(57)【要約】【課題】画素に備えられたトランジスタの特性劣化による画質低下を防止できる有機電界発光表示装置を提供すること。【解決手段】各画素は、ドレインがデータラインＤに、ゲートがゲートラインＧに接続されるトランジスタＴ３と、ソースがＴ３のソースに接続され、ゲートに前の画素のゲート信号が入力されるランジスタＴ４と、Ｔ３及びＴ４のソースに一端が接続されるキャパシタＣ２と、ソースがＴ４のドレインに接続され、ドレインに外部電圧が、ゲートに制御信号が入力されるトランジスタＴ５と、ドレインがＴ５のソースに、ゲートがＴ３及びＴ４の共通ソース端子に接続されるトランジスタＴ７と、ドレインがＴ７のソース及びＣ２の他端に、ソースが接地端子に接続され、ゲートに前記ゲート信号が入力されるトランジスタＴ６と、Ｔ７のソースに流れる電流の量に応じて発光する有機発光手段ＯＬＥＤ２とを備える。【選択図】図３
2006309149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を伝達する複数のデータラインと、複数の前記データラインと交叉するように配列されてゲート信号を伝達する複数のゲートラインと、複数の前記データライン及び複数の前記ゲートラインによって画定された複数の領域に形成された複数の画素とを有する有機電界発光表示装置において、
複数の前記画素のうちの各々の第１画素は、
ドレイン端子が前記データラインに接続され、ゲート端子が前記ゲートラインに接続される第１スイッチングトランジスタと、
ソース端子が前記第１スイッチングトランジスタのソース端子と接続され、ゲート端子に前記第１画素よりも前に駆動される第２画素のゲート信号が入力される第２スイッチングトランジスタと、
前記第１及び前記第２スイッチングトランジスタの共通ソース端子と一端が接続されるキャパシタと、
ソース端子が前記第２スイッチングトランジスタのドレイン端子と接続され、ドレイン端子に外部電圧が入力され、ゲート端子に制御信号が入力される第３スイッチングトランジスタと、
ドレイン端子が前記第３スイッチングトランジスタのソース端子と接続され、ゲート端子が前記第１及び前記第２スイッチングトランジスタの前記共通ソース端子と接続される駆動トランジスタと、
ドレイン端子が前記駆動トランジスタのソース端子及び前記キャパシタの他端と接続され、ソース端子が接地端子と接続され、ゲート端子に前記第２画素のゲート信号が入力される第４スイッチングトランジスタと、
前記駆動トランジスタのソース端子に接続され、前記駆動トランジスタのソース端子に流れる電流の量に応じて光を発する有機発光手段とを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置 。
【請求項２】
前記制御信号は、前記第２画素のゲート信号又は前記第１画素のゲート信号が印加されるタイミングで、レベルが遷移するパルス信号であることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３】
前記制御信号は、前記第２画素のゲート信号が印加されるまで一定のレベルを維持することを特徴とする請求項２記載の有機電界発光表示装置。
【請求項４】
前記制御信号は、前記第２画素のゲート信号が印加されている間ではローレベルを維持し、前記第１画素のゲート信号が印加されている間ではハイレベルを維持することを特徴とする請求項２記載の有機電界発光表示装置。
【請求項５】
前記キャパシタは、前記第２画素のゲート信号が印加されている間では、前記駆動トランジスタのしきい値電圧によって電荷が充電され、前記第１画素のゲート信号が印加されている間では、前記データ信号による電圧及び前記しきい値電圧を加算した電圧によって電荷が充電されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光表示装置に関し、より詳細には、各画素に備えられたトランジスタの特性劣化による画質低下を防止するように構成される有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＣＲＴを代替する表示素子として、液晶表示装置が既に開発されており、その使用率がますます増大している。液晶表示装置は自ら光を出す表示装置ではないので光源を必要とし、そのため、消費電力が高く、薄型化にも限界がある。また、液晶表示装置は液晶の反応により画像信号を表示するので、液晶の応答時間のために高速動画像の表示に限界があり、さらに、視野角にも限界がある。このような液晶表示装置を代替する表示素子として、有機電界発光(ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ) 表示装置が開発されている。有機電界発光表示装置は特定の有機物質または高分子物質に電界を加えると、光を放出する現象を用いたものである。
