发光显示器和显示面板及其驱动方法转让专利

申请号 : CN200510081403.4

文献号 : CN100583207C

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 郭源奎郑镇泰吴春烈

申请人 : 三星移动显示器株式会社

摘要 :

本发明涉及一种发光显示器及其显示面板和驱动方法。显示面板包括多条数据线用于传输数据信号的数据线、多条用于传输选择信号的扫描线和多条连接到数据线和扫描线的像素。像素包括:至少两个发射体,用于响应于施加的电流发射不同的色彩;和驱动器,用于在施加选择信号的同时接收数据信号,并且输出对应于数据信号的第一电流。驱动器将第一电流输出到像素中形成的发射体之中的至少第一和第二发射体,以发射本质上相同的色彩。

权利要求 :

1.一种显示面板,包括:

多条数据线,用于传输数据信号;

多条扫描线,用于传输选择信号;和

连接到数据线和扫描线的多个像素,像素中的至少一个包括:至少两个发射元件,用于响应于施加的电流发射相互不同的色彩; 和驱动器,用于在施加选择信号的同时接收数据信号,并且输出对应 于数据信号的第一电流;

其中,驱动器将第一电流输出到形成在多个像素中的各发射元件之中的、 发射相同的色彩的至少两个发射元件,其中,所述驱动器包括:

包含第一电极、第二电极和第三电极的晶体管,通过第三电极输出第一 电流,该第一电流对应于施加在第一电极和第二电极之间的电压,晶体管的 第二电极连接到第一电源;

第一电容器,连接在晶体管的第一和第二电极之间;和

连接在数据线与第一电容器之间的第一开关器件,用于响应于选择信号 来将数据信号传输到第一电容器;

第二电容器,连接在晶体管的第一电极和第一电容器之间;

连接在晶体管的第一电极和第三电极之间的第二开关器件,用于响应于 第一控制信号,控制晶体管成为二极管方式连接的;和第三开关器件,用于响应于第二控制信号,将第一电源的电压施加到第 二电容器的一个电极和第一电容器的一个电极之间。

2.如权利要求1所述的显示面板,其中,输入到驱动器的数据信号表示 相同色彩的图像。

3.如权利要求1所述的显示面板,其中场包括第一和第二子场,并且其中,驱动器在第一子场的第一时间段中将第一电流传输到第一发射元 件,并且驱动器在第二子场的第二时间段中将第一电流传输到第二发射元件。

4.如权利要求3所述的显示面板,其中,像素中的至少一个还包括分别 连接在驱动器和第一发射元件之间的第四开关器件以及连接在驱动器和第二 发射元件之间的第五开关器件。

5.如权利要求1所述的显示面板,其中,第一控制信号与第二控制信号 相同。

6.如权利要求5所述的显示面板,其中,第一控制信号是在施加选择信 号之前施加到前一扫描线的选择信号。

7.如权利要求1所述的显示面板,其中,多条数据线包括第一数据线组、 第二数据线组和第三数据线组,用于传输对应于第一色彩、第二色彩和第三 色彩的数据电流,并且分别连接到第一数据线组、第二数据线组和第三数据 线组的像素的晶体管具有不同的沟道的宽度与长度之比。

8.如权利要求7所述的显示面板,其中,通过控制分别连接到第一数据 线组、第二数据线组和第三数据线组的像素的晶体管沟道的宽度与长度之比, 来控制第一色彩、第二色彩和第三色彩的白平衡。

9.如权利要求1所述的显示面板,其中,多个像素包括相邻的第一像素、 第二像素和第三像素,其中,第一像素包括分别用于发射第一色彩和第二色彩的两个发射元件;

第二像素包括分别用于发射第三色彩和第一色彩的两个发射元件;和第三像素包括分别用于发射第二色彩和第三色彩的两个发射元件,其中,第一像素的驱动器将第一电流输出到第一像素和第二像素的两个 发射元件来发射第一色彩,第二像素的驱动器将第一电流输出到第一像素和 第三像素的两个发射元件来发射第二色彩,并且第三像素的驱动器将第一电 流输出到第三像素和第二像素的两个发射元件来发射第三色彩。

10.如权利要求9所述的显示面板,其中重复形成第一像素、第二像素 和第三像素。

11.一种显示面板,包括:

第一像素区域,包括:第一驱动器,用于接收第一数据信号并且输出对 应于第一数据信号的第一电流;以及第一和第二发射元件,分别用于发射第 一色彩和第二色彩;

第二像素区域,包括:第二驱动器,用于接收第二数据信号并且输出对 应于第二数据信号的第二电流;以及第三和第四发射元件,分别用于发射第 三色彩和第一色彩;和第三像素区域,包括:第三驱动器,用于接收第三数据信号并且输出对 应于第三数据信号的第三电流;以及第五和第六发射元件,分别用于发射第 二色彩和第三色彩,其中,第一驱动器顺序地将第一电流施加到第一和第四发射元件,第二 驱动器顺序地将第二电流施加到第二和第五发射元件,并且第三驱动器顺序 地将第三电流施加到第三和第六发射元件。

