと接続される駆動トランジスタと、
前記第１ノードと前記第２ノードとの間に接続され、前記駆動トランジスタの閾値電圧を保存する第１キャパシタと、
第１発光制御信号に応じて、第３ノードに印加される高電位電源電圧を前記第２ノードに供給する第２トランジスタと、
前記第１ノードと前記第２ノードとの間の電圧差によって発光が制御される有機発光ダイオードと、
第２発光制御信号に応じて、前記第４ノードと前記有機発光ダイオードのアノード電極である第５ノードとを接続する第３トランジスタと、を含み、
前記スキャン信号は、第ｎ番目のスキャン信号であり、前記第１発光制御信号は、第ｎ番目の発光制御信号であり、前記第２発光制御信号は、第(ｎ＋１)番目の発光制御信号であることを特徴とする、有機発光ダイオード表示装置。

【請求項2】

前記第１トランジスタは、スキャンラインを介して印加される前記スキャン信号によってターンオンされ、
前記第２トランジスタは、第１発光制御ラインを介して印加される前記第１発光制御信号によってターンオンされ、
前記第３トランジスタは、第２発光制御ラインを介して印加される前記第２発光制御信号によってターンオンされ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。

【請求項3】

前記第２ノードと、前記第２トランジスタのソース電極である前記第３ノードとの間に接続される第２キャパシタをさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の有機発光ダイオード表示装置。

【請求項4】

前記第１乃至第３トランジスタがターンオンされると、
前記第１ノードに前記基準電圧が供給され、前記第２ノードに前記高電位電源電圧が供給され、前記第４ノードと前記第５ノードとが接続されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード表示装置。

【請求項5】

前記第１及び第３トランジスタがターンオンされ、前記第２トランジスタがターンオフされると、
前記第１ノードに前記基準電圧が供給され、前記第４ノードと前記第５ノードとが接続され、
前記第２ノードの電圧は、前記高電位電源電圧よりも小さい電圧に次第に減少することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード表示装置。

【請求項6】

前記第２ノードの電圧は、前記基準電圧と前記駆動トランジスタの閾値電圧の絶対値との和まで減少することを特徴とする、請求項５に記載の有機発光ダイオード表示装置。

【請求項7】

前記第１トランジスタがターンオンされ、前記第２及び第３トランジスタがターンオフされると、
前記第１ノードに前記データ電圧が供給されることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード表示装置。

【請求項8】

前記第１トランジスタがターンオフされ、前記第２及び第３トランジスタがターンオンされると、前記データ電圧及び前記基準電圧によって前記有機発光ダイオードが発光することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード表示装置。

【請求項9】

第１乃至第３トランジスタ、駆動トランジスタ、第１及び第２キャパシタ、及び有機発光ダイオードを含む有機発光ダイオード表示装置の駆動方法において、
前記第１乃至第３トランジスタがターンオンされる間に、前記第１トランジスタに印加されるスキャン信号に応じて、前記駆動トランジスタのゲート電極である第１ノードの電圧を基準電圧に初期化する段階と、
前記第１及び第３トランジスタがターンオンされ、前記第２トランジスタがターンオフされる間に、一端が前記第１ノードと接続され、他端が前記駆動トランジスタのソース電極である第２ノードと接続される前記第１キャパシタに、前記駆動トランジスタの閾値電圧を保存する段階と、前記第１トランジスタがターンオンされ、前記第２及び第３トランジスタがターンオフされる間に、前記第１ノードにデータ電圧を供給する段階と、
前記第１トランジスタがターンオフされ、前記第２及び第３トランジスタがターンオンされる間に、前記データ電圧及び前記基準電圧によって前記有機発光ダイオードが発光する段階と、を含み、
前記第１トランジスタは、スキャンラインを介して印加されるスキャン信号によってターンオンされ、
前記第２トランジスタは、第１発光制御ラインを介して印加される第１発光制御信号によってターンオンされ、
前記第３トランジスタは、第２発光制御ラインを介して印加される第２発光制御信号によってターンオンされ
前記スキャン信号は、第ｎ番目のスキャン信号であり、前記第１発光制御信号は、第ｎ番目の発光制御信号であり、前記第２発光制御信号は、第(ｎ＋１)番目の発光制御信号であることを特徴とする、有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。

【請求項10】

前記初期化する段階は、
前記第２ノードに高電位電源電圧を供給し、前記駆動トランジスタのドレイン電極である第４ノードと、前記有機発光ダイオードのアノード電極である第５ノードとを接続することを特徴とする、請求項９に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。

