CN101800024A - 像素和使用该像素的有机发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素和有机发光显示装置。所述像素包括有机发光二极管、伪有机发光二极管和补偿器，所述补偿器根据有机发光二极管的阈值电压和伪有机发光二极管的阈值电压的差来改变有机发光二极管接收的电流。

Description

像素和使用该像素的有机发光显示装置
本申请要求于2009年2月11日在韩国知识产权局提交的第10-2009-0011017号韩国专利申请的优先权和利益，该申请完全公开于此以资参考。
技术领域
本领域涉及一种像素和一种使用该像素的有机发光显示装置，更具体地讲，涉及一种能够补偿有机发光二极管的劣化的像素以及一种使用该像素的有机发光显示装置。
背景技术
存在多种与阴极射线管相比重量轻且体积小的平板显示装置。平板显示装置包括液晶显示装置、场致发射显示装置、等离子显示面板、有机发光显示装置等。
有机发光显示装置通过使用有机发光二极管来显示图像，所述有机发光二极管通过电子和空穴的复合来发光。有机发光显示装置响应快，并且用低功耗来驱动有机发光显示装置。
图1是传统的有机发光显示装置的像素的电路图。
参照图1，传统的有机发光显示装置的像素4包括有机发光二极管OLED和像素电路2，所述像素电路2连接到数据线Dm和扫描线Sn，以控制有机发光二极管OLED。
有机发光二极管OLED的阳极连接到像素电路2，有机发光二极管OLED的阴极连接到第二电源ELVSS。有机发光二极管OLED发射具有与像素电路2提供的电流相应的亮度的光。
当通过扫描线Sn向像素电路2提供扫描信号时，像素电路2响应于通过数据线Dm提供的数据信号控制提供给有机发光二极管OLED的电流量。为了此目的，像素电路2包括：第二晶体管M2，连接在第一电源ELVDD和有机发光二极管OLED之间；第一晶体管M1，连接到第二晶体管M2、数据线Dm和扫描线Sn；存储电容器Cst，连接在第二晶体管M2的栅极和第一电极之间。
第一晶体管M1的栅极连接到扫描线Sn，第一晶体管M1的第一电极连接到数据线Dm。第一晶体管M1的第二电极连接到存储电容器Cst的一端。这里，第一电极是源极和漏极之一，第二电极是源极和漏极中的另一个。例如，如果第一电极是源极，则第二电极是漏极。当从扫描线Sn向第一晶体管M1提供扫描信号时，第一晶体管M1导通，从而从数据线Dm提供的数据信号被提供给存储电容器Cst。结果，存储电容器Cst存储与数据信号相应的电压。
第二晶体管M2的栅极连接到存储电容器Cst的一端，第二晶体管M2的第一电极连接到存储电容器Cst的另一端和第一电源ELVDD。第二晶体管M2的第二电极连接到有机发光二极管OLED的阳极。第二晶体管M2与存储电容器Cst中存储的电压相应地控制从第一电源ELVDD经有机发光二极管OLED流到第二电源ELVSS的电流的量。结果，有机发光二极管OLED发射与从第二晶体管M2提供的电流的量相应的光。
然而，在传统的有机发光显示装置中，由于因有机发光二极管OLED的劣化引起的效率变化而导致无法显示具有期望亮度的图像。换句话讲，有机发光二极管随时间劣化，因此无法显示具有期望亮度的图像。因为有机发光二极管劣化，所以从有机发光二极管发射具有低亮度的光。
发明内容
一方面是一种像素，所述像素包括：有机发光二极管，响应于数据信号发光；伪有机发光二极管，不管数据信号如何而处于非发光状态；第一晶体管，连接到扫描线和数据线，当扫描信号被提供到扫描线时，第一晶体管导通；存储电容器，充入与提供给数据线的数据信号相应的电压；第二晶体管，将电流从第一电源经有机发光二极管提供给第二电源，其中，所述电流对应于存储电容器中所充入的电压；补偿器，连接在有机发光二极管和伪有机发光二极管之间，所述补偿器根据有机发光二极管的劣化来改变第二晶体管的栅极的电压。
