説明

表示システム

【課題】 駆動トランジスタのしきい値電圧を補償できる表示システムを提供する。
【解決手段】 第1及び第2節点のレベルをそれぞれ制御するスイッチングユニット及び制御ユニットを含む、少なくとも1つの画素を含み、第1期間では、前記第1節点のレベルは第1参照レベルと等しく、前記第2節点のレベルは第2参照レベルと等しく、第2期間では、前記第1節点のレベルは第3参照レベルと等しく、前記制御ユニットは、前記第1節点及び第2節点の電圧差を前記駆動ユニットのしきい値電圧と等しくし、第3期間では、前記第1節点のレベルは、前記データ信号と等しく、且つ第4期間では、前記駆動ユニットは前記第1節点及び第2節点の電圧差に基づき、前記発光ユニットを点灯する表示システム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示システムに関し、特に、駆動トランジスタのしきい値電圧を補償できる表示システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
陰極線管(CRT)は、高画質の特性を有するため、テレビ及びコンピュータの表示に用いられてきた。しかしながら、近年、平面ディスプレイの画質が絶えず改善され、軽量薄型の特性を持つようになったため、平面ディスプレイが主流となってきた。
【0003】
一般的に、平面ディスプレイの表示パネルは、複数の画素を有している。各画素は、駆動トランジスタ及び発光素子を有する。駆動トランジスタは、画像信号に基づいて駆動電流を発生する。発光素子は駆動電流に基づいて対応する輝度を表示する。
【0004】
しかしながら、製造手順の影響により、異なる画素の駆動トランジスタは、異なるしきい値電圧を有する可能性がある。異なる画素の駆動トランジスタが同じ画像信号を受けた時、異なる駆動電流を発生する可能性があり、異なる発光素子に異なる輝度を表示する。
【0005】
また、発光素子が長時間用いられて電圧ドリフトを生じた時、輝度が不均一な現象を生じる可能性がある。例えば、2つの発光素子が異なる動作電圧を有すると仮定し、同じ駆動電流を2つの発光素子に提供した場合、2つの発光素子の輝度は異なる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
駆動トランジスタのしきい値電圧を補償できる表示システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、スキャンドライバ、データドライバ、及び少なくとも1つの画素を含む表示システムを提供する。スキャンドライバは、少なくとも1つのスキャン信号を提供する。データドライバは、少なくとも1つのデータ信号を提供する。画素は、スイッチングユニット、駆動ユニット、発光ユニット、保存ユニット、及び制御ユニットを含む。スイッチングユニットはスキャン信号に基づき、第1節点のレベルを制御する。駆動ユニットは、しきい値電圧を有し、第1節点に接続する。発光ユニットと駆動ユニットは、第1動作電圧と第2動作電圧との間に直列接続される。保存ユニットは第1と第2節点の間に接続される。制御ユニットは、第2節点のレベルを制御するのに用いられる。第1期間では、第1節点のレベルは第1参照レベルと等しく、第2節点のレベルは第2参照レベルと等しい。第2期間では、第1節点のレベルは第3参照レベルと等しく、制御ユニットは、第1及び第2節点の電圧差をしきい値電圧と等しくする。第3期間では、第1節点のレベルは、データ信号と等しい。第4期間では、駆動ユニットは第1及び第2節点の電圧差に基づき、発光ユニットを点灯する。
【0008】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明は、添付の図面と併せて後に続く詳細な説明と実施例を解釈することによって、より完全に理解されることができる。
【図1】本発明の表示システムの概略図である。
【図2A】本発明の画素の例示的な実施形態の概略図である。
【図2B】本発明のタイミング制御の概略図である。
【図2C】異なる期間の節点NG1及びNS1のレベル状態を表している。
【図3A】本発明の画素のもう1つの例示的な実施形態の概略図である。
【図3B】本発明の図3Aのタイミング制御の概略図である。