【請求項11】

前記閾値電圧を保存する段階は、
前記第１ノードに前記基準電圧を供給し、前記第２ノードの電圧は、前記基準電圧と前記駆動トランジスタの閾値電圧の絶対値との和まで減少することを特徴とする、請求項９または１０に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。

【請求項12】

前記第２トランジスタは、ソース電極が、高電位電源電圧が印加される第３ノードと接続され、ドレイン電極が前記第２ノードと接続され、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に前記第２キャパシタが接続されることを特徴とする、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。

【請求項13】

前記データ電圧を供給する段階は、
前記駆動トランジスタのドレイン電極である第４ノードと、前記有機発光ダイオードのアノード電極である第５ノードとの接続が切れることを特徴とする、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置に係り、より具体的に、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。

【背景技術】

【0002】

情報化社会が発展するにつれて、ディスプレイ分野に対する要求も様々な形態で増加しており、これに応じて、薄型化、軽量化、消費電力低減化などの特徴を持つ様々な平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、例えば、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｖｉｃｅ）、有機発光ダイオード表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）などが研究されている。

【0003】

特に、最近研究が活発に行われている有機発光ダイオード表示装置は、各画素毎に様々な大きさのデータ電圧Ｖｄａｔａを印加して互いに異なる階調を表示することによって、映像を表示することができる。

【0004】

そのために、各画素は、電流制御素子である有機発光ダイオード、駆動トランジスタ及び一つ以上のキャパシタなどを含んでいる。特に、有機発光ダイオードに流れる電流は駆動トランジスタによって制御され、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつき及び各種パラメーターによって有機発光ダイオードに流れる電流量が変化し、これによって、画面の輝度不均一が発生するという問題点があった。

【0005】

しかし、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきは、駆動トランジスタの製造工程の変数によって駆動トランジスタの特性が変化して発生する。このような問題点を解決するために、画素のそれぞれに、閾値電圧のばらつきを補償するために、複数のトランジスタ及びキャパシタを含む補償回路を通じて解決することが一般的である。

【0006】

一方、最近は、消費者の大面積ディスプレイに対する期待が高まるにつれて、大面積有機発光ダイオード表示装置の必要性が台頭している。そのために、補償回路は、大面積のために、閾値電圧のばらつきを補償する機能以外に、トランジスタ、キャパシタ及び配線の個数を減らすことが必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、閾値電圧のばらつき及び高電位電源電圧のばらつきの補償が可能で、大面積に適した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を技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した目的を達成するための本発明の一側面による有機発光ダイオード表示装置は、スキャン信号に応じて、データ電圧または基準電圧を第１ノードに供給する第１トランジスタと；ゲート電極が前記第１ノードと接続され、ソース電極が第２ノードと接続され、ドレイン電極が第４ノードと接続される駆動トランジスタと；前記第１ノードと前記第２ノードとの間に接続され、前記駆動トランジスタの閾値電圧を保存する第１キャパシタと；第１発光制御信号に応じて、第３ノードに印加される高電位電源電圧を前記第２ノードに供給する第２トランジスタと；前記第１ノードと前記第２ノードとの間の電圧差によって発光が制御される有機発光ダイオードと；第２発光制御信号に応じて、前記第４ノードと前記有機発光ダイオードのアノード電極である第５ノードとを接続する第３トランジスタと；を含む。

【0009】

上述した目的を達成するための本発明の他の側面による有機発光ダイオード表示装置の駆動方法は、第１乃至第３トランジスタ、駆動トランジスタ、第１及び第２キャパシタ、及び有機発光ダイオードを含む有機発光ダイオード表示装置の駆動方法であって、前記第１乃至第３トランジスタがターンオンされる間に、前記第１トランジスタに印加されるスキャン信号に応じて、前記駆動トランジスタのゲート電極である第１ノードの電圧を基準電圧に初期化する段階と；前記第１及び第３トランジスタがターンオンされ、前記第２トランジスタがターンオフされる間に、一端が前記第１ノードと接続され、他端が前記駆動トランジスタのソース電極である第２ノードと接続される前記第１キャパシタに、前記駆動トランジスタの閾値電圧を保存する段階と；前記第１トランジスタがターンオンされ、前記第２及び第３トランジスタがターンオフされる間に、前記第１ノードに前記データ電圧を供給する段階と；前記第１トランジスタがターンオフされ、前記第２及び第３トランジスタがターンオンされる間に、前記データ電圧及び前記基準電圧によって前記有機発光ダイオードが発光する段階と；を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明の実施例によれば、駆動トランジスタの動作状態による閾値電圧のばらつき、及びＩＲ Ｄｒｏｐによる高電位電源電圧のばらつきを補償することによって、有機発光ダイオードに流れる電流を一定に維持して、画質の低下を防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】図１に示されたサブピクセルの等価回路を概略的に示す図である。