12.如权利要求11所述的显示面板,其中第一数据信号、第二数据信号 和第三数据信号分别对应于第一色彩、第二色彩和第三色彩。

13.一种发光显示器,包括:

显示区域,包括用于传输数据信号的多条数据线、用于传输选择信号的 多条扫描线以及连接到数据线和扫描线的多个像素;

数据驱动器,用于时分对应于一种色彩的至少两个数据信号,并且将时 分后的数据信号施加到一个场中的数据线;和扫描驱动器,用于顺序地将选择信号施加到包含在一个场中的第一和第 二子场中的多条扫描线。

其中,多个像素每个包括:至少两个发射元件,用于响应于施加的电流 发射相互不同的色彩;和驱动器,用于通过在施加选择信号的同时接收数据 信号,来操作发射元件。

其中,驱动器顺序地操作包含在多个像素中的发射元件中间的、发射相 同色彩的至少两个发射元件,其中,驱动器包括:

包含第一电极、第二电极和第三电极的晶体管,通过第三电极输出对应 于施加在第一电极和第二电极之间的电压的电流,晶体管的第二电极连接到 第一电源;

第一电容器,连接在晶体管的第一和第二电极之间;

连接在数据线和第一电容器之间的第一开关器件,用于响应于选择信号 来将数据信号传输到第一电容器;

第二电容器,连接在晶体管的第一电极和第一电容器之间;

连接在晶体管的第一电极和第三电极之间的第二开关器件,用于响应于 第一控制信号,控制晶体管成为二极管方式连接;和第三开关器件,用于响应于第二控制信号,将第一电源的电压施加第一 电容器。

14.如权利要求13所述的发光显示器,其中,多个像素包括:第一像素 组,包括用于操作至少两个发射元件来发射第一色彩的驱动器;第二像素组, 包括用于操作至少两个发射元件来发射第二色彩的驱动器;和第三像素组, 包括用于操作至少两个发射元件来发射第三色彩的驱动器。

15.如权利要求14所述的发光显示器,其中,通过控制包含在第一到第 三像素组中的晶体管沟道的宽度与长度之比,来控制第一色彩、第二色彩和 第三色彩的白平衡。

16.一种驱动显示面板的方法,该显示面板包括:多条数据线,用于传 输数据信号;多条扫描线,用于传输选择信号;和分别连接到数据线和扫描 线的多个像素,多个像素中的每一个包括用于发射相互不同的色彩的至少两 个发射元件,并且通过将一个场划分为包括第一和第二子场的多个子场来操 作,该方法包括:顺序地将选择信号施加到第一子场中的多条扫描线;

将数据信号施加到第一子场中的多条数据线;

将对应于数据信号的电流传输到包含在多个像素中的发射元件中间的第 一发射元件;

顺序地将选择信号施加到第二子场中的多条扫描线;

将数据信号施加到第二子场中的多条数据线;和

将对应于数据信号的电流传输到包含在多个像素中的发射元件中间的第 二发射元件,以发射与第一发射元件所发射的色彩相同的色彩,其中,驱动器包括:

包含第一电极、第二电极和第三电极的晶体管,通过第三电极输出对应 于施加在第一电极和第二电极之间的电压的电流,晶体管的第二电极连接到 第一电源;

第一电容器,连接在晶体管的第一和第二电极之间;

连接在数据线和第一电容器之间的第一开关器件,用于响应于选择信号 来将数据信号传输到第一电容器;

第二电容器,连接在晶体管的第一电极和第一电容器之间;

连接在晶体管的第一电极和第三电极之间的第二开关器件,用于响应于 第一控制信号,控制晶体管成为二极管方式连接;和第三开关器件,用于响应于第二控制信号,将第一电源的电压施加第一 电容器。

说明书 :

