CN107564466B - 有机发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种有机发光显示装置包括多个像素,所述多个像素的每一个包括:有机发光二极管;驱动TFT,控制所述有机发光二极管的驱动并且具有低温多晶硅有源层、栅极节点、源极节点以及漏极节点;电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT,第一至第五开关TFT的每一个具有氧化物半导体有源层、栅极节点、源极节点和漏极节点;存储电容器,连接在所述驱动TFT的栅极节点和所述第五开关TFT的源极节点之间;以及耦合电容器,与所述存储电容器串联电连接,并被构造成实现电容耦合以向所述驱动TFT的栅极节点提供自举电压。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0083057以及2016年9月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0124196的优先权,在此通过参考的方式将其公开内容并入本文。
技术领域
本发明涉及一种有机发光显示装置及其驱动方法,更具体地,涉及一种能够减少闪烁的有机发光显示装置及其驱动方法。
背景技术
近来,随着信息技术的开发,能够以可视图像形式呈现包含在电信号中的信息的显示装置快速发展。因而,开发了具有诸如外形更薄、重量更轻和功耗低之类的卓越性能的各种显示装置。
显示装置的具体例子包括液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置、有机发光显示(OLED)装置等。
构成OLED装置的多个像素的每一个包括:在阳极和阴极之间包括有机发光层的有机发光二极管;以及独立地驱动有机发光二极管的像素驱动电路。像素驱动电路包括开关薄膜晶体管(下文中,称为“TFT”)、驱动TFT和电容器。在此,开关TFT响应于扫描脉冲利用数据电压对电容器充电。此外,驱动TFT依据充入在电容器中的数据电压控制待提供至有机发光二极管的电流的量,由此控制有机发光二极管的发光量。
OLED装置是自发光显示装置。与LCD装置不同,OLED装置不需要单独的光源。因此,OLED装置可被制造成轻且薄的形式。此外,OLED装置由于以低电压驱动,在功耗方面是有利的。此外,OLED装置具有卓越的色表现能力、高响应速度、宽视角和高对比度(CR)。因此,OLED装置在很多领域被研究成为下一代显示装置。此外,有机发光二极管具有面发光结构,因而可被容易地实现为柔性形式。
在具有上述优点的OLED装置中,由于工艺变化等,像素在驱动TFT的阈值电压(Vth)和迁移率方面彼此不同。此外,会出现高电位电压(VDD)的压降,从而改变用于驱动有机发光二极管的电流的量。因此,在像素之间具有亮度差。这种亮度差被用户识别为闪烁。
此外,在每个像素发光的发光区段中施加发光控制信号之后,由于像素中的寄生电容或者像素中的电压变化,用于驱动有机发光二极管的电流量的增大速率可降低。因此,在具有足够亮度的有机发光二极管的发光方面可存在延迟。因此,能够识别到低亮度,从而可发生闪烁现象。
因此,需要一种具有新结构的OLED装置,其中很少发生闪烁现象。
发明内容
本发明的发明人认识到,OLED装置能够抑制由于驱动TFT的阈值电压(Vth)和迁移率的差异(其由于工艺变化等以及像素中的高电位电压(VDD)的压降而导致)而引起的有机发光二极管中流动的电流的延迟。
因此,本发明所要实现的一个目的是提供一种OLED装置及其驱动方法。在OLED装置中,在每个像素驱动电路中采用耦合电容器(coupling capacitor)来在发光区段期间快速提高像素驱动电路的驱动TFT中的栅极节点和源极节点的电压。因此,能够改善有机发光二极管中流动的电流的延迟。
本发明的目的不限于上述目的,上面未提及的其他目的对于所属领域的普通技术人员在研究下面的描述之后将变得明显。
根据本发明的一个方面,提供一种有机发光显示装置,包括多个像素,所述多个像素的每一个包括:有机发光二极管;驱动TFT,被配置成控制所述有机发光二极管的驱动并且具有低温多晶硅(LTPS)有源层、栅极节点、源极节点以及漏极节点;电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT,所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT的每一个具有使用氧化物半导体制备的有源层、栅极节点、源极节点和漏极节点;存储电容器,连接在所述驱动TFT的栅极节点和所述第五开关TFT的源极节点之间;以及耦合电容器,与所述存储电容器串联电连接,并被配置成实现电容耦合以向所述驱动TFT的栅极节点提供自举电压。
根据本发明的另一个方面,提供一种OLED装置,包括多个像素,每个像素包括有机发光二极管和用于驱动所述有机发光二极管的像素驱动电路,其中每个像素驱动电路包括:驱动TFT,被配置成控制所述有机发光二极管的驱动并且包括作为第一节点的栅极节点、作为第二节点的源极节点以及作为第三节点的漏极节点;电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT;存储电容器,连接至作为所述第五开关TFT的漏极节点的第四节点,并被配置成存储待施加至所述驱动TFT的电压;以及耦合电容器,被配置成向作为所述驱动TFT的栅极节点的第一节点提供自举电压,其中所述像素驱动电路在包括如下部分的时段中操作:初始化时段,其中将参考电压Vinit提供至所述第四节点,并将高电位电压VDD提供至所述第一节点;采样时段,其中将数据电压Vdata提供至所述第三节点,并在所述第一节点中的高电位电压VDD降低至所述数据电压Vdata时对所述驱动TFT的阈值电压Vth进行扫描;电压保持区段,其中所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT截止,并且所述第一节点、第二节点、第三节点和第四节点的每一个浮置;连接区段,其中所述第三节点和所述第四节点彼此电连接,并且将保持在所述第三节点中的数据电压Vdata提供至所述第四节点;以及发光区段,其中所述第一节点的电压通过所述耦合电容器快速提高,并且所述驱动TFT的源极节点的电压根据所述第一节点的提高的电压也提高,使得与所述有机发光二极管的发光相关的电流的延迟被最小化。
其他示例性实时方式的细节将包含在详细说明书和附图中。
根据本发明,在OLED装置的每个像素驱动电路中采用耦合电容器来快速提高驱动TFT中的栅极节点和源极节点的电压。因此,能够改善在发光时段期间在有机发光二极管中流动的电流的延迟,从而可以抑制闪烁现象。
附图说明
将从下面结合附图的详细描述更清楚地理解本发明的上述和其他的方面、特征和其他优点,其中:
图1是根据本发明的一示例性实施方式,用来解释栅极驱动电路的显示装置的示意性框图;
图2是示出根据本发明的一示例性实施方式,亮度控制单元的构造的电路图;
图3是示出根据本发明的一示例性实施方式,在OLED装置的低速驱动模式中的栅极信号和亮度控制信号的波形图;
图4是根据本发明的一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的亮度图;
图5是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的栅极信号的波形图;
图6是根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的亮度图;
图7是示出根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的栅极信号的波形图;
图8是根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的亮度图;
图9是示出根据相关技术的OLED装置中的像素电路的电路图;
图10是示出输入到图9所示的像素电路的信号以及得到的输出信号的波形图;
图11是示出根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置中的像素电路的电路图;
图12是示出输入到图11所示的像素电路的信号以及得到的输出信号的波形图;
图13是在比较例和本发明的示例性实施方式中的OLED电流(Ioled)的图;
图14是示出根据本发明的一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图15是示出输入到图14所示的像素驱动电路的信号以及得到的输出信号的波形图;
图16是示出根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图17是在比较例和本发明的示例性实施方式中的OLED电流(Ioled)的图;
图18是示出根据相关技术的OLED装置中的像素电路的电路图;
图19是示出输入到图18所示的像素电路的信号以及得到的输出信号的波形图;
图20是示出根据本发明的一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图21是示出输入到图20所示的像素驱动电路的信号以及得到的输出信号的波形图;
