CN101908316B - 像素及使用该像素的有机发光显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素和使用该像素的有机发光显示器，像素包括：有机发光二极管(OLED)，具有结合到第二电源的阴极；第一晶体管，与数据信号对应地控制从第一电源通过有机发光二极管流到第二电源的电流的量；第二晶体管，结合在数据线和第一晶体管的栅极之间；第三晶体管，结合在第一晶体管的栅极和参考电源之间；第四晶体管，结合在第三晶体管和参考电源之间；第五晶体管，结合在OLED的阳极和初始电源之间；第一电容器，结合在OLED的阳极以及第三晶体管和第四晶体管之间的节点之间；第二电容器，结合在所述节点和第一晶体管的栅极之间。

Description

像素及使用该像素的有机发光显示器
本申请要求于2009年6月5日提交到韩国知识产权局的第10-2009-0049848号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用包含与此。
技术领域
下面的描述涉及一种像素及使用该像素的有机发光显示器。
背景技术
近来，已经开发了与阴极射线管(CRT)相比重量减轻且体积减小的各种平板显示器(FPD)。FPD包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)和有机发光显示器。
在FPD中，有机发光显示器利用通过电子与空穴的复合来发光的有机发光二极管(OLED)来显示图像。有机发光显示器具有快的响应时间并以低功耗驱动。
图1是示出传统的有机发光显示器的像素的电路图。在图1中，包含在像素中的晶体管是NMOS晶体管。
参照图1，传统的有机发光显示器的像素4包括有机发光二极管(OLED)和像素电路2，像素电路2结合到数据线Dm和扫描线Sn以控制OLED。
OLED的阳极结合到像素电路2，OLED的阴极结合到第二电源ELVSS。OLED产生具有与从像素电路2供应的电流对应的预定亮度的光。
当扫描信号被供应到扫描线Sn时，像素电路2与供应到数据线Dm的数据信号对应地控制供应到OLED的电流的量。因此，像素电路2包括：第二晶体管M2(即，驱动晶体管)，结合在第一电源ELVDD和OLED之间；第一晶体管M1，结合在第二晶体管M2和数据线Dm之间，并具有结合到扫描线Sn的栅极；存储电容器Cst，结合在第二晶体管M2的栅极和第二电极之间。
第一晶体管M1的栅极结合到扫描线Sn，第一晶体管M1的第一电极结合到数据线Dm。第一晶体管M1的第二电极结合到存储电容器Cst的一端。这里，第一晶体管M1的第一电极是源极或漏极中的一个，第一晶体管M1的第二电极是源极或漏极中的另一个。例如，当第一电极是源极时，第二电极是漏极。当从扫描线Sn供应扫描信号时，第一晶体管被导通，以将从数据线Dm供应的数据供应到存储电容器Cst。这时，存储电容器充入与数据信号对应的电压。
第二晶体管M2的栅极结合到存储电容器Cst的一端，第二晶体管M2的第一电极结合到第一电源ELVDD。第二晶体管M2的第二电极结合到存储电容器Cst的另一端以及OLED的阳极。第二晶体管M2控制从第一电源ELVDD通过OLED供应到第二电源ELVSS的电流的量，所述电流的量与存储在存储电容器Cst中的电压值对应。
存储电容器Cst的一端结合到第二晶体管M2的栅极，存储电容器Cst的另一端结合到OLED的阳极。存储电容器Cst充入与数据信号对应的电压。
传统的像素4将与在存储电容器Cst中充入的电压对应的电流供应到OLED来显示具有预定亮度的图案。然而，由于不同像素中的第二晶体管M2的阈值电压的偏差，使用上述像素的传统的有机发光显示器不能显示在整个显示器上亮度均匀的图像。