另一方面是一种有机发光显示装置，该有机发光显示装置包括：像素，连接到扫描线和数据线；扫描驱动器，将扫描信号顺序地提供给扫描线；数据驱动器，将数据信号提供给数据线，所述像素中的每一个像素包括：有机发光二极管，响应于数据信号发光；伪有机发光二极管，不管数据信号如何而处于非发光状态；第一晶体管，连接到扫描线和数据线，当扫描信号被提供到扫描线时，第一晶体管导通；存储电容器，充入与提供给数据线的数据信号相应的电压；第二晶体管，将电流从第一电源经有机发光二极管提供给第二电源，其中，所述电流对应于存储电容器中所充入的电压；补偿器，连接在有机发光二极管和伪有机发光二极管之间，所述补偿器根据有机发光二极管的劣化来改变第二晶体管的栅极的电压。
又一方面是一种像素，所述像素包括：有机发光二极管，响应于提供给有机发光二极管的电流发光；伪有机发光二极管；晶体管，至少部分地基于栅极电压将电流提供给有机发光二极管；补偿器，根据有机发光二极管的阈值电压和伪有机发光二极管的阈值电压的差来改变所述栅极电压。
附图说明
附图连同说明书示出了示例性实施例，附图和描述一起用于解释本发明的原理。
图1是传统的有机发光显示装置中的像素的电路图。
图2是根据一个实施例的有机发光显示装置的框图。
图3是示出图2中示出的像素的实施例的电路图。
图4是示出图3中示出的补偿器的实施例的电路图。
图5是说明驱动图4示出的像素的方法的波形图。
图6是示出图3中示出的补偿器的另一实施例的电路图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述特定示例性实施例。当将第一元件描述为连接到第二元件时，第一元件可能不仅仅直接连接到第二元件，还可经第三元件间接连接到第二元件。另外，相同的标号通常始终表示相同的元件。
图2是根据实施例的有机发光显示装置的框图。
参照图2，有机发光显示装置包括：像素单元230，所述像素单元230包括像素240，所述像素240连接到扫描线S1至Sn、第一控制线CL11至CL1n、第二控制线CL21至CL2n、发射控制线E1至En和数据线D1至Dm；扫描驱动器210，用于驱动扫描线S1至Sn、第一控制线CL11至CL1n、第二控制线CL21至CL2n和发射控制线E1至En；数据驱动器220，用于驱动数据线D1至Dm；时序控制器250，用于控制扫描驱动器210和数据驱动器220。
扫描驱动器210接收从时序控制器250提供的扫描驱动控制信号SCS。扫描驱动器210产生扫描信号，并将产生的扫描信号顺序地提供给扫描线S1至Sn。扫描驱动器210响应于扫描驱动控制信号SCS产生第一控制信号和第二控制信号。扫描驱动器将产生的第一控制信号顺序地提供给第一控制线CL11至CL1n，并将产生的第二控制信号顺序地提供给第二控制线CL21至CL2n。扫描驱动器210产生发射控制信号，并将产生的发射控制信号顺序地提供给发射控制线E1至En。
在图5中显示了驱动方案的实施例。发射控制信号比扫描信号宽。提供给第i(i是自然数)发射控制线Ei的发射控制信号与提供给第i扫描线Si的扫描信号重叠。提供给第i第一控制线CL1i的第一控制信号比所述发射控制信号宽，并与提供给第i发射控制线Ei的发射控制信号重叠。提供给第i第二控制线CL2i的第二控制信号被同时地提供，以具有与发射控制信号相同的宽度，并具有与发射控制信号相反的极性。
可依据像素240的结构省略第一控制线CL11至CL1n和第二控制线CL21至CL2n。
数据驱动器220接收从时序控制器250提供的数据驱动控制信号DCS。数据驱动器220产生数据信号，并将产生的数据信号与扫描信号同步地提供给数据线D1至Dm。
时序控制器250响应于提供给它的同步信号产生数据驱动控制信号DCS和扫描驱动控制信号SCS。将从时序控制器250产生的数据驱动控制信号DCS提供给数据驱动器220，将从时序控制器250产生的扫描驱动控制信号SCS提供给扫描驱动器210。时序控制器250将从外部提供的数据Data提供给数据驱动器220。