【図3C】異なる期間の節点NG2及びNS2のレベル状態を表している。
【図4】本発明の画素のもう1つの例示的な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。
【0011】
図1は、本発明の表示システムの概略図である。図に示されるように、表示システム100は、スキャンドライバ110、データドライバ130、制御ドライバ150、及び画素P11〜Pmnを含む。スキャンドライバ110は、スキャンラインSL〜SLmによってスキャン信号を画素P11〜Pmnに提供する。データドライバ130は、データラインDL〜DLmによってデータ信号を画素P11〜Pmnに提供する。制御ドライバ150は、制御ラインCL〜CLmによって制御信号を画素P11〜Pmnに提供する。
【0012】
1つの実施形態では、データドライバ130は、データ信号を提供する以外に、複数の参照レベルを画素P11〜Pmnに更に提供する。もう1つの実施形態では、参照レベルは、制御ドライバ150、または他の回路によって提供される。この例では、制御ドライバ150は、データラインDL〜DLmによって参照レベルを画素P11〜Pmnに提供するが、本発明を制御するものではない。他の実施形態では、制御ドライバ150は、他の制御ラインによって参照レベルを画素P11〜Pmnに提供する。
【0013】
また、制御ドライバ150は、制御信号をスキャンドライバ110及び/またはデータドライバ130に更に提供することができる。例えば、制御ドライバ150は、タイミングコントローラであるが、本発明を限定するものではない。また、制御ドライバ150は、スキャンドライバ110またはデータドライバ130内に統合されることもできる。
【0014】
本発明は、制御ドライバ150が制御信号を提供する方式を限定しない。1つの実施形態では、制御ドライバ150は、単一の制御ラインによって単一の制御信号を同一行(垂直方向)の画素に提供する。例えば、制御ドライバ150は、制御ラインCL1によって制御信号を第1行の画素P11 、P12、・・・〜P1nに提供する。他の実施形態では、制御ドライバ150は、異なる制御ラインによって異なる制御信号を同一行の画素に提供することができる。
【0015】
図2Aは、本発明の画素の例示的な実施形態の概略図である。画素P11〜Pmnの回路の構造が同じであるため、図2Aは、画素P11の回路の構造のみを表示する。図に示されるように、スイッチングユニット210、駆動ユニット230、発光ユニット250、保存ユニット270、及び制御ユニット290を有する。
【0016】
スイッチングユニット210は、スキャンラインSL上のスキャン信号SCANに基づいて、節点NG1のレベルを制御する。本実施形態では、スイッチングユニット210は、スキャン信号SCANに基づいて、節点NG1のレベルを制御する。本実施例では、スイッチングユニット210は、スキャン信号SCANに基づいて、データラインDL上の信号を節点NG1に伝送し、節点NG1のレベルを制御する。異なる期間では、データラインDLは、例えば参照レベルSREF1、SREF3及びデータ信号SDATAの異なる信号を有する。また、本発明は、スイッチングユニット210の種類を制限しない。本実施形態では、スイッチングユニット210は、N型トランジスタM1であるが、本発明を制限するものではない。
【0017】
発光ユニット250と駆動ユニット230は、動作電圧PVDDとPVEEの間に直列接続される。発光ユニット250は、駆動ユニット230によって発生された駆動電流ID1に基づいて発光される。本発明は、発光ユニット250の種類を限定するものではない。本実施形態では、発光ユニット250は、有機発光ダイオード(OLED)EMである。
【0018】
駆動ユニット230は、しきい値電圧(Vth(M3))を有し、節点NG1に接続される。本実施形態では、駆動ユニット230は、N型トランジスタM3であるが、本発明を限定するものではない。トランジスタM3のゲート電極は節点NG1に接続され、そのドレインは動作電圧PVDDを受信し、そのソースは節点NG1に接続される。
【0019】
保存ユニット270は、節点NG1とNS1に接続される。また、本発明は、保存ユニット270の種類を制限しない。電荷を保存できる装置であれば、保存ユニット270となることができる。本実施形態では、保存ユニット270は、コンデンサCstである。