具体地说，当在不同的像素4之间第二晶体管M2的阈值电压变化时，像素4与相同的数据信号对应地产生亮度不同的光，不能显示或很难显示亮度均匀的图像。
发明内容
因此，本发明的示例性实施例提供用于与像素中的驱动晶体管的阈值电压无关地显示具有均匀亮度的图像的像素，以及使用该像素的有机发光显示器。
根据本发明的示例性实施例，提供一种像素，所述像素包括：有机发光二极管(OLED)，具有结合到第二电源的阴极；第一晶体管，与数据信号对应地控制从第一电源通过OLED流到第二电源的电流的量；第二晶体管，结合在数据线和第一晶体管的栅极之间，并且在扫描信号被供应到扫描线时导通；第三晶体管，结合在第一晶体管的栅极和参考电源之间，并且在发射控制信号被供应到发射控制线时截止；第四晶体管，结合在第三晶体管和参考电源之间，并且在控制信号被供应到控制线时导通；第五晶体管，结合在OLED的阳极和初始电源之间，并且在扫描信号被供应到扫描线时导通；第一电容器，结合在OLED的阳极以及第三晶体管和第四晶体管之间的节点之间；第二电容器，结合在所述节点和第一晶体管的栅极之间。
第二晶体管和第五晶体管可以在第四晶体管导通的时间段的一部分中导通。第二晶体管和第五晶体管可被构造为在第四晶体管导通时导通。第三晶体管可以在第四晶体管导通时截止。参考电源的电压可以等于或高于数据信号的电压。初始电源的电压可以低于数据信号的电压。初始电源的电压可以低于通过将数据信号的电压减去第一晶体管的阈值电压获得的电压。第一电源的电压可以高于参考电源的电压。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种有机发光显示器，所述有机发光显示器包括：扫描驱动器，顺序地将扫描信号供应到扫描线，顺序地将发射控制信号供应到发射控制线，顺序地将控制信号供应到控制线；数据驱动器，与扫描信号对应地将数据信号供应到数据线；像素，在扫描线和数据线的交叉区处。像素中的位于第i(i是自然数)水平线上的像素包括：有机发光二极管(OLED)，具有结合到第二电源的阴极；第一晶体管，与数据信号对应地控制从第一电源通过OLED流到第二电源的电流的量；第二晶体管，结合在数据线和第一晶体管的栅极之间，并且在扫描信号被供应到扫描线中的第i扫描线时导通；第三晶体管，结合在第一晶体管的栅极和参考电源之间，并且在发射控制信号被供应到发射控制线中的第i发射控制线时截止；第四晶体管，结合在第三晶体管和参考电源之间，并且在控制信号被供应到控制线中的第i控制线时导通；第五晶体管，结合在OLED的阳极和初始电源之间，并且在扫描信号被供应到第i扫描线时导通；第一电容器，结合在OLED的阳极以及第三晶体管和第四晶体管之间的节点之间；第二电容器，结合在所述节点和第一晶体管的栅极之间。
扫描驱动器可被构造为当控制信号被供应到第i控制线时向第i扫描线供应扫描信号。控制信号的持续时间可以比扫描信号长。扫描驱动器可被构造为在控制信号被供应到第i控制线时将发射控制信号供应到第i发射控制线。参考电源的电压可以等于或高于数据信号的电压。初始电源的电压可以低于数据信号的电压。初始电源的电压可以低于通过将数据信号的电压减去第一晶体管的阈值电压获得的电压。第一电源的电压可以高于参考电源的电压。
在根据本发明示例性实施例的像素及使用该像素的有机发光显示器中，能够更容易地与像素中的驱动晶体管的阈值电压的偏差无关地显示具有均匀亮度的图像。
附图说明
附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例，并且附图与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是传统的有机发光显示器的像素的电路图；