像素单元230接收第一电源ELVDD和第二电源ELVSS，并将第一电源ELVDD和第二电源ELVSS提供给像素240中的每一个像素。接收第一电源ELVDD和第二电源ELVSS的像素240中的每一个像素响应于数据信号产生光。像素240中的每一个像素设置有补偿器(未示出)，以对有机发光二极管的劣化进行补偿。
图3是根据一个实施例的像素的电路图。为了便于说明，在图3中示出了连接到第n扫描线Sn和第m数据线Dm的像素。
参照图3，在该实施例中，像素240包括：有机发光二极管OLED；第一晶体管M1，连接到扫描线Sn和数据线Dm；第二晶体管M2，与存储电容器Cst中所充的电压相应地控制提供给有机发光二极管OLED的电流的量；第三晶体管M3，连接在有机发光二极管OLED和第二晶体管M2之间；补偿器242，连接在有机发光二极管OLED和伪有机发光二极管DOLED之间，以对有机发光二极管OLED的劣化进行补偿。
有机发光二极管OLED的阳极连接到第三晶体管M3，有机发光二极管OLED的阴极连接到第二电源ELVSS。有机发光二极管OLED发射具有与经第二晶体管和第三晶体管M3提供的电流相应的亮度的光。
第一晶体管M1的栅极连接到扫描线Sn，第一晶体管M1的第一电极连接到数据线Dm。第一晶体管的第二电极连接到第二晶体管M2(驱动晶体管)的栅极。当向扫描线Sn提供扫描信号时，第一晶体管M1将提供给数据线Dm的数据信号提供给第二晶体管M2的栅极。
第二晶体管M2的栅极连接到第一晶体管M1的第二电极，第二晶体管M2的第一电极连接到第一电源ELVDD。第二晶体管M2的第二电极连接到第三晶体管M3的第一电极。第二晶体管M2与施加到第二晶体管M2的栅极的电压相应地控制从第一电源ELVDD通过有机发光二极管OLED流到第二电源ELVSS的电流的量。
第三晶体管M3的栅极连接到发射控制线En，第三晶体管M3的第一电极连接到第二晶体管M2的第二电极。第三晶体管M3的第二电极连接到有机发光二极管OLED的阳极。当从发射控制线En提供发射控制信号时，第三晶体管M3截止。在其他情况下，第三晶体管M3导通。至少在提供扫描信号使得像素240处于非发光状态的时间段期间，第三晶体管M3截止。
存储电容器Cst的一端连接到第二晶体管M2的栅极，存储电容器Cst的另一端连接到第一电源ELVDD。当第一晶体管M1导通时，与数据信号相应的电压被充入存储电容器Cst中。
补偿器242连接在伪有机发光二极管DOLED和有机发光二极管OLED之间。补偿器242控制第二晶体管M2的栅极的电压，以对有机发光二极管OLED的劣化进行补偿。
图4是示出图3中示出的补偿器的第一实施例的电路图。
参照图4，根据一个实施例的补偿器242包括：第四晶体管M4和第五晶体管M5，连接在有机发光二极管OLED和伪有机发光二极管DOLED之间；和反馈电容器Cfb，连接在第一节点N1和第二晶体管M2的栅极之间。
第四晶体管M4连接在第一节点N1和有机发光二极管OLED的阳极之间，并通过从第二控制线CL2n提供的第二控制信号来控制第四晶体管M4。
第五晶体管M5连接在第一节点N1和伪有机发光二极管DOLED之间，并通过从第一控制线CL1n提供的第一控制信号来控制第五晶体管M5。使用第四晶体管M4和第五晶体管M5来向第一节点N1提供电压，第四晶体管M4和第五晶体管M5的导通时间不重叠。例如，第四晶体管M4和第五晶体管M5交替导通，以控制第一节点N1的电压。
反馈电容器Cfb将第一节点N1处的电压变化耦合到第二晶体管M2的栅极。
图5是说明驱动图4示出的像素的方法的波形图。
将结合图4和图5来描述图4中示出的像素240的操作。首先，将第一控制信号(高电压)提供给第一控制线CL1n，第五晶体管截止。因为第五晶体管M5截止，所以第一节点N1和伪有机发光二极管DOLED被电隔离。
在第五晶体管M5截止的同时，将第二控制信号(低电压)提供给第二控制线CL2n，并阿时将发射控制信号(高电压)提供给发射控制线En。因为将发射控制信号提供给发射控制线En，所以第三晶体管M3截止。因为第二控制信号被提供给第二控制线CL2n，所以第四晶体管M4导通，并且有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1被提供给第一节点N1。即，由于第三晶体管M3截止，所以有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1被提供给第一节点N1。
之后，扫描信号被提供给扫描线Sn，第一晶体管M1导通。因为第一晶体管M1导通，所以与提供给数据线Dm的数据信号相应的电压被充入存储电容器Cst中。在与数据信号相应的电压被充入存储电容器Cst中之后，扫描信号暂停，第一晶体管M1截止。
在第一晶体管M1截止之后，第二控制信号和发射控制信号暂停。因为第二控制信号暂停，所以第四晶体管M4截止。因为发射控制信号暂停，所以第三晶体管M3导通。
之后，第一控制信号暂停，第五晶体管M5导通。因为第五晶体管导通，所以第一节点N1的电压改变为伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2。通过有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1和伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2之间的差来确定变化量。通过有机发光二极管OLED的劣化来确定所述阈值电压之间的差。
有机发光二极管OLED的劣化对应于其发射时间。当有机发光二极管OLED劣化时，有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1改变。有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1通常升高。
同时，伪有机发光二极管DOLED不管数据信号如何而保持非发射状态。因此，伪有机发光二极管DOLED不劣化，并保持原始的阈值电压Vth2。因此，当伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2被提供给第一节点N1时，第一节点N1的电压从有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1降低至伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2。
因为第一节点N1的电压降低，所以第二晶体管M2的栅极的电压也降低。通过等式1来近似第二晶体管M2的栅极的电压的降低。
ΔVM2_gate＝ΔVN1×(Cfb/(Cst+Cfb))          (1)
在等式1中，ΔVM2_gate表示第二晶体管M2的栅极电压的变化，ΔVN1表示第一节点N1的电压的变化。
参照等式1，与第一节点N1的电压的变化相应地改变第二晶体管M2的栅极的电压。即，当第一节点N1的电压降低时，第二晶体管M2的栅极电压也降低。之后，第二晶体管M2将与施加到第二晶体管M2的栅极的电压相应的电流从第一电源ELVDD经有机发光二极管OLED提供给第二电源ELVSS。结果，从有机发光二极管OLED发射与所述电流相应的光。
随着继续使用，有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1根据有机发光二极管OLED的劣化而升高。如果有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1升高，则第一节点N1的电压进一步降低。
如果第一节点N1的电压的降低增加，则第二晶体管M2的栅极的电压的降低增加，如等式1所述。结果，提供给第二晶体管M2的电流的量根据相同的数据信号而增加。即，随着有机发光二极管OLED劣化，提供给第二晶体管M2的电流的量增加，从而对因有机发光二极管OLED的劣化而降低的亮度进行补偿。
