(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】データ信号を伝達する複数のデータラインＤと、データラインＤ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Ｇと、複数のデータラインＤ及び複数のゲートラインＧによって画定された複数の画素とを有する有機電界発光表示装置が提供され、各画素は、ゲート端子がデータラインＤに接続され、ドレイン端子がゲートラインＧに接続されるトランジスタＴ３と、トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２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４
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【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画素とを有する有機電界発光表示装置において、
各前記画素は、
ゲート端子が前記データラインに接続され、ドレイン端子が前記ゲートラインに接続されるトランジスタと、
前記トランジスタのソース端子に流れる電流の量に応じて発光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】
前記データラインを通じて前記トランジスタのゲート端子に印加される電圧レベルによって前記トランジスタのソース端子に流れる電流の量が決まることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３】
前記ゲートラインを通じて前記トランジスタのドレイン端子には第１及び第２電圧が印加され、
前記第１電圧が印加される場合には、前記トランジスタのソース端子には電流が流れず、
前記第２電圧が印加される場合には、前記トランジスタのソース端子には電流が流れることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項４】
前記第１電圧は、前記トランジスタのしきい値電圧より低い電圧レベルであることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項５】
前記第２電圧は、前記トランジスタのゲート端子に印加される電圧と前記しきい値電圧との電圧レベル差より高い電圧レベルであることを特徴とする請求項３に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及び画質低下を防止するように構成した有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、ＣＲＴを代替する表示素子として開発されており、その使用率も徐々に増大している。液晶表示装置は、自ら光を出す表示装置ではないので、別途の光源を必要とし、そのため、消費電力が多く、薄型化にも限界がある。また、液晶表示装置は、液晶の反応によって画像を表示しているので、液晶の応答時間のために高速動画映像の表示には限界があり、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た。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た際、光を放出する現象を利用したものである。
【０００３】
以下、図１を参照しながら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簡略構成を示すブロック図である。
【０００５】
図１に示すように、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、パネル１１に接続されるデータドライバ１３、及びこれらのドライバを制御するタイミング制御部１４を備える。パネル１１は、平行に配列される複数のゲートラインＧ１、Ｇ２、…、Ｇｍ-１、Ｇｍ、及びこ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を備える。このように、マトリックス状に配列されるゲートラインＧ１、Ｇ２、…、Ｇｍ-１、Ｇｍ及びデータラインＤ１、Ｄ２、…、Ｄｎ-１、Ｄｎにより囲まれた各領域には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り、図３は１フレーム期間中の各画素の動作を示す波形図である。
【０００７】
図２に示すように、従来の有機電界発光表示装置において、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と接続され、ゲート端子がゲートラインＧと接続され、ゲートラインＧに入力されるゲート信号ｇaｔe１によって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は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ｄａｔａ１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Ｖｄｄ端子に接続され、データ信号ｄａｔａ１を１フレーム期間維持する。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、ドレイン端子が外部電圧Ｖｄｄ端子に接続され、スイッチングトランジスタＴ１から入力されるデータ信号及びキャパシタＣに充電された電荷によるデータ信号によって、即ち、スイッチングトランジスタＴ１とキャパシタＣとの共通接続ノードＰのデータ信号ｄａｔａ２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ｄａｔａ２によってターンオンされる場合、駆動トランジスタＴ２は外部電圧Ｖｄｄ端子から流れる電流の量を調節しながら該電流を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は伝えられる電流ｉ１の量に比例する強さの光Ｉ１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のソース端子に接続され、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１のカソードは共通カソード端子Ｖｃａ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では、ゲート信号ｇａｔｅ１によって画素がターンオンされると、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の共通接続ノードＰのデータ信号ｄａｔａ２によって１フレーム期間中に常にターンオン状態に維持されて、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１に電流ｉ１を絶え間なく印加する。