图2是示出根据本发明实施例的有机发光显示器的示意图；
图3是示出图2的像素的实施例的电路图；
图4示出了描述驱动图3的像素的方法的波形。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明的特定示例性实施例。这里，当第一元件被描述为结合到第二元件时，第一元件可以直接结合到第二元件，或者可以通过一个或多个附加元件间接结合到第二元件。另外，为了清楚起见，省略了对完全理解本发明来说不必要的一些元件。另外，相同的标号始终表示相同的元件。
在下文中，将参照附图(具体地说，图2至图4)详细描述示例性实施例，本领域技术人员能够通过示例性实施例容易地实施本发明。
图2是示出根据本发明实施例的有机发光显示器的示意图。
参照图2，根据本发明实施例的有机发光显示器包括：像素140，结合到扫描线S1至Sn、控制线CL1至CLn、发射控制线E1至En以及数据线D1至Dm；扫描驱动器110，用于驱动扫描线S1至Sn、发射控制线E1至En和控制线CL1至CLn；数据驱动器120，用于驱动数据线D1至Dm；时序控制器150，用于控制扫描驱动器110和数据驱动器120。
扫描驱动器110接收来自时序控制器150的扫描驱动控制信号SCS。扫描驱动器110产生扫描信号并将产生的扫描信号顺序地供应到扫描线S1至Sn。另外，扫描驱动器110产生控制信号并将产生的控制信号顺序地供应到控制线CL1至CLn。这里，供应到第i(i是自然数)控制线CLi的控制信号与供应到第i扫描线Si的扫描信号同时供应，并且比扫描信号供应更长的持续时间。例如，供应到第i控制线CLi的控制信号可与供应到至少两条扫描线(例如，Si、Si+1......)的扫描信号重叠地供应。
扫描驱动器110产生发射控制信号并将产生的发射控制信号顺序地供应到发射控制线E1至En。这里，供应到第i发射控制线Ei的发射控制信号与供应到第i控制线CLi的控制信号重叠地供应。
根据本发明的实施例，扫描信号和控制信号被设置为具有使包括在像素140中的晶体管导通的电压，发射控制信号被设置为具有使包括在像素140中的晶体管截止的电压。例如，扫描信号和控制信号可被设置为具有高电压，而发射信号可被设置为具有低电压。
数据驱动器120接收来自时序控制器150的数据驱动控制信号DCS。数据驱动器120与扫描信号同步地将数据信号供应到数据线D1至Dm。
时序控制器150与从外部供应的同步信号对应地产生数据驱动控制信号DCS和扫描驱动控制信号SCS。数据驱动控制信号DCS被供应到数据驱动器120，扫描驱动控制信号SCS被供应到扫描驱动器110。时序控制器150将来自外部的数据Data供应到数据驱动器120。
显示区130从外部接收第一电源ELVDD、第二电源ELVSS、参考电源Vref和初始电源Vint，并将第一电源ELVDD、第二电源ELVSS、参考电源Vref和初始电源Vint供应到像素140。像素140与数据信号对应地产生光。
这里，与数据信号对应的电压Vdata、第一电源ELVDD的电压、参考电源Vref的电压和初始电源Vint的电压被设置为与式1对应。
式1
ELVDD＞Vref≥Vdata＞Vint
参照式1，参考电源Vref被设置为具有等于或高于数据信号的电压Vdata的电压。初始电源Vint被设置为具有低于数据信号的电压Vdata的电压。更具体地说，初始电源Vint被设置为具有低于通过将数据信号的电压Vdata减去驱动晶体管的阈值电压而获得的电压的电压。第一电源ELVDD被设置为具有比参考电源Vref的电压高的电压。
图3是示出根据本发明实施例的像素的电路图。为方便起见，在图3中，示出了结合到第n扫描线Sn和第m数据线Dm的像素。
