CN103137653B - 有机发光显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机发光显示器件，其被定义成非显示区和设置像素的显示区。每个像素包括：第一~第四节点；与第四节点连接的有机发光显示元件；设置在第一~第四节点之间的驱动晶体管，用于产生驱动有机发光显示元件使其发光的驱动电流；设置在第一~第三节点之间的存储电容；设置在第一和第二节点之间的第一晶体管，用于选择性地传送数据电压；设置在第三和第四节点之间的第二晶体管，用语感应驱动晶体管的阈值电压；设置在第一节点和数据线之间的第三晶体管，用于将数据电压从数据线选择性地传送至第一节点；设置在第二节点和电源线之间的第四晶体管，用于将电源电压从电源线选择性地传送~第二节点；设置在具有非显示区的第二节点和参考电压线之间的第五晶体管，用于控制第二节点的初始化。

Description

有机发光显示器件
技术领域
本发明涉及有机发光显示器件。
背景技术
目前正广泛研发用于显示信息的器件。这种显示器件包括液晶显示器件、有机发光显示器件、电泳显示器件、场发射显示器件和等离子体显示器件。
在这些显示器件中，和液晶显示器件相比，有机发光显示器件具有功耗低、视角宽、重量轻且亮度高的特征。因此，有机发光显示器件被认为是下一代显示器件。
有机发光显示器件中使用的薄膜晶体管能够被高速驱动。为此，薄膜晶体管利用由多晶硅形成的半导体层来增加载流子迁移率。可以通过结晶工序由非晶硅形成多晶硅。
激光扫描模式被广泛用在结晶工序中。在结晶工序中，激光束的功率可能不稳定。同样，在被激光束扫描的扫描行上形成的薄膜晶体管可能彼此具有不同的阈值电压。这会引起像素区域之间的图像质量不一致。
针对这一问题，提出了一种检测像素区域的阈值电压并补偿薄膜晶体管的阈值电压的技术。
然而，为了实现这种阈值电压补偿，不仅必须在像素区中增加用于检测阈值电压的晶体管，而且必须增加用于控制薄膜晶体管的信号线。这势必导致像素区变得复杂，而且像素区的孔径变小了。
发明内容
本发明旨在提供一种有机发光显示器件，其基本上克服了现有技术的局限和不足引起的一个或者多个问题。
其实施方式提供一种孔径比增加的有机发光显示器件。
其实施方式还提供一种功耗降低的有机发光显示器件。
实施方式的其他特征和优点将在随后的说明中呈现，它们一部分可以从说明书中明显看出，或者在实现实施方式时知晓。实施方式的优点将通过说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
根据本实施方式的第一个大体方面，将有机发光显示器件限定为非显示区和设有像素的显示区。每个像素包括：第一~第四节点；与第四节点连接的有机发光元件；设置在第二~第四节点之间的驱动晶体管，用于产生驱动有机发光元件使其发光的驱动电流；设置在第一~第三节点之间的存储电容；设置在第一和第二节点之间的第一晶体管，用于选择性地传送数据电压；设置在第三和第四节点之间的第二晶体管，用于感应驱动晶体管的阈值电压；设置在第一节点和数据线之间的第三晶体管，用于将数据电压从数据线选择性地传送至第一节点；设置在第二节点和电源线之间的第四晶体管，用于将电源电压从电源线选择性地传送到第二节点；以及设置在具有非显示区的第二节点和参考电压线之间的第五晶体管，用于控制第二节点的初始化。
在阅读了下面的附图和详细说明的基础上，其他的系统、方法、特征和优点对本领域技术人员来说是显而易见的。所有这些系统、方法、特征和优点都应该包含在本说明书中，应该在本公开文本的范围内，并且通过权利要求进行保护。不应将本部分当作对权利要求的限制。下面将结合实施例讨论其他方面和优点。可以理解的是，本文中前面的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，旨在提供对所主张的公开内容的进一步解释。