【図3】図２に示された等価回路に供給される制御信号の一実施例によるタイミング図である。

【図4】図３に示されたタイミング図を具体化した図である。

【図5A-D】本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。

【図6】図２に示された等価回路に供給される制御信号の他の実施例によるタイミング図である。

【図7】本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の閾値電圧のばらつきによる電流の変化を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の構成を概略的に示す図である。

【0014】

図１に示されたように、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置１００は、パネル１１０、タイミング制御部１２０、スキャン駆動部１３０、及びデータ駆動部１４０を含む。

【0015】

パネル１１０は、マトリクス状に配置されたサブピクセルＳＰを含む。パネルに含まれたサブピクセルＳＰは、スキャン駆動部１３０から多数のスキャンラインＳＬ１〜ＳＬｍを介して供給されるスキャン信号、及びデータ駆動部１４０から多数のデータラインＤＬ１〜ＤＬｎを介して供給されるデータ信号によって発光する。また、サブピクセルＳＰの発光は、スキャン信号とデータ信号だけでなく、スキャン駆動部１３０から多数の第１発光制御ライン（図示せず）を介して供給される第１発光制御信号、及び多数の第２発光制御ライン（図示せず）を介して供給される第２発光制御信号によって制御可能である。

【0016】

そのために、一つのサブピクセルには、有機発光ダイオードとこれを駆動するための多数のトランジスタ及びキャパシタが形成されている。このようなサブピクセルＳＰの細部構成については、図２で詳細に説明する。

【0017】

タイミング制御部１２０は、外部から、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、クロック信号（ＣＬＫ）、映像信号が供給される。また、タイミング制御部１２０は、外部から入力される映像信号をフレーム単位で整列して、デジタル形態の映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を生成する。

【0018】

例えば、タイミング制御部１２０は、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、クロック信号（ＣＬＫ）などのタイミング信号を用いて、スキャン駆動部１３０及びデータ駆動部１４０の動作タイミングを制御する。

【0019】

そのために、タイミング制御部１２０は、スキャン駆動部１３０の動作タイミングを制御するためのゲート制御信号（ＧＣＳ）、及びデータ駆動部１４０の動作タイミングを制御するためのデータ制御信号（ＤＣＳ）を生成する。

【0020】

スキャン駆動部１３０は、タイミング制御部１２０から供給されるゲート制御信号（ＧＣＳ）に応じて、パネル１１０に含まれたサブピクセルＳＰに含まれたトランジスタが動作可能なように、スキャン信号Ｓｃａｎを生成し、生成されたスキャン信号ＳｃａｎをスキャンラインＳＬを介してパネル１１０に供給する。また、スキャン駆動部１３０は、スキャン信号の一種として第１及び第２発光制御信号Ｅｍ，Ｈを生成し、生成された第１及び第２発光制御信号Ｅｍ，Ｈを第１及び第２発光制御ライン（図示せず）を介してパネル１１０に供給する。以下では、スキャンラインのうち第ｎ番目のスキャンラインを介して印加されるスキャン信号をＳｃａｎ［ｎ］と仮定する。

【0021】

データ駆動部１４０は、タイミング制御部１２０から供給されるデジタル形態の映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びデータ制御信号（ＤＣＳ）を用いてデータ信号を生成し、生成されたデータ信号をデータラインＤＬを介してパネル１１０に供給する。

【0022】

以下では、サブピクセルの細部構成について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。

【0023】

図２は、図１に示されたサブピクセルの等価回路を概略的に示す図である。

【0024】

図２に示されたように、各サブピクセルＳＰは、第１乃至第３トランジスタＴ１〜Ｔ３と駆動トランジスタＴｄｒ、第１及び第２キャパシタＣ１，Ｃ２及び有機発光ダイオードＯＬＥＤを含むことができる。

