CN100541574C - 显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种显示器及其驱动方法。所述的显示器包括多个像素，每个像素包括：发光元件；存储电容器；驱动晶体管，具有控制端、输入端和输出端，并且供应电流给发光元件以发射光；第一开关晶体管，用于响应扫描信号来将数据电压供应给存储电容器；第二开关晶体管，用于响应前一扫描信号来二极管式地连接驱动晶体管；和第三开关晶体管，用于响应发射信号来将驱动电压供应给驱动晶体管，其中，所述的存储电容器根据驱动晶体管的阈值电压和发光元件的阈值电压来通过二极管式连接的驱动晶体管存储控制电压，并且将控制电压和数据电压传输到驱动晶体管的控制端。

Description

显示器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示器及其驱动方法，具体地讲，涉及一种发光显示器及其驱动方法。
背景技术
近来，已经开发了重量轻、薄的个人计算机和电视机。这些个人计算机和电视机通常使用重量轻、薄的显示器例如平板显示器来代替传统的阴极射线管(CRT)显示器。例如，平板显示器可包括液晶显示器(LCD)、场致发射显示器(FED)、有机发光显示器(OLED)和等离子体显示面板(PDP)等等。
一般而言，有源矩阵平板显示器包括多个按矩阵排列的像素并且通过基于给定的光亮度信息控制像素的光亮度来显示图像。OLED是自发光显示器，所述的显示器通过电激发发光有机材料来显示图像。OLED具有低功耗、宽视角和快速的响应时间，从而增加了用于显示运动图像的用途。
OLED的像素包括发光元件和驱动薄膜晶体管(TFT)。发光元件发射的光的强度取决于被驱动TFT驱动的电流，该电流又取决于驱动TFT的阈值电压和驱动TFT的栅极和源极之间的电压。
驱动TFT可以是多晶硅或非晶硅。多晶硅TFT具有几个优点，但是，它也具有某些缺点，例如制造工艺复杂，增加了制造成本。而且，使用多晶硅TFT很难制造大的OLED。
相反，非晶硅TFT适合用于大的OLED，并且它的制造工艺没有多晶硅TFT的制造工艺复杂。然而，当对非晶硅TFT施加DC控制电压时，非晶硅TFT的阈值电压随着时间而漂移，所述的DC控制电压针对给定的数据电压改变光亮度。
此外，当发光元件长时间被驱动时，发光元件的阈值电压漂移。对于使用n型驱动TFT的OLED，因为发光元件被连接到驱动TFT的源极，所以发光元件的阈值电压的漂移改变驱动TFT源极上的电压，从而改变由驱动TFT驱动的电流。因此，OLED的图像质量可能下降。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，提供一种包括多个像素的显示器。每个像素包括：发光元件；存储电容器；驱动晶体管，具有控制端、输入端和输出端，并且供应电流给发光元件以使发光元件发射光；第一开关晶体管，用于响应扫描信号来将数据电压供应给存储电容器；第二开关晶体管，用于响应前一扫描信号来二极管式地连接驱动晶体管；第三开关晶体管，用于响应发射信号来将驱动电压供应给驱动晶体管，其中，所述的存储电容器根据驱动晶体管的阈值电压和发光元件的阈值电压来通过二极管式连接的驱动晶体管，存储控制电压，并且将控制电压和数据电压传输到驱动晶体管的控制端。
第二开关晶体管可响应所述的前一扫描信号来连接驱动晶体管的控制端和输入端。第一开关晶体管可响应所述的扫描信号来将存储电容器连接到数据电压，并且第三开关晶体管可响应所述的发射信号来将驱动晶体管的输入端连接到驱动电压。
显示器还可包括第四开关晶体管，所述的第四开关晶体管用于响应所述的前一扫描信号来将存储电容器连接到参考电压。所述的多个像素可包括被供有不同的参考电压值的第一像素和第二像素。
显示器还可包括辅助电容器，所述的辅助电容器被连接到存储电容器以便存储电压。显示器还可包括：扫描驱动器，用于产生所述的前一扫描信号和扫描信号；数据驱动器，用于产生所述的数据电压；发射驱动器，用于产生所述的发射信号。
第一开关晶体管可响应扫描信号来将存储电容器连接到参考电压。显示器还可包括：扫描驱动器，用于产生所述的前一扫描信号和扫描信号；数据驱动器，用于产生所述的数据电压和参考电压；发射驱动器，用于产生所述的发射信号。
多个像素可包括第一像素和第二像素，并且施加到第一像素和第二像素的参考电压可具有不同的值。显示器还可包括信号控制器，所述的信号控制器用于控制扫描驱动器、数据驱动器和发射驱动器。
