(57)【要約】【課題】　画像ディスプレイの長時間に亙る動作時間後でも駆動トランジスタのしきい値電圧を安定値に保持する。【解決手段】　発光装置用駆動回路は、駆動トランジスタと、第１及び第２トランジスタと、保持用キャパシタとを有する。発光装置を駆動トランジスタに直列に結合して発光路を形成する。駆動トランジスタのオン／オフ状態により、発光路の導通状態及びオン／オフ状態を決定する。第１トランジスタはデータラインに結合されたソース領域と、駆動トランジスタのゲートに結合されたドレイン領域と、第１走査ラインに結合されたゲートとを有する。第２トランジスタは基準低電圧の点に結合されたソース領域と、駆動トランジスタのゲートに結合されたドレイン領域と、第２走査ラインに結合されたゲートとを有する。第１及び第２走査ラインのパルスは互いに同じ周波数を有し、これらのパルス間には遅延時間がある。前記保持用キャパシタは駆動トランジスタのゲートに結合して電圧状態を保持する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　アクティブマトリックス有機発光ダイオードに用いるのに適している発光装置用駆動回路が、
　ノードに結合されたゲートを有する駆動トランジスタと、
　この駆動トランジスタに直列に結合されて発光路を形成する発光装置であって、前記発光路がシステムの高電圧の点とシステムの低電圧の点との間に接続され、前記駆動トランジスタが動作させられた際に発光装置がシステムの高電圧により駆動されて発光するようにした当該発光装置と、
　前記ノードに結合され、前記駆動トランジスタのオン／オフ状態を保持する保持用キャパシタと、
　前記ノードを介して互いに直列に接続された第１トランジスタ及び第２トランジスタを有するシステム駆動路であって、前記第１トランジスタは第１走査クロックパルスを受けるゲートを有し、前記第２トランジスタは第２走査クロックパルスを受けるゲートを有しており、これら第１及び第２走査クロックパルスは互いに同じ周波数を有し、第２走査クロックパルスは第１走査クロックパルスからある遅延時間だけ遅延されているようにする当該システム駆動路と
を具えており、
　前記第１トランジスタが第１走査クロックパルスの複数のパルスにより動作させられると、画像表示を行なうための前記駆動トランジスタの動作を制御するために、１フレームに相当するデータ電圧が前記ノードに入力され、
　前記第２トランジスタが第２走査クロックパルスの複数のパルスにより動作させられると、前記駆動トランジスタをスイッチオフするスイッチオフ電圧が前記ノードに入力されるようになっている発光装置用駆動回路。
【請求項２】
　請求項１に記載の発光装置用駆動回路において、前記スイッチオフ電圧が前記データ電圧よりも低い正電圧を有している発光装置用駆動回路。
【請求項３】
　ゲートを有する駆動トランジスタと、
　この駆動トランジスタに直列に結合されて発光路を形成する発光装置であって、駆動トランジスタのオン／オフ状態が発光路のオン／オフ状態を決定するようになっている当該発光装置と、
　データラインに結合されたソース領域と、前記駆動トランジスタのゲートに結合されたドレイン領域と、第１走査ラインに結合されたゲートとを有する第１トランジスタと、
　基準低電圧の点に結合されたソース領域と、前記駆動トランジスタのゲートに結合されたドレイン領域と、第２走査ラインに結合されたゲートとを有する第２トランジスタであって、前記第１及び第２走査ラインに供給されるクロックパルスは互いに同じ周波数を有し、第２走査ラインに供給されるクロックパルスが第１走査ラインに供給されるクロックパルスからある遅延時間だけ遅延されるようになっている当該第２トランジスタと、
　前記駆動トランジスタのゲートに結合され、その電圧状態を保持する保持用キャパシタと
を具えている発光装置用駆動回路。
【請求項４】
　発光ユニットと制御トランジスタとを有する発光装置を駆動する駆動回路の駆動方法であって、前記制御トランジスタを走査ライン及びデータラインにより制御して制御信号を発光ユニットの入力端子に出力するようにする駆動方法において、