图22是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图23是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图24是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图25是在比较例和本发明的示例性实施方式中的OLED电流(Ioled)的图;
图26是用来解释图1所示的时序控制器的示意性框图;
图27是示出根据本发明的一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图;
图28是示出输入到图27所示的像素驱动电路的信号以及得到的输出信号的波形图;
图29是示出依据初始化电压的变化,比较例和本发明的示例性实施方式的亮度变化的图;
图30是示出根据本发明的一示例性实施方式,输入到像素驱动电路的信号以及黑色亮度变化的波形图;以及
图31是示出根据比较例和本发明的示例性实施方式,在刷新区段期间的黑色亮度识别的图。
具体实施方式
通过下文参照附图描述的示例性实施方式将更清楚地理解本发明的优点和特征及实现这些优点和特征的方法。然而,本发明不限于下文的示例性实施方式,而是可以以各种不同的形式实现。提供示例性实施方式仅是为了使本发明的公开内容完整,并将本发明的范畴充分地传递给本发明所属领域的普通技术人员,本发明将由所附的权利要求书限定。
为了描述本发明的各示例性实施方式而在附图中显示出的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅仅是例子,本发明并不限于此。此外,在下文的描述中,可能省略对公知相关技术的详细解释,以避免不必要地使本发明的主题模糊不清。在此使用的诸如“包括”、“具有”、和“包含”之类的术语一般旨在允许添加其他组件,除非这些术语与术语“仅”一起使用。
即使没有明确说明,要素仍被解释为包含通常的误差范围。
当使用诸如“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“在……之后”之类的术语描述两部分之间的位置关系时,可在这两个部分之间设置一个或多个部分,除非这些术语与术语“紧接”或“直接”一起使用。
当一元件或层被描述为在另一元件或层“上”时,此元件或层可直接设置在另一元件或层上,或者可存在中间元件或层。
尽管使用了术语“第一”、“第二”等描述各种组件,但这些组件不受这些术语限制。这些术语仅仅是用于区分一个组件与其他组件。因此,在本发明的技术构思内,下面提到的第一组件可以是第二组件。
在整个说明书中,相同的参考标记指代相同的元件。
在附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是为了便于解释而示出,本发明不必限于图示的每个组件的尺寸和厚度。
本发明的各实施方式的特征可彼此部分或整体地结合或组合,并且可以在技术上以各种方式互锁和操作,可以独立地或彼此关联地实施这些实施方式。
在本发明中,TFT可以是P型或N型。此外,在解释脉冲型信号时,将栅极高电压(VGH)状态定义为“高态”,将栅极低电压(VGL)状态定义为“低态”。
下文中,将参照附图详细描述本发明的各示例性实施方式。
图1是根据本发明的一示例性实施方式,用来解释栅极驱动电路的显示装置的示意性框图。
参照图1,OLED装置100包括:包括多个像素P的显示面板110;以及用于向多个像素P的每一个提供栅极信号的栅极驱动电路130。此外,OLED装置100包括:用于向多个像素P的每一个提供数据信号的数据驱动电路140;以及用于控制栅极驱动电路130和数据驱动电路140的时序控制器120。
时序控制器120处理从外部输入的图像数据RGB以使其适于显示面板110的尺寸和分辨率,然后将图像数据RGB提供至数据驱动电路140。时序控制器120使用从外部输入的同步信号SYNC例如点时钟、数据使能信号、水平同步信号和垂直同步信号,产生多个栅极控制信号GCS和多个数据控制信号DCS。此外,时序控制器120分别将产生的多个栅极控制信号GCS和数据控制信号DCS提供至栅极驱动电路130和数据驱动电路140。在此,多个栅极控制信号GCS可包括亮度控制信号CS,亮度控制信号CS的具体特性稍后将参照图3描述。
栅极驱动电路130响应于从时序控制器120提供的栅极控制信号GCS将栅极信号提供至栅极线GL。在此,栅极信号包括至少一个扫描信号和发光控制信号。尽管图1示出栅极驱动电路130与显示面板110分开地设置在显示面板110的一侧上,但是栅极驱动电路130的数量和位置不限于此。也就是说,栅极驱动电路130可以按照GIP(面板内栅极)方式设置在显示面板110的一侧或者两侧上。
数据驱动电路140响应于从时序控制器120提供的数据控制信号DCS将图像数据RGB转换成数据电压,并通过数据线DL将转换后的数据电压提供至像素P。
在显示面板110中,设置彼此交叉的多条栅极线GL和多条数据线DL,并且多个像素P的每一个连接至栅极线GL和数据线DL。具体地,一个像素P通过栅极线GL被提供来自栅极驱动电路130的栅极信号,通过数据线DL被提供来自数据驱动电路140的数据信号,并且通过电源线被提供各种电源。
更具体地,一个像素P通过栅极线GL接收至少一个扫描信号和发光控制信号,通过数据线DL接收数据电压Vdata或参考电压Vref或初始化电压Vinit,并且通过电源线接收高电位电压VDD和低电位电压VSS。
在此,栅极线GL可包括第一扫描信号线SCAN1、第二扫描信号线SCAN2以及发光控制信号线EM,数据线DL可包括电压线。电压线被配置成将数据电压Vdata、参考电压Vref和初始化电压Vinit提供至多个像素P的每一个。此外,电源线通过时序控制器120连接至显示面板110,以将电力提供至多个像素P的每一个。
因此,一个像素P通过栅极线GL接收扫描信号和发光控制信号,通过数据线DL接收数据电压Vdata、参考电压Vref和初始化电压Vinit,并且通过电源线接收高电位电压VDD和低电位电压VSS。
此外,每个像素P包括有机发光二极管和被配置成控制有机发光二极管的驱动的像素驱动电路。在此,有机发光二极管包括阳极、阴极、以及位于阳极和阴极之间的有机发光层。像素驱动电路包括多个开关元件、驱动元件以及电容器。在此,开关元件可由TFT构成。在像素驱动电路中,驱动TFT依据充入在电容器中的数据电压与参考电压之间的差,控制待提供至有机发光二极管的电流的量,以控制有机发光二极管的发光量。此外,多个开关TFT接收通过栅极线GL提供的扫描信号和发光控制信号,并利用数据电压对电容器充电。
亮度控制单元150设置在栅极驱动电路130与显示面板110之间。亮度控制单元150通过栅极线GL电连接至栅极驱动电路130和显示面板110。亮度控制单元150可在多个分割的刷新区段(refresh section)期间以分散的方式(distributed manner)将从栅极驱动电路130提供的栅极信号提供至显示面板110。稍后将参照图2详细描述亮度控制单元150的构造。
根据本发明一示例性实施方式的OLED装置100包括:用于驱动包括多个像素P的显示面板110的栅极驱动电路130和数据驱动电路140;以及用于控制栅极驱动电路130和数据驱动电路140的时序控制器120。特别是,OLED装置100可进一步包括位于显示面板110与栅极驱动电路130之间的亮度控制单元150。亮度控制单元150能够控制多个像素P的亮度。亮度控制单元150在显示面板110被刷新的刷新区段期间控制用于提供栅极信号的时序。因此,能够抑制显示面板110的亮度降低。因此,由于显示面板110中的亮度降低被抑制,所以能够减少由亮度降低引起的闪烁现象。下面将参照图2详细描述亮度控制单元150的构造。
Ⅰ.[驱动方法]刷新区段分割驱动
图2是示出根据本发明的一示例性实施方式,亮度控制单元的构造的电路图。为了便于解释,下面也将参照图1。
参照图2,亮度控制单元150设置在栅极驱动电路130和显示面板110之间。具体地,亮度控制单元150设置在栅极驱动电路130和显示面板110之间并且电连接至多条栅极线G1至Gn和电源线VSS。此外,亮度控制单元150包括位于栅极驱动电路130和显示面板110之间的位置处、并且电连接栅极驱动电路130和显示面板110的多条栅极线的一部分以及部分电源线。在此,电源线VSS是被配置成提供栅极低电压VGL的低电位电源线。在一些示例性实施方式中,电源线VSS可由被配置成提供栅极高电压VGH的高电位电源线代替。
此外,亮度控制单元150包括第一开关元件Tx1、第二开关元件Tx2和第一亮度控制信号线151a。在此,x表示栅极线GL的排列次序编号,并且是自然数1至栅极线GL的最大编号。例如,x是自然数1至1536。
第一开关元件Tx1电连接至多条栅极线G1至Gn的每一条。具体地,第一开关元件Tx1包括连接至第一亮度控制信号线151a的栅极,并且设置在与栅极驱动电路130的输出节点onx连接的栅极线和与显示面板110的输入节点inx连接的栅极线之间。例如,在第一栅极线G1上,第一栅极线的第一开关元件T11在连接至第一栅极线G1的同时,设置在栅极驱动电路130的输出节点onx和显示面板110的输入节点inx之间。