第一至第三开关晶体管和驱动晶体管可包括非晶硅。第一至第三开关晶体管和驱动晶体管可包括n沟道薄膜晶体管。发光元件可包括有机发光层。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种显示器，所述的显示器包括：发光元件；驱动晶体管，具有输入端、输出端和控制端，所述的输入端被连接到驱动电压，所述的输出端被连接到发光元件；第一开关晶体管，响应扫描信号来工作，并且被连接在驱动晶体管的控制端和数据电压之间；第二开关晶体管，响应前一扫描信号来工作，并且被连接在驱动晶体管的输入端和控制端之间；第三开关晶体管，响应发射信号来工作，并且被连接在驱动晶体管的输入端和驱动电压之间；存储电容器，被连接在驱动晶体管的控制端和第一开关晶体管之间。
显示器还可包括第四开关晶体管，所述的第四开关晶体管响应所述的前一扫描信号来工作，并且被连接在存储电容器和参考电压之间。显示器还可包括辅助电容器，所述的辅助电容器被连接在存储电容器和驱动电压或参考电压之间。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种驱动显示器的方法，所述的显示器包括：驱动晶体管，具有控制端、第一和第二接线端；发光元件，被连接到驱动晶体管的第二接线端；电容器，被连接到驱动晶体管的控制端，所述的驱动显示器的方法包括：将参考电压和驱动电压供应到电容器的各个接线端；连接驱动晶体管的控制端和第一接线端；将数据电压供应给电容器；以及将驱动晶体管的第一接线端连接到驱动电压。
驱动晶体管的控制端和第一接线端的连接可阻塞驱动电压。施加数据电压可隔离驱动晶体管的第一接线端。
附图说明
通过结合附图详细地描述本发明的示例性实施例，本发明将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明的示例性实施例的有机发光显示器(OLED)的框图；
图2是根据本发明的示例性实施例的OLED的像素的等效电路图；
图3是图2中所示的驱动元件和发光元件的示例性截面图；
图4是根据本发明的示例性实施例的有机发光元件的示意图；
图5是示出用于根据本发明的示例性实施例的OLED的几个信号的时序图；
图6A-6D是图5中所示的各个期间的像素的等效电路图；
图7是根据本发明的另一示例性实施例的OLED的像素的等效电路图；
图8是示出用于图7中所示的OLED的几个信号的时序图。
具体实施方式
以下将参照附图来更加详尽地描述本发明，在所述的附图中示出本发明的示例性实施例。在附图中，为了清晰起见，层和区域的厚度被扩大。在所有图中相同的标号表示相同的元件。应该这样理解，当如层、区域或衬底的元件被称为“在另一元件之上”时，该元件可直接在另一元件之上，或者居间的元件也可能存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件之上”时，不存在居间的元件。
将参照图1-6D来详细地描述根据本发明的示例性实施例的有机发光显示器(OLED)。
图1是根据本发明的示例性实施例的OLED的框图，图2是根据本发明的示例性实施例的OLED的像素的等效电路图。
参照图1，OLED包括：显示面板300；都被连接到显示面板300上的扫描驱动器400、数据驱动器500和发射驱动器700；信号控制器600，用于控制显示面板300、扫描驱动器400、数据驱动器500和发射驱动器700。
参照图1，显示面板300包括：多个信号线；多个电压线(未示出)；和多个被连接到显示面板300并基本上按矩阵排列的像素PX。
信号线包括：多个扫描线G0-Gn，用于传输扫描信号；多个数据线D1-Dm，用于传输数据信号；多个发射线S1-Sn，用于传输发射信号。扫描线G0-Gn和发射线S1-Sn基本上沿行方向延伸并且彼此基本上平行，而数据线D1-Dm基本上沿列方向延伸并且彼此基本上平行。
参照图2，电压线包括：驱动电压线(未示出)，用于传输驱动电压Vdd；和参考电压线(未示出)，用于传输参考电压Vref。
每个像素PX例如被连接到扫描线Gi和数据线Dj的像素包括有机发光元件LD、驱动晶体管Qd、一对电容器C1和C2以及四个开关晶体管Qs1-Qs4。
驱动晶体管Qd具有控制端Ng、输入端Nd和输出端Ns，并且所述的驱动晶体管Qd的输入端Nd被连接到驱动电压Vdd。
电容器C1具有接线端N1和另一接线端N2，所述的接线端N1被连接到驱动晶体管Qd的控制端Ng，所述的接线端N2被连接到开关晶体管Qs1和Qs2。电容器C2被连接在电容器C1和驱动电压Vdd之间。