【0020】
制御ユニット290は、節点NS1のレベルを制御するのに用いられる。1つの実施形態では、制御ユニット290は、トランジスタM2である。トランジスタM2は、N型であるため、そのゲートは、制御端子と呼ばれ、そのドレインは、入力端子と呼ばれ、そのソースは出力端子と呼ばれることができる。本実施形態では、トランジスタM2の制御端子は、リセット信号SRESを受信し、その入力端子は参照レベルSREF2を受信し、その出力端子は節点NS1に接続される。
【0021】
本発明はどの装置がリセット信号SRES及び参照レベルSREF2を提供するか限定しない。1つの実施形態では、リセット信号SRESは、信号発生器(例えばスキャンドライバ110、データドライバ130、制御ドライバ150、またはその他の回路)によって発生されることができ、参照レベルSREF2は、レベル発生器(例えばスキャンドライバ110、データドライバ130、制御ドライバ150、またはその他の回路)によって発生されることができる。もう1つの実施例では、リセット信号SRES及び参照レベルSREF2は、同一の装置より発生されることもできる。
【0022】
図2Bは、本発明のタイミング制御の概略図である。符号SDL1は、データラインDL上のレベル状態を表示している。図2Cは、異なる期間の節点NG1及びNS1のレベル状態を表している。図2Aを参照すると、期間st1では、スキャン信号SCAN1は、高レベルであるため、トランジスタM1をオンにすることができる。トランジスタM1がオンにされた時、参照レベルSREF1を節点NG1に伝送する。この期間、リセット信号SRESも高レベルにあるため、トランジスタM2をオンにすることができる。よって、参照レベルSREF2は、節点NS1に伝送される。図2Cに示されるように、期間st1では、節点NG1のレベルは、参照レベルSREF1と等しく、節点NS1のレベルは、参照レベルSREF2と等しい。
【0023】
本発明は、参照レベルSREF1及びSREF2の大きさも限定しない。もう1つの実施形態では、参照レベルSREF1は、参照レベルSREF2より大きい。本実施形態では、参照レベルSREF1は、低レベルにある。他の実施形態では、参照レベルSREF2は、動作レベルPVEEと等しいまたは動作レベルPVEEより大きい。動作電圧PVEEは、負値である。
【0024】
期間st2では、スキャン信号SCAN1は、高レベルのままであるため、トランジスタM1をオンに持続することができる。よって、トランジスタM1は、参照レベルSREF3を節点NG1に伝送することができる。1つの実施形態では、参照レベルSREF3は、低レベルにある。よって、図2Bの符号SDL1に示されるように、期間st1及びst2では、データラインDLのレベルは、低レベルにある。
【0025】
この時、リセット信号SRESは、低レベルにあるため、トランジスタM2は、オフにされる。よって、節点NG1とNS1間の電圧差は、しきい値電圧Vth(M3)と等しい。即ち、コンデンサCstは、トランジスタM3のしきい値電圧Vth(M3)を保存する。図2Cに示されるように、節点NG1のレベルは、期間st2では、参照レベルSREF3であり、節点NS1のレベルは、Vth(M3)である。
【0026】
期間st3の前部st3−1では、スキャン信号SCANは、高レベルのままである。この時、データラインDL上の信号は、データ信号SDATAである。よって、節点NG1のレベルは、データ信号SDATAと等しい。節点NG1のレベルがデータ信号SDATAと等しい時、節点NS1のレベルは、若干増加される。節点NS1のレベルを−Vth(M3)+ΔVと仮定する。
【0027】
期間st3の後部st3−2では、スキャン信号SCANは、低レベルである。よって、トランジスタM1をオフにし、データライン上の信号を節点NG1に伝送するのを停止する。即ちこの時、節点NG1のレベルは、増加されない。図2Cに示されるように、期間st3では、節点NS1のレベルは、−Vth(M3)+ΔVであり、ΔVは、期間st3での節点NS1の変化量である。
【0028】