【０００３】
以下、図１を参照して有機電界発光表示装置を説明する。
【０００４】
図１は、有機電界発光表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【０００５】
図１に示されるように、有機電界発光表示装置は、パネル１１、パネル１１に接続されるゲートドライバ１２、データドライバ１３、及びこれらの構成要素１１、１２、１３を制御するタイミング制御部１４を備える。パネル１１は、平行するように配列される複数のゲートラインＧ１、Ｇ２、…、Ｇｍ-１、Ｇｍ 及びそれらのゲートラインＧ１、Ｇ２、…、Ｇｍ-１、Ｇｍと交叉するように配列される複数のデータラインＤ１、Ｄ２、…、Ｄｎ-１、Ｄｎを有する。このようにマトリックス形状に配列されるゲートラインＧ１、Ｇ２、…、Ｇｍ-１、ＧｍとデータラインＤ１、Ｄ２、…、Ｄｎ-１、Ｄｎとにより囲まれた各領域にはそれぞれ単位画素が形成されている。
【０００６】
図２は、従来の有機電界発光表示装置の各画素の構成を示す回路図である。
【０００７】
図２に示されるように、従来の有機電界発光表示装置の各画素は、スイッチングトランジスタＴ１、キャパシタＣ、駆動トランジスタＴ２、及び有機発光ダイオードＯＬＥＤ１を備える。
【０００８】
スイッチングトランジスタＴ１は、ドレイン端子がデータラインＤに接続され、ゲート端子がゲートラインＧに接続され、ゲートラインＧから伝えられるゲート信号によりターンオン又はターンオフされる。スイッチングトランジスタＴ１がターンオンされる場合、データラインＤから伝えられるデータ信号をキャパシタＣ及び駆動トランジスタＴ２に伝達する。キャパシタＣは外部電圧を供給するパワーラインＰに接続されてデータ信号を１フレームの期間維持させる。駆動トランジスタＴ２は、ゲート端子がスイッチングトランジスタＴ１のソース端子及びキャパシタＣに接続され、ドレイン端子がパワーラインＰに接続され、スイッチングトランジスタＴ１から印加されるデータ信号とキャパシタＣに充電された電荷によるデータ信号とによって、即ち、スイッチングトランジスタＴ１及びキャパシタＣの共通接続端子の電圧（データ信号）によってターンオン又はターンオフされる。このようなデータ信号によって駆動トランジスタＴ２がターンオンされる場合、駆動トランジスタＴ２はパワーラインＰに流れる電流の量を調節して有機発光ダイオードＯＬＥＤ１に伝達する。その結果、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１は伝えられてくる電流ｉ１の量に比例して光を放射する。ここで、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１のアノードは駆動トランジスタＴ２のソース端子と接続され、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１のカソードは接地端子ＧＮＤに接続される。
【０００９】
このような従来の有機電界発光表示装置において、ゲート信号により画素がターンオンされると、該画素に備えられた駆動トランジスタＴ２はスイッチングトランジスタＴ１及びキャパシタＣの共通接続端子のデータ信号によって１フレームの期間常にターンオンされて、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１に持続的に電流ｉ１を印加し続ける。それによって、駆動トランジスタＴ２の特性が劣化して駆動トランジスタＴ２のしきい値電圧Ｖｔｈが変わることになる。このようなしきい値電圧Ｖｔｈの変化は駆動トランジスタＴ２の出力電流の変化をもたらし、よって、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１が放射する光の均一性及び輝度が低下して画質が劣化し、且つ、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１の寿命が低下して有機電界発光表示装置の寿命を短縮させてしまうという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来の技術に係る有機電界発光表示装置に内在していた問題を解決するために案出されたものであって、画素に備えられた駆動トランジスタの特性劣化を防止することにより、装置の寿命を延ばし、画質を向上させることができる有機電界発光表示装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明により、データ信号を伝達する複数のデータラインと、複数の前記データラインと交叉するように配列されてゲート信号を伝達する複数のゲートラインと、複数の前記データライン及び複数の前記ゲートラインとによって画定された複数の領域に形成された複数の画素を有する有機電界発光表示装置が提供され、複数の前記画素のうちの各々の第１画素は、ドレイン端子が前記データラインに接続され、ゲート端子が前記ゲートラインに接続される第１スイッチングトランジスタと、ソース端子が前記第１スイッチングトランジスタのソース端子と接続され、ゲート端子に前記第１画素よりも前に駆動される第２画素のゲート信号が入力される第２スイッチングトランジスタと、前記第１及び前記第２スイッチングトランジスタの共通ソース端子と一端が接続されるキャパシタと、ソース端子が前記第２スイッチングトランジスタのドレイン端子と接続され、ドレイン端子に外部電圧が入力され、ゲート端子に制御信号が入力される第３スイッチングトランジスタと、ドレイン端子が前記第３スイッチングトランジスタのソース端子と接続され、ゲート端子が前記第１及び前記第２スイッチングトランジスタの前記共通ソース端子と接続される駆動トランジスタと、ドレイン端子が前記駆動トランジスタのソース端子及び前記キャパシタの他端と接続され、ソース端子が接地端子と接続され、ゲート端子に前記第２画素のゲート信号が入力される第４スイッチングトランジスタと、前記駆動トランジスタのソース端子に接続され、前記駆動トランジスタのソース端子に流れる電流の量に応じて光を発する有機発光手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記の構成において、前記第２画素のゲート信号又は前記第１画素のゲート信号が印加されるタイミングで、レベルが遷移するパルス信号である。
【００１３】
前記の構成において、前記制御信号は前記第２画素のゲート信号が印加されるまで一定のレベルを維持する。
【００１４】
前記制御信号は、前記第２画素のゲート信号が印加されている間ではローレベルを維持し、前記第１画素のゲート信号が印加されている間ではハイレベルを維持する。
【００１５】
前記の構成において、前記キャパシタは、１つ前の前記画素のゲート信号が印加される間では、前記駆動トランジスタのしきい値電圧に相当する電荷が充電され、現在の前記画素のゲート信号が印加される間では、前記データ信号に対応する電荷が更に充電される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、駆動トランジスタの長時間に亘るストレスに起因するしきい値電圧の変化による出力電流の変化を防止することにより、画面の明るさなど画質の低下を防止できると共に、デバイスの寿命及び信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を詳述する。なお、以下の説明及び図面において、同じ参照符号は同じ又は同様の構成要素を示すこととし、よって、同じ又は同様の構成要素に関する説明を省略する。
【００１８】
図３は、本発明の好ましい実施の形態に係る有機電界発光表示装置の各画素の構成を示す回路図である。
【００１９】
図３に示されるように、本実施の形態に係る有機電界発光表示装置の各画素は、第１〜第４スイッチングトランジスタＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、キャパシタＣ２、駆動トランジスタＴ７、及び有機発光ダイオードＯＬＥＤ２を備える。
【００２０】
第１スイッチングトランジスタＴ３は、ドレイン端子がデータラインＤと接続され、ゲート端子がゲートラインＧに接続され、ゲートラインＧから伝えられる第１ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎによってターンオン又はターンオフされる。 
【００２１】
第１スイッチングトランジスタＴ３のソース端子は第２スイッチングトランジスタＴ４のソース端子と接続され、かつ、駆動トランジスタＴ７のゲート端子及びキャパシタＣ２の一側の端子とも接続される。
【００２２】
キャパシタＣ２は、第１スイッチングトランジスタＴ３から伝えられてきたデータ信号Ｖｄａｔａによって充電され、１フレーム期間の間データ信号Ｖｄａｔａを維持させる。
【００２３】
第２トランジスタＴ４のドレイン端子は第３スイッチングトランジスタＴ５のソース端子と接続されると共に、駆動トランジスタＴ７のドレイン端子と接続される。また、第２トランジスタＴ４は、ゲート端子に伝えられる１つ前の画素のゲート信号である第２ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ−１によってターンオン又はターンオフされる。  
【００２４】
