CN101582235B - 发光显示器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种能够补偿驱动开关元件的阈值电压的发光显示器,以及一种用于驱动该发光显示器的方法。

Description

发光显示器
本申请要求于2008年5月17日提交的第10-2008-0045840号韩国专利申请的优先权,将该专利申请在此引入作为参考,如同在本文中完全阐述该专利申请一样。 
技术领域
本发明涉及一种发光显示器,且更为具体地说,涉及一种能够补偿驱动开关元件的阈值电压的发光显示器,以及一种用于驱动该发光显示器的方法。 
背景技术
近来,已经开发了与阴极射线管相比体积小、重量轻的各种平板显示器,在这些平板显示器中,发光效率高、亮度极好、视角宽和响应速度高的发光显示器尤为突出。 
发光元件具有将发光层设置于阴极和阳极之间的结构,所述发光层是薄膜发光的,该发光元件的特性是通过将电子和空穴注入到发光层中并使其在发光层中复合而在该发光层中产生激子,并且当产生的激子下降到它们的低能态时从该发光层发出光。 
发光元件的发光层由无机材料或有机材料组成,根据发光层的材料类型将发光元件分类成无机发光元件和有机发光元件两类。 
根据驱动晶体管的阈值电压的电平,流向发光元件的电流的量是不同的。 
但是,在发光显示器的制造过程中驱动晶体管的阈值电压可能会出现偏差,导致流向发光元件的电流的量不均匀,这又引起亮度的不均匀。 
发明内容
因此,本发明涉及一种发光显示器及其驱动方法,其基本上消除了由于 现有技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。 
本发明的目的在于提供一种发光显示器,其能够基于周期来调整驱动电压的电平以检测和补偿驱动晶体管的阈值电压,从而防止像素单元之间的亮度差,本发明的目的还在于提供一种驱动该发光显示器的方法。 
本发明的额外的优点、目的和特点将在随后的描述中部分地进行阐述,并且通过对下文的研究,所述优点、目的和特点对于本领域技术人员来说在某种程度上是显而易见的,或者可以通过实施本发明而获悉。本发明的目的和其他优点可以通过所述的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构而实现和获得。 
为了实现这些和其他优点,并且依照如这里具体和概括地描述的本发明的目的,一种发光显示器,其包括:像素电路,其用于利用扫描信号、第一驱动电压和第二驱动电压来输出与来自数据线的数据电压相对应的驱动电流;以及发光元件,其用于通过来自像素电路的驱动电流来发光,其中该像素电路包括:开关晶体管,其响应于来自扫描线的扫描信号而接通/断开,该开关晶体管在接通时使数据线和第一节点互连;控制晶体管,其响应于来自控制信号线的控制信号而接通/断开,该控制晶体管在接通时使第二节点和第三节点互连;驱动晶体管,其响应于第二节点上的电压而接通/断开,该驱动晶体管在接通时使第三节点和第二驱动电压线互连,该第二驱动电压线发生第二驱动电压;第一存储电容器,其连接在第一节点和第二节点之间;以及第二存储电容器,其连接在第一节点和第二驱动电压线之间。 
可以在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期、实际数据输入周期和发光周期中单独地驱动发光显示器;第一驱动电压可以在第一初始化周期和阈值电压检测建立周期保持在低电压,从阈值电压检测周期开始直到实际数据输入周期结束保持在中间电压,并在发光周期保持在高电压;第二驱动电压可以在所有周期都保持在低电压;控制信号可以在阈值电压检测周期的一部分中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;扫描信号可以在第一初始化周期的一部分、阈值电压检测周期、第二初始化周期和实际数据输入周期中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;数据电压可以在第一初始化周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压。 
作为选择地,可以在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期、实际数据输入周期和发光周期中单独地驱动发光显示器;第一驱动电压可以在第一初始化周期保持在低电压,而在发光周期保持在高电压;第二驱动电压可以仅在阈值电压检测建立周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;控制信号可以在阈值电压检测周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;扫描信号可以在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;且数据电压可以在第一初始化周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压。 
作为另一种作为选择的方案,可以在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期、实际数据输入周期和发光周期中单独地驱动发光显示器;第一驱动电压可以在第一初始化周期和发光周期保持在高电压;第二驱动电压可以在第一初始化周期的一部分、阈值电压检测建立周期和阈值电压检测周期的一部分中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;控制信号可以在第一初始化周期的一部分和阈值电压检测周期中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;扫描信号可以在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;数据电压可以在阈值电压检测建立周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压。 
像素电路可以进一步包括连接在控制信号线和第二节点之间的可变电容器。 
应当理解,本发明在前面的概述和在后面的详述都是示范性的和解释性的,且用来提供如所权利要求所述的本发明的进一步解释。 
附图说明
所包括的附图提供对本发明的进一步的理解,附图并入到本申请中并构成本申请的一部分,用于图解说明本发明的一个或多个实施例,并且连同说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中: 
图1是根据本发明的发光显示器的示意图; 
图2是图1中任意像素单元的电路图; 
图3是根据本发明第一实施例的向包括多个像素单元的显示面板提供的各种信号的波形图,其中每个像素单元都具有如图2中的结构; 
图4A至4K是说明根据本发明第一实施例的发光显示器的工作的电路图; 
图5是根据本发明第二实施例的向包括多个像素单元的显示面板提供的各种信号的波形图,其中每个像素单元都具有如图2中的结构; 
图6A至6N是说明根据本发明第二实施例的发光显示器的工作的电路图; 
图7是根据本发明第三实施例的向包括多个像素单元的显示面板提供的各种信号的波形图,其中每个像素单元都具有如图2中的结构; 
图8A至8N是说明根据本发明第三实施例的发光显示器的工作的电路图; 
图9是本发明的可变电容器的等效电路图; 
图10是说明具有栅极偏置的本发明可变电容器的电容变化的图表; 
图11是说明发光元件的电流值随驱动晶体管的阈值电压变化而发生变化的测量结果的图表;以及 
图12是说明根据图11的结果而测得的初始电流值对电流保持率的图表。 
具体实施方式
现在详细地参考本发明的优选实施例,附图中图解说明了本发明的例子。在任何可能的情况下,全部附图中所用的相同的附图标记指的是相同或相似的部件。 
图1是根据本发明的发光显示器的示意图。 
参考图1,根据本发明的发光显示器包括显示面板100、扫描驱动器200和数据驱动器300,该显示面板100包括m(其中m是自然数)条数据线DL1至DLm,向该m条数据线提供数据电压Data;n(其中n是不同于m的自然数)条扫描线SL1至SLn,向该n条数据线提供扫描信号;第一驱动电压线(未示出),向该第一驱动电压线提供第一驱动电压VDD;第二驱动电压线(未示 出),向该第二驱动电压线提供第二驱动电压VSS;控制信号线(未示出),向该控制信号线提供控制信号Vc,以及多个像素单元PXL,该扫描驱动器200用于分别驱动扫描线SL1至SLn,该数据驱动器300用于分别向数据线DL1至DLm提供数据电压Data。 
扫描驱动器200利用起动脉冲和时钟信号(未示出)来生成扫描信号,并且将生成的扫描信号顺序地分别供给扫描线SL1至SLn。这些扫描信号的特性将在后面更详细地进行描述。 
数据驱动器300响应于数据控制信号(未示出)而生成数据电压Data,并且将生成的数据电压分别供给数据线DL1至DLm。同时,在每一个水平周期中,数据驱动器300分别向数据线DL1至DLm提供一条水平线的数据电压Data。 
这里,一条水平线的m个像素单元PXL共同连接到一条扫描线,并分别连接到m条数据线。例如,沿着第一水平线HL1排列的第1至第m个像素单元PXL共同连接到第一扫描线SL1,并分别连接到第1数据线DL1至第m数据线DLm。换句话说,第一水平线HL1的第一像素单元PXL连接到第一数据线DL1,第一水平线HL1的第二像素单元PXL连接到第二数据线DL2,第一水平线HL1的第三像素单元PXL连接到第三数据线DL3,…,第一水平线HL1的第m像素单元PXL连接到第m条数据线DLm。 