この実施形態では、コンデンサCstによって構成された自己フィードバックループ及び期間st3の前部st3−1の時間の長さは、節点NG1のレベルに適当に基づき、節点NS1のレベルを制御する。1つの実施形態では、節点NS1のレベルは、所定値より小さく設定され、発光ユニット250を誤ってオンにするのを防ぐ。
【0029】
期間st4では、スキャン信号SCANは、低レベルにあるため、節点NG1は、浮遊(floating)状態にある。この時、トランジスタM3は、オンにされたままである。最後に、節点NS1のレベルは、−Vth(M3)+ΔV+V_OLEDと等しくし、その中のV_OLEDは、有機発光ダイオードEMが発光状態にある時の両端間の電圧差または動作電圧である(最小はしきい値電圧かどうか確認する必要がある)。同時に節点NG1は、浮遊状態であるため、節点NG1のレベルは、SDATA+V_OLEDと等しい。この時、トランジスタM3は、節点NG1とNS1の間の電圧差に基づいて駆動電流ID1を発生し、発光ユニット250を点灯する。駆動電流ID1の公式は以下に示される:
【0030】
ID1=Kp*(Vgs-Vt)2
【0031】
期間st4での節点NG1とNS1のレベルを上記の式に代入し、代入された結果は以下の式より得られる。
【0032】
ID1=Kp*(SDATA-△V)2
【0033】
上記の式よりわかるように、駆動電流ID1は、トランジスタM3のVth(M3)の影響を受けない。よって、しきい値電圧Vth(M3)のドリフトまたは不均一さを補償する目的を達成することができる。
【0034】
また、期間st4では、節点NG1とNS1のレベルと有機発光ダイオードEMの動作時の電圧差V_OLEDは、関連がある。よって、駆動トランジスタM3より発生された駆動電流ID1は、有機発光ダイオードEMの動作電圧が不均一な状態を補償することができる。
【0035】
図3Aは、本発明の画素のもう1つの例示的な実施形態の概略図である。図3Aは、制御ユニット390以外は、図2Aと同様である。図3Aのスイッチングユニット310、駆動ユニット330、発光ユニット350、及び保存ユニット370の動作原理と図2Aのスイッチングユニット210、駆動ユニット230、発光ユニット250、及び保存ユニット270の動作原理は同様であるため、ここでは再度述べない。
【0036】
本実施形態では、制御ユニット390は、節点NS2に接続する以外に節点NG2に更に接続する。図に示されるように、制御ユニット390は、トランジスタM2、M4、M5を含む。トランジスタM2は、リセット信号SRESに基づき、節点NG2とNS2を一緒に接続する。トランジスタM4は、制御信号CKHに基づき、参照レベルSREF3をスイッチングユニット310に提供する。トランジスタM5は、制御信号CKHに基づき、参照レベルSREF1をスイッチングユニット310に提供する。スイッチングユニット310は、スキャン信号SCANに基づき、参照レベルSREF1、SREF3またはデータ信号SDATAを節点NG2に伝送し、節点NG2のレベルを制御するのに用いる。
【0037】
図3Bは、図3Aのタイミング制御の概略図である。図3Cは、異なる期間の節点NG2及びNS2のレベル状態を表している。期間st1では、スキャン信号SCANは、高レベルにあるため、スイッチングユニット310をオンにすることができる。この時、リセット信号SRES及び制御信号CKRは、高レベルにあるため、トランジスタM2及びM5をオンにすることができる。トランジスタM2がオンにされるため、節点NG2及びNS1のレベルは、参照レベルSREF1に等しい。
【0038】
1つの実施形態では、基準レベルSREF1は、例えばデータドライバ130または制御ドライバ150などのレベル発生器によって発生される。本発明は、参照レベルSREF1の大きさを限定するものではない。参照レベルSREF1は、動作電圧PVEEと等しい、またはPVEEより大きいことができる。本実施例では、動作電圧PVEEは、負値である。
【0039】
期間st2では、スキャン信号SCAN及び制御信号CKHは、高レベルであるため、スイッチングユニット310は、参照レベルSREF3を節点NG2に伝送することができる。1つの実施形態では、データドライバ130は、単一のデータライン(例えばDL)によって、参照レベルSREF1〜SREF3の少なくとも1つを画素P11に提供する。