因此,第一开关元件Tx1确定是否在预定的时间段期间向多条栅极线G1至Gn的每一条提供包括栅极高电压VGH的栅极信号GS。具体地,第一开关元件Tx1响应于通过连接至栅极的第一亮度控制信号线151a输入的亮度控制信号将多条栅极线G1至Gn的每一条短接或开路(shorted or opened)。例如,如果亮度控制信号处于高态,则第一开关元件Tx1导通,由此将连接至第一开关元件Tx1的栅极线Gx短接。因此,连接至导通的第一开关元件Tx1的栅极线Gx可向显示面板110提供栅极信号GSx。稍后将参照图3和图4描述亮度控制信号及其得到的栅极信号和亮度的输出的波形。
第二开关元件Tx2电连接在多条栅极线的每一条与电源线之间。具体地,第二开关元件Tx2包括连接至第二亮度控制信号线151b的栅极,并且设置在与栅极驱动电路130的输出节点onx连接的电源线VSS和与显示面板110的输入节点inx连接的栅极线之间。在这种情形下,第二亮度控制信号线151b连接至位于第一亮度控制信号线151a中的逆变器INV的输出节点。也就是说,第二开关元件Tx2包括电连接至逆变器INV的输出节点的栅极。
因此,第二开关元件Tx2在预定的时间段期间将栅极低电压VGL提供至多条栅极线G1至Gn的每一条。具体地,第二开关元件Tx2被短接或开路,使得栅极低电压VGL能够响应于通过第二亮度控制信号线151b输入的亮度控制信号,通过电源线VSS从显示面板110的输入节点inx提供至栅极线Gx。例如,如果亮度控制信号处于高态,则处于低态的亮度控制信号通过第二亮度控制信号线151b被输入至第二开关元件Tx2的栅极,第二开关元件Tx2截止。如果亮度控制信号处于低态,则处于高态的亮度控制信号通过第二亮度控制信号线151b被输入至第二开关元件Tx2的栅极,第二开关元件Tx2导通。因此,连接至导通的第二开关元件Tx2的栅极线Gx可将栅极低电压VGL提供至显示面板110。稍后将参照图3和图4描述亮度控制信号及其得到的栅极信号和亮度的输出的波形。
亮度控制信号线151包括第一亮度控制信号线151a和第二亮度控制信号线151b。亮度控制信号线151电连接至第一开关元件Tx1和第二开关元件Tx2。具体地,第一亮度控制信号线151a连接至第一开关元件Tx1,第二亮度控制信号线151b连接至第二开关元件Tx2。此外,亮度控制单元150可包括用于控制第一开关元件Tx1和第二开关元件Tx2彼此相反地操作的逆变器INV。第二亮度控制信号线151b连接至位于连接至第一亮度控制信号线151a的逆变器INV的输出节点中的、第二开关元件Tx2的栅极。
亮度控制信号线151将亮度控制信号提供至第一开关元件Tx1和第二开关元件Tx2。具体地,彼此相反的亮度控制信号分别通过第一亮度控制信号线151a和第二亮度控制信号线151b提供至第一开关元件Tx1和第二开关元件Tx2。因此,连接至相同栅极线Gx的第一开关元件Tx1和第二开关元件Tx2以彼此相反的方式操作。例如,在处于高态的亮度控制信号提供至第一亮度控制信号线151a时,第一开关元件Tx1导通。在处于低态的亮度控制信号提供至第二亮度控制信号线151b时,第二开关元件Tx2截止。
此外,如果第一开关元件Tx1导通,则第二开关元件Tx2截止,从而通过栅极线Gx输出栅极信号GSx。如果第一开关元件Tx1截止,则第二开关元件Tx2导通,从而通过栅极线Gx输出栅极低电压VGL作为低电位电压信号。因此,通过控制亮度控制信号处于高态的区段,可以确定在刷新区段期间输出栅极信号GSx的栅极线Gx。稍后将参照图3和图4描述依据亮度控制信号的波形,控制开关元件的操作的具体方法。
根据本发明一示例性实施方式的OLED装置100包括:连接至多条栅极线G1至Gn的每一条的第一开关元件Tx1、电源线VSS、连接在电源线VSS与多条栅极线G1至Gn的每一条之间的第二开关元件Tx2、以及连接至第一开关元件Tx1的栅极和第二开关元件Tx2的栅极的亮度控制信号线151。因此,在预定的刷新区段期间,仅连接至预定栅极线Gx的第一开关元件Tx1响应于通过亮度控制信号线151输入的亮度控制信号而导通。因此,输出栅极信号GSx。也就是说,亮度控制信号可确定用于在刷新区段期间输出栅极信号GSx的栅极线Gx。此外,可响应于亮度控制信号在一帧中设置多个刷新区段,并且可在多个刷新区段的每一个期间通过不同的栅极线输出栅极信号。
图3是示出根据本发明的一示例性实施方式,在OLED装置的低速驱动模式中的栅极信号和亮度控制信号的波形图。图4是根据本发明的一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的亮度图。为了便于解释,下文也将参照图1和图2。
OLED装置100的低速驱动模式被控制为:使得单位时间(unit time)期间,整个刷新区段短于水平保持区段(horizontal holding section)。
参照图3,整个刷新区段包括k个刷新区段。在整个刷新区段期间,可通过栅极线输出包含在一短区段期间具有栅极高电压VGH的脉冲的栅极信号GSx。也就是说,贯穿k个刷新区段的每一个,可不规则地输出栅极信号GSx,但是在整个刷新区段期间,仅向所有栅极线Gx提供一次栅极信号GSx。
例如,可将多个刷新区段的每一个保持与将16.6毫秒的整个刷新区段除以k得到的结果相等的时间段。在第一刷新区段期间,可通过第一栅极线G1输出第一栅极信号GS1,可通过第四栅极线G4输出第四栅极信号GS4,并且可通过第n-1栅极线Gn-1输出第n-1栅极信号GSn-1。在第二刷新区段期间,可通过第二栅极线G2输出第二栅极信号GS2,可通过第n-2栅极线Gn-2输出第n-2栅极信号GSn-2,并且可通过第n栅极线Gn输出第n栅极信号GSn。在第k刷新区段期间,可通过第三栅极线G3输出第三栅极线GS3,可通过第n-3栅极线Gn-3输出第n-3栅极信号GSn-3。因此,在第一至第k刷新区段期间,分别通过所有的栅极线G1至Gn输出栅极信号GS1至GSn。
亮度控制信号CS控制多条栅极线的每一条是否输出栅极信号。具体地,亮度控制信号CS控制连接至栅极线的第一开关元件的操作,以在预定的刷新区段期间输出栅极信号。同时,亮度控制信号CS控制第二开关元件的操作,以在预定的刷新区段期间输出栅极低电压。
由此,将亮度控制信号CS提供至亮度控制单元150,使得在整个刷新区段期间栅极信号被分散并输出至每条栅极线。因此,亮度控制单元150可响应于提供至亮度控制信号线151的亮度控制信号CS,控制预定的栅极线Gx在多个刷新区段的每一个期间输出栅极信号GSx。
特别是,整个刷新区段可包括两个刷新区段。也就是说,整个刷新区段可包括第一刷新区段和第二刷新区段。在第一刷新区段和第二刷新区段的每一个期间,栅极信号可仅输出至预定的栅极线。
因此,亮度控制信号可确定在第一刷新区段和第二刷新区段的每一个期间输出栅极信号的栅极线。例如,亮度控制信号可控制奇数栅极线在多个刷新区段之中的第一刷新区段期间输出栅极信号。此外,亮度控制信号可控制偶数栅极线在多个刷新区段之中的第二刷新区段期间输出栅极信号。稍后将参照图5和图6描述将整个刷新区段分割成两个刷新区段时输出的栅极信号及其得到的亮度变化。此外,栅极信号的输出可被控制为:使得在多个刷新区段之中包含刷新空白区段(refresh blank section)。稍后将参照图7和图8描述整个刷新区段包括刷新空白区段时输出的栅极信号及其得到的亮度变化。
在图4中,实线是示出根据图3示出的示例性实施方式,在低速驱动方法产生的刷新区段和保持区段期间的亮度变化的图。此外,虚线是示出根据比较例,在低速驱动方法产生的刷新区段和保持区段期间的亮度变化的图。在比较例中,在不通过低速驱动方法分割刷新区段的条件下,第一至第n栅极线G1至Gn依次输出栅极信号GS1至GSn。
参照图4,OLED装置的亮度通过图3所示的低速驱动模式在多个刷新区段的每一个期间减小。也就是说,在整个刷新区段期间,亮度通过被分割k次而减小。具体地,在第一刷新区段期间,仅位于第一栅极线G1、第四栅极线G4和第n-1栅极线Gn-1上的像素被初始化,而位于其他栅极线上的像素不被初始化。因此,与所有像素都被初始化的情形相比,在第一刷新区段期间的亮度降低更小。此外,在第二刷新区段期间,仅位于第二栅极线G2、第n-2栅极线Gn-2和第n栅极线Gn上的像素被初始化,而位于其他栅极线上的像素不被初始化。因此,与所有像素都被初始化的情形相比,在第二刷新区段期间的亮度降低更小。以相同的方式,与所有像素都被初始化的情形相比,在第一至第k刷新区段的每一个期间的亮度降低可更小。
因此,在整个刷新区段期间的亮度降低被分割成分别在k个刷新区间期间的亮度降低。因此,可显著增大亮度的最小值。因此,在刷新区段期间不会发生能被识别到的亮度降低,从而即使在低速驱动模式中也可减少闪烁现象。在这种情形下,整个刷新区段可略长于比较例中的刷新区段。但是,即使整个刷新区段增大,也无法被人眼识别到。此外,由于刷新区段被分割成多个区段,亮度增大。因此,可抑制闪烁现象。
特别是,在包括多类型TFT的OLED装置中,像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT,像素中的驱动TFT被构造成LTPSTFT。在这种情形中,刷新区段以交错方式(interlaced manner)分割。因此,在刷新区段期间,能够尽可能大地确保开关TFT被驱动的时间区间(time interval),从而能确保开关TFT的可靠性,并且能减小在刷新区段期间的亮度降低。
图5是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的栅极信号的波形图。图6是根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的亮度图。图5所示的根据本发明另一示例性实施方式的波形图和图6所示的亮度图与图3所示的波形图和图4所示的亮度图基本相同,不同之处在于刷新区段的数量。因此,在此将省略其重复解释。