　クロックにより電圧信号を出力するように動作するリセット装置を用い、
　走査ラインのクロックとリセット装置のクロックとが同じ周波数を有し、リセット装置のクロックが走査ラインのクロックからある遅延時間だけ遅延されるように、リセット装置のクロックを設定し、
　リセット装置のクロックに応じて発光ユニットの入力端子に電圧信号を出力し、発光ユニットがその発光を一時的に停止するようにする駆動方法。
【請求項５】
　請求項４に記載の駆動方法において、前記電圧信号が発光ユニット内の駆動トランジスタを一時的にスイッチオフさせて発光装置を制御する駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、一般に、発光装置表示技術に関するものであり、特に、時間の関数としてのしきい値電圧の安定性を増大させるための、アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）の駆動技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　技術の進歩に伴って、ビデオ製品、特にデジタルビデオ又はデジタル画像装置が日々の生活の中で一般に見られる製品となってきている。デジタルビデオ又はデジタル画像装置の中で、関連の情報を表示するためのディスプレイが極めて重要なデバイスである。ユーザはこのディスプレイから、又は装置の他の制御動作から情報を読むことができる。
【０００３】
　最近の生活様式に適合させるために、ビデオ又は画像装置は軽量化及び小型化が計られている。通常の陰極線管は、ある点で良好であるが、容積率及び電力消費量の点でフラットパネル型のディスプレイに置換えられてきている。現在市販されているフラットパネルディスプレイには、例えば、液晶ディスプレイ及びアクティブマトリックス有機発光ダイオードが含まれている。
【０００４】
　液晶ディスプレイの技術は、飛躍的な進歩無しに何年も開発されてきている。アクティブマトリックス有機発光技術は新規な技術であり、おそらくディスプレイの主流になるものである。アクティブマトリックス有機発光ダイオードの特徴には、発光ダイオードを駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の使用及びパネル上への駆動用の集積回路（ＩＣ）の直接形成が含まれる。従って、これにより、薄肉で、軽量で、短くて、小型で、廉価である条件が満足される。アクティブマトリックス有機発光ダイオードは、携帯電話、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、パームパイロット、ポータブルＤＶＤプレーヤ及び自動車用ナビゲーションシステムに用いるのに適している。アクティブマトリックス有機発光ダイオードのこれからの分野には、コンピュータやフラットパネルテレビジョンのような大型のフラットパネルが含まれる。
【０００５】
　デジタルディスプレイの場合、ディスプレイスクリーンは、アレイとして配置された複数の画素から成っている。個々の画素を制御するには、走査ライン及びデータラインを用いて選択画素に動作電圧を印加し、これにより選択画素のデータを表示する。図１は、アクティブマトリックス有機発光ダイオードの従来の駆動回路を示す線図的回路図である。この駆動回路は、トランジスタ１００とトランジスタ１０２とを有する。これらトランジスタ１００及び１０２は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。トランジスタ１００のゲートは走査ラインに結合されて走査電圧Ｖscanを適切なパルス時に受け、このトランジスタのソース領域にはこのパルス時にデータラインからデータ電圧Ｖdataが与えられる。トランジスタ１００のドレイン領域はトランジスタ１０２のゲートに結合されている。トランジスタ１００のソース領域及びドレイン領域は通常互いに入れ替えることができる。トランジスタ１０２のゲートと接地電圧点との間に蓄積キャパシタ１０６が接続されている。トランジスタ１０２のドレイン領域はソース電圧ＶDDの点に結合されている。トランジスタ１０２のソース領域はこのトランジスタと直列のアクティブマトリックス有機発光ダイオード１０４の陽極に結合されている。このアクティブマトリックス有機発光ダイオード１０４の陰極は比較的低い電圧ＶSSの点に結合されている。