第一、第二驱动电压线和控制信号线共同连接到所有的像素单元PXL。 
下文中更详细地描述每个像素单元PXL的结构。 
图2是图1中任意像素单元PXL的电路图。 
如图2中所示,像素单元PXL包括像素电路PD和发光元件OLED,像素电路PD利用多个晶体管、扫描信号、第一驱动电压VDD和第二驱动电压VSS输出与来自数据线的数据电压Data相对应的驱动电流,发光元件OLED通过来自驱动电路PD的驱动电流来发光。 
像素电路PD除了包括上述晶体管之外还包括第一存储电容器CPst1、第二存储电容器CPst2,和可变电容器CPv。这些晶体管包括开关晶体管Tr_S、控制晶体管Tr_C,和驱动晶体管Tr_D。 
开关晶体管Tr_S响应于来自扫描线的扫描信号而接通/断开,并在其接通时使数据线和第一节点N1互连。为此,开关晶体管Tr_S具有连接到扫描线 的栅极电极、连接到数据线的漏极电极(或源极电极),以及连接到第一节点N1的源极电极(或漏极电极)。 
控制晶体管Tr_C响应于来自控制信号线的控制信号而接通/断开,并在其接通时使第二节点N2和第三节点N3互连。为此,控制晶体管Tr_C具有连接到控制信号线的栅极电极、连接到第二节点N2的漏极电极(或源极电极),以及连接到第三节点N3的源极电极(或漏极电极)。 
驱动晶体管Tr_D响应于第二节点N2上的电压而接通/断开,并在其接通时使第三节点N3和第二驱动电压线互连。为此,驱动晶体管Tr_D具有连接到第二节点N2的栅极电极、连接到第三节点N3的漏极电极(或源极电极),以及连接到第二驱动电压线的源极电极(或漏极电极)。 
第一存储电容器CPst1连接在第一节点N1和第二节点N2之间。第一存储电容器CPst1稳定地保持第二节点N2上的电压并防止第二节点N2上的电压与第一节点N1上的电压混合。 
第二存储电容器CPst2连接在第一节点N1和第二驱动电压线之间。第二存储电容器CPst2防止当在开关晶体管Tr_S断开时第一节点N1浮动时第一节点N1上的电压发生变化。 
可变电容器CPv连接在控制信号线和第二节点N2之间。该可变电容器CPv用其电容抵销在由开关晶体管Tr_S和控制晶体管Tr_C的寄生电容以及驱动晶体管Tr_D的寄生电容Cgs、Cgd和沟道电容进行像素单元的补偿操作期间所引起的误差偏差,从而防止第一节点N1上的电压发生变化。因此,可变电容器CPv有助于改进补偿特性。 
发光元件OLED具有连接到第三节点N2的阴极电极、连接到第一驱动电压线的阳极电极,以及在阴极电极和阳极电极之间形成的发光层。发光层可以是有机发光层或无机发光层。该发光元件OLED通过驱动来自驱动晶体管Tr_D的电流而发光。 
下文中将详细地描述向具有上述构造的像素单元PXL提供的扫描信号、数据电压Data、第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc。 
第一实施例
图3是根据本发明第一实施例的向包括多个像素单元PXL的显示面板100提供的各种信号的波形图,其中每个像素单元PXL都具有如图2中的结 构。 
如图3中所示,根据本发明第一实施例的发光显示器包括第一初始化周期D1、阈值电压检测建立周期D2、阈值电压检测周期D3、第二初始化周期D4、实际数据输入周期D5和发光周期D6。 
如图3中所示,第一驱动电压VDD是具有不同电平的三个阶跃的交流(AC)信号。也就是说,第一驱动电压VDD是具有高电压H、低电压L和中间电压M的信号,该高电压H具有相对高的电平,该低电压L具有相对低的电平,且该中间电压M具有在高电压H和低电压L之间的电平。第一驱动电压VDD周期性地表现低电压L、中间电压M和高电压H。 
可以将高电压H设置为大约15V、将中间电压M设置为大约0V,将低电压L设置为大约-10V,且根据电路配置可以自由地改变这三个值。 
第一驱动电压VDD在第一初始化周期D1和阈值电压检测建立周期D2保持在低电压L,并在从阈值电压检测周期D3开始直到实际数据输入周期D5结束都保持在中间电压M。并且,第一驱动电压VDD在发光周期D6保持在高电压H。 
如图3中所示,第二驱动电压VSS是在所有周期都保持在低电压L的直流(DC)信号。 
如图3中所示,控制信号Vc在阈值电压检测周期D3的一部分保持在高电压H,并在其他周期保持在低电压L。将该控制信号Vc共同输入到显示面板100的所有像素单元PXL,类似于第一驱动电压VDD和第二驱动电压VSS,但与分别输入到水平线的扫描信号SC1至SCn不同。 
每个扫描信号都在第一初始化周期D1的一部分、阈值电压检测周期D3和第二初始化周期D4保持在高电压H,并且在实际数据输入周期D5也顺序地保持在高电压H。也就是说,如图3中所示,第一扫描信号SC1在第(10-1)周期T10-1保持在高电压H,该第(10-1)周期T10-1即实际数据输入周期D5的第一在前周期,第二扫描信号SC2在第(10-2)周期T10-2保持在高电压H,该第(10-2)周期T10-2即实际数据输入周期D5的第二在前周期,且第三扫描信号SC3在第(10-3)周期T10-3保持在高电压H,该第(10-3)周期T10-3即实际数据输入周期D5的第三在前周期。 
数据电压Data在第一初始化周期D1、第二初始化周期D4和实际数据输 入周期D5保持在高电压H,并在其他周期保持在低电压L。 
上述各个信号的高电压H可以具有相同的电平或不同的电平。类似地,各个信号的低电压L可以具有相同的电平或不同的电平。 
下文中将详细地描述向像素单元PXL提供上述信号的工作。 
图4A至4K是说明根据本发明第一实施例的发光显示器的工作的电路图。 
这里,由于所有像素单元PXL的工作都相同,因此有代表性地描述连接到第一扫描线SL1和第一数据线DL1的第一像素单元PXL的工作。 
首先,参考图4A和3来描述在第一周期T1中的工作。 
如图3中所示,在第一周期T1中,只有数据电压Data保持在高电压H,且第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS、控制信号Vc和扫描信号全部都保持在低电压L。将数据电压Data提供给第一数据线DL1以对第一数据线DL1充电以使其达到高电压H,如图4A中所示。在第一周期T1中,所有晶体管和发光元件OLED全都保持断开。 
因为在开关晶体管Tr_S接通之前的第一周期T1向第一数据线DL1提供高电压H的数据,因此在稍后描述的第二周期T2中将第一数据线DL1充分地充电以使其达到目标电压。 
另一方面,因为正好在第一周期T1之前的周期中第一驱动电压VDD充分地保持在低电压L,因此在该周期和第一周期T1中第三节点N3上的电压非常低。也就是说,由于在被提供有第一驱动电压VDD的第一驱动电压线与第三节点N3之间所形成的发光元件OLED的寄生电容器,因此当第一驱动电压VDD下降到低电压L时,第三节点N3上的电压也下降。 
接着,参考图4B和3来描述在第二周期T2中的工作。 
如图3中所示,在第二周期T2中,数据电压数据和所有扫描信号都保持在高电压H,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc都保持在低电压L。也就是说,在第二周期T2中,扫描信号从低电压L变为高电压H。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现高电压H,因此,如图4B中所示,开关晶体管Tr_S接通,其中,通过开关晶体管Tr_S的栅极电极向该开关晶体管Tr_S提供第一扫描信号SC1。然后,将来自第一数据线DL1的数据电压Data(高电压H的数据电压Data)通过接通的开关晶体管Tr_S提 供给第一节点N1。结果,对第一节点N1充电以使其达到高电压H。同时,由连接在第一节点N1和第二节点N2之间的第一存储电容器CPst1使第二节点N2上的电压升高。因此,通过其栅极电极而连接到第二节点N2的驱动晶体管Tr_D接通。然后,将低电压L的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3。因此,将第三节点N3初始化。 
接着,参考图4C和3来描述在第三周期T3中的工作。 
如图3中所示,在第三周期T3中,所有扫描信号都保持在高电压H,且数据电压Data、第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc都保持在低电压L。也就是说,在第三周期T2中,数据电压Data从高电压H变为低电压L。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现高电压H,因此,如图4C中所示,开关晶体管Tr_S保持接通。将数据电压Data(低电压L的数据电压Data)通过接通的开关晶体管Tr_S从第一数据线DL1提供给第一节点N1。结果,第一节点N1放电以使其达到低电压L。同时,由连接在第一节点N1和第二节点N2之间的第一存储电容器CPst1使第二节点N2上的电压降低。因此,通过其栅极电极而连接到第二节点N2的驱动晶体管Tr_D断开。 
按照这种方式,在包括第一周期T1至第三周期T3的第一初始化周期D1中,将第三节点N3初始化为低电压L。也就是说,将第三节点N3初始化为第二驱动电压VSS。该第二驱动电压VSS设置为大约0V,且因此第三节点N3从负电压升高到大约0V。 
接着,参考图4D和3来描述在第四周期T4中的工作。 