参照图5,整个刷新区段包括奇数刷新区段和偶数刷新区段。也就是说,如果整个刷新区段包括k个刷新区段,则k=2。例如,在一秒的时间段期间,低速驱动模式可将整个刷新区段保持16.6毫秒,并将水平保持区段保持983.4毫秒。因此,可将奇数刷新区段保持8.3毫秒,并且可将偶数刷新区段也保持8.3毫秒。
奇数刷新区段是指奇数栅极线被刷新的区段,偶数刷新区段是指偶数栅极线被刷新的区段。
参照图5,在奇数刷新区段期间,将移位后的栅极信号GS依次提供至奇数栅极线的每一条;在偶数刷新区段期间,将移位后的栅极信号GS依次提供至偶数栅极线的每一条。具体地,在奇数刷新区段期间,扫描信号被依次移位,然后仅被提供至奇数栅极线,并且将处于低态的扫描信号提供至偶数栅极线。类似地,在偶数刷新区段期间,扫描信号被依次移位,然后仅被提供至偶数栅极线,并且将处于低态的扫描信号提供至奇数栅极线。例如,在从0秒至8.3毫秒的奇数刷新区段期间,将移位后的扫描信号依次提供至第一栅极线、第三栅极线和第五栅极线,将处于低态的扫描信号提供至偶数栅极线。在从8.3毫秒至16.6毫秒的偶数刷新区段期间,将移位后的扫描信号依次提供至第二栅极线、第四栅极线和第六栅极线,并且将处于低态的扫描信号提供至奇数栅极线。
图5示出在整个刷新区段中,奇数刷新区段位于偶数刷新区段之前。但是,偶数刷新区段可位于奇数刷新区段之前。
在图6中,实线是示出根据图5示出的示例性实施方式,在低速驱动方法产生的刷新区段和保持区段期间的亮度变化的图。
参照图6,通过图5所示的低速驱动模式,OLED装置的亮度在奇数刷新区段期间降低,OLED装置的亮度在偶数刷新区段期间降低。也就是说,在整个刷新区段期间,亮度通过被分割两次而降低。具体地,在奇数刷新区段期间,仅位于奇数栅极线上的像素被初始化,而位于偶数栅极线上的像素不被初始化。因此,相比所有像素都被初始化的情形,在奇数刷新区段期间的亮度降低大约小了50%。此外,在偶数刷新区段期间,仅位于偶数栅极线上的像素被初始化,而位于奇数栅极线上的像素不被初始化。因此,相比所有像素都被初始化的情形下在整个刷新区段期间的亮度降低,在偶数刷新区段期间的亮度降低大约小了50%。
因此,在整个刷新区段期间的亮度降低被分割成在奇数刷新区段期间的亮度降低和在偶数刷新区段期间的亮度降低。因此,可显著增大亮度的最小值。因此,在刷新区段期间不会发生能被识别到的亮度降低,从而即使在低速驱动模式中也可减少闪烁现象。
特别是,在包括多类型TFT的OLED装置中,像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT,像素中的驱动TFT被构造成LTPSTFT。在这种情形中,刷新区段以交错方式分割。因此,在刷新区段期间,能够尽可能大地确保开关TFT被驱动的时间区间,从而能确保开关TFT的可靠性,并且能减小在刷新区段期间的亮度降低。
图7是示出根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的栅极信号的波形图。图8是根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置的低速驱动模式中的亮度图。图7所示的根据本发明又一示例性实施方式的波形图和图8所示的亮度图与图5所示的波形图和图6所示的亮度图基本相同,不同之处在于刷新空白区段。因此,在此将省略其重复解释。
参照图7,根据本发明又一示例性实施方式的OLED装置的低速驱动模式控制栅极信号GS,使得刷新空白区段包含在奇数刷新区段和偶数刷新区段之间。也就是说,整个刷新区段包括奇数刷新区段、偶数刷新区段和刷新空白区段。例如,在一秒的时间段期间,低速驱动模式可在保持整个刷新区段16.6毫秒的同时将奇数刷新区段和偶数刷新区段的每一个控制为8毫秒,并且在将位于奇数刷新区段和偶数刷新区段之间的刷新空白区段控制为0.6毫秒的同时将水平保持区段保持983.4毫秒。
在图8中,实线是示出根据图7示出的示例性实施方式,在低速驱动方法产生的刷新区段和保持区段期间的亮度变化的图。
参照图8,通过图7所示的低速驱动方法,OLED装置的亮度在奇数刷新区段期间降低,在刷新空白区段期间恢复,然后OLED装置的亮度在偶数刷新区段降低。也就是说,在整个刷新区段期间,亮度通过被分割两次降低,存在亮度在两次亮度降低之间被恢复并且保持的区段。
因此,在奇数刷新区段期间的亮度降低和在偶数刷新区段期间的亮度降低可通过刷新空白区段分离。也就是说,在奇数刷新区段期间的亮度降低和在偶数刷新区段期间的亮度降低由于刷新空白区段而不彼此交叠。因此,刷新空白区段抑制在奇数刷新区段和偶数刷新区段之间的亮度降低的交叠。因此,刷新空白区段可抑制在整个刷新区段期间的亮度降低的劣化,并且可减小在整个刷新区段中的亮度降低。
特别是,在包括多类型TFT的OLED装置中,像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT,像素中的驱动TFT被构造成LTPSTFT。在这种情形中,刷新区段以交错方式分割。因此,在刷新区段期间,能够尽可能大地确保开关TFT被驱动的时间区间,从而能确保开关TFT的可靠性,并且能减小在刷新区段期间的亮度降低。
也就是说,在奇数刷新区段和偶数刷新区段的每一个期间的亮度降低比整个刷新区段不被分割的情形大约小了50%。特别是,由于在刷新空白区段期间亮度不降低,所以在奇数刷新区段期间的亮度降低和在偶数刷新区段期间的亮度降低被分离。因此,能够进一步抑制在整个刷新区段期间的亮度降低。
由此,OLED装置100包括在像素驱动电路中的驱动TFT和开关TFT,分别构成驱动TFT和开关TFT的有源层可采用彼此不同的材料制备。由此,在单个像素驱动电路中,采用具有彼此不同的特性的TFT作为驱动TFT和开关TFT。因此,OLED装置100可包括多类型TFT。
具体地,在包括多类型TFT的OLED装置100中,采用使用低温多晶硅(下文中,称为“LTPS”)的LTPSTFT作为包括由多结晶半导体材料形成的有源层的TFT。多晶硅材料具有高迁移率(100cm2/Vs或更高)、低能耗以及卓越的可靠性。因此,多晶硅材料可应用于在用于驱动显示装置的TFT的驱动装置中使用的栅极驱动器130和/或多路复用器(MUX)。优选地,多晶硅材料可应用于OLED装置100的像素P内的驱动TFT。
此外,在包括多类型TFT的OLED装置100中,采用包括由氧化物半导体材料形成的有源层的氧化物半导体TFT。氧化物半导体材料具有低截止电流(off-current)。因此,氧化物半导体材料可适用于保持较短时间的导通以及保持较长时间的截止的开关TFT。
特别是,根据本发明一示例性实施方式的包括多类型TFT的OLED装置100包括这样的像素驱动电路:其中开关TFT被构造成氧化物半导体TFT,驱动TFT被构造成LTPSTFT。但是,在本发明的OLED装置100中,开关TFT不限于氧化物半导体TFT,驱动TFT不限于LTPSTFT。OLED装置100可具有多类型TFT的各种构造。此外,在本发明的OLED装置100中,像素驱动电路可仅包括一种TFT而不是多类型TFT。
此外,在根据本发明一示例性实施方式的OLED装置100中,包括耦合电容器的像素驱动电路可具有各种构造,以便改善由于驱动TFT的阈值电压(Vth)和迁移率的差异(其由于工艺变化等以及高电位电压(VDD)的压降而导致)而引起的有机发光二极管中流动的电流的延迟。
在包括耦合电容器的像素驱动电路中,在驱动TFT的栅极节点处电压Vg由于自举(bootstrapping)而快速提高。不具有延迟的电流Ioled在有机发光二极管中流动,以对应于在驱动TFT的栅极和源极之间的电压Vgs。因此,本发明的OLED装置100能够将由有机发光二极管中的亮度降低导致的闪烁现象最少化。
Ⅱ.[内部补偿]驱动TFT中的Vgs提高-4T2C结构
相关技术-比较例
图9是示出根据相关技术的OLED装置中的像素电路800的电路图。
参照图9,像素电路800包括驱动TFT DT、三个开关TFT以及两个电容器。
驱动TFT DT包括作为连接至第一开关TFT T1的第一节点N1的栅极节点、作为连接至第二开关TFT T2的第二节点N2的源极节点、以及作为连接至第三开关TFT T3的第三节点的漏极节点。
具体地,驱动TFT DT的栅极节点电连接至提供数据电压Vdata或参考电压Vref的数据线。因此,驱动TFT DT的栅极节点连接至第一开关TFT T1的源极节点,以接收数据电压Vdata或参考电压Vref。第三开关TFT T3的漏极节点电连接至高电位电压(VDD)线。因此,驱动TFT DT的漏极节点连接至第三开关TFT T3的源极节点以接收高电位电压VDD。驱动TFTDT的源极节点电连接至有机发光二极管OLED。具体地,驱动TFT DT的源极节点连接至有机发光二极管的阳极以及第二开关TFT T2的源极节点。
因此,如果响应于发光控制信号EM,第三开关TFT T3导通并且驱动TFT DT也导通,则驱动TFT DT基于施加至栅极节点和源极节点的电压来控制在有机发光二极管中流动的电流的强度。因此,驱动TFT DT可控制有机发光二极管的亮度。