发光元件LD具有阳极和阴极，所述的阳极被连接到驱动晶体管Qd的输出端Ns，所述的阴极被连接到公共电压Vss。发光元件LD发射出强度取决于驱动晶体管Qd的输出电流ILD的光。驱动晶体管Qd的输出电流ILD取决于控制端Ng和输出端Ns之间的电压Vgs。
开关晶体管Qs1被连接到扫描线Gi、数据电压Vdata和电容器C1的接线端N2，并且响应扫描信号Vgi来工作，开关晶体管Qs2被连接到前一扫描线Gi-1、参考电压Vref和电容器C1的接线端N2，开关晶体管Qs3被连接到前一扫描线Gi-1、驱动晶体管Qd的控制端Ng和输入端Nd。开关晶体管Qs2和Qs3响应施加到前一扫描线Gi-1的扫描信号Vgi-1来工作。
开关晶体管Qs4被连接在驱动晶体管Qd的输入端Nd和驱动电压Vdd之间，并且响应发射信号Vsi来工作。
开关晶体管Qs1-Qs4和驱动晶体管Qd是包括非晶硅或多晶硅的n沟道场效应晶体管(FET)。然而，晶体管Qs1-Qs4和Qd可以是p沟道FET，所述的p沟道FET以与n沟道FET相反的方式工作。
下面将参照图3和图4来详细地描述如图2中所示的发光元件LD和被连接到发光元件LD的驱动晶体管Qd。
图3是如2中所示的发光元件LD和驱动晶体管Qd的示例性截面图，图4是根据本发明的示例性实施例的有机发光元件的示意图。
控制或栅电极124形成在绝缘衬底110上。优选地，控制电极124由含Al的金属例如Al和Al合金、含Ag的金属例如Ag和Ag合金、含Cu的金属例如Cu和Cu合金、含Mo的金属例如Mo和Mo合金、Cr、Ti或Ta制成。控制电极124可具有多层结构，所述的多层结构包括两层具有不同物理特性的薄膜。优选地，两层薄膜中的一层由低电阻率金属制成，以便降低信号延迟或电压降，所述的低电阻率金属包括含Al的金属、含Ag的金属和含Cu的金属。优选地，另一层薄膜由如含Mo的金属、Cr、Ta或Ti的材料制成，所述的材料具有与其它的材料例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)良好的物理、化学和电接触特性。
两层薄膜的组合的另一例子是下Cr薄膜和上Al(合金)薄膜、下Al(合金)薄膜和上Mo(合金)薄膜。然而，栅电极124可由各种金属或导体制成。栅电极124的侧面相对于衬底110的表面是倾斜的，并且其倾斜角在大约30-80度范围内变化。优选地由氮化硅(SiNx)制成的绝缘层140形成在控制电极124上。
优选地由氢化非晶硅(a-Si)或多晶硅制成的半导体154形成在绝缘层140上，并且优选地由硅化物或重掺n型杂质例如磷的n+氢化a-Si制成的一对欧姆接触163和165形成在半导体154上。半导体154和欧姆接触163及165的侧面相对于衬底110的表面是倾斜的，并且其倾斜角优选地在大约30-80度的范围内。
输入电极173和输出电极175形成在欧姆接触163和165以及绝缘层140上。优选地，输入电极173和输出电极175由难熔金属例如Cr、Mo、Ti、Ta及其合金制成。然而，输入电极173和输出电极175可具有多层结构，所述的多层结构包括难熔金属薄膜(未示出)和低电阻率薄膜(未示出)。多层结构的例子是包括下Cr/Mo(合金)薄膜和上Al(合金)薄膜的双层结构以及下Mo(合金)薄膜、中间Al(合金)薄膜和上Mo(合金)薄膜的三层结构。与栅电极124一样，输入电极173和输出电极175具有倾斜的边缘外形，并且其倾斜角大约在30-80度的范围内变化。
输入电极173和输出电极175彼此分离，并且关于栅电极124相向设置。控制电极124、输入电极173、输出电极175和半导体154形成用作驱动晶体管Qd的TFT，所述的TFT具有位于输入电极173和输出电极175之间的沟道。
欧姆接触163和165仅置于下面的半导体154条纹与上面的输入电极173和输出电极175之间，从而降低它们之间的接触电阻。半导体154包括未被输入电极173和输出电极175覆盖的暴露部分。
钝化层180形成在输入电极173、输入电极175、半导体154的暴露部分和绝缘层140上。钝化层180优选地由如氮化硅或氧化硅的无机绝缘体或低介电绝缘材料制成。优选地，低介电材料具有低于4.0的介电常数。低介电材料的例子是通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:O:F。有机绝缘体可具有感光性，钝化层180可具有平坦的表面。钝化层180可具有双层结构，所述的双层结构包括下无机薄膜和上有机薄膜，使得所述的钝化层可利用有机薄膜并保护半导体154的暴露部分。钝化层180具有用于暴露一部分输出电极175的接触孔185。