【０００６】
　図１に示す駆動回路の動作は以下の通りである。トランジスタ１００のゲートが走査ラインから走査電圧Ｖscanを受けることにより導通すると、データ電圧Ｖdataが導通しているトランジスタ１００を介してトランジスタ１０２のゲートに入力される。これにより、トランジスタ１００も導通する。従って、ソース電圧ＶDDが有機発光ダイオード１０４に印加され、この有機発光ダイオードが発光する。トランジスタ１０２は、代表的に駆動装置と称される。回路動作中、走査電圧Ｖscanは予め決定した周波数で走査ラインを介してトランジスタ１００に入力される。順次の２つのパルス間の期間がフレームと称され、予め決定した画像データブロックがフレーム内で対応する画素に入力される。トランジスタ１００が走査電圧Ｖscanのクロックパルスにより動作させられると、トランジスタ１０２がデータラインのデータ電圧Ｖdataにより動作させられる。このデータ電圧Ｖdataは蓄積キャパシタ１０６内に蓄積され、トランジスタ１０２を動作状態に保持する。
【０００７】
　従って、有機発光ダイオード１０４は何れのフレームにおいてもスイッチオンされる。ディスプレイのグレースケールは、異なるフレームにおけるデータ電圧に応じてのみ異なる。換言すれば、従来の設計では、ＴＦＴアクティブマトリックス有機発光ダイオードの発光装置は連続的に明るくなっている。この発光方法は画像表示効果を満足し、スクリーンがフラッシングするのを防止する。しかし、発光装置が連続的に駆動されている為、トランジスタ１０２は常にオン状態に保たれている。トランジスタ１０２が通常のトランジスタ、特に薄膜トランジスタである場合、動作時間が長くなると、その特性が変化してしまう。例えば、動作時間が長くなるにつれて、しきい値電圧が増大する。これにより、図２に示すように、発光装置の発光状態に悪影響を及ぼす。例えば、輝度又はクロマが変化する。しきい値電圧がシフトすることにより生ぜしめられる影響は次式で表わすことができる。
【０００８】
　発光装置（ダイオード）１０４を動作させる場合の駆動電流ＩD は式（１）及び（２）により表わすことができる。
　　（１）　ＩD ＝κ（ＶGS−Ｖth）2 ／２
　　（２）　ＩD ＝κ（ＶG −ＶS −Ｖth）2 ／２
これらの式で、κは薄膜トランジスタの特性定数である。式（１）及び（２）から、しきい値電圧は時間とともに増大し、有機発光装置１０４を流れる駆動電流ＩD は時間とともに減少し、従って、輝度が減少する。発光装置の寿命は輝度によっても決定される。従って、しきい値電圧Ｖthの変化は有機発光装置１０４にとって重大な問題となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　本発明は、画像ディスプレイの長時間に亙る動作時間後でも駆動トランジスタのしきい値電圧を安定値に保持しうる発光装置用駆動回路を提供することにある。従って、製品の表示画質を高める。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　本発明は、正規の走査ライン信号と、この正規の走査ライン信号に対し遅延した追加の走査ライン信号とを受ける発光装置用駆動回路を提供する。発光装置用駆動回路が追加の走査ライン信号により動作させられると、正規の画像データ電圧が放電低電圧に置換る。これにより、駆動トランジスタがスイッチオフされ、しきい値電圧Ｖthが初期値にリセットされる。
【００１１】