第一开关TFT T1包括连接至第一扫描信号(SCAN1)线的栅极节点、连接至数据线的漏极节点以及作为连接至驱动TFT DT的第一节点N1的源极节点。具体地,第一开关TFTT1的栅极节点连接至SCAN1线,因而第一开关TFT T1响应于第一扫描信号SCAN1导通或截止。第一开关TFT T1的漏极节点连接至数据线,以向驱动TFT DT的栅极节点传输数据电压Vdata或参考电压Vref。第一开关TFT T1的源极节点直接连接至驱动TFT DT的栅极节点。
因此,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第一开关TFT T1导通,以向驱动TFTDT的栅极节点提供数据电压Vdata或参考电压Vref。
第二开关TFT T2包括连接至第二扫描信号(SCAN2)线的栅极节点、连接至初始化电压(Vinit)线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的源极节点的源极节点。具体地,在第二开关TFT T2的栅极节点中,第二开关TFT T2在第二扫描信号SCAN2处于高态时导通。第二开关TFT T2将初始化电压Vinit提供给第二节点N2。第二开关TFT T2的源极节点直接连接至驱动TFT DT的源极节点以及与有机发光二极管的阳极连接的第二节点N2.
因此,如果第二扫描信号SCAN2处于高态,则第二开关TFT T2导通,以向第二节点N2提供初始化电压Vinit。因此,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
第三开关TFT T3包括连接至发光控制信号(EM)线的栅极节点、连接至高电位电压VDD线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的漏极节点的源极节点。具体地,第三开关TFT T3的栅极节点连接至EM线,从而第三开关TFT T3在发光控制信号EM处于高态时导通。第三开关TFT T3的漏极节点直接连接至VDD线。
因此,如果发光控制信号EM处于高态,则第三开关TFT T3导通以向驱动TFT DT的漏极节点提供高电位电压VDD。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节在有机发光二极管中的电流的量。
两个电容器可以是存储电容器,其被配置成存储施加至驱动TFT DT的栅极节点或源极节点的电压。此外,两个电容器在驱动TFT DT的源极节点处串联连接。
第一电容器C1电连接至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1以及作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2。因此,第一电容器C1存储在施加至第一节点N1的电压与施加至第二节点N2的电压之间的电压差。第二电容器C2电连接至作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2以及VDD线。此外,第二电容器C2在第二节点N2处与第一电容器C1串联连接。因此,第二电容器C2根据相对于第一电容器C1的电压分布来存储电压。
例如,第一电容器C1存储并采样驱动TFT DT的阈值电压,作为第一节点N1和第二节点N2之间的电压差。此外,如果施加数据电压Vdata,则第一电容器C1存储并编程由相对于第二电容器C2的电压分布而确定的电压。也就是说,第一电容器C1和第二电容器C2根据源极跟随器(source-follower)方法采样驱动TFT DT的阈值电压。如果第一节点N1和第二节点N2的电位改变,第一电容器C1和第二电容器C2通过电压分布分别存储第一节点N1和第二节点N2的电位。下面将参照图10描述第一电容器C1的采样和编程。
图10是示出输入到图9所示的像素电路800的信号以及得到的输出信号的波形图。为了便于解释,下文也将参照图9。
参照图10,刷新区段包括初始化时段t1、采样时段t2、编程时段t3以及发光区段t4。刷新区段可设置大约一个水平周期(1H)。在一些示例性实施方式中,发光区段t4可不包括在1个水平周期(1H)中。在刷新区段期间,在排列在像素阵列的一个水平行上的像素上写入数据。具体地,在刷新区段期间,在像素电路800中的驱动TFT DT的阈值电压被采样,并且数据电压Vdata通过阈值电压被补偿。因此,数据电压Vdata被补偿并写入在像素上,以便不考虑阈值电压来确定在有机发光二极管中的电流量。图10示出将初始化时段t1、采样时段t2、编程时段t3以及发光区段t4的每一个保持相同的持续时间。但是,初始化时段t1、采样时段t2、编程时段t3以及发光区段t4的每一个的持续时间根据示例性实施方式可以按照各种方式改变。
首先,当初始化时段t1开始时,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2上升至高态。同时,发光控制信号EM下降至低态。因此,在初始化时段t1期间,第一开关TFT T1和第二开关TFT T2导通,并且第三开关TFT T3截止。因此,参考电压Vref通过第一开关TFT T1经由数据线提供至第一节点N1。此外,初始化电压Vinit通过第二开关TFT T2经由Vinit线提供至第二节点N2。也就是说,由于初始化电压Vinit被提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
在采样时段t2期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2保持在低态。发光控制信号EM在采样时段t2开始时上升,然后在采样时段t2期间保持在高态。因此,在采样时段t2期间,第一开关TFT T1和第三开关TFT T3导通,并且第二开关TFT T2截止。因此,参考电压Vref通过导通的第一开关TFT T1提供至第一节点N1,高电位电压VDD通过导通的第三开关TFT T3提供至驱动TFT DT的漏极节点。也就是说,在采样时段t2期间,第一节点N1的电压保持在参考电压Vref,第二节点N2的电压通过驱动TFT DT的漏极和源极之间的电流(下文中,称为“Ids”)而提高。在这种情形下,根据源极跟随器方法,在驱动TFT DT的栅极和源极之间的电压(下文中,称为“Vgs”)被采样作为驱动TFT DT的阈值电压。驱动TFT DT的采样的阈值电压存储在第一电容器C1中。因此,在采样时段t2期间,第一节点N1的电压等于参考电压Vref,第二节点N2的电压等于Vref-Vth。
在编程时段t3期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2保持在低态。发光控制信号EM在编程时段t3开始时下降,然后在编程时段t3期间保持在低态。因此,在编程时段t3期间,仅第一开关TFT T1导通,第二开关TFT T2和第三开关TFT T3截止。因此,数据电压Vdata通过导通的第一开关TFT T1提供至第一节点N1,并且驱动TFT DT的漏极节点和源极节点浮置。
在编程时段t3期间,数据电压Vdata被提供至第一节点N1。因此,第一节点N1中的电压变化分布在第一电容器C1和第二电容器C2之间。第二节点N2的电压被设置为作为电压分布结果的电压值。具体地,在编程时段t3期间,由于在彼此串联连接的第一电容器C1和第二电容器C2之间的电压分布,第一节点N1中的电压变化是Vdata-Vref,第二节点N2中的电压变化是C1/(C1+C2)*(Vdata-Vref)。也就是说,第二节点N2的电压变成等于在采样时段t2中确定的Vref-Vth与在编程时段t3期间作为第二节点N2中的电压变化的C1/(C1+C2)*(Vdata-Vref)之和。换句话说,在编程时段t3中的第二节点N2的电压等于(Vref-Vth)+C1/(C1+C2)*(Vdata-Vref);驱动TFT DT的Vgs被编程为(1-C1/(C1+C2))*(Vdata-Vref)+Vth。
在发光区段t4期间,第一扫描信号SCAN1保持在低态,并且第二扫描信号SCAN2也保持在低态。发光控制信号EM在发光区段t4开始时上升,然后在发光区段t4期间保持在高态。因此,在发光区段t4期间,第一开关TFT T1和第二开关TFT T2截止,并且第三开关TFTT3导通。因此,高电位电压VDD通过导通的第三开关TFT T3被提供至驱动TFT DT的漏极节点,满足条件Vds>Vgs>Vth。因此,电流通过驱动TFT DT流入有机发光二极管。具体地,在发光区段t4期间,通过驱动TFT DT的Vgs调节在有机发光二极管中流动的电流(下文中,称为“Ioled”),有机发光二极管由于Ioled而发光。由此,在发光区段t4期间在有机发光二极管中流动的Ioled可通过下面的等式1来表示。
【等式1】
在此,k是反映像素电路800的各种因子的比例常数,C’等于C1/(C1+C2)。根据等式1,由于从等式1中消除了Vth,所以在有机发光二极管中流动的电流Ioled不受驱动TFT DT的阈值电压影响。
在低速驱动模式中,需要保持发光区段t4,直到下一帧为止。但是,在有机发光二极管由于像素电路800中的寄生电容或像素中的电压变化而开始发光之后,Ioled逐渐减小,因此,有机发光显示装置的亮度降低。此外,低亮度可被识别到,从而可发生闪烁现象。另一方面,在发光区段t4中施加发光控制信号EM之后,Ioled的增大速率由于像素电路800中的寄生电容或像素中的电压变化而降低。因此,在具有足够亮度的有机发光二极管的发光方面存在延迟。因此,能够识别到低亮度,从而可发生闪烁现象。