【0025】

第１乃至第３トランジスタＴ１〜Ｔ３及び駆動トランジスタＴｄｒは、図２に示されたように、ＰＭＯＳタイプのトランジスタが適用されているが、他の実施例として、ＮＭＯＳタイプのトランジスタも適用可能である。この場合、ＰＭＯＳタイプのトランジスタをターンオンさせる電圧は、ＮＭＯＳタイプのトランジスタをターンオンさせる電圧と反対の極性を有する。

【0026】

まず、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータ電圧Ｖｄａｔａまたは基準電圧Ｒｅｆが印加され、ゲート電極にスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］が印加され、ドレイン電極は、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極である第１ノードＮ１と接続される。ここで、スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］は、複数のスキャンラインのうち第ｎ番目のスキャンラインを介して印加される第ｎ番目のスキャン信号であり得る。

【0027】

例えば、データラインＤＬを介してデータ電圧Ｖｄａｔａまたは基準電圧Ｒｅｆが第１トランジスタＴ１のソース電極に印加され、第１トランジスタＴ１の動作は、スキャンラインＳＬを介して供給されるスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によって制御可能である。

【0028】

したがって、第１トランジスタＴ１はスキャン信号Ｓｃａｎによってターンオンされ、データ電圧Ｖｄａｔａまたは基準電圧Ｒｅｆを第１ノードＮ１に供給することができる。

【0029】

ここで、基準電圧Ｒｅｆは、一定の大きさの直流電圧であり、データ電圧Ｖｄａｔａは、３水平周期（３Ｈ）毎に互いに異なる連続した電圧であってもよい。例えば、第１トランジスタＴ１のソース電極に、１水平周期（１Ｈ）の間に第ｎ−１番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ−１］が印加される場合、次の２水平周期（２Ｈ）の間に基準電圧が印加された後、次の１水平周期（１Ｈ）の間には第ｎ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］が印加され、続いて、３水平周期毎に次番目のデータ電圧が連続して印加されてもよい。

【0030】

一方、第１ノードＮ１に基準電圧Ｒｅｆが印加される場合には、基準電圧Ｒｅｆは、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極である第１ノードＮ１を基準電圧Ｒｅｆに初期化させる役割を果たす。

【0031】

次に、第２トランジスタＴ２のソース電極である第３ノードＮ３に高電位電源電圧ＶＤＤが印加され、ゲート電極に第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］が印加され、ドレイン電極は、駆動トランジスタＴｄｒのソース電極である第２ノードＮ２と接続される。

【0032】

例えば、第３ノードＮ３に高電位電源電圧ＶＤＤが印加され、第１発光制御ラインを介して供給される第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］に応じて第２トランジスタＴ２がターンオンされると、第３ノードＮ３と第２ノードＮ２とが接続されて、第２ノードＮ２に高電位電源電圧ＶＤＤを印加することができる。

【0033】

次に、第１キャパシタＣ１は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に接続される。

【0034】

例えば、第１キャパシタＣ１は、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）をセンシングする役割を果たし、具体的に、第１キャパシタＣ１には、駆動トランジスタの閾値電圧を保存することができる。

【0035】

次に、第２キャパシタＣ２は、高電位電源電圧ＶＤＤが印加される第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に接続される。

【0036】

例えば、第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］によって第２トランジスタＴ２がターンオフされ、第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との接続が切れる場合に、第２キャパシタＣ２の一端に継続して高電位電源電圧ＶＤＤを印加することができる。

【0037】

次に、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極は第１ノードＮ１と接続され、ソース電極は第２ノードＮ２と接続され、ドレイン電極は第４ノードＮ４と接続される。

【0038】

一方、後述する有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流量は、駆動トランジスタＴｄｒのソース電極とゲート電極との間の電圧Ｖｓｇと、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）との和（Ｖｓｇ＋Ｖｔｈ）によって決定され、補償回路によって、最終的にデータ電圧Ｖｄａｔａと基準電圧Ｒｅｆによって決定され得る。

【0039】

したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流の量は、データ電圧Ｖｄａｔａの大きさに比例するので、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、各サブピクセルＳＰ毎に様々な大きさのデータ電圧Ｖｄａｔａを印加して、互いに異なる階調を表示することによって、映像をディスプレイする。

【0040】

次に、第３トランジスタＴ３のゲート電極に第２発光制御信号Ｈ［ｎ］が印加され、ソース電極は、駆動トランジスタＴｄｒのドレイン電極である第４ノードＮ４と接続され、ドレイン電極は、有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極である第５ノードＮ５と接続される。