技术领域

本发明涉及发光显示器,尤其涉及使用有机材料来发光的有机发光二极 管(OLED)显示器。

背景技术

通常,OLED显示器通过电子激励有机化合物来发光。这些OLED显示 器包括以矩阵形式布置的N×M个有机发光像素,并且通过使用电压或电流驱 动有机发光像素来显示图像。如图9所示,每个有机发光像素具有包括阳极 电极层(例如氧化铟锡(ITO))、有机薄膜和阴极电极层的结构。有机薄膜具 有包括发射层(EML)、电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)的多层结 构,并且实现电子和空穴之间改进的平衡,从而增强发光效率。有机薄膜还 包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。
可以使用无源矩阵型驱动方法或者使用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵 型驱动方法来驱动OLED显示面板。根据无源矩阵型驱动方法,布置相互正 交的阳极和阴极使得可以选择并驱动期望的线。根据有源矩阵型驱动方法, 薄膜晶体管连接到OLED显示面板中的各自ITO像素电极,使得可以通过由 连接到每个薄膜晶体管的栅极的电容器的电容所维持的电压来驱动OLED显 示面板。
常规OLED显示器包括具有不同色彩的多个子像素,从而可以通过合并 从多个子像素发射的色彩来表示色谱。通常,提供具有红、绿和蓝色子像素 子像素;从而可以使用红、绿和蓝色子像素的组合由像素来表示色谱。
图1显示了用于表示作为常规像素电路的、N×M个像素之一的电路图, 等效地表示布置在第一行和第一列中的像素。
如图1所示,像素10包括三个子像素10r、10g和10b。子像素10r、10g 和10b分别包括OLED元件OLEDr、OLEDg和OLEDb,分别用于发射红、 绿和蓝色光。其中以色条信号图(strip pattern)布置子像素,子像素10r、10g 和10b分别连接到数据线D1r、D1g和D1b,并且共同连接到扫描线S1。
用于发射红色光的子像素10r包括两个晶体管M1r和M2r以及用于驱动 OLED元件OLEDr的电容器C1r。用于发射绿色光的子像素10g也包括两个 晶体管M1g和M2g以及电容器C1g。用于发射红色光的子像素10b包括两个 晶体管M1b和M2b以及电容器C1b。子像素10r、10g和10b的操作相互对 应,因此,下面只详细描述子像素10r的操作。
驱动晶体管M1r连接在电源电压VDD和OLED元件OLEDr的阳极之间, 并且将用于发光的电流传输到OLED元件OLEDr。OLED元件OLEDr的阴 极连接到低于电源电压VDD的电压Vss。可以由通过开关晶体管M2施加的 数据电压来控制驱动晶体管M1r。此时,电容器C1r连接在晶体管M1r的源 极和栅极之间,并且维持施加的电压一段预定的时间。晶体管M2r的栅极连 接到用于传输开/关选择信号的扫描线S1,并且晶体管M2r的源极连接到用 于传输对应于发射红色光的子像素10r的数据电压的数据线D1r。
当开关晶体管M2r响应于施加到晶体管M2r的栅极的选择信号而导通 时,将来自数据线D1r的数据电压VDATA施加到晶体管M1r的栅极。对应于 由电容器C1r在栅极和源极之间充电的电压VGS的电流IOLED流到晶体管M1r, 并且OLED元件OLEDr发射对应于电流IOLED的大小的光。此时,由等式1 给出流过OLED元件OLEDr的电流IOLED。
[等式1]
I OLED = β 2 ( V GS - V TH ) 2 = β 2 ( V DD - V DATA - | V TH | ) 2
其中,VTH表示晶体管M1r的阈电压,而β表示常数。
在图1所示的像素电路中,将对应于数据电压的电流施加到OLED元件 OLEDr,并且OLED元件OLEDr发射具有对应于所供应的电流的亮度的光。 此时,所施加的数据电压可以具有预定范围内的多个值,以便表示预定的灰 度级(gray scale)。
如图所示,OLED显示器包括包含三个子像素10r、10g和10b的像素10。 各个子像素包括驱动晶体管、开关晶体管和用于驱动OLED元件的电容器。 对每个子像素形成有用于传输数据信号的数据线和用于传输电源电压VDD 的电源线。因此,OLED显示器必须包括用于驱动像素的大量的线和电路。 在有限的显示区域中很难布置这些线,并且降低了对应于发射像素区域的孔 径效率(aperture efficiency)。因此,开发用于减少驱动像素的线和元件的数 量的像素电路是值得期望的。