下面将提出用于减少这种闪烁现象的本发明的各个例子。
例子1-TFT增加结构
图11是示出根据本发明的又一示例性实施方式,OLED装置中的像素电路1000的电路图。图12是示出输入到图11所示的像素电路1000的信号以及得到的输出信号的波形图。输入至图11所示的像素电路1000的信号与输入至图9所示的像素电路800的信号基本相同。因此,在此将省略其重复解释。图11所示的像素电路1000与图9所示的像素电路800基本相同,不同之处在于进一步提供第四开关TFT T4。因此,在此将省略其重复解释。
参照图11,像素电路1000包括驱动TFT DT、四个开关TFT和两个电容器。
第四开关TFT T4包括连接至SCAN2线的栅极节点,连接至作为第三开关TFT T3的源极节点的第三节点N3的漏极节点以及连接至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1的源极节点。具体地,第四开关TFT T4的栅极节点连接至SCAN2线,因而第四开关TFT T4响应于第二扫描信号SCAN2导通或截止。因此,当第四开关TFT T4响应于第二扫描信号SCAN2导通时,第一节点N1和第三节点N3彼此连接。因此,第一节点N1的电压和第三节点N3的电压变成彼此相同。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态且第二扫描信号SCAN2处于高态,则将参考电压Vref提供至第一节点N1。因此,第三节点N3的电压变成与作为第一节点N1的电压的参考电压Vref相同。
此外,在第四开关TFT T4的漏极节点和源极节点之间存在寄生电容器。因此,如果第三开关TFT T3响应于发光控制信号EM导通,则高电位电压VDD被提供至第三节点N3,第三节点N3的电压通过第四开关TFT T4的寄生电容器而耦合。因此,作为第一节点N1的驱动TFTDT的栅极节点的电压可提高。此外,可通过第四开关TFT T4的寄生电容器减小驱动TFT DT中的截止电流。
因此,当有机发光二极管开始发光时,驱动TFT DT的栅极节点的电压可提高,截止电流可通过第四开关TFT T4的寄生电容器抑制。因此,通过第四开关TFT T4提高的驱动TFTDT的栅极节点的电压可提高驱动TFT DT的Vgs,并抑制水平保持区段中的Ioled的减小。
参照图12,当初始化时段t1开始时,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2上升至高态。同时,发光控制信号EM下降至低态。因此,在初始化时段t1期间,第一开关TFTT1、第二开关TFT T2和第四开关TFT T4导通,第三开关TFT T3截止。当第四开关TFT T4导通时,第一节点N1和第三节点N3彼此连接。因此,第一节点N1的电压和第三节点N3的电压变成彼此相同。
因此,在初始化时段t1期间,作为第一节点N1的电压的Vg等于参考电压Vref。此外,初始化电压Vinit通过第二开关TFT T2经由Vinit线提供至第二节点N2。也就是说,由于初始化电压Vinit被提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2,因此在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
在采样时段t2期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,第二扫描信号SCAN2保持在低态。发光控制信号EM在采样时段t2开始时上升,然后在采样时段t2期间保持在高态。因此,在采样时段t2期间,第一开关TFT T1和第三开关TFT T3导通,第二开关TFT T2和第四开关TFT T4截止。
因此,参考电压Vref通过导通的第一开关TFT T1被提供至第一节点N1,高电位电压VDD通过导通的第三开关TFT T3被提供至驱动TFT DT的漏极节点。第四开关TFT T4的寄生电容器将第三节点N3耦合到第一节点N1。也就是说,在采样时段t2期间,高电位电压VDD被提供至第三节点N3,并且由于寄生电容器的耦合,第一节点N1的电压变成高于参考电压Vref。第二节点N2的电压通过驱动TFT DT的Ids提高。根据源极跟随器方法,驱动TFT DT的Vgs被采样作为驱动TFT DT的阈值电压,驱动TFT DT的采样的阈值电压存储在第一电容器C1中。
在编程时段t3期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,第二扫描信号SCAN2保持在低态。发光控制信号EM在编程时段t3开始时下降,然后在编程时段t3期间保持在低态。因此,在编程时段t3期间,仅第一开关TFT T1导通,第二开关TFT T2、第三开关TFT T3和第四开关TFT T4截止。因此,数据电压Vdata通过导通的第一开关TFT T1被提供至第一节点T1,驱动TFT DT的漏极节点和源极节点浮置。
因此,在编程时段t3期间,基于在采样时段t2中采样的驱动TFT DT的阈值电压以及通过第四开关TFT T4提高的电压,对驱动TFT DT的Vgs编程。
在发光区段t4期间,第一扫描信号SCAN1保持在低态,第二扫描信号SCAN2也保持在低态。发光控制信号EM在发光区段t4开始时上升,然后保持在高态。因此,在发光区段t4期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第四开关TFT T4截止,第三开关TFT T3导通。
因此,可通过导通的第三开关TFT T3将高电位电压VDD提供至驱动TFT DT的漏极节点。此外,驱动TFT DT的栅极节点的电压由于第四开关TFT T4的寄生电容器的耦合可提高。在有机发光二极管连续发光的水平保持区段期间,Ioled由于第四开关TFT T4的寄生电容器而很少减小。
具体地,第四开关TFT T4的寄生电容器可通过在开始发光时的耦合而提高驱动TFT DT的栅极节点的电压。然后,在水平保持区段中,第四开关TFT T4的寄生电容器可通过耦合来抑制驱动TFT DT的栅极节点的电压降低。因此,Ioled很少地减小。
图13是用于显示比较例和本发明的示例性实施方式的效果的Ioled图。在此,比较例是在根据图9所示的相关技术的OLED装置中的Ioled,示例性实施方式是在根据图11所示的本发明又一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled。
参照图13,在比较例中,在发光开始之后,Ioled在水平保持区段期间减小了大约48%。在示例性实施方式中,在发光开始之后,Ioled在水平保持区段期间仅被减小了大约1%。
也就是说,根据本发明的示例性实施方式,第四开关TFT T4的寄生电容器通过在初始化时段t1期间的耦合提高了第一节点N1的电压,并且通过在发光区段t4和水平保持区段期间的耦合抑制了驱动TFT DT的Vgs的降低。因此,在水平保持区段期间能够几乎恒定地保持Ioled。
特别是,如果像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT,像素中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT,则驱动TFT DT的Vgs提高。因此,Ioled的延迟可减小,驱动TFT DT的响应速度可改善。
此外,根据本发明的示例性实施方式,Ioled的延迟可减小,闪烁现象(由于由驱动TFT DT的截止电流导致的水平保持区段期间的亮度降低而发生)可显著减少。
例子2-电容器增加结构
下文中,将详细描述本发明的像素。图14是图1所示的像素的驱动电路图。
参照图14,像素P包括有机发光二极管OLED和像素驱动电路200,像素驱动电路200包括四个晶体管和三个电容器并被配置成驱动有机发光二极管OLED。
具体地,像素驱动电路200包括驱动晶体管DT、第一至第三开关晶体管T1至T3以及第一至第三电容器C1至C3。
在这种情形下,第一电容器C1和第二电容器C2可以是存储电容器,第三电容器C3可以是耦合电容器。
驱动TFT DT包括作为连接至第一开关TFT T1的第一节点N1的栅极节点,作为连接至第二开关TFT T2的第二节点N2的源极节点以及连接至第三开关TFT T3的漏极节点。
具体地,驱动TFT DT的栅极节点电连接至用于提供数据电压Vdata或参考电压Vref的数据线DL。因此,驱动TFT DT的栅极节点连接至第一开关TFT T1的源极节点,以接收数据电压Vdata或参考电压Vref。第三开关TFT T3的漏极节点电连接至高电位电压VDD线。因此,驱动TFT DT的漏极节点连接至第三开关TFT T3的源极节点以接收高电位电压VDD。驱动TFT DT的源极节点电连接至有机发光二极管OLED。具体地,驱动TFT DT的源极节点连接至有机发光二极管的阳极和第二开关TFT T2的源极节点。
因此,如果响应于发光控制信号EM,第三开关TFT T3导通并且驱动TFT DT也导通,则驱动TFT DT基于施加至栅极节点和源极节点的电压来控制在有机发光二极管中流动的电流Ioled的强度。因此,驱动TFT DT能够控制有机发光二极管的亮度。