附图说明
附图意在提供对本发明的进一步理解并且并入说明书而组成说明书的一部分。所述附图示出本发明的示范性的实施方式，并且与说明书文字一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是本发明实施例的有机发光显示器件的框图；
图2是本发明实施例的有机发光显示器件的像素区的电路图；
图3是施加到本发明实施例的OLED器件的像素区的信号的波形图；
图4A-4D是按照时间段驱动像素区时晶体管的切换状态的电路图；以及
图5A和5B是有机发光显示器件的设计图。
具体实施方式
在本文中，当在实施方式中提到一个元件如基板、层、区、薄膜或者电极形成在另一个元件“上”或者“下”时，可以理解为直接位于另一元件上或者下，或者存在中间元件（间接）。将根据附图来确定一个元件的术语“上”或者“下”。
现在详细参照本实施方式，其例子在附图中示出。为清楚起见或者便于解释，附图中元件的尺寸和厚度可能夸大、省略或者简化，但这并不代表元件的实际尺寸。
图1是本发明实施例的有机发光显示器件的框图。
参考图1，本发明实施例的有机发光显示器件可以包括有机发光面板10、扫描驱动器20、感应控制线驱动器22、合并线驱动器24、数据驱动器30、控制器40和参考电压供给器50。
有机发光面板10可以包括多根扫描线S1~Sn，多根数据线DL1~DLm，多根电源线PL1~PLn，多根参考电压线Ref_1~Ref_n，多根感应控制线sen_1~sen_n和多根合并线Merge_1~Merge_n。尽管附图中未示出，如果有必要，有机发光面板10还可以包括多根额外的信号线。
可以由彼此交叉的扫描线S1~Sn和数据线DL1~DLm限定多个像素区P。这些像素区P可以设置成矩阵型。每个像素区P可以与多根扫描线S1~Sn之一，多根数据线DL1~DLm之一，多根电源线PL1~PLn之一，多根参考电压线Ref_1~Ref_n之一，多根感应控制线sen_1~sen_n之一以及多根合并线Merge_1~Merge_n之一电连接。
例如，扫描线S1~Sn，多根电源线PL1~PLn，多根参考电压线Ref_1~Ref_n，多根感应控制线sen_1~sen_n和多根合并线Merge_1~Merge_n能够与水平方向设置的多个像素区P电连接。数据线DL1~DLm能够与垂直方向上设置的多个像素区P电连接。
扫描驱动器20可以通过扫描线S1~Sn将扫描信号施加至像素区P。数据驱动器30可以通过数据线DL1~DLm和电源线PL1~PLn将数据电压和电源电压施加至像素区P。可以将电源电压施加至数据驱动器30。可以在单独的电源供应器（未示出）中产生电源电压并将其施加至数据驱动器30。
感应控制线驱动器22可以通过感应控制线sen_1~sen_n将感应控制信号施加至像素区P。合并驱动器24可以通过合并线Merge_1~Merge_n将合并控制信号施加至像素区P。参考电压供给器50可以通过参考电压线Ref_1~Ref_n将参考电压施加至像素区P。
时序控制器40可以将数字视频数据RGB施加至数据驱动器30。时序控制器40还可以从垂直/水平同步信号和时钟信号生成时序控制信号。时序控制信号用于控制扫描驱动器20、感应控制线驱动器22、合并线驱动器24、数据驱动器30和参考电压供给器50的运行时序。同样地，可以将时序控制信号从时序控制器40施加至扫描驱动器20、感应控制线驱动器22、合并线驱动器24、数据驱动器30和参考电压供给器50。
有机发光显示器件包括用于显示图像的显示区和不显示任何图像的非显示区。可以在显示区包含有机发光面板10。可以在非显示区包含扫描驱动器20、感应控制线驱动器22、合并线驱动器24、数据驱动器30、时序控制器40和参考电压供给器50。
图2是本发明实施例的有机发光显示器件的像素区的电路图。