【0040】
本実施形態では、参照レベルSREF3は、参照レベルSREF1より大きい。例えば、参照レベルSREF3は0となる。また、期間st2では、保存ユニット370は、トランジスタM3のしきい値電圧Vth(M3)を保存する。よって、節点NS2のレベルは、−Vth(M3)である。
【0041】
期間st3の前部st3−1では、スキャン信号SCANは高レベルである。よって、スイッチングユニット310は、データラインDL上の信号を節点NG2に伝送する。この時、データラインDL上の信号は、データ信号SDATAである。節点NG2のレベルがデータ信号SDATAの時、節点NS2のレベルは、若干増加される。
【0042】
期間st3の後部st3−2では、スキャン信号SCANは低レベルである。よって、トランジスタM1はオンにされない。図3Cに示されるように、期間st3では、節点NG2のレベルは、データ信号SDATAと等しく、節点NS2のレベルは、−Vth(M3)+ΔVと等しく、ΔVは、期間st3での節点NS2の変化量である。
【0043】
期間st4では、トランジスタM3は、節点NG2とNS2間の電圧差に基づいて発光ユニット250を点灯する。本実施例では、節点NG2とNS2のレベルを制御することによって、トランジスタM3によって発生された駆動電流ID1がは、トランジスタM3のしきい値電圧Vth(M3)のドリフトまたは不均一さの影響を受けないようにすることができる。
【0044】
図4は、本発明の画素のもう1つの例示的な実施形態の概略図である。図4は、図3Aと同様であり、異なるところは、図4の制御ユニット400は、補償コンデンサColedが更にあることである。本実施例では、補償コンデンサColedは、節点NS3と動作電圧PVEEの間に接続されるが、本発明を制限するものではない。他の実施形態では、補償コンデンサColedの一端は、節点NS3に接続され、もう一端は、例えば動作電圧PVDD、PVEE、またはその他の参照電圧などの固定電圧源を受けることができる。補償コンデンサColedによって、トランジスタM3の移動度の不均一さがもたらす影響を補償することができる。
【0045】
例えば、トランジスタM3の移動度が大きくなった時、ΔVも大きくなるため、節点NG3とNS3間の電圧差が小さくなる。節点NG3とNS3間の電圧差が小さくなった時、トランジスタによって発生された駆動電流も小さくなり、発光ユニット350の発光効率に影響する。即ち、発光ユニット350の輝度に対して負のフィードバック効果を生じ、発光ユニット350の輝度がトランジスタM3の移動度により変化し影響を受けることがなくなる。
【0046】
よって、本実施形態では、補償コンデンサColedは、節点NS3と動作電圧PVEEとの間に接続され、トランジスタM3の移動度の不均一さがもたらす影響を補償するのに用いられる。また、補償コンデンサColedの容量は、期間st3での節点NS3の充電速度を調整することができる。即ち、ΔVは大きくなり過ぎるのを防ぐことができる。
【0047】
特に定義されなければ、本明細書で使用されるすべての用語(技術的および科学的用語を含む)は、この発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有している。さらに理解されることであろうが、一般に使用される辞書で定義されているような用語は、関連した技術分野の文脈におけるその意味と一致した意味を持つものとして解釈されるべきであり、本明細書で明確にそのように定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されない。
【0048】
この発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は、これらを限定するものではないことは理解される。逆に、種々の変更及び同様の配置をカバーするものである(当業者には明白なように)。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【0049】
100 表示システム
110 スキャンドライバ
130 データドライバ
150 制御ドライバ
P11〜Pmn 画素
SL〜SLm スキャンライン
DL〜DLm データライン