如图3中所示,在第四周期T4中,第二驱动电压VSS、控制信号Vc、所有扫描信号和数据电压Data都保持在低电压L,第一驱动电压VDD从低电压L变为中间电压M。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现低电压L,因此,如图4D中所示,开关晶体管Tr_S断开。结果,第一节点N1浮动。 
另一方面,当第一驱动电压VDD从低电压L升高到中间电压M时,第三节点N3上的电压也升高。也就是说,由在被提供有第一驱动电压VDD的第一驱动电压线与第三节点N3之间所形成的发光元件OLED的寄生电容器使第三节点N3上的电压升高。同时,将高电压H的第一驱动电压VDD减去发光 元件OLED的阈值电压Vth所得到的电压施加于第三节点N3的两端。 
第三节点N3是驱动晶体管Tr_D的漏极电极,将驱动晶体管Tr_D的栅极电压和漏极电压放大对于将来检测驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth是有利的。在这方面,通过在第四周期T4中将第一驱动电压VDD从低电压L升高到中间电压M可以升高驱动晶体管Tr_D的漏电压,该第四周期T4是阈值电压检测建立周期D2。 
这里,如果在第一节点N1浮动的条件下驱动晶体管Tr_D的漏极电压在窄范围内升高,那么驱动晶体管Tr_D的栅极电压因耦合现象也在窄范围内升高。这种耦合现象是由驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间形成的寄生电容器而引起的。 
以这种方式,在第四周期T4内,第二节点N2和第三节点N3上的电压升高。 
接着,参考图4E和3来描述在第五周期T5中的工作。 
如图3中所示,在第五周期T5中,第一驱动电压VDD保持在中间电压M,且第二驱动电压VSS、控制信号Vc和数据电压Data都保持在低电压L,而所有扫描信号都从低电压L变为高电压H。 
如图4E中所示,当第一扫描信号SC1升高到高电压H时,开关晶体管Tr_S接通。然后,将数据电压Data(低电压L的数据电压Data)通过接通的开关晶体管Tr_S从第一数据线DL1提供给第一节点N1。由于该第一节点N1在直到前一周期的浮动条件下已经保持在低电压L的数据电压Data,因此,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压在第五周期T5中不发生变化。 
接着,参考图4F和3来描述在第六周期T6中的工作。 
如图3中所示,在第六周期T6中,第一驱动电压VDD保持在中间电压M,第二驱动电压VSS和数据电压Data保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而控制信号Vc从低电压L变为高电压H。 
如图4F中所示,当控制信号Vc升高到高电压H时,控制晶体管Tr_C接通。然后,通过接通的控制晶体管Tr_C使第二节点N2和第三节点N3彼此短路,导致驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间形成短路。结果,第二节点N2上的电压和第三节点N3上的电压彼此混合,且混合电压在第二节点N2和第三节点N3上相等地充电。该混合电压必须被设置为高于驱动晶体管Tr_D 的阈值电压Vth。为此,在先前的周期中,将第二节点N2上的电压和第三节点N3上的电压中的每一个都设置为高于阈值电压Vth。 
将其栅极电极和漏极电极短路的驱动晶体管Tr_D接通以作为二极管来工作。同时,该混合电压朝驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth逐渐降低,并且在该混合电压变为与阈值电压Vth相等时驱动晶体管Tr_D断开。因此,在驱动晶体管Tr_D断开时,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。 
按照这种方式,在包括第六周期T6的阈值电压检测周期D3中,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。在该阈值电压检测周期D3中,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在所有像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。由于各个像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D的特性根据其制造环境可能彼此不同,因此,在各个像素单元PXL的第二节点N2和第三节点N3上存储的阈值电压Vth的电平可能彼此不同。 
接着,参考图4G和3来描述在第七周期T7中的工作。 
如图3中所示,在第七周期T7中,第一驱动电压VDD保持在中间电压M,第二驱动电压VSS和数据电压Data保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而控制信号Vc从高电压H变为低电压L。 
如图4G中所示,当控制信号Vc下降到低电压L时,控制晶体管Tr_C断开。并且,在该第七周期T7中,保持驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。 
接着,参考图4H和3来描述在第八周期T8中的工作。 
如图3中所示,在第八周期T8中,第一驱动电压VDD保持在中间电压M,第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而数据电压Data从低电压L变为高电压H。 
当数据电压Data升高到高电压H时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都升高。结果,驱动晶体管Tr_D接通,将低电压L的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3。因此,将所有像素单元PXL的所有第三节点N3都初始化为相同的电压电平。 
该第八周期T8是其中对第三节点N3进行预初始化以便通过输入实际数 据而建立发光元件OLED的驱动的周期。 
如上所述,由于各个像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth的电平可能彼此不同,因此对于所有像素单元PXL来说,各个像素单元PXL的第三节点N3的电压电平可能彼此不同,其中这些阈值电压Vth被存储在各个像素单元PXL的第三节点N3上。在这方面,优选地,通过在第八周期T8中向所有像素单元PXL提供高电压H的数据来将所有像素单元PXL的所有第三节点N3初始化为相同的第二驱动电压VSS。 
接着,参考图4I和3来描述在第九周期T9中的工作。 
如图3中所示,在第九周期T9中,第一驱动电压VDD保持在中间电压M,第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L,且所有扫描信号都保持在高电压H,而数据电压Data从高电压H变为低电压L。 
当数据电压Data下降到低电压L时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都下降。并且,第二节点N2返回到先前设置的阈值电压Vth。结果,驱动晶体管Tr_D断开。因此,将第三节点N3初始化为第二驱动电压VSS,并且第二节点N2存储该阈值电压Vth。 
接着,参考图4J和3来描述在第十周期T10中的工作。 
如图3中所示,在第十周期T10中,第一驱动电压VDD保持在中间电压M,且第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L。 
并且,将所有扫描信号在某个周期顺序地保持在高电压H。也就是说,第十周期T10是实际数据输入周期D5,并且包括第(10-1)周期T10-1至第(10-n)周期T10-N。第一扫描信号SC1至第n扫描信号SCn顺序地在与第(10-1)周期T10-1至第(10-n)周期T10-n中相对应的周期内保持在高电压H。并且,在第十周期T10提供给m根数据线的数据是实际上要表示的实际数据,每个数据在第十周期T10都保持在0至几十V的高电压H。 
在第(10-1)周期T10-1中只驱动多条扫描线中的第一扫描线SL1,在第(10-2)周期T10-2中只驱动多条扫描线中的第二扫描线SL2,在第(10-3)周期T10-3中只驱动多条扫描线中的第三扫描线SL3,…,在第(10-n)周期T10-n中只驱动多条扫描线中的第n扫描线SLn。 
当驱动每一条扫描线时,连接到相对应的扫描线的一条水平线的所有像素单元PXL都被驱动。结果,当驱动一条扫描线时,将实际数据供给连接到 该条扫描线的一条水平线的像素单元PXL。 
在下文中结合第一像素单元PXL作为例子来描述提供实际数据的过程。 
在第(10-1)周期T10-1中,向第一像素单元PXL提供高电压H的数据。将该数据经第一数据线DL1提供给第一节点N1。结果,第一节点N1上的电压升高到数据电压Data,在第一节点N1上的电压升高时第二节点N2上的电压也升高。也就是说,由连接在第一节点N1和第二节点N2之间的第一存储电容CPst1使第二节点N2上的电压升高。同时,由输入到第一节点N1的电压电平使第二节点N2上的电压进一步升高。 
下文中更加详细地进行描述。这里,为了描述的方便起见,用参考符号Vdata来表示提供给第一节点N1的实际数据。 
