CN102542985A - 有机发光二极管显示器及其驱动方法 - Google Patents

有机发光二极管显示器及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机发光显示装置，所述有机发光显示装置包括：显示单元；电源单元；驱动单元，所述驱动单元包括产生参考电压并将所述参考电压施加到像素的输出缓冲器，并且所述驱动单元根据操作模式来控制是否对功率IC进行操作且产生不同逻辑电平的电流路径控制信号；以及漏电流截止单元，所述漏电流截止单元根据电流路径控制信号来开关在电源单元的输出端与OLED驱动电压的输入端之间的电流路径。

Description

有机发光二极管显示器及其驱动方法
本申请要求享有于2010年12月23日提交的韩国专利申请10-2010-0133417的优先权，为了所有目的将所述申请的全部内容引入本文以供参考，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本公开涉及一种能够使漏电流截止的有机发光二极管显示装置。
背景技术
近来，各种类型的平板显示器(FPD)的发展正在加速。其中，有机发光二极管显示装置使用自发光元件，提供了响应时间快、发光效率和亮度高以及视场大的优点。
有机发光二极管显示装置包括如图1所示的有机发光二极管。有机发光二极管包括有机化合物层。有机化合物层是由空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)以及电子注入层(EIL)组成的。如果将驱动电压施加到阳极和阴极，那么穿过空穴传输层(HTL)的空穴以及穿过电子传输层(ETL)的电子移动到发射层(EML)，形成激子；结果，发射层(EML)产生可见光。
有机发光二极管显示装置以矩阵形式排列像素，所述像素包括如上所述的有机发光二极管，并根据视频数据的灰度级来控制像素的亮度。
有机发光二极管显示装置作为用于移动应用的显示装置得到很大关注。如图2所示，用于移动应用的有机发光二极管显示装置包括电源单元1、显示单元2以及驱动单元3。
电源单元1配置有功率IC P-IC。功率IC P-IC通过输入端Vin接收电池功率VBAT，并通过利用所述电池功率VBAT产生施加到显示单元2的OLED驱动电压VDD_OLED。
显示单元2包括多个像素，所述多个像素的每一个是由6T1C(即六个TFT和一个电容器)组成的。将各个像素构造成具有在编程阶段之前通过在初始化阶段从驱动单元3施加的参考电压VREF来对驱动TFT DT的栅极节点N1进行初始化这样的结构。
驱动单元3将像素数据提供给显示单元2的数据线，将扫描信号SCAN提供给显示单元2的栅极线，将发射信号EM提供给显示单元2的发射线。驱动单元3在显示模式下通过将使能信号EN施加到电源单元1来激活功率ICP-IC，而在休眠模式下通过将禁止信号(disable signal)DIS施加到电源单元1来取消激活(deactivating)功率IC P-IC。休眠模式用来降低移动应用的功耗，表示在当在预定时段没有从用户接收到输入时暂时关闭显示器的操作模式。驱动单元3在休眠模式下处于正常操作。驱动单元3产生参考电压VREF，并将参考电压施加到显示单元2。驱动单元3配置有产生参考电压VREF的输出缓冲器。输出缓冲器包括串联在功率电压Vs与地之间的第一PMOS开关PMT1和第一NMOS开关NMT1。第一PMOS开关PMT1和第一NMOS开关NMT1的栅极块(block)均处于浮置状态(即Hi-Z阶段)。
为了降低功耗并提高效率，从功率IC P-IC排除了真的关闭(shutdown)功能。真的关闭功能表示当从驱动单元3或系统(未示出)施加了禁止信号DIS时自动截止施加到功率IC P-IC内部的功率IC P-IC的输入端Vin的电池功率VBAT。排除了真的关闭功能的功率IC P-IC处于禁止状态下不能截止由于被施加到显示单元2的电池电压VBAT所产生的漏电流。在这点上，有机发光二极管显示装置进一步包括在地与形成在显示单元2中的有机发光二极管(OLED)的阴极之间的第二NMOS开关NMT2。当根据来自驱动单元3的电流路径控制信号CTS而关闭第二NMOS开关NMT2时，阻断功率IC P-IC的输入负载与显示单元2之间的电流路径，因此可防止漏电流的产生。