そのため、駆動トランジスタＴ２は特性が劣化してしきい値電圧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の出力電流に変化をもたらし、その結果、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１の放射する光Ｉ１の均一性が落ちて画質が低下し、また、有機発光ダイオードＯＬＥＤ１の寿命が短くなって有機電界発光表示装置自体の寿命が短縮することになる。
【００１０】
また、従来の有機電界発光表示装置では、データラインＤを通じてデータ信号ｄａｔａ１が各画素に連続的に入力されるので、この入力されるデータ信号によって各画素の有機発光ダイオードＯＬＥＤ１は光を連続的に放射して画像信号に対応した画像を連続的に表示させる。このため、従来の有機電界発光表示装置の使用者は、実際には、連続する第１フレームと第２フレームとの画像信号の中間輝度値に相応する画像を感知することになり、その結果、表示画面がぼんやりと見える。このような現象は高速動画映像を再生する場合に一層深刻になる。
【００１１】
これらの問題を解決するために、トランジスタの数を増大させてトランジスタの特性劣化を補償する技術が提案されたが、この技術はトランジスタ数の増大によって開口率が減少し、各画素の構造が複雑になるといった問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記した従来の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、寿命を伸ばし、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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような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によって画定された複数の画素とを有する有機電界発光表示装置が提供され、各前記画素は、ゲート端子が前記データラインに接続され、ドレイン端子が前記ゲートラインに接続されるトランジスタと、前記トランジスタのソース端子に流れる電流の量に応じて発光する有機発光手段とを備える。
【００１４】
前記構成において、前記データラインを通じて前記トランジスタのゲート端子に印加される電圧レベルによって、前記トランジスタのソース端子に流れる電流の量が決まる。
【００１５】
前記構成において、前記ゲートラインを通じて前記トランジスタのドレイン端子には第１及び第２電圧が印加され、前記第１電圧が印加される場合には、前記トランジスタのソース端子には電流が流れず、前記第２電圧が印加される場合には、前記トランジスタのソース端子には電流が流れる。
【００１６】
前記構成において、前記第１電圧は前記トランジスタのしきい値電圧より低いレベルである。
【００１７】
前記構成において、前記第２電圧は、前記トランジスタのゲート端子に印加される電圧と前記しきい値電圧との電圧レベル差より高い電圧レベルである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の有機電界発光表示装置によれば、ゲート信号を駆動トランジスタのドレイン端子に、データ信号を駆動トランジスタのゲート端子に入力させて、１フレームの期間中に駆動トランジスタのターンオフ期間を設けることにより、駆動トランジスタの特性劣化を防止することができ、その結果、有機電界発光表示装置の寿命を延ばすことが可能となる。また、駆動トランジスタの特性劣化の防止及び有機発光ダイオードのブラックパターンを通じて有機電界発光表示装置の画質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】
【００１９】
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説明する。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。
【００２０】
図４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。
【００２１】
本実施の形態に係る有機電界発光表示装置の各画素は、駆動トランジスタＴ３及び有機発光ダイオードＯＬＥＤ２を備える。駆動トランジスタＴ３は、ゲート端子がデータラインＤに接続され、ドレイン端子がゲートラインＧに接続され、また、ソース端子が有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に接続される。有機発光ダイオードＯＬＥＤ２のアノードは、駆動トランジスタＴ３のソース端子に接続され、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２のカソードは共通カソード端子Ｖｃaに接続される。
【００２２】
このような本実施の形態に係る有機電界発光表示装置の各画素において、駆動トランジスタＴ３は、ゲートラインＧを通じて入力されるゲート信号ｇａｔｅ２によってそのドレイン端子に所定レベルの電圧が印加される場合、ターンオンされる。このようにターンオンされると、駆動トランジスタＴ３は、データラインＤを通じて入力されるデータ信号ｄａｔａ３によってそのゲート端子にデータ電圧が印加される。このデータ電圧によって駆動トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２の量が変わる。そして、ソース端子に流れる電流ｉ２は有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に伝達され、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は駆動トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２の量に比例する強さの光Ｉ２を放射する。