【0041】

例えば、第２発光制御ラインを介して供給される第２発光制御信号Ｈ［ｎ］によって第３トランジスタＴ３がターンオンされると、第４ノードＮ４と第５ノードＮ５とが接続されて、有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光を制御することができる。

【0042】

仮に、第３トランジスタＴ３が第２発光制御信号Ｈ［ｎ］によってターンオフされると、有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光はオフされ、第３トランジスタＴ３がターンオンされると、スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及び第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］によって有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光を制御することができる。

【0043】

一方、第２発光制御信号Ｈ［ｎ］は、第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］と異なる別途の発光制御信号であってもよく、第１発光制御信号が第ｎ番目の第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］である場合、第２発光制御信号Ｈ［ｎ］は第ｎ＋１番目の第１発光制御信号（Ｅｍ［ｎ＋１］）であってもよい。

【0044】

次に、有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード電極は第５ノードＮ５と接続され、カソード電極に低電位電源電圧ＶＳＳが印加される。

【0045】

以下では、図３及び図５Ａ乃至図５Ｄを参照して、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置に含まれた各サブピクセルの動作について詳細に説明する。

【0046】

図３は、図２に示された等価回路に供給される制御信号の一実施例によるタイミング図であり、図５Ａ乃至図５Ｄは、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法を説明するための図である。

【0047】

図３に示されたように、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、初期化（Ｉｎｉｔｉａｌ）期間ｔ１、センシング（Ｓｅｎｓｉｎｇ）期間ｔ２、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間ｔ３、及び発光（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）期間ｔ４に区分されて動作し、初期化期間ｔ１、センシング期間ｔ２及びサンプリング期間ｔ３は、それぞれ、１水平周期１Ｈであることがわかる。

【0048】

一方、以下では、図５Ａ乃至図５Ｄに示されたように、第３ノードＮ３に印加される高電位電源電圧は、高電位電源電圧が印加される配線抵抗によって発生するＩＲ Ｄｒｏｐによって、それぞれの期間の間に、高電位電源電圧の値が変わるようになるので、それぞれの期間の間の高電位電源電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、ＶＤＤ３、ＶＤＤ４は、それぞれ異なる値を有するものと仮定する。

【0049】

まず、初期化期間ｔ１の間に、図３に示されたように、ローレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及び第１及び第２発光制御信号Ｅｍ［ｎ］，Ｈ［ｎ］が印加され、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して基準電圧Ｒｅｆが印加される。

【0050】

これによって、図５Ａに示されたように、第１トランジスタＴ１はローレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によってターンオンされ、第２トランジスタＴ２はローレベルの第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］によってターンオンされ、第３トランジスタＴ３はローレベルの第２発光制御信号Ｈ［ｎ］によてターンオンされる。

【0051】

また、第１トランジスタＴ１がターンオンされるので、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して基準電圧Ｒｅｆが供給され、第１ノードの電圧は、基準電圧Ｒｅｆに初期化される。そして、第２トランジスタＴ２がターンオンされるので、第２トランジスタＴ２のソース電極である第３ノードＮ３に印加される高電位電源電圧ＶＤＤ１が、駆動トランジスタＴｄｒのソース電極である第２ノードＮ２に供給される。また、第３トランジスタＴ３がターンオンされることによって、第４ノードＮ４と第５ノードＮ５とが接続される。

【0052】

例えば、初期化期間ｔ１の間に、第４ノードＮ４と第５ノードＮ５とが接続されることによって、有機発光ダイオードＯＬＥＤには電流が流れるが、初期化期間ｔ１が１水平期間１Ｈだけの非常に短い期間であるため、有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光することは視聴者の目には認識されない。単に、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極である第１ノードＮ１の電圧を基準電圧Ｒｅｆに初期化することができる。

【0053】

結局、初期化期間ｔ１の間に、第３トランジスタＴ３がターンオンされることによって、有機発光ダイオードに電流が流れるが、第１トランジスタＴ１がターンオンされることによって、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極である第１ノードＮ１の電圧は、一定の直流電圧である基準電圧Ｒｅｆに初期化される。

【0054】

次に、センシング（Ｓｅｎｓｉｎｇ）期間ｔ２の間に、図３に示されたように、ローレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及び第２発光制御信号Ｈ［ｎ］と、ハイレベルの第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］とが印加される。

【0055】

これによって、図５Ｂに示されたように、第１トランジスタＴ１はローレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によってターンオンされ、第２トランジスタＴ２はハイレベルの第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］によってターンオフされ、第３トランジスタＴ３はローレベルの第２発光制御信号Ｈ［ｎ］によってターンオンされ、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して基準電圧Ｒｅｆが印加される。