由于在第二节点N2上保持存储上述阈值电压检测周期D3中检测到的驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth,因此将第二节点N2上的电压定义为实际数据与当实际数据被提供给第一节点N1时的阈值电压Vth之和。但是,由于第二节点N2上的电压受驱动晶体管Tr_D和第一存储电容CPst1中存在的各种寄生电容器的影响,因此,可以将其定义为下面的方程式1。 
[方程式1] 
Vn 2 = Vth + Cst 1 Cst 1 + Cgs + Cgd + Cv * Vdata
在上面的方程式1中,Vn2表示第二节点N2上的电压,Cst1表示第一存储电容CPst1的电容,Cgs表示在驱动晶体管Tr_D的栅极电极和源极电极之间存在的寄生电容器Cgs的电容,Cgd表示在驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间存在的寄生电容器Cgd的电容。 
由于上述寄生电容器Cgs和Cgd,第二节点N2的电压电平可能偏离最初预期的补偿值(阈值电压Vth+实际数据电压Data),导致阈值电压Vth补偿能力的某种程度的降低。但是,这一问题能够由可变电容器CPv来解决。也就是说,对可变电容器CPv进行设计,使其具有适当尺寸和可变电容,从而补偿由于寄生电容器Cgs和Cgd的寄生电容所引起的第二节点N2的电压偏移。详细的说,可变电容器CPv通过与其相反的补偿电容使其抵消寄生电容而将寄生电容减为最小。 
在实际数据输入周期D5中,与驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth和实际数 据电压Data之和相对应的电压被基于水平线地顺序存储在所有像素单元PXL中的每一个像素单元的第二节点N2上。也就是说,在第(10-1)周期T10-1中,将驱动电压(驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth+实际数据电压Data)存储在沿着第一水平线HL1排列的m个像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2上,然后在第(10-2)周期T10-2中,将驱动电压存储在沿着第二水平线HL2排列的m个像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2上,然后在第(10-3)周期T10-3中,将驱动电压存储在沿着第三水平线HL3排列的m个像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2上,…,然后在第(10-n2)周期T10-n中,将驱动电压存储在沿着第n水平线HLn排列的m个像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2上。因此,所有像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D基于水平线地顺序接通。同时,由于第一驱动电压VDD保持在低电压L,因此尽管驱动晶体管Tr_D接通也不会生成驱动电流。因此,发光元件OLED在第十周期T10不发光。 
接着,参考图4K和3来描述在第十一周期T11中的工作。 
如图3中所示,在第十一周期T11中,第二驱动电压VSS、控制信号Vc和所有扫描信号都保持在低电压L,而数据电压Data从高电压H变为低电压L。特别地,该第十一周期T11是发光周期D6,其中所有像素单元PXL的发光元件OLED都发光。为此,在第十一周期T11中,第一驱动电压VDD从中间电压M变为高电压H。 
当第一驱动电压VDD升高到高电压H时,所有像素单元PXL中每一个像素单元的接通的驱动晶体管Tr_D允许驱动电流流过其漏极电极和源极电极。当每个驱动电流通过其阳极电极而被传送到所对应的发光元件OLED的阴极电极时,每个像素单元PXL的发光元件OLED都发出具有与所提供的驱动电流的量相对应的亮度的光。 
同时,提供给每个发光元件OLED的驱动电流可以由下面的方程式2来定义。 
[方程式2] 
I OLED = β 2 * ( Vgs - Vth ) 2 = β 2 * ( V n 2 - Vss - Vth ) 2 = β 2 * ( Cst 1 Cst 1 + Cgs + Cgd + Cv * Vdata - Vss ) 2
这里,IOLED表示从驱动晶体管Tr_D的漏极电极流到其源极电极的电流, Vgs表示驱动晶体管Tr_D的栅极-源极电压,且β表示常数。 
第二实施例
图5是根据本发明第二实施例的向包括多个像素单元PXL的显示面板100提供的各种信号的波形图,其中每个像素单元PXL都具有如图2中的结构。 
如图5中所示,根据本发明第二实施例的发光显示器包括第一初始化周期D1、阈值电压检测建立周期D2、阈值电压检测周期D3、第二初始化周期D4、实际数据输入周期D5和发光周期D6。 
如图5中所示,第一驱动电压VDD是具有不同电平的两个阶跃的AC信号。也就是说,第一驱动电压VDD是具有最高电平的高电压H和最低电平的低电压L的信号。该第一驱动电压VDD周期性地表现低电压L和高电压H。 
可以将第一驱动电压VDD的高电压H设置为大约15V,将其低电压L设置为-10V,根据电路配置可以自由地改变这些值。 
第一驱动电压VDD在第一初始化周期D1保持在低电压L,而在发光周期D6保持在高电压H。 
如图5中所示,第二驱动电压VSS是具有不同电平的两个阶跃的AC信号。也就是说,第二驱动电压VSS是具有相对高电平的高电压H和相对低电平的低电压L的信号。该第二驱动电压VSS周期性地表现低电压L和高电压H。 
可以将第二驱动电压VSS的高电压H设置为大约15V,将其低电压L设置为大约0V,根据电路配置可以自由地改变这些值。 
第二驱动电压VSS仅在阈值电压检测建立周期D2保持在高电压,并在其他周期保持在低电压L。 
如图5中所示,控制信号Vc在阈值电压检测周期D3保持在高电压H,并在其他周期保持在低电压L。 
每个扫描信号都在第一初始化周期D1、阈值电压检测建立周期D2、阈值电压检测周期D3和第二初始化周期D4保持在高电压H,并在实际数据输入周期D5顺序地保持在高电压H。也就是说,如图5中所示,第一扫描信号SC1在第(13-1)周期T13-1保持在高电压H,该第(13-1)周期T13-1即实际数据输入周期D5的第一在前周期,第二扫描信号SC2在第(13-2)周期T13-2保持在高电压H,该第(13-2)周期T13-2即实际数据输入周期D5的第二在 前周期,第三扫描信号SC3在第(13-3)周期T13-3保持在高电压H,该第(13-3)周期T13-3即实际数据输入周期D5的第三在前周期。 
数据电压Data在第一初始化周期D1、第二初始化周期D4和实际数据输入周期D5保持在高电压H,并在其他周期保持在低电压L。 
上述各个信号的高电压H可以具有相同的电平或不同的电平。类似地,各个信号的低电压L可以具有相同的电平或不同的电平。 
下文中将详细地描述向像素单元PXL提供上述信号的工作。 
图6A至6N是说明根据本发明第二实施例的发光显示器的工作的电路图。 
这里,由于所有像素单元PXL的工作都相同,因此有代表性地描述连接到第一扫描线SL1和第一数据线DL1的第一像素单元PXL的工作。 
首先,参考图6A和5来描述在第一周期T1中的工作。 
如图5中所示,在第一周期T1中,数据电压Data从低电压L变为高电压H,且第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS、控制信号Vc和扫描信号都保持在低电压L。将数据电压Data提供给第一数据线DL1以对第一数据线DL1充电以使其达到高电压H,如图6A中所示。在第一周期T1中,所有晶体管和发光元件OLED全都保持断开。 
因为在开关晶体管Tr_S接通之前的第一周期T1向第一数据线DL1提供高电压H的数据电压Data,因此在稍后描述的第二周期T2中将第一数据线DL1充分地充电以使其达到目标电压。 
接着,参考图6B和5来描述在第二周期T2中的工作。 
如图5中所示,在第二周期T2中,数据电压Data和所有扫描信号都保持在高电压H,且第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L。也就是说,在第二周期T2中,扫描信号从低电压L变为高电压H。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现高电压H,因此,如图6B中所示,开关晶体管Tr_S接通,其中,通过开关晶体管Tr_S的栅极电极向该开关晶体管Tr_S提供第一扫描信号SC1。然后,将来自第一数据线DL1的数据电压Data(高电压H的数据电压Data)通过接通的开关晶体管Tr_S提供给第一节点N1。结果,对第一节点N1充电以使其达到高电压H。同时,由连接在第一节点N1和第二节点N2之间的第一存储电容器CPst1使第二节点 N2上的电压升高。因此,通过其栅极电极连接到第二节点N2的驱动晶体管Tr_D接通。然后,将低电压L的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3。因此,将第三节点N3初始化。这里,将第二驱动电压VSS设置为大约0V,且因此第三节点N3保持在大约0V。 
接着,参考图6C和5来描述第三周期T3中的工作。 
如图5中所示,在第三周期T3中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L。并且,数据电压Data从高电压H变为低电压L。而且,所有扫描信号都从高电压H变为低电压L。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现低电压L,因此,如图6C中所示,开关晶体管Tr_S断开。结果,第一节点N1浮动。因此,将高电压H的数据电压Data施加于第二节点N2的两端,由此使驱动晶体管Tr_D保持接通。 