　本発明による発光装置用駆動回路は、アクティブマトリックス有機発光ダイオードに用いるのに適している。この駆動回路は駆動トランジスタを有し、そのゲートはノードに結合されている。発光装置は駆動トランジスタと直列に結合され、発光路を形成している。この発光路は、システムの高電圧点とシステムの低電圧点との間に接続されている。駆動トランジスタがスイッチオンされると、発光装置がシステムの高電圧により駆動されて明るくなる。駆動回路は、前記ノードに結合された保持用キャパシタをも有し、駆動トランジスタをオン状態に保持しうるようにする。駆動回路は更に、前記ノードを介して直列に接続された第１トランジスタ及び第２トランジスタを有する。第１トランジスタは第１走査クロックパルスを受けるゲートを有し、第２トランジスタは第２走査クロックパルスを受けるゲートを有する。第１クロックパルスと、第２クロックパルスとは同じ周波数を有する。第２走査クロックパルスは、第１走査クロックパルスからある遅延時間だけ遅延されている。
【００１２】
　第１トランジスタが第１走査クロックパルスの複数の連続するパルスにより動作させられると、フレームに相当するデータ電圧が前記ノードに入力され、駆動トランジスタの動作を制御して画像表示を行なうようにする。第２トランジスタが第２走査クロックパルスの複数の連続パルスにより動作させられると、スイッチオフ電圧が前記ノードに入力されて駆動トランジスタをスイッチオフさせる。
【００１３】
　上述したスイッチオフ電圧は負電圧であり、これにより駆動トランジスタをスイッチオフさせるとともにキャパシタを低電圧レベルまで放電させる。
【００１４】
　本発明は更に、以下の構成の発光装置用駆動回路を提供する。この駆動回路は駆動トランジスタを有する。発光装置は駆動トランジスタに結合されて発光路を形成している。駆動トランジスタのオン／オフ状態が発光路のオン／オフ状態を決定する。駆動回路は更に第１トランジスタと、第２トランジスタと、保持用キャパシタとを有している。第１トランジスタはデータラインに結合されたソース領域と、駆動トランジスタのゲートに結合されたドレイン領域と、第１走査ラインに結合されたゲートとを有する。第２トランジスタは基準低電圧の点に結合されたソース領域と、駆動トランジスタのゲートに結合されたドレイン領域と、第２走査ラインに結合されたゲートとを有する。第１及び第２走査ラインのクロックパルスは互いに同じ周波数を有する。第２走査ラインのクロックパルスは第１走査ラインのクロックパルスからある遅延時間だけ遅延されている。保持用キャパシタは駆動トランジスタのゲートに結合され、このゲートの電圧状態を保持する。
【００１５】
　基準低電圧は駆動トランジスタをスイッチオフさせて保持用キャパシタを低電圧レベルに放電させる負電圧である。
【００１６】
　本発明は更に、発光ユニット及び制御トランジスタを有する駆動回路を用いる発光装置駆動方法を提供する。制御トランジスタは走査ラインとデータラインとにより制御されて制御信号を発光ユニットの入力端子に出力する。この方法では、クロックパルスにより電圧信号を出力するリセット装置を用いる。このリセット装置のクロックパルスは走査ラインのクロックパルスと同じ周波数を有するが、この走査ラインのクロックパルスからある遅延時間だけ遅延されている。リセット装置のクロックパルスによれば、発光装置の入力端子に電圧信号が出力され、発光装置が明るくなるのを一時的に停止させる。
【実施例】
【００１７】
　本発明は、発光装置の駆動回路を制御するのに第１走査信号及び第２走査信号を用いることに特徴がある。第１走査信号は駆動回路を動作させて発光装置を駆動させ、この発光装置が画像データ信号を受け画像を表示するようにする。駆動回路が第２走査信号により動作させられると、放電又はリセット電圧信号が画像データ信号にとって代り、駆動回路をリセットして、しきい値電圧を初期値に戻す。従って、しきい値電圧は、動作が継続されている際に安定値に保持される。
【００１８】
　本発明では、人間の視覚上の特徴を考慮する。しきい値電圧を長い動作時間により偏移させることなしに安定化させるように、発光装置の駆動回路を一時的にスイッチオフさせることにより、視覚上の効果に悪影響を及ぼすことなく、しきい値電圧をスイッチオフさせることができる。
【００１９】