【0056】

また、第１トランジスタＴ１がターンオン状態を維持することによって、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して基準電圧Ｒｅｆが供給され、第１ノードの電圧は基準電圧Ｒｅｆを維持する。そして、第２トランジスタＴ２がターンオフされるので、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３との間の直接的な接続は切れるようになるが、高電位電源電圧ＶＤＤ２は、第２キャパシタＣ２の一端である第３ノードＮ３に供給される。また、第３トランジスタＴ３がターンオン状態を維持することによって、第４ノードＮ４と第５ノードＮ５とは接続状態を維持する。

【0057】

例えば、センシング期間ｔ２の間に、第１ノードの電圧は基準電圧Ｒｅｆを維持するが、第２トランジスタＴ２がターンオフされることによって、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３との間の直接的な接続が切れるようになり、初期化期間ｔ１の間に第１及び第２キャパシタＣ１，Ｃ２に保存された電荷が放電されながら、第２ノードＮ２の電圧は、初期化期間ｔ１の間の第２ノードＮ２の電圧である高電位電源電圧ＶＤＤ１よりも小さい電圧に次第に減少するようになる。

【0058】

結局、センシング期間ｔ２の間に、第２ノードＮ２の電圧は、高電位電源電圧ＶＤＤ１よりも小さい電圧に次第に減少し、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極である第１ノードＮ１の電圧である基準電圧Ｒｅｆより駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）の絶対値（｜Ｖｔｈ｜）だけ大きい電圧（Ｒｅｆ＋｜Ｖｔｈ｜）まで減少するようになる。したがって、センシング期間ｔ２が完了する時点に、第１キャパシタＣ１には駆動トランジスタの閾値電圧が保存されるようになる。

【0059】

これは、駆動トランジスタＴｄｒがソースフォロアー方式で接続されているため、駆動トランジスタＴｄｒのソース電極である第２ノードＮ２の電圧が減少する途中、駆動トランジスタＴｄｒがターンオフされるまでの電圧である駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極の電圧である基準電圧Ｒｅｆより駆動トランジスタ閾値電圧（Ｖｔｈ）の絶対値（｜Ｖｔｈ｜）だけ大きい電圧（Ｒｅｆ＋｜Ｖｔｈ｜）まで減少するからである。

【0060】

したがって、センシング期間ｔ２の間に、第１キャパシタＣ１は、駆動トランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）をセンシングする役割を果たす。

【0061】

次に、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間ｔ３の間に、図３に示されたように、ローレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］と、ハイレベルの第１及び第２発光制御信号Ｅｍ［ｎ］、Ｈ［ｎ］とが印加される。

【0062】

これによって、図５Ｃに示されたように、第１トランジスタＴ１はローレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によってターンオンされ、第２及び第３トランジスタＴ２、Ｔ３はハイレベルの第１及び第２発光制御信号Ｅｍ［ｎ］、Ｈ［ｎ］によってターンオフされ、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介してデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］が印加される。

【0063】

また、第１トランジスタＴ１がターンオンされることによって、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介してデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］が供給される。そして、第２トランジスタＴ２がターンオフ状態を維持するので、高電位電源電圧ＶＤＤ３は、第２キャパシタＣ２の一端である第３ノードＮ３に継続して供給される。また、第３トランジスタＴ３がターンオフされることによって、第４ノードＮ４と第５ノードＮ５とは接続が切れるようになり、それによって、有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光がオフされる。