因为使用了连接到第二电源ELVSS的伪有机发光二极管DOLED，所以可不管第二电源ELVSS的可能的电压变化而控制第二晶体管M2的栅极电压。等式2表示了第一节点N1的电压的变化。
ΔVN1＝(ELVSS+Vth1)-(ELVSS+Vth2)          (2)
在等式2中，ΔVN1表示第一节点N1的电压的变化。
参照等式2，第一节点N1的电压的变化通过有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1和伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2被确定，并且独立于第二电源ELVSS的电压。因此，可不管第二电源ELVSS的电压降低而通过使用与有机发光二极管OLED的劣化相应的电压来调整第二晶体管M2的栅极的电压。
图6是示出图3中示出的补偿器的第二实施例的电路图。在图6中，将省略对与图4的部件类似的一些部件的特别方面的详细描述。
参照图6，补偿器242包括：第四晶体管M4和第五晶体管M5，连接在伪有机发光二极管DOLED和有机发光二极管OLED之间；反馈电容器Cfb，连接在第一节点N1和第二晶体管M2的栅极之间。
第四晶体管M4连接在第一节点N1和有机发光二极管OLED的阳极之间。通过从扫描线Sn提供的扫描信号来控制第四晶体管M4。
第五晶体管M5连接在第一节点N1和伪有机发光二极管DOLED之间。通过从发射控制线En提供的发射控制信号来控制第五晶体管M5。
在根据图6的实施例的补偿器242中，与图4示出的补偿器242相比，可移除第一控制线CL1n和第二控制线CL2n。因为图6的补偿器242连接到扫描线Sn和发射控制线En，以对有机发光二极管OLED的劣化进行补偿，所以实现了上述移除。
将使用图5示出的扫描信号和发射控制信号来描述像素240的操作。首先，发射控制信号被提供给发射控制线En。因为发射控制信号被提供给发射控制线En，所以当发射控制信号为高时，第三晶体管M3和第五晶体管M5截止。
扫描信号被提供给扫描线Sn，第一晶体管M1和第四晶体管M4导通。因为第一晶体管M1导通，所以与提供给数据线Dm的数据信号相应的电压被充入存储电容器Cst。因为第四晶体管M4导通，所以有机发光二极管OLED的阈值电压Vth1被提供给第一节点N1。在与数据信号相应的电压被充入存储电容器Cst之后，暂停扫描信号的提供，第一晶体管M1和第四晶体管M4截止。
在第一晶体管M1和第四晶体管M4截止之后，暂停发射控制信号向发射控制线En的提供。因为暂停了发射控制信号的提供，所以第五晶体管M5导通，并且第一节点N1的电压降低至伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2。因为第一节点N1的电压降低至伪有机发光二极管DOLED的阈值电压Vth2，所以第二晶体管M2的栅极的电压也降低，如等式1所述。这里，由于根据有机发光二极管OLED的劣化来确定第二晶体管M2的栅极的电压的降低，所以补偿了有机发光二极管OLED的劣化。
像素240的结构不限于图4和图6的结构。可将补偿器242应用于各种像素电路。
尽管已经描述了特定的发明实施例，但应该理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意在覆盖各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种像素，包括：
有机发光二极管，响应于数据信号发光；
伪有机发光二极管，不管数据信号如何而处于非发光状态；
第一晶体管，连接到扫描线和数据线，当扫描信号被提供到扫描线时，第一晶体管导通；
存储电容器，充入与提供给数据线的数据信号相应的电压；
第二晶体管，将电流从第一电源经有机发光二极管提供给第二电源，其中，所述电流对应于存储电容器中所充入的电压；