接着,参考图6D和5来描述在第四周期T4中的工作。 
如图5中所示,在第四周期T4中,第一驱动电压VDD、控制信号Vc、所有扫描信号和数据电压Data都保持在低电压L。并且,第二驱动电压VSS从低电压L变为高电压H。结果,由第二存储电容器CPst2使第一节点N1上的电压升高,且由第一存储电容器CPst1和偶合现象使第二节点N2上的电压升高。这一偶合现象是由驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间形成的寄生电容器所引起的。因此,驱动晶体管Tr_D保持接通。将高电压H的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3,从而将高电压H的第二驱动电压VSS减去驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth所得到的电压存储在第三节点N3上。另一方面,假如第二节点N2上的电压充分地高,那么将高电压H的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D而直接提供给第三节点N3。 
接着,参考图6E和5来描述在第五周期T5中的工作。 
如图5中所示,在第五周期T5中,第一驱动电压VDD、控制信号Vc和数据电压数据保持想低电压L,第二驱动电压VSS保持想高电压H,而所有扫描信号从低电压L变为高电压H。 
如图6E中所示,当第一扫描信号SC1升高到高电压H时,开关晶体管Tr_S接通。然后,将数据电压Data(低电压L的数据电压Data)通过接通的开关 晶体管Tr_S从第一数据线DL1提供给第一节点N1。结果,第一节点N1上的电压降低。同时,由第一存储电容器CPst1使第二节点N2上的电压也降低。第二节点N2的电压降表示驱动晶体管Tr_D的栅极电压降。因此,在第五周期T5中,驱动晶体管Tr_D的栅极-源极电压变为负值,因此驱动晶体管Tr_D断开。 
接着,参考图6F和5来描述在第六周期T6中的工作。 
如图5中所示,在第六周期T6中,第一驱动电压VDD、控制信号Vc和数据电压Data保持在低电压L,第二驱动电压VSS保持在高电压H,而所有扫描信号都从高电压H变为低电压L。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现低电压L,因此,如图6F中所示,开关晶体管Tr_S断开。结果,第一节点N1再次浮动。因此,将低电压L的数据电压Data施加于第二节点N2的两端,由此使驱动晶体管Tr_D保持断开。 
接着,参考图6G和5来描述在第七周期T7中的工作。 
如图5中所示,在第七周期T7中,第一驱动电压VDD、控制信号Vc、所有扫描信号和数据电压Data都保持在低电压L,而第二驱动电压VSS从高电压H变为低电压L。 
当第二驱动电压VSS下降到低电压L时,由第二存储电容器CPst2使浮动的第一节点N1上的电压下降到低电压L。并且,当第一节点N1上的电压下降到低电压L时,由第二存储电容器CPst2和偶合现象使第二节点N2上的电压下降到低电压L。这一偶合现象是由驱动晶体管Tr_D的栅极电极和源极电极之间形成的寄生电容器所引起的。 
在该第七周期T7中,将低电压L的第二驱动电压VSS提供给由于浮动而不稳定的第一节点N1和第二节点N2中的每一个,从而使第一节点N1和第二节点N2的电压电平朝低电压L下降,但是第三节点N3连续地保持高电压H。 
接着,参考图6H和5来描述在第八周期T8中的工作。 
如图5中所示,在第八周期T8中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS、控制信号Vc和数据电压Data都保持在低电压L。与此相反,所有扫描信号都从低电压L变为高电压H。 
由于包括第一扫描信号SC1的所有扫描信号都呈现高电压H,因此如图 6H中所示,开关晶体管Tr_S接通。然后,将数据电压Data(低电压L的数据电压Data)通过接通的开关晶体管Tr_S从第一数据线DL1提供给第一节点N1。结果,第一节点N1上的电压相比在第七周期T7中升高。并且,由连接在第一节点N1和第二节点N2之间的第一存储电容器CPst1使第二节点N2上的电压相比第七周期T7中升高。 
接着,参考图6I和5来描述在第九周期T9中的工作。 
如图5中所示,在第九周期T9中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和数据电压Data保持在低电压L,所有扫描信号都保持高电压H,而控制信号Vc从低电压L变为高电压H。 
如图6I中所示,当控制信号Vc升高到高电压H时,控制晶体管Tr_C接通。然后,通过接通的控制晶体管Tr_C使第二节点N2和第三节点N3彼此短路,使得在驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间形成短路。结果,第二节点N2上的电压和第三节点N3上的电压彼此混合,混合电压在第二节点N2和第三节点N3上相等地充电。该混合电压必须被设置为高于驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth。为此,在先前的周期中,将第二节点N2上的电压和第三节点N3上的电压中的每一个都设置为高于阈值电压Vth。 
将其栅极电极和漏极电极短路的驱动晶体管Tr_D接通以作为二极管来工作。同时,该混合电压朝驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth逐渐降低,并且在该混合电压变为与阈值电压Vth相等时驱动晶体管Tr_D断开。因此,在驱动晶体管Tr_D断开时,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。 
按照这种方式,在包括第九周期T9的阈值电压检测周期D3中,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。在该阈值电压检测周期D3中,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在所有像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。由于各个像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D的特性根据其制造环境可能彼此不同,因此,在各个像素单元PXL的第二节点N2和第三节点N3上存储的阈值电压Vth的电平可能彼此不同。 
接着,参考图6J和5来描述在第十周期T10中的工作。 
如图5中所示,在第十周期T10中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压 VSS和数据电压Data保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而控制信号Vc从高电压H变为低电压L。 
如图6J中所示,当控制信号Vc下降到低电压L时,控制晶体管Tr_C断开。 
接着,参考图6K和5来描述在第十一周期T11中的工作。 
如图5中所示,在第十一周期中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L,所有扫描信号都保持高电压H,而数据电压Data从低电压L变为高电压H。 
当数据电压Data升高到高电压H时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都升高。结果,驱动晶体管Tr_D接通,将低电压L的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3。因此,将所有像素单元PXL的所有第三节点N3都初始化为相同的电压电平。 
该第十一周期T11是其中对第三节点N3进行预初始化以便通过输入实际数据而建立发光元件OLED的驱动的周期。 
如上所述,由于各个像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth的电平可能彼此不同,因此对于所有像素单元PXL来说,各个像素单元PXL的第三节点N3的电压电平可能彼此不同,其中这些阈值电压Vth被存储在各个像素单元PXL的第三节点N3上。在这方面,通过在第十一周期T11中向所有像素单元PXL提供高电压H的数据来将所有像素单元PXL的所有第三节点N3初始化为相同的第二驱动电压VSS是优选的。 
接着,参考图6L和5来描述在第十二周期T12中的工作。 
如图5中所示,在第十二周期T12中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而数据电压Data从高电压H变为低电压L。 
当数据电压Data下降到低电压L时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都下降。并且,第二节点N2返回到先前设置的阈值电压Vth。结果,驱动晶体管Tr_D断开。因此,将第三节点N3初始化为第二驱动电压VSS,并且第二节点N2存储该阈值电压Vth。 
接着,参考图6M和5来描述在第十三周期T13中的工作。 