发明内容

在一个示范性实施例中,本发明提供一种用于增加孔径效率的发光显示 器。
在另一个示范性实施例中,本发明提供一种用于简化像素中的元件和线 的配置的发光显示器。
在再一个示范性实施例中,本发明提供一种补偿驱动晶体管的变化的像 素。
在再一个示范性实施例中,本发明提供一种用于控制白平衡(white balance)的像素。
本发明的额外的实施例将在下面的描述中阐述,并且可以从描述中部分 地变得清楚或由本领域技术人员通过本发明的实践习得。
在一个示范性实施例中,一种显示面板包括:多条数据线,用于传输数 据信号;多条扫描线,用于传输选择信号;和连接到数据线和扫描线的多个 像素。像素包括:至少两个发射元件,用于响应于施加的电流发射相互不同 的色彩;和驱动器,用于在施加选择信号的同时接收数据信号,并且输出对 应于数据信号的第一电流,驱动器将第一电流输出到形成在多个像素中的发 射元件中间的、发射相同的色彩的至少两个发射元件,其中,所述驱动器包 括:包含第一电极、第二电极和第三电极的晶体管,通过第三电极输出第一 电流,该第一电流对应于施加在第一电极和第二电极之间的电压,晶体管的 第二电极连接到第一电源;第一电容器,连接在晶体管的第一和第二电极之 间;和连接在数据线与第一电容器之间的第一开关器件,用于响应于选择信 号来将数据信号传输到第一电容器;第二电容器,连接在晶体管的第一电极 和第一电容器之间;连接在晶体管的第一电极和第三电极之间的第二开关器 件,用于响应于第一控制信号,控制晶体管成为二极管方式连接的;和第三 开关器件,用于响应于第二控制信号,将第一电源的电压施加到第二电容器 的一个电极和第一电容器的一个电极之间。
根据本发明的另一个示范性实施例公开一种显示面板。该显示面板包括: 第一像素区域,形成有用于接收第一数据信号并且输出对应于第一数据信号 的第一电流的第一驱动器以及分别用于发射第一色彩和第二色彩的第一和第 二发射元件;第二像素区域,形成有用于接收第二数据信号并且输出对应于 第二数据信号的第二电流的第二驱动器以及分别用于发射第三色彩和第一色 彩的第三和第四发射元件;和第三像素区域,形成有用于接收第三数据信号 并且输出对应于第三数据信号的第三电流的第三驱动器以及分别用于发射第 二色彩和第三色彩的第五和第六发射元件。第一驱动器顺序地将第一电流施 加到第一和第四发射元件,第二驱动器顺序地将第二电流施加到第二和第五 发射元件,并且第三驱动器顺序地将第三电流施加到第三和第六发射元件。
根据本发明的再一个示范性实施例公开一种发光显示器。该发光显示器 包括:显示区域,包括用于传输数据信号的多条数据线、用于传输选择信号 的多条扫描线以及连接到数据线和扫描线的多个像素;数据驱动器,用于在 时分数据信号的同时,将对应于一个场中的对应色彩的至少两个数据信号施 加到数据线;和扫描驱动器,用于顺序地将选择信号施加到包含在一个场中 的第一和第二子场中的多条扫描线。像素包括:至少两个发射元件,用于响 应于施加的电流发射相互不同的色彩;和驱动器,用于通过在施加选择信号 的同时接收数据信号,来操作发射元件,驱动器顺序地操作包含在多个像素 中的发射元件中间的、发射相同色彩的至少两个发射元件,其中,驱动器包 括:包含第一电极、第二电极和第三电极的晶体管,通过第三电极输出对应 于施加在第一电极和第二电极之间的电压的电流,晶体管的第二电极连接到 第一电源;第一电容器,连接在晶体管的第一和第二电极之间;连接在数据 线和第一电容器之间的第一开关器件,用于响应于选择信号来将数据信号传 输到第一电容器;第二电容器,连接在晶体管的第一电极和第一电容器之间; 连接在晶体管的第一电极和第三电极之间的第二开关器件,用于响应于第一 控制信号,控制晶体管成为二极管方式连接;和第三开关器件,用于响应于 第二控制信号,将第一电源的电压施加第一电容器。
根据本发明的再一个实施例公开一种驱动显示面板的方法,该显示面板 包括:多条数据线,用于传输数据信号;多条扫描线,用于传输选择信号; 和分别连接到数据线和扫描线的多个像素。像素包括用于发射相互不同的色 彩的至少两个发射元件,并且通过将一个场划分为包括第一和第二子场的多 个子场来操作。在该方法中,a)顺序地将选择信号施加到第一子场中的多条 扫描线;b)将数据信号施加到a)中的多条数据线;c)将对应于数据信号的电流 传输到包含在多个像素中的发射元件中间的第一发射元件;d)顺序地将选择 信号施加到第二子场中的多条扫描线;e)将数据信号施加到d)中的多条数据 线;和f)将对应于数据信号的电流传输到包含在多个像素中的发射元件中间 的第二发射元件,以发射与第一发射元件所发射的色彩相同的色彩,其中, 驱动器包括:包含第一电极、第二电极和第三电极的晶体管,通过第三电极 输出对应于施加在第一电极和第二电极之间的电压的电流,晶体管的第二电 极连接到第一电源;第一电容器,连接在晶体管的第一和第二电极之间;连 接在数据线和第一电容器之间的第一开关器件,用于响应于选择信号来将数 据信号传输到第一电容器;第二电容器,连接在晶体管的第一电极和第一电 容器之间;连接在晶体管的第一电极和第三电极之间的第二开关器件,用于 响应于第一控制信号,控制晶体管成为二极管方式连接;和第三开关器件, 用于响应于第二控制信号,将第一电源的电压施加第一电容器。

附图说明

附图和说明书一起图解本发明的示范性实施例,并且和描述一起用于说 明本发明的原理。
图1显示了表示作为常规像素电路的、N×M个像素之一的电路图,等效 地表示布置在第一行和第一列中的像素;
图2示意性地显示了根据本发明一个示范性实施例的OLED显示器的配 置;
图3示意性地显示了表示根据本发明的第一示范性实施例的图2的 OLED显示器的像素的图;
图4显示了表示图3的像素的电路图;
图5显示了表示根据本发明的第二示范性实施例的OLED显示器的像素 的示意图;
图6显示了表示图5的OLED显示器的像素的电路图;
图7显示了本发明第二示范性实施例的OLED显示器的驱动时序图;
图8显示了表示根据本发明第二示范性实施例的OLED显示器的另一像 素的图;和
图9是OLED的概念图。