像素电极190形成在钝化层180上。像素电极190通过接触孔185被物理和电连接到输出电极175，并且优选地由如ITO或IZO的透明导体或如Ag或Al的反射金属制成。
隔离部分360形成在钝化层180上。隔离部分360像岸一样包围像素电极190的外围，以在像素电极190上限定开孔，所述的隔离部分360优选地由有机或无机绝缘材料制成。
有机发光元件370形成在像素电极190上，并且被限定在被隔离部分360包围的开孔中。
参照图4，有机发光元件370具有多层结构，所述的多层结构包括发射层EML和用于提高发射层EML的光发射效率的辅助层。所述的辅助层包括用于提高电子和空穴的平衡的电子传输层ETL和空穴传输层HTL以及用于提高电子和空穴的注入的电子注入层EIL和空穴注入层HIL。可从有机发光元件370省略辅助层。
如Al(合金)等的低电阻率的辅助电极382形成在隔离部分360上。
供给公共电压Vss的公共电极270形成在有机发光元件370和隔离部分360上。公共电极270优选地由如Ca、Ba、Al或Ag的反射金属或如ITO或IZO的透明的导电材料制成。
为了防止公共电极270的电压失真，辅助电极382接触公共电极270以补偿公共电极270的导电率。
采用不透明的像素电极190和透明的公共电极270的组合作为向显示面板300的顶部发射光的顶发射OLED，采用透明的像素电极190和不透明的公共电极270的组合作为向显示面板300的底部发射光的底发射OLED。
像素电极190、有机发光元件370和公共电极270形成发光元件LD，所述的发光元件LD具有作为阳极的像素电极190和作为阴极的公共电极270或者反之亦然。发光元件LD根据发光元件370的材料来发射原色光中的一种。一组示例原色包括红色、绿色和蓝色，并且通过三原色的相加来实现图像的显示。
再次参照图1，扫描驱动器400被连接到显示面板300的扫描线G0-Gn，并且将用于导通开关晶体管Qs1-Qs3的高电平电压Von和用于切断开关晶体管Qs1-Qs3的低电平电压Voff合成，以产生用于施加给扫描线G0-Gn的扫描信号。
数据驱动器500被连接到显示面板300的数据线D1-Dm，并且将数据信号Vdata施加到数据线D1-Dm。
发射驱动器700被连接到显示面板300的发射线S1-Sn，开且将用于导通开关晶体管Qs4的高电平电压Von和用于切断开关晶体管Qs4的低电平电压Voff合成，以产生用于施加给发射线S1-Sn的发射信号。
扫描驱动器400、数据驱动器500或发射驱动器700可被实施作为集成电路(IC)芯片，所述的集成电路芯片被安装在显示面板300上或在载带封装(TCP)形成的挠性印制电路(FPC)薄膜上，所述的挠性印制电路薄膜被附着到显示面板300。或者，扫描驱动器400、数据驱动器500或发射驱动器700可与信号线G0-Gn、D1-Dm和S1-Sn以及晶体管Qd和Qs1-Qs4一起被集成到显示面板300中。
将参照图5和图6A-6D来详细地讨论上述OLED的操作。
图5是示出用于根据本发明的示例性实施例的OLED的几个信号的时序图，并且图6A-6D是对应于图5中所示的各个期间的像素的等效电路图。
向信号控制器600供应来自外部图形控制器(未示出)的输入图像信号R、G和B以及用于控制其显示器的输入控制信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK和数据使能信号DE。在产生扫描控制信号CONT1、数据控制信号CONT2和发射控制信号CONT3并且根据输入控制信号和输入图像信号R、G和B来处理适于操作显示面板300的图像信号R、G和B之后，信号控制器600发送扫描控制信号CONT1给扫描驱动器400，发送处理的图像信号DAT和数据控制信号CONT2给数据驱动器500，并且发送发射控制信号CONT3给发射驱动器700。
扫描控制信号CONT1包括扫描起动信号STV和至少一个时钟信号，所述的扫描起动信号用于命令扫描驱动器400开始扫描，所述的时钟信号用于控制高电平电压Von的输出时间。扫描控制信号CONT1可包括多个用于限定高电平电压Von的持续时间的输出使能信号。
数据控制信号CONT2包括：水平同步起动信号，用于指示用于像素组PX的数据传输的开始；负载信号LOAD，用于命令将数据电压要施加给数据线D1-Dm；数据时钟信号HCLK。