如图5中所示,在第十三周期T13中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc都保持在低电压L。 
并且,所有扫描信号在某个周期顺序地保持在高电压H。也就是说,第十三周期T13是实际数据输入周期D5,并且包括第(13-1)周期T13-1至第(13-n)周期T13-n。第一扫描信号SC1至第n扫描信号SCn在与第(13-1)周期T13-1至第(13-n)周期T13-n中相对应的周期内顺序地保持高电压H。并且,在第十三周期T13提供给m条数据线的数据是实际上要表示的实际数据,每个实际数据在第十三周期T13都保持在高电压H。 
在第(13-1)周期T13-1中只驱动多条扫描线中的第一扫描线SL1,在第(13-2)周期T13-2中只驱动多条扫描线中的第二扫描线SL2,在第(13-3)周期T13-3中只驱动多条扫描线中的第三扫描线SL3,…,在第(13-n)周期T13-n中只驱动多条扫描线中的第n扫描线SLn。 
当驱动每一条扫描线时,连接到相对应的扫描线的一条水平线的所有像素单元PXL都被驱动。结果,当驱动一条扫描线时,将实际数据提供给连接到该条扫描线的一条水平线的像素单元PXL。 
提供实际数据的过程与第一实施例中的相同,因此省略其描述。 
在第十三周期T13中的每个像素单元PXL的第二节点N2上的电压可以由上述方程式1来定义。 
接着,参考图6N和5来描述在第十四周期T14中的工作。 
如图5中所示,在第十四周期T14中,第二驱动电压VSS、控制信号Vc和所有扫描信号都保持在低电压L,而数据电压Data从高电压H变为低电压L。特别是,该第十四周期T14是发光周期D6,其中所有像素单元PXL的发光元件OLED都发光。为此,在第十四周期T14中,第一驱动电压VDD从低电压L变为高电压H。 
当第一驱动电压VDD升高到高电压H时,所有像素单元PXL中每一个像素单元的接通的驱动晶体管Tr_D都允许驱动电流流过其漏极电极和源极电极。当将每个驱动电流通过其阳极电极而传送到所对应的发光元件OLED的阴极电极时,每个像素单元PXL的发光元件OLED都发出具有与所提供的驱动电流的量相对应的亮度的光。 
同时,提供给每个发光元件OLED的驱动电流可以由上述方程式2来定义。 
第三实施例
图7是根据本发明第三实施例的向包括多个像素单元PXL的显示面板100提供的各种信号的波形图,其中每个像素单元PXL都具有如图2中的结构。 
如图7中所示,根据本发明第三实施例的发光显示器包括第一初始化周期D1、阈值电压检测建立周期D2、阈值电压检测周期D3、第二初始化周期D4、实际数据输入周期D5和发光周期D6。 
如图7中所示,第一驱动电压VDD是具有不同电平的两个阶跃的AC信号。也就是说,第一驱动电压VDD是具有相对高的电平的高电压H和相对低的电平的低电压L的信号。该第一驱动电压VDD周期性地表现低电压L和高电压H。 
可以将第一驱动电压VDD的高电压H设置为大约15V,将其低电压L设置为大约-10V,根据电路配置可以自由地改变这些值。 
第一驱动电压VDD在第一初始化周期D1和发光周期D6保持在高电压H。 
如图7中所示,第二驱动电压VSS是具有不同电平的两个阶跃的AC信号。也就是说,第二驱动电压VSS是具有相对高的电平的高电压H和相对低的电平的低电压L的信号。该第二驱动电压VSS周期性地表现低电压L和高电压H。 
可以将第二驱动电压VSS的高电压H设置为大约15V,将其低电压L设置为大约0V,根据电路配置可以自由地改变这些值。 
第二驱动电压VSS在第一初始化周期D1的一部分、阈值电压检测建立周期D2和阈值电压检测周期D3的一部分保持在高电压H,并在其他周期保持在低电压L。 
如图7中所示,控制信号Vc在第一初始化周期D1的一部分和阈值电压检测周期D3保持在高电压H,并在其他周期中保持在低电压L。 
每个扫描信号都在第一初始化周期D1、阈值电压检测建立周期D2、阈值电压检测周期D3和第二初始化周期D4保持在高电压H,并在实际数据输入周期D5顺序地保持在高电压H。也就是说,如图7中所示,第一扫描信号SC1在第(13-1)周期T13-1保持在高电压H,该第(13-1)周期T13-1即实际数据输入周期D5的第一在前周期,第二扫描信号SC2在第(13-2)周期T13-2 保持高电压H,该第(13-2)周期T13-2即实际数据输入周期D5的第二在前周期,第三扫描信号SC3在第(13-3)周期T13-3保持高电压H,该第(13-3)周期T13-3即实际数据输入周期D5的第三在前周期。 
数据电压Data在阈值电压检测建立周期D2、第二初始化周期D4和实际数据输入周期D5保持在高电压H,并在其他周期保持在低电压L。 
上述各个信号的高电压H可以具有相同的电平或不同的电平。类似地,各个信号的低电压L可以具有相同的电平或不同的电平。 
下文中将详细地描述向像素单元PXL提供上述信号的工作。 
图8A至8N是说明根据本发明第三实施例的发光显示器的工作的电路图。 
这里,由于所有像素单元PXL的工作都相同,因此有代表性地描述连接到第一扫描线SL1和第一数据线DL1的第一像素单元PXL的工作。 
首先,参考图8A和7来描述在第一周期T1中的工作。 
如图7中所示,在第一周期T1中,第一驱动电压VDD和所有扫描信号保持在高电压H。与此相反,第二驱动电压VSS、控制信号Vc和数据电压Data都保持在低电压L。 
当第一扫描信号SC1保持在高电压H时,将来自第一数据线DL1的数据信号(低电压L的数据信号)提供给第一节点N1。结果,将第一节点N1初始化。 
接着,参考图8B和7来描述在第二周期T2中的工作。 
如图7中所示,在第二周期T2中,第一驱动电压VDD和所有扫描信号都保持在高电压H。并且,控制信号Vc和数据电压Data保持在低电压L。与此相反,第二驱动电压VSS从低电压L变为高电压H。 
当第二驱动电压VSS上升到高电压H时,驱动晶体管Tr_D的栅极-源极电压变为负值,由此致使驱动晶体管Tr_D断开。结果,第三节点N3上的电压升高到接近第一驱动电压VDD的电压。也就是说,由提供有第一驱动电压VDD的第一驱动电压线与第三节点N3之间形成的发光元件OLED的寄生电容器使第三节点N3上的电压升高。同时,将高电压H的第一驱动电压VDD减去发光元件OLED的阈值电压Vth所得到的电压施加于第三节点N3的两端。 
接着,参考图8C和7来描述在第三周期T3中的工作。 
如图7中所示,在第三周期T3中,第一驱动电压VDD、所有扫描信号和第二驱动电压VSS都保持在高电压H。并且,数据电压Data保持在低电压L。与此相反,控制信号Vc从低电压L变为高电压H。 
如图8C中所示,当控制信号Vc升高到高电压H时,控制晶体管Tr_C接通。然后,通过接通的控制晶体管Tr_C使第二节点N2和第三节点N3彼此短路,导致驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间形成短路。结果,第二节点N2上的电压变为与第三节点N3上的电压相等。也就是说,将高电压H的第一驱动电压VDD减去发光元件OLED的阈值电压Vth所得到的电压施加于第二节点N2的两端。在该第三周期T3中,由于第二驱动电压VSS保持在比第二节点N2上的电压更高的高电压H,因此驱动晶体管Tr_D的栅极-源极电压变为负值,从而使驱动晶体管Tr_D保持断开。 
接着,参考图8D和7来描述在第四周期T4中的工作。 
如图7中所示,在第四周期T4中,第一驱动电压VDD、所有扫描信号和第二驱动电压VSS都保持在高电压H。并且,数据电压Data保持在低电压L。与此相反,控制信号Vc从高电压H变为低电压L。 
并且,在第四周期T4中,第二节点N2上的电压与第三节点N3上的电压相等。 
接着,参考图8E和7来描述在第五周期T5中的工作。 
如图7中所示,在第五周期T5中,第二驱动电压VSS和所有扫描信号都保持在高电压H。并且,数据电压Data保持在低电压L。与此相反,第一驱动电压VDD从高电压H变为低电压L。 
当第一驱动电压VDD下降到低电压L时,由发光元件OLED的寄生电容器使第三节点N3上的电压下降。结果,第二节点N2上的电压变得高于第三节点N3上的电压,由此致使驱动晶体管Tr_D接通。将高电压H的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D而提供给第三节点N3。然后,在第三节点N3上的电压返回到与第二节点N2上的电压与驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth的电压差相对应的值时,驱动晶体管Tr_D再次断开。 
接着,参考图8F和7来描述在第六周期T6中的工作。 
如图7中所示,在第六周期T6中,第二驱动电压VSS和所有扫描信号都 保持在高电压H。并且,第一驱动电压VDD保持在低电压L。与此相反,数据电压Data从低电压L变为高电压H。 
当数据电压Data升高到高电压H时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都升高。结果,驱动晶体管Tr_D接通,将高电压H的第二驱动电压VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3。因此,将第三节点N3完全充电以使其达到高电压H的第二驱动电压VSS。 
接着,参考图8G和7来描述在第七周期T7中的工作。 
如图7中所示,在第七周期T7中,第二驱动电压VSS、控制信号Vc和所有扫描信号都保持在高电压H。并且,第一驱动电压VDD保持在低电压L。与此相反,数据电压Data从高电压H变为低电压L。 