具体实施方式

在下面的详细描述中,通过图解的方式显示并描述本发明的示范性实施 例。本领域技术人员应当认识到,可以在完全不背离本发明的宗旨或范围的 前提下对所述的示范性实施例以各种方式进行修改。因此,附图和描述在性 质上应当被认为是说明性的,而不是限制性的。
在附图中示出或未示出的部分可能没有在说明书中讨论,这是因为它们 对于彻底理解本发明不是必要的。此外,相同的元件由相同的附图标记来表 示。
现在将参照附图详细描述本发明的示范性实施例。
图2示意性地显示了根据本发明的一个示范性实施例的OLED显示器的 配置,而图3示意性地显示了表示图2中的OLED显示器的像素的图。
如图2所示,OLED显示器包括显示面板100、选择扫描驱动器200、发 射扫描驱动器300和数据驱动器400。
显示面板100包括以行方向布置的多条扫描线S1到Sn以及E1到En、 以列方向布置的多条数据线D1到Dm以及多条电源线VDD和多个像素110。 每个像素在由两条相邻的扫描线S1到Sn和两条相邻的数据线D1到Dm所 定义的区域中提供。通过示例的方式,像素110可以是图3所示的像素110a、 110b和110c中的任何一个。如图3所示,每个像素包括用于发射各自颜色的 两个OLED和用于操作OLED元件的驱动器。OLED元件发射具有对应于施 加的电流的亮度的光。将一个像素区域中形成的一个驱动器和两个OLED定 义为一个像素。
现在回到图2,选择扫描驱动器200顺序地施加选择信号到多个扫描线 S 1到Sn,以便可以将数据信号施加到连接到对应扫描线的像素。发射扫描驱 动器300顺序地施加发射控制信号到发射扫描线E1到En,以便控制OLED 元件的发射。当顺序地施加选择信号时,数据驱动器400施加数据信号到数 据线D1到Dm,其中数据信号对应于施加选择信号的扫描线的像素。
选择和发射扫描驱动器200和300以及数据驱动器400分别连接到形成 显示面板的基板。或者,扫描驱动器200和300以及/或数据驱动器400可以 直接形成于显示面板100的玻璃基板上,因此选择和发射驱动器200和300 以及/或数据驱动器400可以由分别形成于与选择信号线、数据线和晶体管相 同的层上的驱动电路替代。扫描驱动器200和300以及/或数据驱动器400还 可以形成为连接到显示面板100的柔性印刷电路(FPC)、带式载体封装(TCP, tape carried package)或带式自动焊接(TAB,tape automatic bonding)上提供 的芯片。
在本发明的第一示范性实施例中,将一个场划分为两个子场,分别将各 个色彩施加到这两个子场,并且产生发射。
选择扫描驱动器200顺序地将选择信号施加到各个子场的选择扫描线S1 到Sn,并且发射扫描驱动器300将发射控制信号施加到发射扫描线E1到En, 使得在一个子场中发射具有各个色彩的OLED元件。
在两个子场中,数据驱动器400将对应于不同色彩的OLED元件的数据 信号施加到数据线D1到Dm。在图3中,在两个子场中,数据驱动器400(如 图2所示)将分别对应于红色和绿色OLED元件OLEDr1和OLEDg1的数据 信号施加到数据线D1,并且将分别对应于蓝色和绿色OLED元件OLEDb1 和OLEDr2的数据信号施加到数据线D2。将分别对应于绿色和蓝色OLED元 件OLEDg2和OLEDb2的数据信号施加到数据线D3。由驱动器111、112和 113分别驱动像素110a、110b和110c中的两个OLED。
现在将参照图4描述根据本发明的第一示范性实施例的OLED元件的操 作。
图4显示了表示根据本发明的第一示范性实施例的OLED显示器的像素 的电路图。连接到数据线D1到D3和选择线Sn以及具有p沟道的晶体管的 像素在图4中示出。三个像素110a到110c的操作本质上相互对应,因此, 下面只描述像素110a。
传输当前选择信号的扫描线将被称为“当前扫描线”,而在传输当前选择 信号之前已经传输了选择信号的扫描线被称为“先前扫描线”。
根据本发明第一示范性实施例的像素110a包括驱动晶体管M11、开关晶 体管M12到M14、电容器C11和C12、OLED元件OLEDr1和OLEDg1以及 用于控制OLED元件OLEDr1和OLEDg1的发射的发射控制晶体管M15a和 M15b。
一条发射扫描线En包括两条发射控制信号线Ena和Enb。剩余的发射扫 描线尽管没有在图4中示出,但也分别包括两条发射控制信号线。发射控制 晶体管M15a和M15b以及发射控制信号线Ena和Enb形成开关单元,用于 选择性地将电流从驱动晶体管M11传输到OLED元件OLEDr1和OLEDg1。
晶体管M11是用于操作OLED元件的驱动晶体管,并且连接在供应电压 VDD的电源与晶体管15a和15b的源极的节点之间。由施加在晶体管M11 的栅极和源极之间的电压来控制通过晶体管M15a和M15b流到OLED元件 OLEDr和OLEDg的电流。晶体管M12控制晶体管M11,以便它可以响应于 来自先前扫描线Sn-1的选择信号成为二极管连接的。