【0064】

例えば、センシング期間ｔ２の間に、第１キャパシタＣ１の一端である第１ノードＮ１に基準電圧Ｒｅｆが供給され、その後、サンプリング期間ｔ３の間に、第１ノードＮ１にデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｎ］が供給されることによって、第１キャパシタＣ１の他端である第２ノードＮ２の電圧もまた変わるようになる。しかし、第１キャパシタＣ１の両端に保存された電圧が一定に維持され、第１及び第２キャパシタが直列接続されているので、第１及び第２キャパシタの静電容量（ｃ１＋ｃ２）の比率によって第２ノードＮ２の電圧が決定される。したがって、第２ノードの電圧は、センシング期間ｔ２の間の第２ノードの電圧（Ｒｅｆ＋｜Ｖｔｈ｜）と第１ノードの電圧の変化量（Ｖｄａｔａ［ｎ］−Ｒｅｆ）と第１及び第２キャパシタの静電容量（ｃ１＋ｃ２）の比率（ｃ１/（ｃ１＋ｃ２））によって、“Ｒｅｆ＋｜Ｖｔｈ｜＋{ｃ１/（ｃ１＋ｃ２）}（Ｖｄａｔａ［ｎ］−Ｒｅｆ）”で表すことができる。したがって、第１キャパシタＣ１の両端には、“Ｖｄａｔａ［ｎ］−[Ｒｅｆ＋｜Ｖｔｈ｜＋{ｃ１/（ｃ１＋ｃ２）}（Ｖｄａｔａ［ｎ］−Ｒｅｆ）]”だけの電圧（ＶＣ１）が保存されるようになる。整理すると、第１キャパシタＣ１の両端に保存される電圧（ＶＣ１）は、“{ｃ２/（ｃ１＋ｃ２）}（Ｖｄａｔａ［ｎ］−Ｒｅｆ）−｜Ｖｔｈ｜”となる。

【0065】

これは、第１キャパシタ及び第２キャパシタの静電容量の比率が、後述する有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄに影響を与えるので、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄがピークである時、静電容量の比率が影響を与えない場合よりさらに大きいデータ電圧が必要であるので、データ電圧による有機発光ダイオードに流れる電流Ｉｏｌｅｄの分解能を向上させることができる。

【0066】

結局、サンプリング期間ｔ３の間に、第１キャパシタは、発光期間ｔ４の間に有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光するのに必要なデータ電圧をサンプリングする役割を果たす。

【0067】

一方、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置に含まれた有機発光ダイオードは、毎フレームごとにそれぞれのスキャンラインのサンプリングが完了した後、直ちに、発光を開始する。

【0068】

言い換えると、各スキャンライン毎にスキャンを完了した後、直ちに発光を開始するもので、図４を参照してより詳細に説明する。

【0069】

図４は、図３に示されたタイミング図を具体化した図である。本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置のスキャンラインの個数がｍ個であると仮定すると、第１番目、第ｎ番目及び第ｍ番目のスキャンラインのそれぞれには、スキャン信号として、Ｓｃａｎ［１］、Ｓｃａｎ［ｎ］及びＳｃａｎ［ｍ］が印加され、それぞれのスキャンラインと交差する一つのデータラインに、第１番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［１］から第ｍ番目のデータ電圧Ｖｄａｔａ［ｍ］まで印加されることがわかる。

【0070】

ここで、データ電圧が印加されるスキャン（Ｓｃａｎ）期間には、各スキャンライン別に初期化（Ｉｎｉｔｉａｌ）期間ｔ１、センシング（Ｓｅｎｓｉｎｇ）期間ｔ２、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間ｔ３、発光（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）期間ｔ４を含むことができる。

【0071】

したがって、各スキャンライン別に該当のデータ電圧のサンプリングが完了した後、直ちに有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光を開始する。

【0072】

次に、発光（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）期間ｔ４の間に、図３に示されたように、ハイレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］と、ローレベルの第１及び第２発光制御信号Ｅｍ［ｎ］、Ｈ［ｎ］とが印加される。

【0073】

これによって、図５Ｄに示されたように、第１トランジスタＴ１はハイレベルのスキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］によってターンオフされ、第２及び第３トランジスタＴ２，Ｔ３はローレベルの第１及び第２発光制御信号Ｅｍ［ｎ］，Ｈ［ｎ］によってターンオンされ、第１トランジスタＴ１のソース電極にデータラインを介して基準電圧Ｒｅｆが印加されるが、第１トランジスタは、ハイレベルのスキャン信号によってターンオフされるので、第１ノードの電圧には何らの影響も与えない。また、第２トランジスタＴ２がターンオンされるので、高電位電源電圧ＶＤＤ４は第３ノードＮ３に直接供給され、第３トランジスタＴ３がターンオンされることによって、第４ノードＮ４と第５ノードＮ５とが接続されて、有機発光ダイオードＯＬＥＤの発光が開始される。

【0074】

したがって、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄは、駆動トランジスタＴｄｒに流れる電流によって決定され、駆動トランジスタに流れる電流は、駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間の電圧（Ｖｇｓ）及び駆動トランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）によって決定され、下記の数学式１のように定義することができる。一方、サンプリング期間ｔ3の間に第１キャパシタＣ１の両端に保存された電圧（ＶＣ１）によって、駆動トランジスタＴｄｒのゲート電極である第１ノードＮ１の電圧は、“ＶＤＤ４＋{ｃ２/（ｃ１＋ｃ２）}（Ｖｄａｔａ［ｎ］−Ｒｅｆ）−｜Ｖｔｈ|”となり得る。