另一方面，在初始化阶段期间，因为根据扫描信号SCAN和发射信号EM导通了所有像素的TFT，所以即使第二NMOS开关NMT2保持在关闭状态，对于通过在驱动单元3所产生的参考电压VREF来对驱动TFT(DT)的栅极节点N1进行初始化的有机发光二极管显示装置而言，漏电流也沿着图2所示的路径显现。漏电流的量与OLED驱动电压VDD_OLED的输入端与驱动单元3的参考电压VREF输出端之间的电势差成比例地增大。
发明内容
一种有机发光显示装置包括：显示单元，所述显示单元包括由于在OLED驱动电压的输入端与地端之间流动的驱动电流而发光的有机发光二极管以及根据栅极-源极电压控制驱动电流的驱动TFT，多个像素被排列在下述显示单元中，在所述显示单元中在预定时段将驱动TFT的栅极节点初始化到参考电压；电源单元，所述电源单元包括根据输入电池电压产生要施加到所述显示单元的OLED驱动电压的功率IC；驱动单元，所述驱动单元包括产生参考电压并将参考电压施加到像素的输出缓冲器，并且所述驱动单元根据操作模式来控制是否对功率IC进行操作且产生不同逻辑电平的电流路径控制信号；以及漏电流截止单元，所述漏电流截止单元根据所述电流路径控制信号来开关在所述电源单元的输出端与所述OLED驱动电压的输入端之间的电流路径。
附图说明
被包括来提供对本发明的进一步理解且并入并构成了本说明书的一部分的附图图解了本发明的实施例，并连同说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出常规有机发光二极管的发光原理；
图2示出用于移动应用的常规有机发光二极管显示装置；
图3示出用于移动应用的有机发光二极管显示装置；
图4示出施加到像素的驱动波形的时序图；
图5示出处于休眠模式和显示模式的操作状态以及电流路径控制信号的逻辑电平；以及
图6示出与现有技术相比的处于休眠模式的漏电流的量的模拟结果。
具体实施方式
以下将参考图3至图6来详细描述本发明的优选实施例。
图3示出用于移动应用的根据本发明的有机发光二极管显示装置。图4示出施加到像素的驱动波形的时序图。图5示出处于休眠模式和显示模式的操作状态以及电流路径控制信号的逻辑电平。
参考图3，根据本发明的实施例的有机发光二极管显示装置包括：电源单元10、漏电流截止单元20、显示单元30以及驱动单元40。
电源单元10包括功率IC P-IC。功率IC P-IC通过输入端Vin接收电池功率VBAT，并根据电池功率VBAT产生施加到显示单元30的OLED驱动电压VDD_OLED。
显示单元30包括根据从电源单元10接收到的OLED驱动电压VDD_OLED所驱动的多个像素。每个像素都连接到通过其来提供像素数据的数据线，连接到通过其来提供扫描信号的栅极线，连接到通过其来提供发射信号的发射线。将各个像素构造成具有对驱动TFT的栅电极连接到的节点初始化到从驱动单元40输入的参考电压VREF这样的结构。
例如，每个像素可包括：有机发光二极管(OLED)、驱动TFT(DT)、第一至第五开关TFT(T1～T5)以及存储电容器Cst。
驱动TFT(DT)将从OLED驱动电压VDD_OLED的输入端所传送的驱动电流提供给有机发光二极管(OLED)，并通过利用栅极-源极电压来控制驱动电流。驱动TFT(DT)的栅电极连接到第一节点N1。驱动TFT(DT)的源电极连接到OLED驱动电压VDD_OLED的输入端，驱动TFT的漏电极连接到第二节点N2。
第一开关TFT T1响应扫描信号SCAN导通和断开在第一节点N1与第二节点N2之间的电流路径。第一开关TFT T1的栅电极连接到栅极线。第一开关TFT T1的源电极连接到第一节点N1，第一开关TFT T1的漏电极连接到第二节点N2。
第二开关TFT T2响应扫描信号SCAN导通和断开在数据线与第三节点N3之间的电流路径。第二开关TFT T2的栅电极连接到栅极线。第二开关TFTT2的源电极连接到数据线，第二开关TFT T2的漏电极连接到第三节点N3。
第三开关TFT T3响应发射信号EM导通和断开在第三节点N3与驱动单元40的参考电压VREF输出端之间的电流路径。第三开关TFT T3的栅电极连接到发射线。第三开关TFT T3的源电极连接到第三节点N3，第三开关TFTT3的漏电极连接到驱动单元40的参考电压VREF输出端。