晶体管M11的栅极连接到电容器C12的电极A,而电容器C11和晶体管 M13并行连接在电容器C12的另一电极B和用于供应电压VDD的电源之间。 晶体管M13响应于来自先前扫描线Sn-1的选择信号,供应电压VDD到电容 器C12的电极B。
晶体管M14响应于来自当前扫描线Sn的选择信号,将数据电压从数据 线Dm供应到电容器C11。
晶体管M15a和M15b分别连接在晶体管M11的漏极与OLED元件 OLEDr1和OLEDg1各自的阳极之间,并且响应于从发射控制信号线Ena和 Enb施加的发射控制信号,将电流从晶体管M11传输到OLED元件OLEDr1 和OLEDg1。
OLED元件OLEDr1和OLEDg1分别发射对应于所施加的电流的红色和 绿色光。根据本发明的示范性实施例,将低于电压VDD的电源电压VSS施 加到OLED元件OLEDr1和OLEDg1的阴极。可以使用负电压或接地电压作 为电源电压VSS。
现在将描述根据本发明的第一示范性实施例的像素110a的操作。
当将低电平选择信号施加到先前扫描线Sn-1时,晶体管M12导通,并 且晶体管M11是二极管连接的。因此,在晶体管M11的栅极和源极之间的电 压增加,直到其达到晶体管M11的阈电压VTH为止。此时,将电压VDD施 加到晶体管M11的源极。因此,施加到电容器C12的电极A以及晶体管M11 的栅极的电压为和(VDD+VTH)。晶体管M13导通,这导致电压VDD施加 到电容器C12的电极B。
因此,由等式2给出充电到电容器C12的电压。
[等式2]
VC12=VC12A-VC12B=(VDD+VTH)-VDD=VTH
其中,VC12表示充电到电容器C12的电压,VC12A表示施加到电容器C12 的电极A的电压,而VC12B表示施加到电容器C12的电极B的电压。
当将高电平发射控制信号施加到发射控制信号线Ena和Enb时,晶体管 M15a和M15b断开,从而没有电流通过晶体管M11流到OLED元件OLEDr 和OLEDg。
当将高电平信号施加到当前扫描线Sn时,晶体管M14断开。
此外,当将低电平选择信号施加到当前扫描线Sn时,晶体管M14导通, 并且数据电压VDATA被充电到电容器C11。对应于晶体管M11的阈电压VTH 的电压被充电到电容器C12,从而将对应于数据电压VDATA和晶体管M11的 阈电压VTH之和的电压施加到晶体管M11的栅极。
晶体管M11的栅极和源极之间的电压VGS在等式3中定义。当晶体管 M15a和M15b响应于各自来自发射控制信号线Ena和Enb的发射控制信号而 导通时,等式4中定义的电流被传输到OLED元件OLEDr1和OLEDg1,并 且产生发光。
[等式3]
VGS=(VDATA+VTH)-VDD
[等式4]
I OLED = β 2 ( V GS - V TH ) 2 = β 2 ( ( V DATA + V TH - VDD ) - V TH ) 2 = β 2 ( VDD - V DATA ) 2
其中,IOLED表示流到OLED元件OLEDr1和OLEDg1的电流,VGS表示 晶体管M11的栅极和源极之间的电压,VTH表示晶体管M11的阈电压,VDATA 表示数据电压,而β表示常数。
在包含于一个场中的两个子场中,顺序地将选择信号施加到选择扫描线 S 1到Sn,并且分别顺序施加到两条发射控制信号线E1a到Ena和E1b到Enb 的两个发射控制信号具有在一个场中不会交迭的低电平周期。
在将选择信号施加到先前选择信号线Sn-1的同时,像素110b和110c以 驱动晶体管M21到M31阈电压充电电容器C22和C32,并且在以和像素110a 相同的方式将选择信号施加到当前扫描线Sn的同时,以数据电压VDATA充电 电容器C21和C31。当发射控制晶体管M25a和M35a响应于来自每个发射 控制信号线Ena的发射控制信号而导通时,将分别对应于充电到电容器C21 和C31的电压的电流传输到绿色和蓝色OLED元件OLEDb1和OLEDg2,并 且产生发射。当发射控制晶体管M25b和M35b响应于来自每个发射控制信 号线Enb的发射控制信号而导通时,将分别对应于充电到电容器C21和C31 的电压的电流传输到红色和蓝色OLED元件OLEDr2和OLEDb2,并且产生 发射。
根据本发明的第一示范性实施例,由共同工作的开关晶体管和电容器来 操作各种色彩发射元件,从而简化在像素中的使用的元件和用于传输电流、 电压和信号的线的配置。
然而,当根据本发明第一示范性实施例的像素实际工作时,充电到电容 器C12到C32的电压在驱动晶体管M11到M31的漏电极C节点变化,实际 上与等式2所述的关系不同。尤其是,当电流流过驱动晶体管M11到M31 时,由在节点C上的漏电极的寄生电容充电预定电压,并且节点C的电压受 在先前的子场中流到驱动晶体管M11到M31的电流电平的影响。因此,当 施加低电平选择信号到先前扫描线Sn-1时,电容器C12的电极A的电压VC12 对应于节点C的电压,因此要充电到电容器C12的电压根据节点C的电压而 变化。