CL〜CLm 制御ライン
210、310 スイッチングユニット
230、330 駆動ユニット
250、350 発光ユニット
270、370 保存ユニット
290、390、400 制御ユニット
M1〜M5 トランジスタ
SCAN スキャン信号
SREF〜SREF参照レベル
NG1〜NG3、NS1〜NS3 節点
PVDD、PVEE 動作電圧
SDATA データ信号
ID1、ID2 駆動電流
Cst コンデンサ
EM 有機発光ダイオード
st1〜st4 期間
Coled
補償コンデンサ
CKH、CKR 制御信号
SRES リセット信号

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つのスキャン信号を提供するスキャンドライバ、
少なくとも1つのデータ信号を提供するデータドライバ、及び
少なくとも1つの画素を含む表示システムであって、
前記スキャン信号に基づき、第1節点のレベルを制御するスイッチングユニット、
しきい値電圧を有し、前記第1節点に接続する駆動ユニット、
第1動作電圧と第2動作電圧との間に前記駆動ユニットと直列接続される発光ユニット、
前記第1節点と第2節点の間に接続される保存ユニット、及び
前記第2節点のレベルを制御するのに用いられる制御ユニットを含み、
第1期間では、前記第1節点のレベルは第1参照レベルと等しく、前記第2節点のレベルは第2参照レベルと等しく、
第2期間では、前記第1節点のレベルは第3参照レベルと等しく、前記制御ユニットは、前記第1節点及び第2節点の電圧差を前記駆動ユニットのしきい値電圧と等しくし、
第3期間では、前記第1節点のレベルは、前記データ信号と等しく、且つ
第4期間では、前記駆動ユニットは前記第1節点及び第2節点の電圧差に基づき、前記発光ユニットを点灯する表示システム。
【請求項2】
前記第1参照レベルは前記第2参照レベルと等しい請求項1に記載の表示システム。
【請求項3】
前記第1参照レベル及び前記第2参照レベルは、負値である請求項2に記載の表示システム。
【請求項4】
前記第3参照レベルは、前記第1参照レベルより大きい請求項3に記載の表示システム。
【請求項5】
前記第1参照レベルは、前記第2参照レベルより大きい請求項1に記載の表示システム。
【請求項6】
前記第2参照レベルは、負値である請求項5に記載の表示システム。
【請求項7】
前記第1参照レベルは前記第3参照レベルと等しい請求項6に記載の表示システム。
【請求項8】
前記第1、第2、及び第3参照レベルは前記データドライバより提供される請求項1に記載の表示システム。
【請求項9】
前記制御ユニットは、制御端子、入力端子、及び出力端子を有するトランジスタであり、前記制御端子は、リセット信号を受信し、前記入力端子は前記第2参照レベルを受信し、前記出力端子は前記第2節点に接続される請求項1に記載の表示システム。
【請求項10】
前記制御ユニットは、
前記第1期間で前記第1と第2節点を一緒に接続する第1トランジスタ、
前記第2期間で前記第3参照レベルを前記第1節点に提供する第2トランジスタ、及び
前記第1期間で前記第1節点を前記第1参照レベルと等しくさせる請求項1に記載の表示システム。
【請求項11】
前記制御ユニットは、
前記第2節点と前記第2動作電圧の間に接続された補償コンデンサを更に含む請求項10に記載の表示システム。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−33253(P2013−33253A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−165417(P2012−165417)
【出願日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【出願人】(505227076)群康科技(深▲セン▼)有限公司 (27)
【出願人】(510134581)奇美電子股▲ふん▼有限公司 (28)
【氏名又は名称原語表記】Chimei Innolux Corporation
【住所又は居所原語表記】No.160 Kesyue Rd.,Chu−Nan Site,Hsinchu Science Park,Chu−Nan 350,Miao−Li County,Taiwan,
【Fターム(参考)】