【００２３】
以下、図５を参照しながら本実施の形態に係る有機電界発光表示装置に備えられた各画素の動作を説明する。
【００２４】
ゲートラインＧを通じてゲート信号ｇａｔｅ２は駆動トランジスタＴ３のドレイン端子に入力され、データラインＤを通じてデータ信号ｄａｔａ３は駆動トランジスタＴ３のゲート端子に入力される。ゲート信号ｇａｔｅ２は第１及び第２電圧Ｖｇl、Ｖｇｈレベルのいずれかであり、データ信号ｄａｔａ３は第３電圧Ｖｄl及び第４電圧Ｖｄｈ間のレベルである。ゲート信号ｇａｔｅ２が第２電圧Ｖｇｈのレベルである場合、第２電圧Ｖｇｈは駆動トランジスタＴ３のドレイン端子に印加されて駆動トランジスタＴ３をターンオンさせる。そして、駆動トランジスタＴ３のゲート端子に印加されたデータ信号ｄａｔａ３の電圧レベルによって駆動トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２の大きさが決まる。この際、駆動トランジスタＴ３が飽和状態で動作するように、第２電圧Ｖｇｈは下記の条件を満たす。
【００２５】
Ｖｇｈ≧Ｖｄｈ−Ｖｔｈ
ここで、Ｖｔｈは駆動トランジスタＴ３のしきい値電圧を表す。
【００２６】
このように駆動トランジスタＴ３が飽和状態で動作する場合、駆動トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２の大きさは下記の式によって決まる。
【００２７】
【数１】
2006178420.tif 000003
ここで、ｋは駆動トランジスタＴ３におけるキャリアの移動度、Ｃｇは駆動トランジスタＴ３におけるゲート絶縁層のキャパシタンス、Ｗは駆動トランジスタＴ３におけるチャネル幅、Ｌは駆動トランジスタＴ３におけるチャネル長、Ｖｇｓは駆動トランジスタＴ３におけるゲート端子及びソース端子間の電圧を表す。
【００２８】
駆動トランジスタＴ３のゲート端子に印加される電圧レベルはデータ信号ｄａｔａ３に応じて変化し、上記式においてＶｇｓの値はデータ信号ｄａｔａ３によって決まる。これによって、駆動トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２の大きさもデータ信号ｄａｔａ３によって決まる。このようにデータ信号ｄａｔａ３によって大きさが決定された電流ｉ２は有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に印加される。即ち、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は、データ信号ｄａｔａ３に応じて変化する電流ｉ２の大きさに比例する強さの光Ｉ２を放射する。
【００２９】
ゲート信号ｇaｔe２が第２電圧Ｖｇｈから第１電圧Ｖｇlに変化すると、駆動トランジスタＴ３はターンオフされ、そのソース端子では電流ｉ２が遮断される。結果的に、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に電流ｉ２が印加されていないので、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は光Ｉ２を放射しない。
【００３０】
１フレーム期間中に各画素が上記のように動作した後、次のフレームのデータ信号ｄａｔａ３が入力される前に、データ信号ｄａｔａ３は第３電圧Ｖｄｌのレベルになる。ここで、第３電圧Ｖｄｌは駆動トランジスタＴ３のしきい値電圧Ｖｔｈより低いレベルである。データ信号ｄａｔａ３が第３電圧Ｖｄｌのレベルである期間では、駆動トランジスタＴ３は完全にターンオフされる。その結果、有機電界発光表示装置はブラックパターンを有する。
【００３１】
このように、本実施の形態に係る有機電界発光表示装置において、各画素は１つの駆動トランジスタＴ３と有機発光ダイオードＯＬＥＤ２とを備えることにより、各画素の構造が簡素化される。ゲートラインＧを通じて入力されるゲート信号ｇaｔe２を駆動トランジスタＴ３のドレイン端子に印加することにより、駆動トランジスタＴ３をターンオン又はターンオフさせる。また、データラインＤを通じて入力されるデータ信号ｄａｔａ３を駆動トランジスタＴ３のゲート端子に印加することにより、駆動トランジスタＴ３のゲート電圧レベルを変更して、駆動トランジスタＴ３のソース端子に流れる電流ｉ２の大きさを変化させる。即ち、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２に伝達される電流ｉ２の大きさはデータ信号ｄａｔａ３によって決定され、そして、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は電流ｉ２の大きさに比例した強度の光Ｉ２を放射する。このようなゲート信号ｇaｔe２とデータ信号ｄａｔａ３とによって、駆動トランジスタＴ３は１フレームの期間中にターンオン及びターンオフする期間を有する。従って、駆動トランジスタの特性劣化を防止することができる。また、駆動トランジスタＴ３がターンオフされる期間では、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２が完全に光Ｉ２を放射しないのでブラックパターンの期間も存在することとなる。
【００３２】
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範囲と分野から逸脱しない範囲内で本発明を様々に改変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】
【００３３】
【図１】従来の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】図２に示す各画素の動作波形を示す波形図である。
【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各画素の構成を示す回路図である。
【図５】図４に示す各画素の動作波形を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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