第３スイッチングトランジスタＴ５は、ドレイン端子に外部電圧ＶＤＤ を受信し、ゲート端子に制御信号Ｖｃを受信し、このゲート端子に転送されてくる制御信号Ｖｃによってターンオン又はターンオフされる。ここで、第２ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ−１が入力されると、制御信号Ｖｃは、ハイレベル状態からローレベル状態に遷移する。また、ローレベル状態の制御信号Ｖｃは、注目画素の第１ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎが入力されると、再度ハイレベル状態に復帰する。
【００２５】
駆動トランジスタＴ７のソース端子は、キャパシタＣ２の一側の端子と接続され、かつ、第４スイッチングトランジスタＴ６のドレイン端子及び有機発光ダイオードＯＬＥＤ２のアノードと接続される。また、第４スイッチングトランジスタＴ６は、ソース端子が接地端子ＧＮＤと接続され、ゲート端子に第２ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ−１が入力され、受信した第２ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ−１によってターンオン又はターンオフされる。そして、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２のカソードは接地端子ＧＮＤに接続される。
【００２６】
上記のような構成を有する本実施の形態に係る有機電界発光表示装置は、駆動トランジスタＴ７のしきい値電圧Ｖｔｈを使用する期間、即ち第２ゲート信号が印加される期間、及び有機発光ダイオードＯＬＥＤ２が発光する期間に区分して異なる動作をする。
【００２７】
以下、上記の本実施の形態に係る有機電界発光表示装置の動作を図４を参照して説明する。図４は本実施の形態に係る有機電界発光表示装置の動作を説明する波形図である。
【００２８】
まず、本実施の形態に係る有機電界発光表示装置が駆動トランジスタＴ７のしきい値電圧Ｖｔｈを使用する期間（ａ）での動作を説明する。
【００２９】
ハイレベルにイネーブルされた１つ前の画素のゲート信号である第２ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ−１は第２スイッチングトランジスタＴ４及び第４スイッチングトランジスタＴ６をターンオンさせて、図５Ａに示すような電圧パスを形成させる。従って、駆動トランジスタＴ７はダイオードコネクションとなり、この際、駆動トランジスタＴ７のソース端子(ノードＢ)の電圧は接地レベルＧＮＤとなり、ゲート端子(ノードＡ)はトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈのレベルを維持する。さらに、第１ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ 及び制御信号Ｖｃがローレベルであるディセイブル状態にあるので、これらをそれぞれ受信する第１スイッチングトランジスタＴ３及び第３スイッチングトランジスタＴ５はターンオフ状態を維持する。従って、外部電圧ＶＤＤは画素の内部に印加されない。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る有機電界発光表示装置の有機発光ダイオードＯＬＥＤ２が発光する期間（ｂ）での動作を説明する。
【００３１】
有機発光ダイオードＯＬＥＤ２が発光する期間では、第２ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎ−１がローレベルにディセイブルされて、これを受信する第２及び第４スイッチングトランジスタＴ４、Ｔ６がターンオフされる。併せて、第１ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎはハイレベルで入力されるので、第３スイッチングトランジスタＴ５に入力される制御信号Ｖｃをハイレベルにイネーブルさせて、図５Ｂに示すような電圧パスを形成させる。従って、第１スイッチングトランジスタＴ３、第３スイッチングトランジスタＴ５及び駆動トランジスタＴ７がターンオンされて、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は光を放射することになる。言い換えると、第１ゲート信号Ｓｃａｎ＿ｎが入力されると、第１スイッチングトランジスタＴ３がターンオンされて、データラインＤを通じて印加されたデータ信号Ｖｄａｔａが第１スイッチングトランジスタＴ３のソース端子(ノードＡ)に伝えられる。その結果、第１スイッチングトランジスタＴ３のソース端子(ノードＡ)の電圧は駆動トランジスタＴ７のしきい値電圧Ｖｔｈとデータ信号による電圧Ｖｄａｔａとが合算された電圧となり、かつ、この合算された電圧は駆動トランジスタＴ７のゲート及びキャパシタＣ２に伝えられる。