参考图2，本发明实施例的有机发光显示器件的像素区P可以包括：有机发光元件OLED；用于使有机发光元件OLED免受过反向电压影响的电容C，用于驱动有机发光元件OLED的驱动晶体管D-TR，用于维持将要在单帧期间被施加至有机发光元件OLED的数据电压Vdata的存储电容Cst，以及第一~第五晶体管T1~T5。
第一晶体管T1可以响应于合并信号Merge而被导通，并将第一节点N1上的数据电压Vdata传送至第二节点N2。
第二晶体管T2可以响应于感应控制信号SEN而被导通，并使驱动晶体管D-TR的阈值电压能够被感应。
第三晶体管T3可以响应于扫描信号Scan而被导通，并将数据线DL上的数据电压Vdata传送至第一节点N1。
第四晶体管T4可以响应于发射控制信号EM而被导通，并将电源线PL上的电源电压Vdd传送至驱动晶体管D-TR。
第五晶体管T5可以响应于使能信号Enable而被导通，并将参考电压线Ref上的参考电压“ref”传送至第二节点N2。
第一~第五晶体管T1~T5可以是PMOS型晶体管。同样，第一~第五晶体管T1~T5能够在扫描信号Scan、感应控制信号SEN、合并信号Merge、发射控制信号EM和使能信号Enable都具有低电平时被导通。相反，第一~第五晶体管T1~T5能够在扫描信号Scan、感应控制信号SEN、合并信号Merge、发射控制信号EM和使能信号Enable都具有高电平时被截止。
详细地，当扫描信号Scan为低电平时，第三晶体管T3导通。当感应控制信号SEN为低电平时，第二晶体管T2导通。当合并信号Merge为低电平时，第一晶体管T1导通。当发射控制信号EM为低电平时，第四晶体管T4导通。当使能信号Enable为低电平时，第五晶体管T5导通。
尽管解释的是第一~第五晶体管T1~T5是PMOS晶体管，本实施例并不局限于此。换言之，第一~第五晶体管T1~T5可以是NMOS晶体管。
另外，驱动晶体管D-TR可以是PMOS和NMOS晶体管中的一种。
数据电压Vdata可以随着将要被再生的灰度级而改变。
电源电压Vdd可以是保持恒定电平的直流（DC）电压。
参考电压ref可以选择性地具有两个电压电平。换言之，参考电压ref可以在初始化模式电压和感应模式电压之间切换。初始化模式电压可以设为负电平电压。感应模式电压可以设为高于初始化模式电压。例如，感应模式电压为0V或者为正电平电压。与现有技术中切换电源电压Vdd的方法相比，这种在两种模式电压之间切换参考电压ref的方法极大地降低了功耗。
第一晶体管T1包括与用于传送合并信号Merge的合并线电连接的栅极，与第一节点N1电连接的源极，和与第二节点N2电连接的漏极。该第一晶体管T1由低电平的合并信号Merge导通，并且将第一节点N1和第二节点N2彼此电连接。同样，第一节点N1上的数据电压能够被传送至第二节点N2。
第二晶体管T2包括与用于传送感应控制信号SEN的感应控制线电连接的栅极，与第三节点N3电连接的源极，和与第四节点N4电连接的漏极。该第二晶体管T2由低电平的感应控制信号SEN导通，并且将驱动晶体管D-TR的栅极和漏极彼此电连接。从而能够检测驱动晶体管D-TR的阈值电压。
第三晶体管T3包括与用于传送扫描信号Scan的扫描线电连接的栅极，与用于传送数据电压Vdata的数据线电连接的源极，和与第一节点N1电连接的漏极。第三晶体管T3由低电平的扫描信号Scan导通，并且将数据线和第一节点N1彼此电连接。同样，数据线上的数据电压Vdata能够通过第三晶体管T3被传送至第一节点N1。
第四晶体管T4包括与用于传送发射控制信号EM的发射控制线电连接的栅极，与用于传送电源电压Vdd的电源线电连接的源极，和与第二节点N2电连接的漏极。该第四晶体管T4由低电平的发射控制信号EM导通，并且将电源线和第二节点N2彼此电连接。同样，电源线上的电源电压Vdd能够通过第四晶体管T4和第二节点N2传送至驱动晶体管D-TR的源极。