参照图3，根据本发明实施例的像素140包括：OLED；像素电路142，结合到数据线Dm、扫描线Sn、发射控制线En和控制线CLn，以控制OLED。
OLED的阳极结合到像素电路142，OLED的阴极结合到第二电源ELVSS。OLED产生具有与从像素电路142供应的电流对应的亮度(例如，预定亮度)的光。
像素电路142在扫描信号(例如，高扫描信号)被供应到扫描线Sn的期间充入与数据信号对应的电压。然后，像素电路142在停止向扫描线Sn供应扫描信号并继续或保持向控制线CLn供应控制信号的期间充入与第一晶体管M1的阈值对应的电压。然后，像素电路142将与充入的电压对应的电流供应到OLED。像素电路包括第一晶体管M1至第五晶体管M5、第一电容器C1和第二电容器C2。
第一晶体管M1(驱动晶体管)的栅极结合到第一节点N1，第一晶体管M1的第一电极结合到第一电源LEVDD。第一晶体管M1的第二电极在第三节点N3处结合到OLED的阳极。第一晶体管M1响应施加到第一节点N1的电压来控制供应到OLED的电流的量。
第二晶体管M2的栅极结合到扫描线Sn，第二晶体管M2的第一电极结合到数据线Dm。第二晶体管M2的第二电极结合到第一节点N1。当扫描信号(例如，高扫描信号)被供应到扫描线Sn时，第二晶体管M2导通以使数据线Dm电结合到第一节点N1。
第三晶体管M3的栅极结合到发射控制线En，第三晶体管M3的第二电极结合到第一节点N1(即，第一晶体管M1的栅极)。第三晶体管M3的第一电极结合到第二节点N2。当发射控制信号(例如，低发射控制信号)被供应到发射控制线En时，第三晶体管M3截止，当不供应发射控制信号时，第三晶体管M3导通以使第一节点N1和第二节点N2电连接。
第四晶体管M4的栅极结合到控制线CLn，第四晶体管M4的第二电极结合到第二节点N2。第四晶体管M4的第一电极结合到参考电源Vref。当控制信号(例如，高控制信号)被供应到控制线CLn时，第四晶体管M4导通以将参考电源Vref的电压供应到第二节点N2。
第五晶体管M5的栅极结合到扫描线Sn，第五晶体管M5的第一电极结合到第三节点N3。第五晶体管M5的第二电极结合到初始电源Vint。当扫描信号被供应到扫描线Sn时，第五晶体管M5导通以将初始电源Vint供应到第三节点N3。
第一电容器C1和第二电容器C2在第三节点N3和第一节点N1之间串联地结合。第一电容器C1和第二电容器C2之间的公共节点结合到第二节点N2，第二节点N2也是第三晶体管M3和第四晶体管M4之间的公共节点。这里，第二电容器C2和第三晶体管M3在第一节点N1和第二节点N2之间并联地结合。
图4示出了用于驱动图3的像素的波形。
将参照图3和图4详细描述根据本发明实施例的操作像素的过程。
首先，在第一时间段T1中，将高扫描信号供应到扫描线Sn，将高控制信号供应到控制线CLn，将低发射控制信号供应到发射控制线En。
当扫描信号被供应到扫描线Sn时，第二晶体管M2和第五晶体管M5导通。当控制信号被供应到控制线CLn时，第四晶体管M4导通。当发射控制信号被供应到发射控制线En时，第三晶体管M3截止。
当第二晶体管M2导通时，来自数据线Dm的数据信号被供应到第一节点N1。当第五晶体管M5导通时，初始电源Vint被供应到第三节点N3。这里，初始电源Vint被设置为具有使OLED截止的电压。因此，在该时间期间OLED不产生光。当第四晶体管M4导通时，参考电源Vref被供应到第二节点N2。
即，在第一时间段T1中，第一节点N1处于数据信号的电压Vdata，第二节点N2处于参考电源Vref的电压，第三节点N3处于初始电源Vint的电压。在这种情况下，第二电容器C2被充入与数据信号的电压Vdata和参考电源Vref之间的差对应的电压，第一电容器C1被充入与参考电源Vref和初始电源Vint之间的差对应的电压。另外，由于在第一时间段T1中流经第一晶体管M1的电流路径流至初始电源Vint，所以OLED不发光。