将讨论特定的像素行，例如第i像素行。
当数据线D1-Dm为前一像素行即第(i-1)像素行传输数据电压时，扫描驱动器400响应来自信号控制器600的扫描控制信号CONT1，使第(i-1)前一扫描信号线Gi-1的扫描信号Vgi-1等于高电平电压Von。然后，被连接到前一扫描信号线Gi-1的第i像素行的开关晶体管Qs2和Qs3导通。在此时，被第i扫描线Gi传输的扫描信号Vgi具有低电平电压Voff，从而开关晶体管Qs1处于断开状态。
发射驱动器700响应来自信号控制器600的发射控制信号CONT3，保持发射信号Vsi等于高电平电压Von，从而维持开关晶体管Qs4导通。
图6A示出在该状态的像素的等效电路。该期间被称为预充电期TA1。开关晶体管Qs4可表示为图6A中所示的电阻器r。
因为电容器C1的接线端N1和驱动晶体管Qd的控制端Ng通过电阻器r被连接到驱动电压Vdd，所以它们的电压等于用驱动电压Vdd减去电阻器r的电压降，电容器C1的另一接线端N2被连接到参考电压Vref以用参考电压Vref进行初始化。电容器C1维持电容器C1两端的电压。在此时，驱动电压Vdd高于驱动晶体管Qd的输出端电压Vns，以导通驱动晶体管Qd。
然后，驱动晶体管Qd导通以供应电流给发光元件LD，从而从发光元件LD发射光。但是，当与一个帧比较时预充电期TA1短，所以在预充电期TA1的光发射是可忽略的，并且不影响目标光亮度。
接下来，当发射驱动器700将发射信号Vsi变为低电平电压Voff以切断开关晶体管Qs4时，主充电期TA2开始。因为在该期间TA2中前一扫描信号Vgi-1维持在高电平电压Von，所以开关晶体管Qs2和Qs3保持它们的导通状态。
参照图6B，驱动晶体管Qd与驱动电压Vdd分离开并且转为二极管式连接。具体地讲，驱动晶体管Qd的控制端Ng和输入端Nd彼此连接并且与驱动电压Vdd分离开。因为驱动晶体管Qd的控制端电压Vng是足够高，所以驱动晶体管Qd维持其导通状态。
因此，电容器C1开始通过驱动晶体管Qd和发光元件LD来将其在预充电期TA1中预充的电压放电，并且驱动晶体管Qd的控制端电压Vng降低。控制端电压Vng的电压降继续，直到驱动晶体管Qd的控制端Ng和输出端Ns之间的电压等于驱动晶体管Qd的阈值电压Vth使得驱动晶体管Qd不供应电流。在此时，发光元件LD的阳极和阴极之间的电压差等于发光元件LD的阈值电压Vto。
例如，控制端电压Vng变为，
Vng＝Vth+Vto+Vss    (1)
然后，存储在电容器C1中的电压Vc由下式给出：
Vc＝Vth+Vto+Vss-Vref    (2)
因此，存储在电容器C1中的电压Vc仅取决于驱动晶体管Qd的阈值电压Vth和发光元件LD的阈值电压Vto。
在电压Vc被存储在电容器C1中之后，扫描驱动器400将前一扫描信号Vgi-1变为低电平电压Voff以切断开关晶体管Qs2和Qs3，这被称为写入期TA3。因为发射信号Vsi在该期间TA3中保持低电平电压Voff，所以开关晶体管Qs4维持其断开状态。
接下来，数据驱动器500从信号控制器600接收用于第i像素行的图像数据包，将图像数据转换成模拟数据电压Vdata，并且响应来自信号控制器600的数据控制信号CONT2来将数据信号Vdata施加到数据线D1-Dm。
在从写入期TA3起经过预定的时间ΔT之后，扫描驱动器400使扫描信号Vgi转为高电平电压Von，从而导通开关晶体管Qs1。
参照图6C，驱动晶体管Qd的输入端Nd是断开的，并且电容器C1的接线端N2被连接到数据电压Vdata。因此，由于自举效应而导致驱动晶体管Qd的控制端电压Vng按如下改变：
Vng＝Vth+Vto+Vss+(Vdata-Vref)×C1/(C1+C′)    (3)
这里，电容器及其电容量表示为相同的标号，并且C′表示在驱动晶体管Qd的控制端Ng上形成的总寄生电容量。
如果电容量C1大于寄生电容量C′，则驱动晶体管Qd的控制端电压Vng如下：
Vng＝Vth+Vto+Vss+Vdata-Vref    (4)
因此，在该期间TA3中，电容器C1维持由公式2给出的电压Vc，所述的电压是在主充电期TA2中被充的，并且电容器C1将数据电压Vdata传输到驱动晶体管Qd的控制端Ng。