従って、外部電圧ＶＤＤが駆動トランジスタＴ７を通じて、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に伝えられることにより、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は光を放出する。ここで、キャパシタＣ２は充電された電荷、即ち、データ信号Ｖｄａｔａによる電圧としきい値電圧Ｖｔｈとが合算された電圧によって充電された電荷を放電させることにより、画素にデータ信号Ｖｄａｔａが印加されなくてもデータ信号Ｖｄａｔａを１フレームの期間維持させる。
【００３２】
また、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２が発光する期間において、駆動トランジスタＴ７に流れる電流Ｉｄｓは、下記の式により決まる。
【００３３】
Ｉｄｓ ＝ ｋ(Ｖｇｓ−Ｖｔｈ)２ 、ここで、
【００３４】
【数１】
2006309149.tif 000003
なお、上記式において、Ｖｇｓはソースを基準としたゲート電圧を、ｕは駆動トランジスタＴ７の移動度を、Ｃｉは単位面積当たりのゲート容量を、Ｗ／Ｌはトランジスタの大きさ（Ｗはチャンネル幅、Ｌはチャンネル長）をそれぞれ表す。
【００３５】
上記の式から分かるように、駆動トランジスタＴ７に流れる電流Ｉｄｓは下記の通りである。
【００３６】
Ｉｄｓ＝ｋ(Ｖｇｓ−Ｖｔｈ)２
＝ｋ{(Ｖｄａｔａ＋Ｖｔｈ)−（Ｖｅl−Ｖｔｈ）}２
＝ｋ(Ｖｄａｔａ−Ｖｅl)２
ここで、Ｖｅlは、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２の駆動電圧であり。
【００３７】
上記の式から分るように、駆動トランジスタＴ７に流れる電流Ｉｄｓは、しきい値電圧Ｖｔｈの変化に関係なくその値が決まる。言い換えると、キャパシタＣ２に充電された電荷、即ち、データ信号Ｖｄａｔａによる電圧と駆動トランジスタＴ７のしきい値電圧Ｖｔｈとが合算された電圧によって充電された電荷を駆動トランジスタＴ７のゲート端子に印加することにより、駆動トランジスタＴ７の特性劣化により生じるしきい値電圧Ｖｔｈの変化とは無関係に有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に安定した電流Ｉｄｓを供給することができる。
【００３８】
以上では、本発明を特定の実施の形態に関連して図示し、説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲により定められる技術的思想と分野を逸脱しない範囲内で、上記の実施の形態を多様に改造及び変形できることは、当技術分野で通常の知識を有する者であれば容易に分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】有機電界発光表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】従来の有機電界発光表示装置の各画素の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る有機電界発光表示装置の各画素の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る有機電界発光表示装置の動作を示す波形図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態に係る有機電界発光表示装置の動作期間別の電圧パスを示す回路図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態に係る有機電界発光表示装置の動作期間別の電圧パスを示す回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  パネル
１２  ゲートドライバ
１３  データドライバ
１４  タイミング制御部
Ｔ３    第１スイッチングトランジスタ
Ｔ４    第２スイッチングトランジスタ
Ｔ５    第３スイッチングトランジスタ
Ｔ６    第４スイッチングトランジスタ
Ｔ７、Ｔ２    駆動トランジスタ
ＯＬＥＤ１、ＯＬＥＤ２    有機発光ダイオード
【図１】
2006309149.tif 000004
【図２】
2006309149.tif 000005
【図３】
2006309149.tif 000006
【図４】
2006309149.tif 000007
【図５Ａ】
2006309149.tif 000008
【図５Ｂ】
2006309149.tif 000009