　視覚の永続性は、人間の目が６０Hzを超える画像のフラッシュレートを識別するのを阻害する。すなわち、通常の光の交流周波数が６０Hzであると、光のフラッシュ効果を人間の目により識別できない。フレームを表示画像とする場合で、一時的な変化がフレームの変化よりも速い場合には、総合的な明るさは減少するが、人間の目は発光装置をスイッチオフすることにより発生される暗い画像により生ぜしめられるフラッシングを感じることができない。明るさは調整及び補償可能である為、明るさに関連する問題も比較的容易に解決される。
【００２０】
　図３は、本発明による駆動回路のしきい値電圧の変化を動作時間の関数として示す。しきい値電圧が動作時間の増大とともに増大する図２に示す通常の駆動回路の動作に比べ、本発明ではしきい値電圧が安定する。このような安定なしきい値電圧を得るために、本発明では、駆動回路を図４に示すように設計する。
【００２１】
　図４は、発光装置の画素を駆動する回路図を示す。トランジスタ１００及び１０２と、発光装置１０４と、保持用キャパシタ１０６とは図１に示すものと類似する。トランジスタ１００及び１０２は、例えば、Ｐ型又はＮ型の薄膜トランジスタを有する。保持用キャパシタ１０６のボトム電極は大地又はノードＡに結合しうる。ノードＡはトランジスタ１０２のドレイン領域である。発光装置１０４は有機発光ダイオードを有する。保持用キャパシタ１０６はトランジスタ１０２のオン／オフ状態を保持するのに用いる。例えば、トランジスタ１０２が走査ラインＶscanA の高レベルパルスによりスイッチオンされると、これと同時に保持用キャパシタ１０６が充電される。走査ラインＶscanA が低電圧レベルに減少すると、保持用キャパシタ１０６がトランジスタ１０２をオン状態に保持し、発光装置１０４が発光し続ける。
【００２２】
　トランジスタ１０２は発光装置１０４に直列に結合され、発光路を形成している。トランジスタ１０２と発光装置１０４との直列接続回路は、駆動機構に悪影響を及ぼすことなく特定の設計により変えることができる。トランジスタ１０２と、発光装置１０４と、保持用キャパシタ１０６とは、代表的な駆動原理に基づいて、駆動回路の発光ユニットとして扱うことができる。
【００２３】
　発光ユニットに加えて、本発明が提供する駆動回路を異なる設計にする。例えば、トランジスタ１００を設け、これを走査ラインＶscanA 及びデータラインＶdataにより制御して画像を表示する。動作理論は従来の駆動回路と同じであり、その説明を省略する。
【００２４】
　本発明では更に、ノードＢをトランジスタ１０８に結合する。特に、トランジスタ１０８のドレイン領域をノードＢに結合する。トランジスタ１０８のゲートは他の走査ラインＶscanB に結合し、そのソース領域を負電圧のような比較的低い電圧Ｖref2の点に結合する。機能の点で、比較的低い電圧Ｖref2は放電電圧、スイッチオフ電圧又はリセット電圧を含む。機能は以下に説明する。
【００２５】
　上述した例では、走査ラインＶscanA 及びＶscanB が互いに同じ周波数を有し、走査ラインＶscanB のクロックパルスは、走査ラインＶscanA のクロックパルスよりも遅延時間ΔＴ（図５参照）だけ遅延している。この遅延時間ΔＴは１フレームのいかなる一部にもすることができる。実際の動作制御を簡単にするために、遅延時間ΔＴをＴ／ｎに設定する。ここに、Ｔはフレームの周期であり、ｎは１以外の正の整数である。従って、遅延時間はＴ／２、Ｔ／３、Ｔ／４、…、等である。
【００２６】
　トランジスタ１００が走査ラインＶscanA のクロックパルスにより動作させられている際には、トランジスタ１０８は走査ラインＶscanB のクロックパルスによりオフ状態にある。従って、比較的低い電圧Ｖref2はデータラインＶdataの制御に悪影響を及ぼさない。従って、発光装置の対応する画素がデータラインの電圧により予め決定した輝度及びクロマで発光しうる。
【００２７】