电容器C2使电容器C1的接线端N2的电压与驱动晶体管Qd的控制端电压Vng稳定。电容器C2的一个接线端可代替电容器C1的接线端N2被连接到驱动晶体管Qd的控制端Ng。在这种情况下，电容器C2的另一接线端可被连接到参考电压Vref、公共电压Vss或另一恒定电压，而不是驱动电压Vdd。在此时，公式4变为：
Vng＝Vth+Vto+Vss+(Vdata-Vref)×C1/(C1+C2)    (5)
这里，包括数据电压Vdata的项是小的，所以可以用来调节图像信号的大小，以便显示期望的图像。
如果不必要的话，可以从图6C中略去电容器C2。
当发射驱动器700将发射信号Vsi变为高电平电压Von以导通开关晶体管Qs4并且扫描驱动器400将扫描信号Vgi变为低电平电压Voff以切断开关晶体管Qs1时，发射期TA4开始。因为前一扫描信号Vgi-1在该期间TA4中维持其低电平电压Voff，所以开关晶体管Qs1和Qs3仍处于断开状态。
参照图6D，电容器C1的接线端N2与数据电压Vdata断开，并且驱动晶体管Qd的输入端Nd被连接到驱动电压Vdd。在该状态中，在电容器C1上不存在电荷载流子的流入和流出。因此，电容器C1维持其电压Vc，因而电容器C1的电压是驱动晶体管Qd的控制端电压Vng。
结果，驱动晶体管Qd供应输出电流ILD给发光元件LD，所述输出电流的大小被驱动晶体管Qd的控制端电压Vng和输出端电压Vns之间的电压Vgs控制。因此，发光元件LD发射强度取决于输出电流ILD的大小的光，从而显示图像。
输出电流ILD表达为如下：
I LD = 1 2 K ( Vgs - Vth ) 2
= 1 2 K ( Vng - Vns - Vth ) 2 , - - - ( 6 )
这里，K是取决于晶体管的特性的常数，并且由公式K＝μ·Ci·W/L给出，其中μ表示场效应迁移率，Ci表示位于控制端和沟道之间的绝缘体的电容量，W表示沟道宽度，以及L表示沟道长度。
参照公式4和公式6，输出电流ILD既不受驱动晶体管Qd的阈值电压Vth的变化的影响，也不受发光元件LD的阈值电压Vto的变化的影响。具体地讲，如果驱动晶体管Qd的阈值电压Vth改变ΔVth的量，或者发光元件LD的阈值电压Vto改变ΔVto，则驱动晶体管Qd的控制端Ng在主充电期TA2中被充有反映电压变化ΔVth和ΔVto的电压Vng。因此，电压变化ΔVth和ΔVto被包含在公式6中的电压Vng和Vth或Vng和Vns中的每个中，从而被抵消了。
结果，根据本发明的示例性实施例的OLED补偿了驱动晶体管Qd的阈值电压Vth和发光元件LD的阈值电压Vto的变化。
另外，发射信号Vsi可在写入期TA3之前转到高电平电压Von。在这种情况下，优选的是，在开关晶体管Qs3切断之后导通开关晶体管Qs4。
发射期TA4继续，直到在下一帧中用于相应像素的预充电期TA1开始。对下一组像素重复在期间TA1-TA4中的OLED的操作。用这种方式，对所有的像素执行期间TA1-TA4中的操作以显示图像。注意，对第一像素行需要扫描线G0和扫描信号Vg0以显示图像。另外，可调整期间TA1-TA4的长度。
参考电压Vref可等于公共电压Vss，例如等于0V。否则，参考电压Vref可具有负的电压电平。在这种情况下，可降低从数据驱动器500供应的数据电压Vdata。根据显示面板300的特性来调整参考电压Vref，并且在这种情况下，改变了显示面板300的光亮度。
具体而言，当显示面板的尺寸增大时，由于驱动电压线的电阻而导致驱动电压Vdd可沿行或列变化。在这种情况下，参考电压Vref也会沿行或列变化以使显示面板300的光亮度均匀。
优选地，驱动电压Vdd大小足以用来供应电荷载流子给电容器Cst并使驱动晶体管Qd产生输出电流ILD。
现在，将结合图7和图8来详细地描述根据本发明的另一示例性实施例的OLED。
图7是根据本发明的另一示例性实施例的OLED的像素的等效电路图。
参照图7，OLED的像素例如被连接到扫描线Gi和数据线Dj的像素包括有机发光元件LD、驱动晶体管Qd、一对电容器C1和C2以及三个开关晶体管Qs1、Qs3和Qs4。
图7所示的像素的配置等效于图2中没有开关晶体管Qs2时所示的像素的配置，所以将省略对它的详细描述。
将结合图8来详细地描述上述OLED的操作。
图8示出用于图7中所示的OLED的几个信号的时序图。将讨论图7中所示的OLED的第i像素行。
参照图8，当发射驱动器700响应来自信号控制器600的发射控制信号CONT3将发射信号Vsi变为低电平电压Voff以切断被连接到发射信号线Si的开关晶体管Qs4时，初始期TB1开始。