据此，驱动电流能够从驱动晶体管D-TR流向有机发光元件OLED。驱动电流可以使有机发光元件OLED发光。有机发光元件OLED实现的亮度或灰度级可以取决于驱动晶体管D-TR中产生的驱动电流的强度。
当第四晶体管T4由高电平的发射控制信号EM导通时，驱动晶体管D-TR从电源线断开。因此，电源电压Vdd不被施加至驱动晶体管D-TR，有机发光元件OLED在非发光时间的间歇不会发光。换言之，第四晶体管T4在初始化时间、感应时间和写数据时间是截止的，但在发光时间是导通的。
第五晶体管T5包括与用于传送使能信号Enable的使能线电连接的栅极，与用于传送参考电压ref的参考电压线电连接的源极，和与第二节点N2电连接的漏极。第五晶体管T5由低电平的使能信号Enable导通，并且将参考电压线和第二节点N2彼此电连接。因此，能够通过第五晶体管T5将参考电压线上的参考电压ref传送至第二节点N2。
这样的参考电压能够在用于初始化第一~第三节点N1~N3的初始化模式电压和用于检测驱动晶体管D-TR的阈值电压的感应模式电压之间切换。因此，当参考电压ref为初始化模式电压时，驱动晶体管D-TR被初始化。另外，当参考电压ref变为感应模式电压时，能够基于感应模式电压来感应驱动晶体管D-TR的阈值电压。
简言之，设置在第一和第二节点N1和N2之间的第一晶体管T1能够将第一节点N1的数据电压传送至第二节点N2。设置在第三和第四节点N3和N4之间的第二晶体管T2能够检测驱动晶体管D-TR的阈值电压。设置在数据线和第一节点N11之间的第三晶体管T3能够控制数据线上的、将要施加至第一节点N1的数据电压Vdata。设置在电源线和第二节点N2之间的第四晶体管T4能够控制电源线上的、将要施加至第二节点N2的电源电压Vdd。设置在参考电压线和第二节点N2之间的第五晶体管T5能够控制参考电压线上的、将要施加至第二节点N2的参考电压ref。该第一~第五晶体管T1~T5能够以各不相同的间隔被导通。
第一~第四晶体管T1~T4可以形成像素区P。同时，图1所示的电源供应器22中包含第五晶体管T5。电源供应器22设置在非显示区中。因此，第五晶体管T5不会影响有机发光显示器件的像素区的孔径比。换言之，本发明的有机发光显示器件迫使阈值电压补偿和初始化所需的第五晶体管T5设置在非显示区。据此，像素区P可以相对较大，而且可以增加像素区的孔径比。其结果是有机发光显示器件的图像质量得到改善。
图3是施加到本发明实施例的OLED器件的像素区的信号的波形图。图4A~4D是按照时间段驱动像素区时晶体管的切换状态的电路图。
如图3所示，施加至像素区P的驱动信号在初始化期间1、感应期间2、写数据期间3和发光期间4具有不同的波形。
参考图4A，在初始化期间1，第一晶体管T1和第五晶体管T5由都具有低电平的合并信号Merge和使能信号Enable导通。同时，因为感应控制信号SEN、扫描信号SCAN和发射控制信号EM都具有高电平，所以第二~第四晶体管T2~T4是截止的。
在初始化期间1期间，将用于初始化的初始化模式电压施加至参考电压线。换言之，参考电压Ref在初始化期间1期间变为初始化模式电压。
具有低电平的使能信号Enable使参考电压线上的参考电压ref通过第五晶体管T5施加至第二节点N2。换言之，使能信号Enable允许第二节点N2被初始化模式电压初始化。
由低电平的合并信号Merge导通的第一晶体管T1将第二节点N2上的初始化模式电压传送至第一节点N1。
施加至第一节点N1和第二节点N2上的初始化模式电压将存储在存储电容Cst中的前一帧的数据电压初始化。此时，存储电容Cst被初始化模式电压充电。因此，能够完整而迅速地完成驱动晶体管D-TR的初始化。相应地，能够没有任何失真地将感应模式电压施加至驱动晶体管D-TR，而且能够准确地感应或者检测到驱动晶体管D-TR的阈值电压。其结果是，有机发光元件OLED能够发出期望灰度级的光。