第一开关TFT T1包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至数据线的漏极节点以及作为连接至驱动TFT DT的第一节点N1的源极节点。具体地,第一开关TFT T1的栅极节点连接至SCAN1线,因而第一开关TFT T1响应于第一扫描信号SCAN1导通或截止。第一开关TFTT1的漏极节点连接至数据线DL,以向驱动TFT DT的栅极节点传输数据电压Vdata或参考电压Vref。第一开关TFT T1的源极节点直接连接至驱动TFT DT的栅极节点。
因此,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第一开关TFT T1导通以将数据电压Vdata或参考电压Vref提供至驱动TFT DT的栅极节点。
第二开关TFT T2包括连接至SCAN2线的栅极节点、连接至Vinit线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的源极节点的源极节点。具体地,第二开关TFT T2在第二扫描信号SCAN2处于高态时导通。第二开关TFT T2将初始化电压Vinit提供至第二节点N2。第二开关TFT T2的源极节点直接连接至驱动TFT DT的源极节点以及与有机发光二极管的阳极连接的第二节点N2。
因此,如果第二扫描信号SCAN2处于高态,则第二开关TFT T2导通以将初始化电压Vinit提供至第二节点N2。因此,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
第三开关TFT T3包括作为连接至EM线的第三节点N3的栅极节点、连接至VDD线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的漏极节点的源极节点。具体地,第三开关TFT T3的栅极节点连接至EM线,从而第三开关TFT T3在发光控制信号EM处于高态时导通。第三开关TFTT3的漏极节点直接连接至VDD线。
因此,如果发光控制信号EM处于高态,则第三开关TFT T3导通以将高电位电压VDD提供至驱动TFT DT的漏极节点。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节在有机发光二极管中的电流量。
第一电容器C1和第二电容器C2可以是存储电容器,存储电容器被配置成存储施加至驱动TFT DT的栅极节点或源极节点的电压。此外,两个存储电容器在驱动TFT DT的源极节点处串联连接。
第一电容器C1电连接至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1以及作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2。因此,第一电容器C1存储施加至第一节点N1的电压与施加至第二节点N2的电压之间的电压差。第二电容器C2电连接至作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2和VDD线。此外,第二电容器C2在第二节点N2处串联连接至第一电容器C1。因此,第二电容器C2根据相对于第一电容器C1的电压分布来存储电压。
例如,第一电容器C1存储并采样驱动TFT DT的阈值电压Vth,作为第一节点N1和第二节点N2之间的电压差。此外,如果施加数据电压Vdata,则第一电容器C1存储并编程由相对于第二电容器C2的电压分布而确定的电压。也就是说,第一电容器C1和第二电容器C2根据源极跟随器方法采样驱动TFT DT的阈值电压Vth。如果第一节点N1和第二节点N2的电位改变,第一电容器C1和第二电容器C2通过电压分布分别存储第一节点N1和第二节点N2的电位。
参照图14,根据本发明一示例性实施方式的像素驱动电路200的第三电容器C3设置在作为第三开关TFT T3的栅极节点的第三节点N3与作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1之间。也就是说,第三电容器C3设置在与其电连接的EM线和第一节点N1之间。
因此,如果发光控制信号EM处于高态,则通过第一电容器C1与第三电容器C3之间的电容耦合,第一节点N1利用快速提高和自举的电压被充电。也就是说,如果发光控制信号EM处于高态,则发光控制信号EM提供至第三节点N3,并且由于第一电容器C1和第三电容器C3之间的电容耦合,第一节点N1的电压被快速提高。此外,由于第一节点N1的电压,即驱动TFT DT的栅极节点的电压提高,驱动TFT DT的源极节点的电压也提高。
因此,如果第三开关TFT T3响应于发光控制信号EM导通,则高电位电压VDD施加至驱动TFT DT的漏极节点。此外,由于第一电容器C1和第三电容器C3之间的电容耦合,驱动TFT DT的栅极电压也快速提高。然后,作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2的电压也快速提高。
结果,在像素驱动电路200(其中在有机发光二极管中流动的电流Ioled通过驱动TFT DT的Vgs来调节并且有机发光二极管由于Ioled而发光)中,Ioled的强度由于第一电容器C1和第三电容器C3之间的电容耦合也可更快速地增大。
因此,由于电容耦合导致的施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压的快速提高能够显著减小用于增大有机发光二极管中流动的电流Ioled的时间的延迟。
此外,将描述当两个电容器彼此串联连接时发生的电容耦合。
多个电容器趋于保持两端之间的电压差,并且由于电容耦合在其值方面互相牵扯或互相关联(mutuallyinvolved)。这与电荷的守恒定律密切相关。电荷的守恒定律通过下面的等式2来表示。
【等式2】
Q=CV,Q1=Q2
C1(ΔV1-ΔV2)=C2(ΔV2-ΔV3),ΔV3=0
C1(ΔV1-ΔV2)=C2ΔV2
∴ΔV2=C1/C1+C2*ΔV1
在此,Q1和Q2是电荷,C1和C2是电容器的电容。根据等式2,在等式2中显示的电容器的一端的电压变化与通过电容耦合改变的电压值相关。
参照图14,在本发明的像素驱动电路200中,驱动TFT DT的栅极节点的电压受到第一电容器C1和第三电容器C3的影响,因而由于电容耦合而提高。这种现象称为自举。
图15是示出输入到图14所示的像素驱动电路200的信号以及得到的输出信号的波形图。为了便于解释,下文将参照图14和15。
参照图15,刷新区段包括初始化时段t1、采样时段t2、编程时段t3以及发光区段t4。刷新区段可设置为大约一个水平周期(1H)。在一些示例性实施方式中,发光区段t4可不包括在1个水平周期(1H)中。在刷新区段期间,在排列在像素阵列的一个水平行上的像素上写入数据。具体地,在刷新区段期间,在像素驱动电路200中的驱动TFT DT的阈值电压Vth被采样,并且数据电压Vdata通过阈值电压Vth被补偿。因此,数据电压Vdata被补偿并写入在像素上,以便不考虑阈值电压Vth来确定在有机发光二极管中的电流量。
图15示出将初始化时段t1、采样时段t2、编程时段t3以及发光区段t4的每一个保持相同的持续时间。但是,初始化时段t1、采样时段t2、编程时段t3以及发光区段t4的每一个的持续时间根据示例性实施方式可以按照各种方式改变。
首先,当初始化时段t1开始时,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2上升至高态。同时,发光控制信号EM下降至低态。因此,在初始化时段t1期间,第一开关TFT T1和第二开关TFT T2导通,并且第三开关TFT T3截止。
因此,参考电压Vref通过第一开关TFT T1经由数据线提供至第一节点N1。在初始化时段t1期间,利用参考电压Vref对第一节点N1充电。此外,初始化电压Vinit通过第二开关TFT T2经由Vinit线提供至第二节点N2。也就是说,由于初始化电压Vinit被提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第二节点N2,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化为初始化电压Vinit。
在采样时段t2期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2保持在低态。发光控制信号EM在采样时段t2开始时上升,然后在采样时段t2期间保持在高态。因此,在采样时段t2期间,第一开关TFT T1和第三开关TFT T3导通,并且第二开关TFT T2截止。
在采样时段t2期间,参考电压Vref通过导通的第一开关TFT T1连续地提供至第一节点N1,高电位电压VDD通过导通的第三开关TFT T3提供至驱动TFT DT的漏极节点。
然后,在采样时段t2期间提供处于高态的发光控制信号EM。由此,第三开关TFT T3导通,并且第一节点N1的电压由于第一电容器C1和第三电容器C3之间的电容耦合而快速提高。此外,由于第一扫描信号SCAN1保持在高态,第一开关TFT T1导通,并且参考电压Vref被连续地提供至第一节点N1。也就是说,在采样时段t2期间,第一节点N1的电压被快速提高了与耦合至参考电压Vref的电压一样大的电压。
也就是说,在采样时段t2期间,第一节点N1的电压不保持在参考电压Vref,而是由于第三电容器C3的耦合而变得高于参考电压Vref。由此,在采样时段t2期间,第一节点N1可被施加高于参考电压Vref的电压(下文中,称为V’ref),第二节点N2可被施加等于V’ref减去阈值电压Vth的电压。第二节点N2的电压由于驱动TFT DT的漏极和源极之间的电流(下文中,称为“Ids”)而快速提高。