然后，在第二时间段T2中，停止向扫描线Sn供应扫描信号(即，扫描信号变为低)。当停止向扫描线Sn供应扫描信号时，第二晶体管M2和第五晶体管M5截止。
当第二晶体管M2截止时，由于充入第二电容器C2中的电压，第一节点N1保持在第一时间段T1中供应的电压。当第五晶体管M5截止时，第三节点N3的电压升高到通过将数据信号的电压Vdata减去第一晶体管M1的阈值电压获得的电压。
更具体地说，在第一时间段T1中，第一节点N1的电压被设置为数据信号的电压Vdata，第三节点N3的电压被设置为初始电源Vint的电压。这里，初始电源Vint的电压被设置为低于通过将数据信号的电压Vdata减去第一晶体管M1的阈值电压获得的电压。因此，当第五晶体管M5截止时，第三节点N3的电压升高到通过将数据信号的电压Vdata减去第一晶体管M1的阈值电压获得的电压。
在这种情况下，电压Vref-Vdata被充入第二电容器C2，电压Vref-Vdata+Vth(M1)被充入第一电容器C1。其中，Vth(M1)表示第一晶体管M1的阈值电压。
然后，在第三时间段T3中，停止向控制线CLn供应控制信号(即，控制信号变为低)，并停止向发射控制线En供应发射控制信号(即，发射控制信号变为高)。当停止向控制线CLn供应控制信号时，第四晶体管M4截止。当停止向发射控制线En供应发射控制信号时，第三晶体管M3导通。
当第三晶体管M3导通时，第一节点N1和第二节点N2彼此电连接。在这种情况下，第二电容器C2的端之间的电压差变为0，充入第一电容器C1中的电压变为第一晶体管M1的栅极和源极之间的电压Vgs(M1)。即，根据式2来设置第一晶体管M1的栅极和源极之间的电压。
式2
Vgs(M1)＝Vref-Vdata+Vth(M1)
因此，与第一晶体管的电压Vgs对应的流到OLED的电流的量被设置为与式3对应。
式3
Ioled＝β(Vgs(M1)-Vth(M1))2＝β{(Vref-Vdata+Vth(M1))-Vth(M1)}2＝β(Vref-Vdata)2
参照公式3，流到OLED的电流由参考电源Vref的电压和数据信号的电压Vdata之间的差来确定。这里，由于参考电源Vref具有固定的电压，所以流到OLED的电流由数据信号的电压Vdata确定。因此，根据本发明的实施例，对应于式3，可以与显示器的不同像素中的第一晶体管M1的阈值电压的偏差无关地显示具有均匀亮度的图像。
此外，在图3中，晶体管是NMOS晶体管。然而，本发明不限于上述实施例。例如，晶体管可以是PMOS晶体管。在这种情况下，图4中示出的供应的波形的极性将反转。然而，操作像素的过程将基本相似。
虽然已经结合特定示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是意图覆盖包含在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (16)

1.一种有机发光显示器的像素，包括：
有机发光二极管，具有结合到第二电源的阴极；
第一晶体管，结合在第一电源和有机发光二极管的阳极之间，并具有结合到数据线的栅极，并且第一晶体管与数据信号对应地控制从第一电源通过有机发光二极管流到第二电源的电流的量；
第二晶体管，结合在数据线和第一晶体管的栅极之间，并具有结合到扫描线的栅极，并且第二晶体管在扫描信号被供应到扫描线时导通；
第三晶体管，结合在第一晶体管的栅极和参考电源之间，并具有结合到发射控制线的栅极，并且第三晶体管在发射控制信号被供应到发射控制线时截止；