第四开关TFT T4响应发射信号EM导通和断开在第二节点N2与第四节点N4之间的电流路径。第四开关TFT T4的栅电极连接到发射线。第四开关TFT T4的源电极连接到第二节点N2，第四开关TFT T4的漏电极连接到第四节点N4。
第五开关TFT T5响应扫描信号SCAN导通和断开在驱动单元40的参考电压VREF输出端与第四节点N4之间的电流路径。第五开关TFT T5的栅电极连接到栅极线。第五开关TFT T5的源电极连接到第四节点N4，第五开关TFT T5的漏电极连接到驱动单元40的参考电压VREF输出端。
存储电容器Cst连接在第一节点N1与第三节点N3之间，并保持驱动TFT(DT)的栅极电压。
对于每个像素而言，在如图4所示的初始化阶段Tinit期间将驱动TFT(DT)的栅极节点、即第一节点N1初始化到参考电压VREF。在初始化阶段之后的编程阶段Tprg期间，将第一节点N1的电势编程到在驱动TFT(DT)的阈值电压被补偿的数据电压。接下来，在继编程阶段Tprg之后的发光阶段期间，通过根据第一节点N1的编程电势来控制流入到有机发光二极管(OLED)的驱动电流而使有机发光二极管(OLED)发光。
漏电流截止单元20根据电流路径控制信号CTS导通和断开在电源单元10的输出端与显示单元30的OLED驱动电压VDD_OLED的输入端之间的电流路径。漏电流截止单元20包括：连接在电源单元10的输出端与OLED驱动电压VDD_OLED的输入端之间的第一PMOS开关PMT1；以及用于根据电流路径控制信号CTS导通和断开在第一PMOS开关PMT1的栅电极与地之间的电流路径的第一NMOS开关NMT1。如果第一NMOS开关NMT1打开，那么第一PMOS开关PMT1也打开。同样地，如果第一NMOS开关NMT1关闭，那么相应地第一PMOS开关PMT1也关闭。
驱动单元40将像素数据(DATA)提供给显示单元30的数据线，将扫描信号SCAN提供给显示单元30的栅极线，将发射信号EM提供给显示单元30的发射线。如图5所示，驱动单元40在显示模式下通过将使能信号(EN)提供给电源单元10而激活功率IC P-IC来打开显示状态，而在休眠模式下通过将禁止信号(DIS)提供给电源单元10而取消激活功率IC P-IC来关闭显示状态。休眠模式用于降低移动应用的功耗并指定当在预定时段没有从用户接收到输入时暂时关闭显示状态这样的操作模式。虽然功率IC P-IC在休眠模式下取消激活，但是驱动单元40执行正常操作。驱动单元40在休眠模式和显示模式下产生具有不同逻辑电平的电流路径控制信号CTS。在休眠模式中产生低逻辑电平的电流路径控制信号CTS，而在显示模式中产生高逻辑电平的电流路径控制信号CTS。
驱动单元40产生参考电压VREF，并将所述参考电压VREF提供给显示单元30。驱动单元40配置有产生参考电压VREF的输出缓冲器。输出缓冲器包括彼此串联在功率电压Vs与地之间的第二PMOS开关PMT2和第二NMOS开关NMT2。第二PMOS开关PMT2的栅电极和第二NMOS开关NMT2的栅电极两者都连接到浮置节点Hi-Z。下拉电阻器Rpd连接在浮置节点Hi-Z与地之间。下拉电阻器Rpd防止第二NMOS开关NMT2的栅极电势浮动，由此绝对关闭第二NMOS开关NMT2。
同时，第三NMOS开关NMT3安装在有机发光二极管(OLED)的阴极与地之间。第三NMOS开关NMT3根据电流路径控制信号CTS导通和断开在有机发光二极管(OLED)的阴极与地之间的电流路径。第三NMOS开关NMT3在休眠模式中关闭，这切断了有机发光二极管(OLED)的阴极与地之间的电流路径，而第三NMOS开关NMT3在显示模式中打开，这允许了有机发光二极管(OLED)的阴极与地之间的电流路径。
以下将详细描述使具有如上结构的本发明的有机发光二极管显示装置中的漏电流截止的操作。
为了降低功耗并提高效率，从本发明的功率IC P-IC排除了真的关闭功能。真的关闭功能表示当从驱动单元40(或系统)施加了禁止信号DIS时，自动截止施加到功率IC P-IC内部的功率IC P-IC的输入端Vin的电池功率VBAT。排除了真的关闭功能的功率IC P-IC处于禁止状态下不能截止由于被施加到显示单元30的电池电压VBAT所产生的漏电流。
因此，如图5所示，在功率IC P-IC处于禁止状态的休眠模式下通过产生低电平(L)的电流路径控制信号CTS，在关闭第三NMOS开关NMT3的同时，关闭漏电流截止单元20的第一PMOS开关PMT1和第一NMOS开关NMT1，本发明切断功率IC P-IC输入负载与显示单元30之间的电流路径，从而防止将漏电流施加到显示单元30。