　走査ラインＶscanA のクロックパルスが終了すると、トランジスタ１０８が走査ラインＶscanB のクロックパルスにより遅延時間後に動作される。その間、トランジスタ１００がスイッチオフされている為、データラインＶdataは悪影響を受けない。しかし、トランジスタ１０８がスイッチオンされている為、比較的低い電圧Ｖref2がノードＢを経てトランジスタ１０２及び保持用キャパシタ１０６に入力される。電圧Ｖref2は低電圧、好ましくは負電圧である為、トランジスタ１０２はスイッチオフされ、保持用キャパシタ１０６は電圧Ｖref2まで放電される。その間、トランジスタ１０２はスイッチオフされている為に、そのしきい値電圧は図２に示すように増大せずにその初期値にリセットされる。トランジスタ１０２は、走査ラインＶscanA の次のクロックパルスが入力端で有効となる次のフレームに達するまでスイッチオフされている。
【００２８】
　トランジスタ１０２がスイッチオフされている際のその結果としての影響は、発光装置１０４がスイッチオフされ、従って、フレームが比較的暗くなるということである。前述したように、暗い画像の周波数はフレーム周波数、例えば、６０Hzと同じである為、人間の目は画像のフラッシングに気づくことができない。人間の目に感応する唯一の影響は明るさが減少するということであり、このことは容易に補償でき、しきい値電圧の変化により生ぜしめられる影響に比べればささいなことである。更に、遅延時間を増大させて、トランジスタ１０２をリセットしうる完全に暗くなる期間を少なくすることができる。このように、明るさを補償及び調整して、関連する問題を解決することができる。
【００２９】
　上述した通り、本発明によれば、走査ラインＶscanB を伴うトランジスタ１０８が増えるだけである。トランジスタ１０８は、駆動回路を一時的にスイッチオフするクロックパルスにより制御されるリセット装置とみなしうる。
【００３０】
　本発明によれば、以下の利点が得られる。
　１．本発明は、第１走査信号及び第２走査信号を用いて発光装置の駆動回路を制御し、通常この駆動回路が第１走査信号により動作させられて画像データ信号を受けて画像を表示するようにする。駆動回路を第２走査信号により動作させると、電圧放電又は電圧信号が画像データ信号にとって代り、駆動回路をリセットする。これにより、しきい値電圧が初期値に戻る。すなわち、しきい値電圧は、動作が継続している際に、安定値に維持される。
　２．本発明は、駆動トランジスタのしきい値電圧を安定値に維持し、表示画質を高める発光装置用駆動回路を提供する。
　３．本発明は、発光装置駆動方法を提供する。この方法では、通常の走査信号に加えて追加の走査信号を発生させる。この追加の走査信号は通常の走査信号からある遅延時間だけ遅延させる。発光装置の駆動回路が追加の走査信号により動作させられると、通常の画像データに代って放電用の低電圧が与えられ、駆動トランジスタをスイッチオフさせ、しきい値電圧Ｖthを初期値にリセットする。
【００３１】
　本発明は上述した実施例に限定されず、幾多の変更を加えうること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】有機発光ダイオードの画素を駆動する従来の回路を示す線図である。
【図２】従来の駆動トランジスタのしきい値電圧の変化を動作時間の関数として示す線図である。
【図３】本発明による駆動トランジスタのしきい値電圧の変化を動作時間の関数として示す線図である。
【図４】発光装置の画素を駆動する本発明による回路を示す線図である。
【図５】図４に示す回路に用いる２つの走査ラインのクロックパルスの関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００３３】
　１０４　　有機発光ダイオード（発光装置）
　１０６　　蓄積キャパシタ（保持用キャパシタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004102278.tif 000005
【図４】
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【図５】
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