在初始化期间，因为第三和第四晶体管T3和T4是截止的，所以没有向参考电压线施加数据电压Vdata和电源电压Vdd。因此，不会有过电流流过参考电压线。
参考电压ref必须设置得低于有机发光元件OLED的导通电压。因而即使通过驱动晶体管D-TR将作为参考电压ref使用的初始化模式电压施加至有机发光元件OLED，有机发光元件OLED也不会发光。有机发光元件OLED的导通电压被定义为允许有机发光元件OLED发光的最小电压。
如图4B所示，在感应期间2，第一晶体管T1、第二晶体管T2和第五晶体管T5被都具有低电平的合并信号Merge、感应控制信号SEN和使能信号Enable导通。同时，因为扫描信号SCAN和发射控制信号EM都具有高电平，所以第三和第四晶体管T3和T4截止。
在感应期间2，将感应模式电压施加至参考电压线。换言之，在感应期间2，参考电压变成感应模式电压。例如，感应模式电压可以设置为0V。
低电平的使能信号Enable使参考电压线上的参考电压ref施加至第二节点N2。详细地，通过被低电平的使能信号Enable导通的第五晶体管T5，将感应模式电压从参考电压线施加至第二节点N2。
因为第一晶体管T1被低电平的合并信号Merge导通，所以感应模式电压也可以从第二节点N2施加至第一节点N1。
由低电平的感应控制信号SEN导通的第二晶体管T2使驱动晶体管D-TR能够成为二极管连接的晶体管。因此，能够检测（感应）驱动晶体管D-TR的阈值电压Vth并将其存储在第三节点N3。
参考图4C，在写数据期间，第二与第三晶体管T2和T3以及第五晶体管T5能够被都具有低电平的感应控制信号SEN、扫描信号SCAN和使能信号Enable导通。同时，第一和第四晶体管T1和T4能够被都具有高电平的合并信号Merge和发射控制信号EM截止。
数据线上的数据电压Vdata能够通过由低电平的扫描信号SCAN导通的第三晶体管T3传送到第一节点N1。另外，传送到第一节点N1的数据电压Vdata也能够存储在存储电容Cst中。此时，利用在感应期间2检测的驱动晶体管D-TR的阈值电压对数据电压进行补偿。在第一节点N1产生被补偿的数据电压。因此，无论驱动晶体管D-TR的阈值电压Vth为多少，从驱动晶体管D-TR施加至有机发光元件OLED的驱动电流取决于数据电压Vth。据此，即使各像素区的驱动晶体管D-TR彼此之间具有不同的阈值电压Vth，也能够防止亮度不一致。
另一方面，因为第一晶体管T1被低电平的合并信号Merge截止，所以数据电压Vdata没有从第一节点N1传送至第二节点N2。然而，参考电压线上的参考电压ref通过由低电平的使能信号Enable导通的第五晶体管T5传送到第二节点N2。因此，和感应期间类似，感应模式电压被施加至第二节点N2。
如图4D所示，第一晶体管T1和第四晶体管T4被都具有低电平的合并信号Merge和发射控制信号EM导通。另一方面，因为感应控制信号SEN、扫描信号SCAN和使能信号Enable为高电平，所以第二和第三晶体管T2和T3以及第五晶体管T5截止。
将电源线上的电源电压通过由高电平的发射控制信号EM导通的第四晶体管T4施加至第二节点N2。从而将和存储在存储电容Cst中的数据电压Vdata对应的驱动电流施加至有机发光元件OLED。因此，有机发光元件OLED能够发出和期望灰度级对应的一些光。
图5A和5B是OLED器件的设计图。图5A是现有技术的有机发光显示器件的设计图。图5B是本发明实施例的有机发光显示器件的设计图。
参考图5A，现有技术的有机发光显示器件被构造成具有六个晶体管和一个电容器。六个晶体管和一个电容器形成在像素区P的非显示域内。如图5A所示，现有技术的有机发光显示器件的像素区具有18.5％的孔径比。