此外，本发明通过应用连接在构成驱动单元40中的输出缓冲器的第二NMOS开关NMT2的栅电极与地之间的下拉电阻器Rpd而绝对关闭第二NMOS开关NMT2，尤其是在如图4所示的在扫描信号SCAN和发射信号EM均保持导通状态的初始化阶段Tint期间另外切断漏电流路径。
同时，根据漏电流的量与在OLED驱动电压VDD_OLED的输入端与驱动单元40的参考电压VREF输出端之间的电势差成比例地增大这样的事实，本发明能够通过由控制功率电压Vs以具有与OLED驱动电压VDD_OLED相同的电平而消除电势差来另外切断漏电流路径，所述功率电压Vs用来在功率ICP-IC处于禁止状态的休眠模式下产生参考电压VREF。
图6示出与现有技术相比的休眠模式中的漏电流量的模拟结果。在图6中，3.7V的电池电源VBAT用于模拟。
参考图6，在休眠模式下，对于样本1而言测量出现有技术的漏电流为1.275mA；对于样本2而言为0.895mA；对于样本3而言为0.918mA；对于样本4而言为1.053mA；以及对于样本5而言为0.875mA。
然而，对于与样本无关的所有情况而言测量出根据本发明的休眠模式下的漏电流为0mA。如从模拟结果可见，本发明可在休眠模式下绝对截止漏电流。
如上详细描述，根据本发明的有机发光二极管显示装置在功率IC禁止的休眠模式下绝对截止了漏电流，由此降低了不必要的功耗。
在整个描述中，对于本领域普通技术人员来说在不脱离本发明的技术原理的情况下可做出各种改变和修改。因此，本发明的技术范围并不局限于在所述申请中的那些详细描述，而是由所附权利要求书的范围来限定。

Claims (6)

1.一种有机发光显示装置，包括：
显示单元，所述显示单元包括具有由于在OLED驱动电压的输入端与地端之间流动的驱动电流而发光的有机发光二极管的多个像素以及根据栅极-源极电压控制驱动电流的驱动TFT，在预定时段所述驱动TFT的栅极节点被初始化到参考电压；
电源单元，所述电源单元包括根据输入电池电压产生要施加到所述显示单元的OLED驱动电压的功率IC；
驱动单元，所述驱动单元包括产生参考电压并将所述参考电压施加到所述像素的输出缓冲器，并且所述驱动单元根据操作模式来控制是否对功率IC进行操作且产生不同逻辑电平的电流路径控制信号；以及
漏电流截止单元，所述漏电流截止单元根据所述电流路径控制信号来开关在所述电源单元的输出端与所述OLED驱动电压的输入端之间的电流路径。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述驱动单元在显示模式下通过将使能信号施加到所述电源单元来激活功率IC的操作且产生高逻辑电平的电流路径控制信号；并且所述驱动单元在休眠模式下将禁止信号施加到所述电源单元来取消激活功率IC的操作且产生低逻辑电平的电流路径控制信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述漏电流截止单元包括第一PMOS开关，所述第一PMOS开关连接在所述电源单元的输出端与所述OLED驱动电压的输入端之间；以及
第一NMOS开关，所述第一NMOS开关根据电流路径控制信号导通和断开在所述第一PMOS开关的栅电极与地端之间的电流路径。
4.根据权利要求2所述的装置，其中所述输出缓冲器包括彼此串联在用于提供功率电压的功率电压端与地端之间的第二PMOS开关和第二NMOS开关；并且
所述第二PMOS开关的栅电极和所述第二NMOS开关的栅电极连接到浮置节点，在所述浮置节点与地端之间连接有下拉电阻器来防止第二NMOS开关的栅极电势浮动。
5.根据权利要求2所述的装置，其中在有机发光二极管的阴极与地端之间连接有第三NMOS开关，所述第三NMOS开关是根据电流路径控制信号来控制其开关的；并且
所述第三NMOS开关在休眠模式下响应低逻辑电平的电流路径控制信号而关闭。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述输出缓冲器的功率电压与所述OLED的驱动电压在休眠模式下具有相同电平。
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