【0075】

【数1】

【0076】

ここで、“Ｋ”は、比例定数として、駆動トランジスタＴｄｒの構造と物理的特性によって決定される値で、駆動トランジスタＴｄｒの移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）、及び駆動トランジスタＴｄｒのチャネル幅（Ｗ）とチャネル長さ（Ｌ）との比である“Ｗ/Ｌ”などによって決定され得る。また、有機発光ダイオード表示装置に含まれたトランジスタがＰＭＯＳタイプのトランジスタである場合、駆動トランジスタの閾値電圧は負の値を有する。一方、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）は、常に一定の値を有するものではなく、駆動トランジスタＴｄｒの動作状態によってばらつきが発生し得る。

【0077】

言い換えると、数学式１から見ると、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、発光期間ｔ４の間に有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄが、駆動トランジスタＴｄｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）の影響を受けず、単に、データ電圧Ｖｄａｔａと基準電圧Ｒｅｆとの差によって決定され得る。また、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、高電位電源電圧が印加される配線抵抗によって発生するＩＲ Ｄｒｏｐによる高電位電源電圧の影響を受けない。

【0078】

一方、図３では、第１乃至第３トランジスタは、スキャン信号Ｓｃａｎ［ｎ］及び別個の第１及び第２発光制御信号Ｅｍ［ｎ］，Ｈ［ｎ］のような制御信号によって動作が制御され、データ電圧が３水平周期（３Ｈ）毎に印加されるものと説明したが、他の実施例において、第２発光制御信号Ｈ［ｎ］は、第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ］の次番目の第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ＋１］であってもよく、データ電圧もまた２水平周期毎に印加可能である。

【0079】

以下では、図６を参照して、他の実施例に係る制御信号について説明する。

【0080】

図６は、図２に示された等価回路に供給される制御信号の他の実施例によるタイミング図である。

【0081】

図６に示されたように、データ電圧は、図４に示されたデータ電圧とは異なり、２水平周期（２Ｈ）毎に次番目のデータ電圧が印加され、基準電圧Ｒｅｆもまた２水平周期（２Ｈ）毎に印加されることがわかる。また、第２発光制御信号Ｈ［ｎ］は、第ｎ＋１番目の第１発光制御信号Ｅｍ［ｎ＋１］であることがわかる。

【0082】

一方、図６に示されたように、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、図５と同様に、初期化（Ｉｎｉｔｉａｌ）期間ｔ１、センシング（Ｓｅｎｓｉｎｇ）期間ｔ２、サンプリング（Ｓａｍｐｌｉｎｇ）期間ｔ３、及び発光（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）期間ｔ４に区分されて動作するが、サンプリング期間ｔ３のみ１水平周期（１Ｈ）であり、初期化期間ｔ１及びセンシング期間ｔ２を合わせた期間が１水平周期であることがわかる。

【0083】

したがって、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、駆動トランジスタの動作状態による閾値電圧のばらつき及びＩＲ Ｄｒｏｐによる高電位電源電圧のばらつきを補償することによって、有機発光ダイオードに流れる電流を一定に維持して、画質の低下を防止することができる。

【0084】

また、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置は、補償回路を構成するトランジスタ及びキャパシタの個数が少ないので、大面積に適する。

【0085】

図７は、本発明の実施例に係る有機発光ダイオード表示装置の閾値電圧のばらつきによる電流の変化を説明するための図である。

【0086】

図７に示されたように、有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れる電流Ｉｏｌｅｄの大きさはデータ電圧Ｖｄａｔａに比例するが、同一のデータ電圧Ｖｄａｔａでは、閾値電圧（Ｖｔｈ）のばらつきｄＶｔｈによって大きく変化しないことがわかる。

【0087】

本発明の属する技術分野における当業者は、上述した本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということが理解されるであろう。

【0088】

したがって、以上記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれる全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に属するものと解釈しなければならない。

【符号の説明】

【0089】

Ｔ１〜Ｔ３ 第１乃至第３トランジスタ
Ｃ１、Ｃ２ 第１及び第２キャパシタ
Ｔｄｒ 駆動トランジスタ
ＯＬＥＤ 有機発光ダイオード
ＶＤＤ 高電位電源電圧
ＶＳＳ 低電位電源電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】