补偿器，连接在有机发光二极管和伪有机发光二极管之间，所述补偿器根据有机发光二极管的劣化来改变第二晶体管的栅极的电压。
2.如权利要求1所述的像素，还包括：第三晶体管，连接在第二晶体管和有机发光二极管之间，至少在提供扫描信号时，第三晶体管截止。
3.如权利要求2所述的像素，其中，第三晶体管连接到发射控制线，其中，当发射控制信号被提供给发射控制线时，第三晶体管截止。
4.如权利要求3所述的像素，其中，发射控制信号比扫描信号宽，并与扫描信号重叠。
5.如权利要求2所述的像素，其中，补偿器包括：
第四晶体管和第五晶体管，连接在有机发光二极管和伪有机发光二极管之间；
反馈电容器，连接在第二晶体管的栅极与第四晶体管和第五晶体管的节点之间。
6.如权利要求5所述的像素，其中，第四晶体管和第五晶体管的导通时间不重叠。
7.如权利要求6所述的像素，其中，在与数据信号相应的电压被充入存储电容器中并且有机发光二极管的阈值电压被提供给所述节点的时间段期间，第四晶体管导通。
8.如权利要求7所述的像素，其中，在第四晶体管截止并且伪有机发光二极管的阈值电压被提供给所述节点的时间段期间，第五晶体管导通。
9.一种有机发光显示装置，包括：
像素，连接到扫描线和数据线；
扫描驱动器，将扫描信号顺序地提供给扫描线；
数据驱动器，将数据信号提供给数据线，
其中，所述像素中的每一个像素包括：有机发光二极管，响应于数据信号发光；伪有机发光二极管，不管数据信号如何而处于非发光状态；第一晶体管，连接到扫描线和数据线，当扫描信号被提供到扫描线时，第一晶体管导通；存储电容器，充入与提供给数据线的数据信号相应的电压；第二晶体管，将电流从第一电源经有机发光二极管提供给第二电源，其中，所述电流对应于存储电容器中所充入的电压；补偿器，连接在有机发光二极管和伪有机发光二极管之间，所述补偿器根据有机发光二极管的劣化来改变第二晶体管的栅极的电压。
10.如权利要求9所述的有机发光显示装置，还包括：第三晶体管，连接在第二晶体管和有机发光二极管之间，至少在扫描信号被提供到扫描线时，第三晶体管截止。
11.如权利要求10所述的有机发光显示装置，其中，第三晶体管连接到发射控制线，其中，当发射控制信号被提供给发射控制线时，第三晶体管截止。
12.如权利要求11所述的有机发光显示装置，其中，扫描驱动器提供比扫描信号宽的发射控制信号。
13.如权利要求10所述的有机发光显示装置，其中，补偿器包括：
第四晶体管和第五晶体管，连接在有机发光二极管和伪有机发光二极管之间；
反馈电容器，连接在第二晶体管的栅极与第四晶体管和第五晶体管的节点之间。
14.如权利要求13所述的有机发光显示装置，其中，第四晶体管和第五晶体管的导通时间不重叠。
15.如权利要求14所述的有机发光显示装置，其中，在与数据信号相应的电压被充入存储电容器中并且有机发光二极管的阈值电压被提供给所述节点的时间段期间，第四晶体管导通。
16.如权利要求15所述的有机发光显示装置，其中，在第四晶体管截止并且伪有机发光二极管的阈值电压被提供给所述节点的时间段期间，第五晶体管导通。
17.一种像素，包括：
有机发光二极管，响应于提供给有机发光二极管的电流发光；
伪有机发光二极管；
晶体管，基于栅极电压将电流提供给有机发光二极管；
补偿器，根据有机发光二极管的阈值电压和伪有机发光二极管的阈值电压的差来改变所述栅极电压。
18.如权利要求17所述的像素，其中，补偿器包括电容器，其中，所述电容器以电容的方式将有机发光二极管的阈值电压和伪有机发光二极管的阈值电压的差耦合到栅极电压。
19.如权利要求18所述的像素，其中，电容器根据第一信号接收有机发光二极管的阈值电压，并根据第二信号接收伪有机发光二极管的阈值电压。
20.如权利要求19所述的像素，其中，第一信号是扫描信号，第二信号是发射控制信号。
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