当数据电压Data下降到低电压L时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都下降。尽管第二节点N2上的电压相比先前的周期又有所下降,但是其仍然与往常一样高。第三节点N3上的电压仍然保持在高电压H。结果,驱动晶体管Tr_D断开。 
接着,参考图8H和7来描述在第八周期T8中的工作。 
如图7中所示,在第八周期T8中,第二驱动电压VSS和所有扫描信号都保持在高电压H。并且,第一驱动电压VDD和数据电压Data保持在低电压L。与此相反,控制信号Vc从低电压L变为高电压H。 
如图8H中所示,当控制信号Vc升高到高电压H时,控制晶体管Tr_C接通。然后,通过接通的控制晶体管Tr_C使第二节点N2和第三节点N3彼此短路,导致驱动晶体管Tr_D的栅极电极和漏极电极之间形成短路。结果,第二节点N2上的电压变为与第三节点N3上的电压相等,从而其呈现比先前的周期中略高的高电压H。也就是说,第二节点N2具有比先前的周期中更接近第一驱动电压VDD的电压。在该第八周期T8中,由于第二驱动电压VSS保持在比第二节点N2上的电压更高的高电压H,因此驱动晶体管Tr_D的栅极-源极电压变为负值,从而使驱动晶体管Tr_D保持断开。 
接着,参考图8I和7来描述在第九周期T9中的工作。 
如图7中所示,在第九周期T9中,控制信号Vc和所有扫描信号都保持在高电压H。并且,第一驱动电压VDD和数据电压Data保持在低电压L。与此相反,第二驱动电压VSS从高电压H变为低电压L。 
当第二驱动电压VSS下降到低电压L时,第二节点N2上的电压变为高于第二驱动电压VSS。结果,驱动晶体管Tr_D的栅极-源极电压变为正值,由此致使驱动晶体管Tr_D接通。 
并且,如在第七周期T7中所设置的,必须将第二节点N2上的电压和第三节点N3上的电压中的每一个都设置为高于驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth。为此,在先前的周期中,将第二节点N2上的电压和第三节点N3上的电压中的每一个都设置为高于阈值电压Vth。 
将其栅极电极和漏极电极短路的驱动晶体管Tr_D接通以作为二极管来工作。同时,该混合电压朝驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth逐渐降低,并且在该混合电压变为与阈值电压Vth相等时驱动晶体管Tr_D断开。因此,在驱动晶体管Tr_D断开时,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。 
按照这种方式,在包括第九周期T9的阈值电压检测周期D3中,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。在该阈值电压检测周期D3中,驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth被存储在所有像素单元PXL中每一个像素单元的第二节点N2和第三节点N3中的每一个上。由于各个像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D的特性根据其制造环境可能彼此不同,因此,在各个像素单元PXL的第二节点N2和第三节点N3上存储的阈值电压Vth的电平可能彼此不同。 
接着,参考图8J和7来描述在第十周期T10中的工作。 
如图7中所示,在第十周期T10中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和数据电压Data保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而控制信号Vc从高电压H变为低电压L。 
如图8J中所示,当控制信号Vc下降到低电压L时,控制晶体管Tr_C断开。 
接着,参考图8K和7来描述在第十一周期T11中的工作。 
如图7中所示,在第十一周期中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而数据电压Data从低电压L变为高电压H。 
当数据电压Data升高到高电压H时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都升高。结果,驱动晶体管Tr_D接通,将低电压L的第二驱动电压 VSS通过接通的驱动晶体管Tr_D提供给第三节点N3。因此,将所有像素单元PXL的所有第三节点N3都初始化为相同的电压电平。 
该第十一周期T11是其中对第三节点N3进行预初始化以便通过输入实际数据而建立发光元件OLED的驱动的周期。 
如上所述,由于各个像素单元PXL的驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth的电平可能彼此不同,因此对于所有像素单元PXL来说,各个像素单元PXL的第三节点N3的电压电平可能彼此不同,其中这些阈值电压Vth被存储在各个像素单元PXL的第三节点N3上。在这方面,通过在第十一周期T11中向所有像素单元PXL提供高电压H的数据来将所有像素单元PXL的所有第三节点N3初始化为相同的第二驱动电压VSS是优选的。 
接着,参考图8L和7来描述在第十二周期T12中的工作。 
如图7中所示,在第十二周期T12中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc保持在低电压L,所有扫描信号都保持在高电压H,而数据电压Data从高电压H变为低电压L。 
当数据电压Data下降到低电压L时,第一节点N1上的电压和第二节点N2上的电压都下降。并且,第二节点N2返回到先前设置的阈值电压Vth。结果,驱动晶体管Tr_D断开。因此,将第三节点N3初始化为第二驱动电压VSS,并且第二节点N2存储该阈值电压Vth。 
接着,参考图8M和7来描述在第十三周期T13中的工作。 
如图7中所示,在第十三周期T13中,第一驱动电压VDD、第二驱动电压VSS和控制信号Vc都保持在低电压L。并且,所有扫描信号在某个周期顺序地保持在高电压H。也就是说,第十三周期T13是实际数据输入周期D5,并且包括第(13-1)周期T13-1至第(13-n)周期T13-n。第一扫描信号SC1至第n扫描信号SCn在与第(13-1)周期T13-1至第(13-n)周期T13-n中相对应的周期内顺序地保持在高电压H。并且,在第十三周期T13提供给m条数据线的数据是实际上要表示的实际数据,每个实际数据在第十三周期T13都保持在高电压H。 
在第(13-1)周期T13-1中只驱动多条扫描线中的第一扫描线SL1,在第(13-2)周期T13-2中只驱动多条扫描线中的第二扫描线SL2,在第(13-3)周期T13-3中只驱动多条扫描线中的第三扫描线SL3,…,在第(13-n)周期 T13-n中只驱动多条扫描线中的第n扫描线SLn。 
当驱动每一条扫描线时,连接到相对应的扫描线的一条水平线的所有像素单元PXL都被驱动。结果,当驱动一条扫描线时,将实际数据提供给连接到该条扫描线的一条水平线的像素单元PXL。 
提供实际数据的过程与第一实施例中的相同,因此省略其描述。 
在第十三周期T13中的每个像素单元PXL的第二节点N2上的电压可以由上述方程式1来定义。 
接着,参考图8N和7来描述在第十四周期T14中的工作。 
如图7中所示,在第十四周期T14中,第二驱动电压VSS、控制信号Vc和所有扫描信号都保持在低电压L,而数据电压Data从高电压H变为低电压L。特别地,该第十四周期T14是发光周期D6,其中所有像素单元PXL的发光元件OLED都发光。为此,在第十四周期T14中,第一驱动电压VDD从低电压L变为高电压H。 
当第一驱动电压VDD升高到高电压H时,所有像素单元PXL中每一个像素单元的接通的驱动晶体管Tr_D允许驱动电流流过其漏极电极和源极电极。当将每个驱动电流通过其阳极电极而传送到所对应的发光元件OLED的阴极电极时,每个像素单元PXL的发光元件OLED都发出具有与所提供的驱动电流的量相对应的亮度的光。 
同时,提供给每个发光元件OLED的驱动电流可以由上述方程式2来定义。 
另一方面,在第二实施例和第三实施例中,存在其中将第二驱动电压VSS设置为比驱动晶体管Tr_D的栅极电压更高的周期。也就是说,该周期对应于第二实施例中的第四周期T4和第三实施例中的第二周期T2。在第四周期T4和第二周期T2中,当将相对低的电压(例如0V的数据电压Data)施加于驱动晶体管Tr_D的栅极电极(第二节点N2)时,该驱动晶体管Tr_D是负偏压的。对第四周期T4和第二周期T2的时间作适当调整能够防止驱动晶体管Tr_D发生质量退化。 
图9是本发明的可变电容器的等效电路图。 
如图9中所示,可变电容器CPv可以由源极电极和漏极电极彼此短路的晶体管来表示,该可变电容器CPv具有可变电容,设计该可变电容以补偿由 于寄生电容器Cgs和Cgd的寄生电容而出现的电压偏移。详细地说,可变电容器CPv通过利用与寄生电容相反的补偿电容来抵消寄生电容,而将由寄生电容所引起的电压偏移最小化。 
图10是说明具有栅极偏置的本发明的可变电容器的电容变化的图表。图10的图表示出了实际元件的测量值,其中构成电容的元件的面积是785,000μm2。 