在根据本发明的第一示范性实施例的像素110a到110c中,对应于各个 色彩的电流在两个子场中流过驱动晶体管M11到M31,从而在将选择信号施 加到一个子场中的先前扫描线Sn-1的同时,充电到C12到C32的补偿电压 受先前的子场中从驱动晶体管M11到M31流入的电流影响。
因此,由于根据先前子场的数据电压的补偿电压充电到电容器C12到 C32,在先前子场和当前子场中施加分别对应于不同色彩的数据电压,因此不 适当地补偿了驱动晶体管M11到M31的阈电压的变化。
在根据本发明的第一示范性实施例的像素中,驱动晶体管操作具有不同 色彩的OLED元件,因此难以通过控制驱动晶体管的特性来控制红色、绿色 和蓝色图像的白平衡。
因此,在根据本发明的第二示范性实施例的OLED显示器中,在一个像 素中形成的驱动器操作具有对应色彩的OLED元件。
现在将参照图5到图7描述根据本发明的第二示范性实施例的OLED显 示器的像素。
图5显示了表示根据本发明的第二示范性实施例的OLED显示器的像素 的示意图。为了方便描述,在图5中表示了连接到数据线D1到D3和选择扫 描线Sn的三个像素201a到210c。像素210a到210c可以用作例如图2的像 素110。
根据本发明的第二示范性实施例,像素210a到210c中的每个都包括一 个驱动器和两个用于发射不同色彩的光的OLED元件,并且将红色、绿色和 蓝色数据信号分别施加到数据线D1到D3。
像素210a的驱动器211连接到数据线D1,并且施加对应于从数据线D1 到红色OLED元件OLEDr1和OLEDr2的数据电压的电流。像素210b的驱动 器212连接到数据线D2,并且施加对应于从数据线D2到绿色OLED元件 OLEDg1和OLEDg2的数据电压的电流。像素210c的驱动器213连接到数据 线D3,并且施加对应于从数据线D3到蓝色OLED元件OLEDb1和OLEDb2 的数据电压的电流。
如图6所示,像素210a的驱动器包括驱动晶体管M11、开关晶体管M12 到M14、电容器C11和C12以及发射控制晶体管M15a和M15b。像素210b 的驱动器包括驱动晶体管M21、开关晶体管M22到M24、电容器C21和C22 以及发射控制晶体管M25a和M25b。像素210c的驱动器包括驱动晶体管 M31、开关晶体管M32到M43、电容器C31和C32以及发射控制晶体管M35a 和M35b。
根据本发明的第二示范性实施例,像素210a的驱动晶体管M11的漏极 连接到发射控制晶体管M15a和M25b的源极。发射控制晶体管M15a和M25b 响应于发射控制信号线Ena和Enb各自的发射控制信号,将电流从驱动晶体 管M11传输到OLED元件OLEDr1和OLEDr2。
驱动晶体管M21的漏极连接到发射控制晶体管M35a和M15b的源极, 并且发射控制晶体管M35a和M15b响应于发射控制信号线Ena和Enb各自 的发射控制信号,将电流从驱动晶体管M21传输到OLED元件OLEDg2和 OLEDg1。
驱动晶体管M31的漏极连接到发射控制晶体管M25a和M35b的源极, 并且发射控制晶体管M25a和M35b响应于发射控制信号线Ena和Enb各自 的发射控制信号,将电流从驱动晶体管M31传输到OLED元件OLEDb2和 OLEDb1。
在一个场中将对应于一种色彩的数据电压施加到一条数据线,而驱动晶 体管将对应于数据电压的电流传输到对应色彩的OLED元件。
现在将参照图7描述根据本发明第二示范性实施例的OLED显示器的操 作。
图7显示了本发明第二示范性实施例的OLED显示器的驱动时序图。
根据本发明第二示范性实施例的OLED显示器操作来将一个场1TV划分 成两个子场1SF和2SF。在各个子场1SF和2SF中将低电平选择信号顺序地 施加到选择扫描线S1到Sn。包含在一个像素中的两个OLED元件分别进行 发射并持续对应于一个子场的时间段。分别为每行定义子场1SF和2SF,并 且参照第一行选择扫描线S1对其图解。
在子场1SF中将低电平选择信号施加到先前扫描线Sn-1的同时,对应于 驱动晶体管M11到M31的阈电压的电压充电到电容器C12至C32。当将低 电平选择信号施加到当前扫描线Sn时,红色、绿色和蓝色数据电压施加到数 据线D1到D3,并且数据电压通过晶体管M14到M34充电到电容器C11至 C31。发射控制晶体管M15a、M35a和M25a导通,将对应于电容器C11到 C31中充电的电压的电流分别从晶体管M11至M31传输到OLED元件 OLEDr1、OLEDg2和OLEDb1,并且产生发射。
以类似上面的方式,在子场1SF中将数据电压施加到第一至第n像素, 并且一个像素中除了这两个OLED元件之外的其他的OLED元件也发射。