第四晶体管，结合在第三晶体管和参考电源之间，并具有结合到控制线的栅极，并且第四晶体管在控制信号被供应到控制线时导通；
第五晶体管，结合在有机发光二极管的阳极和初始电源之间，并具有结合到扫描线的栅极，并且第五晶体管在扫描信号被供应到扫描线时导通；
第一电容器，结合在有机发光二极管的阳极以及第三晶体管和第四晶体管之间的节点之间；
第二电容器，结合在所述节点和第一晶体管的栅极之间。
2.如权利要求1所述的有机发光显示器的像素，其中，在第四晶体管导通的时间段的一部分中，第二晶体管和第五晶体管导通。
3.如权利要求2所述的有机发光显示器的像素，其中，第二晶体管和第五晶体管被构造为在第四晶体管导通时导通。
4.如权利要求2所述的有机发光显示器的像素，其中，第三晶体管在第四晶体管导通时截止。
5.如权利要求1所述的有机发光显示器的像素，其中，参考电源的电压等于或高于数据信号的电压。
6.如权利要求5所述的有机发光显示器的像素，其中，初始电源的电压低于数据信号的电压。
7.如权利要求6所述的有机发光显示器的像素，其中，初始电源的电压低于通过将数据信号的电压减去第一晶体管的阈值电压获得的电压。
8.如权利要求5所述的有机发光显示器的像素，其中，第一电源的电压高于参考电源的电压。
9.一种有机发光显示器，包括：
扫描驱动器，顺序地将扫描信号供应到扫描线，顺序地将发射控制信号供应到发射控制线，顺序地将控制信号供应到控制线；
数据驱动器，与扫描信号对应地将数据信号供应到数据线；
像素，在扫描线和数据线的交叉区处，
其中，像素中的位于第i水平线上的像素包括：
有机发光二极管，具有结合到第二电源的阴极；
第一晶体管，结合在第一电源和有机发光二极管的阳极之间，并具有结合到数据线的栅极，并且第一晶体管与数据信号对应地控制从第一电源通过有机发光二极管流到第二电源的电流的量；
第二晶体管，结合在数据线和第一晶体管的栅极之间，并具有结合到扫描线中的第i扫描线的栅极，并且第二晶体管在扫描信号被供应到扫描线中的第i扫描线时导通；
第三晶体管，结合在第一晶体管的栅极和参考电源之间，并具有结合到发射控制线中的第i发射控制线的栅极，并且第三晶体管在发射控制信号被供应到发射控制线中的第i发射控制线时截止；
第四晶体管，结合在第三晶体管和参考电源之间，并具有结合到控制线中的第i控制线的栅极，并且第四晶体管在控制信号被供应到控制线中的第i控制线时导通；
第五晶体管，结合在有机发光二极管的阳极和初始电源之间，并具有结合到第i扫描线扫描线的栅极，并且第五晶体管在扫描信号被供应到第i扫描线时导通；
第一电容器，结合在有机发光二极管的阳极以及第三晶体管和第四晶体管之间的节点之间；
第二电容器，结合在所述节点和第一晶体管的栅极之间，
其中，i为自然数。
10.如权利要求9所述的有机发光显示器，其中，扫描驱动器被构造为当控制信号被供应到第i控制线时向第i扫描线供应扫描信号。
11.如权利要求10所述的有机发光显示器，其中，控制信号的持续时间比扫描信号长。
12.如权利要求10所述的有机发光显示器，其中，扫描驱动器被构造为在控制信号被供应到第i控制线时将发射控制信号供应到第i发射控制线。
13.如权利要求9所述的有机发光显示器，其中，参考电源的电压等于或高于数据信号的电压。
14.如权利要求13所述的有机发光显示器，其中，初始电源的电压低于数据信号的电压。
15.如权利要求14所述的有机发光显示器，其中，初始电源的电压低于通过将数据信号的电压减去第一晶体管的阈值电压获得的电压。
16.如权利要求13所述的有机发光显示器，其中，第一电源的电压高于参考电源的电压。
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