因为在该期间TB1中扫描信号Vgi维持低电平电压Voff，所以被连接到扫描线Gi的开关晶体管Qs1维持它的断开状态。
响应来自信号控制器600的扫描控制信号CONT1，扫描驱动器400将前一扫描信号Vgi-1变为高电平电压Von，并且经过预定时间之后，扫描驱动器400将前一扫描信号Vgi-1变为低电平电压Voff。
在前一扫描信号Vgi-1转到低电平电压Voff之后，发射驱动器700将发射信号Vsi变为高电平电压Von以导通开关晶体管Qs4。
在该期间TB1中，前一扫描信号Vgi-1和数据电压Vdata被用于将图像显示在第(i-1)像素行和第(i-2)像素行上。因此，准备这个期间TB1不是为了第i像素行的显示，而是为了除去前一扫描信号Vgi-1和数据电压Vdata对第i像素行的影响。具体而言，尽管前一扫描信号Vgi-1变为高电平电压以导通开关晶体管Qs3，但是因为开关晶体管Qs4处于断开状态，所以驱动晶体管Qd与驱动电压Vdd断开。另外，因为开关晶体管Qs1处于断开状态，所以用于第(i-2)像素行的参考电压Vref和数据电压Vdata没有被传输到电容器C1。因此，驱动晶体管Qd的控制端电压Vng未变，从而第i像素行的显示不受影响。
在初始期TB1结束时数据驱动器500将参考电压Vref施加到数据线D1-Dm。过后，扫描驱动器400将前一扫描信号Vgi-1和扫描信号Vgi变为高电平电压Von以导通开关晶体管Qs1和Qs3，从而开始预充电期TB2。
因为发射信号Vsi维持高电平电压Von，所以开关晶体管Qs4保持导通状态。或者，可在预充电期TB2的开始时导通开关晶体管Qs4，而不是在初始期TB1。
除了开关晶体管Qs1导通以通过数据线D1-Dm将参考电压Vref施加到电容器C1的接线端N2外，预充电期TB2的操作与图5中所示的预充电期TA1的操作几乎一样，所以将省略对预充电期TB2的操作的详细描述。
当发射驱动器700再次将发射信号Vsi变为低电平电压Voff以切断开关晶体管Qs4时，主充电期TB3开始。因为前一扫描信号Vgi-1和扫描信号Vgi在该期间TB3中维持高电平电压Von，所以开关晶体管Qs1和Qs3保持它们的导通状态。
因此，电容器C1充有由公式2给出的电压Vc。在该期间TB3中电压Vc的充电与主充电期TA2中的电压的充电几乎一样，所以将省略对所述的电压充电的详细描述。
经过预定时间之后，扫描驱动器400将扫描信号Vgi变为低电平电压Voff以切断开关晶体管Qs1。然后，第i像素行不受用于第(i-1)像素行的数据电压Vdata的施加的影响。
再次经过预定时间之后，扫描驱动器400将前一扫描信号Vgi-1变为低电平电压Voff，并且数据驱动器500将参考电压Vref施加到数据线D1-Dm。
接下来，扫描驱动器400将扫描信号Vgi变为高电平电压Von以导通开关晶体管Qs1，从而开始写入期TB4。
因为在该期间TB4中前一扫描信号Vgi-1和发射信号Vsi维持低电平电压Voff，所以开关晶体管Qs3和Qs4保持断开状态。
在写入期TB4的开始时，向电容器C1的接线端N2供应参考电压Vref。供应参考电压Vref用于下一、第(i+1)像素行的显示，并且这不影响存储在电容器C1中的电压Vc和控制端电压Vng。
经过预定时间之后，数据驱动器500将用于第i像素行的数据电压Vdata供应给数据线D1-Dm。因此，电容器C1将数据电压Vdata传输到驱动晶体管Qd的控制端Ng，并且维持由公式4给出的电压Vng。
数据电压Vdata的写入与图5中所示的写入期TA3几乎一样，所以将省略对数据电压的写入的详细描述。
当发射驱动器700将发射信号Vsi变为高电平电压Von以导通开关晶体管Qs4并且扫描驱动器400将扫描信号Vgi变为低电平电压Voff以切断开关晶体管Qs1时，发射期开始。因为在该期间TB5中前一扫描信号Vgi-1维持低电平电压Voff，所以开关晶体管Qs3维持其断开状态。
在该期间TB5中显示操作与图5中所示的发射期TA4几乎一样，所以将省略对所述显示操作的详细描述。
结果，在发射期TB5中驱动晶体管Qd的控制端电压Vng满足公式4，所以根据该实施例的OLED补偿了驱动晶体管Qd的阈值电压Vth和发光元件LD的阈值电压Vto的变化。
另外，根据该实施例的OLED通过数据驱动器500来施加参考电压Vref以降低开关晶体管和信号线的数目。此外，施加的参考电压Vref根据位置可具有不同的大小，从而调整显示面板300的光亮度使其均匀。