如图5B所示，本实施例的有机发光显示器件包括第一~第四晶体管T1~T4，驱动晶体管D-TR和存储电容Cst。换言之，本实施例的有机发光显示器件允许5个晶体管和一个电容器形成在像素区P的非显示域。然而，第四晶体管置于电源线上，根本不会影响像素区的非显示域。因而能够提供和仅仅第四晶体管和单个电容器形成在像素区的非显示域一样的效果。因此，如图5B所示，本实施例的有机发光显示器件的像素区具有30.0％的孔径比。
本说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“例子”等指的是在本发明的至少一个实施例中包括结合实施例描述的特定的特征、结构或者特性。在说明书不同位置出现的这些措辞不是必须都引用同一个实施例。而且当结合任何实施例描述特定的特征、结构或者特性时，认为其落在本领域技术人员结合其它实施例实现这些特征、结构或者特性的范围之内。
尽管参考多个说明性的实施例对实施例进行了描述，应该理解为本领域技术人员做出的众多其它修改和实施例也落在本发明的原理的精神和范围内。尤其是可能在说明书、附图和权利要求的范围内在组合设置的组成部件和/或者设置中进行各种变更或者修改。除了对组成部件和/或者设置进行变更和修改之外，对本领域技术人员来说显然也可以对用途进行选择。

Claims (12)

1.一种有机发光显示器件，被限定为非显示区和设有像素的显示区，每个像素包括：
第一～第四节点；
与第四节点连接的有机发光显示元件；
设置在第一～第四节点之间的驱动晶体管，用于产生驱动有机发光显示元件发光的驱动电流；
设置在第一～第三节点之间的存储电容；
设置在第一和第二节点之间的第一晶体管，用于从第一节点向第二节点选择性地传送数据电压；
设置在第三和第四节点之间的第二晶体管，用于感应驱动晶体管的阈值电压；
设置在第一节点和数据线之间的第三晶体管，用于将数据电压从数据线选择性地传送至第一节点；
设置在第二节点和电源线之间的第四晶体管，用于将电源电压从电源线选择性地传送到第二节点；以及
设置在具有非显示区的第二节点和参考电压线之间的第五晶体管，用于传送参考电压以控制第二节点的初始化，
其中，第一晶体管从第二节点向第一节点传送参考电压。
2.权利要求1的有机发光显示器件，其中第一晶体管和合并线连接，第二晶体管和感应控制线连接，第三晶体管和扫描线连接。
3.权利要求1的有机发光显示器件，其中第四晶体管和发射控制线电连接，第五晶体管和使能线电连接。
4.权利要求1的有机发光显示器件，其中第四晶体管以与电源线重叠的方式形成。
5.权利要求1的有机发光显示器件，其中参考电压线用于选择性地传送感应模式电压和初始化模式电压。
6.权利要求5的有机发光显示器件，其中根据初始化期间、感应期间、写数据期间和发射期间对第一～第五晶体管以及驱动晶体管进行驱动。
7.权利要求6的有机发光显示器件，其中在初始化期间，第一和第五晶体管导通，第二～第四晶体管截止，从而使第一～第三节点初始化。
8.权利要求7的有机发光显示器件，其中在感应期间，第一、第二和第五晶体管导通，第三和第四晶体管截止，从而对驱动晶体管的阈值电压进行检测。
9.权利要求8的有机发光显示器件，其中在写数据期间，第二、第三和第五晶体管导通，第一和第四晶体管截止，从而将数据电压从数据线传送至第一节点。
10.权利要求9的有机发光显示器件，其中在发射期间，第一和第四晶体管导通，第二、第三和第五晶体管截止，从而将驱动电流从驱动晶体管传送至有机发光元件。
11.权利要求7的有机发光显示器件，其中在初始化期间，将初始化模式电压施加至第二节点。
12.权利要求1的有机发光显示器件，其中第一～第五晶体管是PMOS晶体管。
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