在子场2F中,以类似在先前的子场1SF中的方式,将低电平选择信号顺 序地施加到第一至第n行选择扫描线S1至Sn。在连接到当前扫描线Sn的像 素210a到210c中,在将选择信号施加到先前扫描线Sn-1的同时,驱动晶体 管M11到M31的阈电压充电到电容器C12至C32,在将选择信号施加到当 前扫描线Sn的同时,将对应于红色、绿色和蓝色的数据电压施加到数据线 D1至D2,并且充电到C11至C31。在将低电平选择信号顺序地施加到选择 信号S1至Sn的同时,将低电平发射控制信号施加到发射控制信号线E1b到 Enb。将对应于施加的数据电压的电流通过发射控制晶体管M25b、M15b和 M35b传输到OLED元件OLEDr2、OLEDg2和OLEDb2,并且产生发射。
根据本发明的示范性实施例,在子场1SF和2SF中施加到发射控制信号 线E1a到Ena和E1b到Enb的发射控制信号在低电平维持预定的时间段,并 且在发射控制信号维持在低电平的同时,连接到施加了对应发射控制信号的 发射控制晶体管的OLED元件发射。在图7中基本上对应于各个子场1SF和 2SF示出该时间段。因此,每个像素中左边的OLED元件以对应于施加对应 于子场1SF的时间段的数据电压的亮度发光,而右边的OLED元件以对应于 施加对应于子场2SF的时间段的数据电压的亮度发光。
在一个场1TV中,将分别对应于一种色彩的数据电压施加到各个数据线 D1到Dm,并且包括在一个像素中的驱动晶体管将对应于数据电压的电流传 输到对应色彩的OLED元件。因此,在两个子场中,将对应于一种色彩的电 流通过驱动晶体管供应到OLED元件,从而对应于与当前子场对应的色彩的 电流的电压被充电到C节点上的驱动晶体管的漏电极。
因此,当将选择信号施加到先前扫描线Sn-1并且对应于晶体管M11的 阈电压的电压被充电到电容器C12时,充电到电容器C12的电压受节点C的 电压影响,节点C的电压进而受上述子场中流过晶体管M11的电流影响。在 先前子场和当前子场中,驱动晶体管M11输出的该电流对应于红色,从而用 于补偿晶体管M11的阈电压的电压充电到电容器C12。即使在驱动晶体管 M11的漏电极中提供寄生电容并且与驱动晶体管M11的阈电压不同的电压充 电到电容器C12,在当前子场和先前子场中,在同样条件下对应于阈电压的 电压也充电到电容器C12。因此,可以有效地补偿驱动晶体管M11的阈电压 的变化。
在一个场中,一个像素中驱动晶体管分别控制流到对应色彩的OLED元 件的电流,控制驱动晶体管的沟道的宽度与长度比例,从而控制显示面板的 白平衡。因此,在图6中,驱动晶体管M11到M13的沟道的宽度与长度比 例被设置得相互不同,并且具有不同量的电流被设置成分别以电平数据电压 流到红色、绿色和蓝色OLED元件。
虽然根据本发明的第二示范性实施例的像素包括图6中的驱动晶体管、 四个开关晶体管、两个电容器和两个发射控制晶体管,但根据本发明的第二 示范性实施例的OLED显示器可以通过使用各种类型的像素来形成。
图8显示了表示根据本发明第二示范性实施例的OLED显示器的另一像 素的图,现在将集中在所示的像素310a到310c之间的像素310a上对其进行 描述。像素310a、310b和310c可以例如用作图2的像素110。
像素310a包括驱动晶体管M11’、开关晶体管M12’、电容器C11’、两个 OLED元件OLEDr1和OLEDg1以及用于分别控制OLEDr1和OLEDg1的发 射的发射控制晶体管M13a’和M13b’。
开关晶体管M12’响应于来自扫描线Sn的选择信号,将数据电压从数据 线D1传输到电容器C11’。驱动晶体管M11’连接在电源电压VDD与发射控 制晶体管M13a’和M23b’之间,并且输出对应于充电到电容器C11’的电压的 电流。
因此,当发射控制晶体管M13a’响应于来自发射控制信号线Ena的发射 控制信号而导通时,将对应于充电到电容器C11’的电压的电流流过驱动晶体 管M11’而传输到OLED元件OLEDr1,当发射控制晶体管M23b响应于来自 发射控制信号线Enb的发射控制信号而导通时,将对应于充电到电容器C11 的电压的电流传输到OLED元件OLEDr2。
如上所述,在根据本发明的第二示范性实施例的OLED显示器的另一像 素中,由于驱动晶体管操作用于发射对应色彩的OLED,所以驱动晶体管的 沟道的宽度与长度比例与白平衡一起控制。
尽管OLED显示器以图7中的单行扫描和逐行扫描方法工作,在本发明 中也可以应用诸如双重扫描(dual scan)和隔行扫描方法之类的各种方法。
虽然在图6和图8中一个像素包括两个OLED元件,当一个像素被设置 成包括用于发射红色、绿色和蓝色的OLED元件时,也可以将场分成三个子 场以便驱动像素电路。
根据本发明,由开关晶体管和电容器共同操作各个色彩发射元件,从而 简化了像素电路中使用的元件以及用于传输电流、电压和信号的各条线的配 置。
驱动晶体管操作具有对应色彩的OLED元件,从而在相同条件下有效补 偿了驱动晶体管的阈电压。
控制操作OLED元件发射不同色彩的驱动晶体管沟道的宽度与长度比例 来,从而也可以控制显示面板的白平衡。
本领域技术人员应当明白,在不背离本发明的宗旨或范围的前提下对本 发明进行的各种修改和变型。因此,本发明意在涵盖所附权利要求书及其等 效物的范围内提供的本发明的各种修改和变型。