尽管已经对本发明的示例性实施例进行了详细描述，但是本领域的技术人员应该理解，在由权利要求所界定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种变形和/或修改。

Claims (20)

1、一种包括多个像素的有机发光显示器，每个像素包括：
发光元件；
存储电容器；
驱动晶体管，所述的驱动晶体管具有控制端、输入端和输出端，并且供应电流给发光元件以使发光元件发射光；
第一开关晶体管，响应扫描信号来将数据电压供应给存储电容器；
第二开关晶体管，响应前一扫描信号来二极管式地连接驱动晶体管；
第三开关晶体管，响应不同于前一扫描信号的发射信号来将驱动电压供应给驱动晶体管，
其中，所述的存储电容器根据驱动晶体管的阈值电压和发光元件的阈值电压来通过二极管式连接的驱动晶体管存储控制电压，并且将控制电压和数据电压传输到驱动晶体管的控制端。
2、根据权利要求1所述的有机发光显示器，其中，第二开关晶体管响应所述的前一扫描信号来连接驱动晶体管的控制端和输入端。
3、根据权利要求2所述的有机发光显示器，其中，第一开关晶体管响应所述的扫描信号来将存储电容器连接到数据电压，并且第三开关晶体管响应所述的发射信号来将驱动晶体管的输入端连接到驱动电压。
4、根据权利要求3所述的有机发光显示器，其中，每个像素还包括：
第四开关晶体管，响应所述的前一扫描信号来将存储电容器连接到参考电压。
5、根据权利要求4所述的有机发光显示器，其中，所述的多个像素包括被供有不同的参考电压值的第一像素和第二像素。
6、根据权利要求3所述的有机发光显示器，其中，每个像素还包括：
辅助电容器，被连接到所述的存储电容器并存储电压。
7、根据权利要求3所述的有机发光显示器，还包括：
扫描驱动器，产生所述的前一扫描信号和扫描信号；
数据驱动器，产生所述的数据电压；
发射驱动器，产生所述的发射信号。
8、根据权利要求3所述的有机发光显示器，其中，第一开关晶体管响应扫描信号来将存储电容器连接到参考电压。
9、根据权利要求8所述的有机发光显示器，还包括：
扫描驱动器，产生所述的前一扫描信号和扫描信号；
数据驱动器，产生所述的数据电压和参考电压；
发射驱动器，产生所述的发射信号。
10、根据权利要求9所述的有机发光显示器，其中，所述的多个像素包括第一像素和第二像素，并且将供应给第一和第二像素的参考电压具有不同值。
11、根据权利要求9所述的有机发光显示器，还包括：
信号控制器，控制扫描驱动器、数据驱动器和发射驱动器。
12、根据权利要求3所述的有机发光显示器，其中，第一、第二、第三开关晶体管和驱动晶体管包括非晶硅。
13、根据权利要求3所述的有机发光显示器，其中，第一、第二、第三开关晶体管和驱动晶体管包括n沟道薄膜晶体管。
14、根据权利要求3所述的有机发光显示器，其中，发光元件包括有机发光层。
15、一种有机发光显示器，包括：
发光元件；
驱动晶体管，具有输入端、输出端和控制端，所述的输入端被连接到驱动电压，所述的输出端被连接到发光元件；
第一开关晶体管，被连接在驱动晶体管的控制端和数据电压之间，并且响应扫描信号来工作；
第二开关晶体管，被连接在驱动晶体管的输入端和控制端之间，并且响应前一扫描信号来工作；
第三开关晶体管，被连接在驱动晶体管的输入端和驱动电压之间，并且响应不同于前一扫描信号的发射信号来工作；
存储电容器，被连接在驱动晶体管的控制端和第一开关晶体管之间。
16、根据权利要求15所述的有机发光显示器，还包括：
第四开关晶体管，响应所述的前一扫描信号来工作并且被连接在存储电容器和参考电压之间。
17、根据权利要求16所述的有机发光显示器，还包括：
辅助电容器，被连接在存储电容器与驱动电压和参考电压中的一个之间。
18、一种驱动有机发光显示器的方法，所述的显示器包括：驱动晶体管，具有控制端、第一接线端和第二接线端；发光元件，被连接到驱动晶体管的第二接线端；和电容器，被连接到驱动晶体管的控制端，所述的驱动显示器的方法包括：
将参考电压和驱动电压供应给所述电容器；
连接驱动晶体管的控制端和第一接线端；
将数据电压供应给所述电容器；以及
响应不同于前一扫描信号的发射信号，通过开关晶体管将所述驱动电压供应给驱动晶体管的第一接线端。
19、根据权利要求18所述的方法，其中，驱动晶体管的控制端和第一接线端的连接阻塞驱动电压。
20、根据权利要求18所述的方法，其中，数据电压的施加隔离了驱动晶体管的第一接线端。
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