如上所述,可变电容器CPv用于提高对驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth的补偿能力。各个晶体管Tr_S和Tr_C,包括驱动晶体管Tr_D可以是非晶硅(a-Si)薄膜晶体管(TFT)。这种a-Si TFT基本上具有底部栅极结构,其中栅极电极在源极电极和漏极电极之下形成。根据该底部栅极结构,栅极电极和源极电极部分地彼此重叠,并且该栅极电极和漏极电极也部分地彼此重叠。结果,a-Si TFT的寄生电容器的电容不得不很大。由于这个原因,在a-SiTFT的切换操作期间,会出现因寄生电容器而引起的偶合现象,导致形成馈通。此外,在a-Si TFT的切换操作期间,由于元件的接通/断开会出现沟道电荷变化(电荷注入)。由于这个原因,即使将初始的阈值电压Vth存储在第二节点N2上,其在最后也会变为失真的值。按照这种方式,该寄生电容器使电路的补偿能力降低。 
在本发明中,应用具有金属/绝缘体/硅(MIS)结构的可变电容器CPv以补偿变化偏移(图10中接通时的电容和断开时的电容之差)。如图10中所示,MIS结构的可变电容器CPv具有电容随两种偏置而变化的特性,其中在MIS结构中栅极电极、非晶硅和源极电极/漏极电极层叠。也就是说,当栅极电压是小于0V的负电压时,由于没有形成非晶硅沟道,因此电容很小。与此相反,当栅电压增大到高于0V并因此形成了沟道时,由于该沟道的电容的反映而使电容增大。按照这种方式,能够通过利用电容随栅极偏置而变化的可变电容器的特性来对上述变化偏移进行补偿。 
图11是说明发光元件的电流值随驱动晶体管的阈值电压的变化而发生变化的测量结果的图表,图12是说明由图11的结果而测得的初始电流值对电流保持率(CHR)的图表。 
图11和12示出了关于所提出的发光显示器执行的SPICE模拟的结果。 
也就是说,图11示出了当驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth从1V变化到7V 时的OLED电流分析的结果。这里,将阈值电压Vth从1V变化到7V表示像素单元之间的驱动晶体管Tr_D的偏移或由长期驱动所引起的驱动晶体管Tr_D的退化。 
并且,为了了解补偿能力怎样随可变电容CPv的应用而变化,这种模拟在根据MIS结构的电容器的面积将其分成三种类型的条件下测量该可变电容器CPv的电容。根据该测量结果可以看到,当该沟道形成时,可变电容器CPv的电容是大约20fF、40fF和60fF。这里,考虑到图10,电容值表示接通时的电容值。 
图11和12是显示出关于根据上述第一至第三实施例中第一实施例的结构的发光显示器的结果的图表。图11示出了当改变驱动晶体管Tr_D的阈值电压Vth时观察到的发光元件OLED的电流值的变化,图12示出了根据图11的结果计算得出的初始电流值对电流保持率(CHR)。 
在电容是20fF的情况下,当阈值电压Vth是1V时发光元件OLED的电流是1270nA,当阈值电压Vth是7V时,所述电流是1000nA。也就是说,如果阈值电压Vth改变6V,那么即使应用了补偿电路,也会出现大约21%的电流偏移。与此相反,在电容是40fF的情况下,可以看到,电流偏移减小到大约10%,并因此提高了补偿能力。如果电容进一步增大到60fF,那么电流偏移显示出反向增大的现象。这意味着,存在用以提高补偿能力的可变电容器CPv的最佳电容。 
因此,根据电路配置通过实验选择具有最佳电容的可变电容器并将选出的可变电容器应用于该电路能够使电路的补偿能力最佳。 
如从上面的描述显而易见的是,根据本发明的发光显示器及其驱动方法具有如下效果。 
首先,通过基于周期地适当地调整第一驱动电压和第二驱动电压的电平,能够在实际数据输入之前对各个像素中的驱动晶体管的全部阈值电压进行检测并对其进行补偿。因此,可以防止像素单元之间的亮度差。 
其次,通过提供一种能够防止由于寄生电容器的电容和驱动晶体管的沟道电容所引起的第二节点的电压变化的可变电容器而能够改进补偿特性。 
本领域技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明意在覆盖本发明的这些修 改和变化,只要这些修改和变化在所附的权利要求及其等效技术方案的范围内。 

Claims (4)

1.一种发光显示器,其包括:
像素电路,其用于利用扫描信号、第一驱动电压和第二驱动电压输出与来自数据线的数据电压相对应的驱动电流;以及
发光元件,其用于通过来自像素电路的驱动电流来发光,
其中该像素电路包括:
开关晶体管,其响应于来自扫描线的扫描信号而接通/断开,该开关晶体管在接通时使数据线和第一节点互连;
控制晶体管,其响应于来自控制信号线的控制信号而接通/断开,该控制晶体管在接通时使第二节点和第三节点互连;
驱动晶体管,其响应于第二节点上的电压而接通/断开,该驱动晶体管在接通时使第三节点和第二驱动电压线互连,该第二驱动电压线传送第二驱动电压;
第一存储电容器,其连接在第一节点和第二节点之间;以及
第二存储电容器,其连接在第一节点和第二驱动电压线之间,
其中:
在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期、实际数据输入周期和发光周期中单独地驱动发光显示器;
第一驱动电压在第一初始化周期和阈值电压检测建立周期保持在低电压,从阈值电压检测周期的开始直到实际数据输入周期的结束保持在中间电压,并在发光周期保持在高电压;
第二驱动电压在所有周期都保持在低电压;
控制信号在阈值电压检测周期的一部分中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
扫描信号在第一初始化周期的一部分、阈值电压检测周期、第二初始化周期和实际数据输入周期中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
数据电压在第一初始化周期的一部分、第二初始化周期的一部分、和实际数据输入周期的一部分保持在高电压,并在其他周期保持在低电压。
2.一种发光显示器,其包括:
像素电路,其用于利用扫描信号、第一驱动电压和第二驱动电压输出与来自数据线的数据电压相对应的驱动电流;以及
发光元件,其用于通过来自像素电路的驱动电流来发光,
其中该像素电路包括:
开关晶体管,其响应于来自扫描线的扫描信号而接通/断开,该开关晶体管在接通时使数据线和第一节点互连;
控制晶体管,其响应于来自控制信号线的控制信号而接通/断开,该控制晶体管在接通时使第二节点和第三节点互连;
驱动晶体管,其响应于第二节点上的电压而接通/断开,该驱动晶体管在接通时使第三节点和第二驱动电压线互连,该第二驱动电压线传送第二驱动电压;
第一存储电容器,其连接在第一节点和第二节点之间;以及
第二存储电容器,其连接在第一节点和第二驱动电压线之间,
其中:
在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期、实际数据输入周期和发光周期中单独地驱动发光显示器;
第一驱动电压在第一初始化周期保持在低电压,而在发光周期保持在高电压;
第二驱动电压仅在阈值电压检测建立周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
控制信号在阈值电压检测周期的一部分中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
扫描信号在第一初始化周期的一部分、阈值电压检测建立周期的一部分、阈值电压检测周期的一部分、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
数据电压在第一初始化周期的一部分、第二初始化周期的一部分和实际数据输入周期的一部分保持在高电压,并在其他周期保持在低电压。
3.一种发光显示器,其包括:
像素电路,其用于利用扫描信号、第一驱动电压和第二驱动电压输出与来自数据线的数据电压相对应的驱动电流;以及
发光元件,其用于通过来自像素电路的驱动电流来发光,
其中该像素电路包括:
开关晶体管,其响应于来自扫描线的扫描信号而接通/断开,该开关晶体管在接通时使数据线和第一节点互连;
控制晶体管,其响应于来自控制信号线的控制信号而接通/断开,该控制晶体管在接通时使第二节点和第三节点互连;
驱动晶体管,其响应于第二节点上的电压而接通/断开,该驱动晶体管在接通时使第三节点和第二驱动电压线互连,该第二驱动电压线传送第二驱动电压;
第一存储电容器,其连接在第一节点和第二节点之间;以及
第二存储电容器,其连接在第一节点和第二驱动电压线之间,
其中:
在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期、实际数据输入周期和发光周期中单独地驱动发光显示器;
第一驱动电压在第一初始化周期和发光周期保持在高电压;
第二驱动电压在第一初始化周期的一部分、阈值电压检测建立周期和阈值电压检测周期的一部分中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
控制信号在第一初始化周期的一部分和阈值电压检测周期中保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
扫描信号在第一初始化周期、阈值电压检测建立周期、阈值电压检测周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压;
数据电压在阈值电压检测建立周期、第二初始化周期和实际数据输入周期保持在高电压,并在其他周期保持在低电压。
4.根据权利要求1至3之一所述的发光显示器,其中,所述像素电路进一步包括连接在控制信号线和第二节点之间的可变电容器。
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