在这种情形下,根据源极跟随器方法,在驱动TFT DT的栅极和源极之间的电压(下文中,称为“Vgs”)被采样作为驱动TFT DT的阈值电压Vth。驱动TFT DT的采样的阈值电压Vth存储在第一电容器C1中。
在编程时段t3期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2保持在低态。发光控制信号EM在编程时段t3开始时下降,然后在编程时段t3期间保持在低态。因此,在编程时段t3期间,仅第一开关TFT T1导通,第二开关TFT T2和第三开关TFT T3截止。因此,数据电压Vdata通过导通的第一开关TFT T1提供至第一节点N1,并且驱动TFT DT的漏极节点和源极节点浮置。
因此,在编程时段t3期间,基于在采样时段t2中采样的驱动TFT DT的阈值电压Vth以及由于第三电容器C3的耦合而提高的电压V’ref,对驱动TFT DT的Vgs编程。
此外,在编程时段t3期间,将数据电压Vdata提供至第一节点N1。因此,第一节点N1的电压改变。然后,由于第一电容器C1和第二电容器C2之间的电连接,在采样时段t2期间快速提高的第二节点的电压可变成反映了提供至第一节点N1的数据电压Vdata的电压。
因此,在编程时段t3期间,将数据电压Vdata提供至第一节点N1。因此,第一节点N1的电压改变。因此,第一节点N1中的电压变化分布在第一电容器C1和第二电容器C2之间。第二节点N2的电压被设置为作为电压分布结果的电压值。具体地,在编程时段t3期间,由于在彼此串联连接的第一电容器C1和第二电容器C2之间的电压分布,第一节点N1中的电压变化是Vdata-V’ref,第二节点N2中的电压变化是C1/(C1+C2)*(Vdata-V’ref)。也就是说,第二节点N2的电压变成等于在采样时段t2中确定的V’ref-Vth与在编程时段t3期间作为第二节点N2中的电压变化的C1/(C1+C2)*(Vdata-V’ref)之和。换句话说,在编程时段t3中的第二节点N2的电压等于(V’ref-Vth)+C1/(C1+C2)*(Vdata-V’ref);驱动TFT DT的Vgs被编程为(1-C1/(C1+C2))*(Vdata-V’ref)+Vth。
例如,如果通过第三电容器C3的耦合将V’ref提高为与数据电压Vdata近似,则驱动TFT DT的Vgs被恒定地保持在采样的电压。
在发光区段t4期间,通过驱动TFT DT的Vgs调节在有机发光二极管中流动的电流Ioled,有机发光二极管由于Ioled而发光。由此,在发光区段t4期间在有机发光二极管中流动的Ioled可通过下面的等式3来表示。
【等式3】
在此,k是反映像素驱动电路200的各种因子的比例常数,C’等于C1/(C1+C2)。根据等式3,由于从等式3中消除了阈值电压Vth,所以在有机发光二极管中流动的电流Ioled不受驱动TFT DT的阈值电压Vth影响。
根据相关技术,在发光区段t4中施加发光控制信号EM之后,Ioled的增大速率由于像素驱动电路200中的寄生电容或像素中的电压变化而减小。因此,在具有足够亮度的有机发光二极管的发光方面存在延迟。因此,低亮度能够被识别到,从而可发生闪烁现象。
参照图15,在发光区段t4期间,第一扫描信号SCAN1保持在低态,并且第二扫描信号SCAN2也保持在低态。发光控制信号EM在发光区段t4开始时上升,然后保持在高态。因此,在发光区段t4期间,第一开关TFT T1和第二开关TFT T2截止,并且第三开关TFT T3导通。
因此,如果发光控制信号EM处于高态,则第三开关TFT T3导通以将高电位电压VDD提供至驱动TFT DT的漏极节点。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节有机发光二极管中的电流量。
在发光区段t4期间,高电位电压VDD通过导通的第三开关TFT T3被提供至驱动TFTDT的漏极节点。由于第三电容器C3的耦合而快速提高的第一节点N1即驱动TFT DT的栅极节点的电压、以及第二节点N2即源极节点的电压用于使有机发光二极管中流动的电流Ioled的延迟最小化。
图16是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图。
图16所示的像素驱动电路与图14所示的像素驱动电路基本相同,不同之处在于第三电容器的排列。因此,在此将省略其重复解释。也就是说,本发明的像素驱动电路300与图14所示的像素驱动电路200基本相同,不同之处在于连接至作为耦合电容器的第三电容器C3的节点。因此,在此将省略其重复解释。
参照图16,像素驱动电路300包括驱动TFT DT、三个开关TFT、第一电容器C1、第二电容器C2和第三电容器C3。在这种情形下,第一电容器C1和第二电容器C2可以是存储电容器,第三电容器C3可以是耦合电容器。
第三电容器C3设置在作为第三开关TFT T3的栅极节点的第三节点N3和作为驱动TFT DT的漏极节点的第四节点N4之间。也就是说,第三电容器C3设置在与其电连接的EM线和第四节点N4之间。
因此,如果发光控制信号EM处于高态,则通过第三电容器C3在第三节点N3和第四节点N4之间充入恒定电压。也就是说,将发光控制信号EM提供至第三节点N3,由于第一电容器C1和第三电容器C3之间的电容耦合,第四节点N4的电压快速提高。
此外,在作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1和作为驱动TFT DT的漏极节点的第四节点N4之间可存在寄生电容器Cpara。驱动TFT DT的寄生电容器Cpara和第一电容器C1可形成继第一电容器C1和第三电容器C3之间的电容耦合之后的第二电容耦合。
因此,如果发光控制信号EM处于高态,则第四节点N4的电压由于第三电容器C3的耦合而提高,第一节点N1的电压由于驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的耦合而提高。因此,由于第三电容器C3以及驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的双重耦合(double coupling),第一节点N1的电压快速提高。
换句话说,如果发光控制信号EM处于高态,则第四节点N4的电压提高。因此,作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1的电压由于第二电容耦合也快速提高。
因此,如果第三开关TFT T3响应于发光控制信号EM导通,则高电位电压VDD被施加至驱动TFT DT的漏极节点。此外,由于第三电容器C3以及寄生电容器Cpara的双重电容耦合,驱动TFT DT的栅极电压快速提高。
此外,第二节点N2的电压可等于第一节点N1的电压减去阈值电压Vth。第二节点N2的电压通过驱动TFT DT的漏极和源极之间的电流(下文中,称为“Ids”)而快速提高。
结果,在像素驱动电路300(其中在有机发光二极管中流动的电流Ioled通过驱动TFT DT的Vgs调节并且有机发光二极管由于Ioled而发光)中,由于第三电容器C3以及寄生电容器Cpara的双重电容耦合,Ioled的强度也能够更快速地增大。
此外,由于电容耦合导致的施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压的快速提高能够显著减小用于增大Ioled的时间的延迟。
图17是示出在根据本发明另一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled的变化的图。此外,图17示出用于显示Ioled变化的比较例和示例性实施方式1、2。
在此,实施方式1是在如图14所示的根据本发明一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled;实施方式2是在如图16所示的根据本发明另一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled。
在此,图17是示出Ioled随时间的变化的图。在图17中,时间从当将发光控制信号EM提供至像素驱动电路时开始。
参照图17,在比较例中,Ioled的延迟是大约350μs,Ioled的最大强度是大约1nA。同时,在实施方式1中,Ioled的延迟是大约35μs,Ioled的最大强度是大约5nA;在实施方式2中,Ioled的延迟是大约25μs,Ioled的最大强度是大约10nA。
也就是说,即使在每个实施方式1、2中Ioled的最大值不同,本发明的每个实施方式1、2中的Ioled的延迟相比比较例也可显著减小。
根据本发明的实施方式1、2,驱动TFT DT的栅极节点的电压通过作为耦合电容器的第三电容器C3和寄生电容器Cpara快速提高。因此,当发光区段t4开始时,Ioled快速增大,从而能够显著减小Ioled的延迟。
Ш.[内部补偿]驱动TFT DT的Vgs提高-6T1C结构
相关技术-比较例
图18是示出根据相关技术的OLED装置中的像素电路的电路图。
参照图18,像素电路1700包括驱动TFT DT、五个开关TFT以及电容器。
驱动TFT DT包括连接至电容器Cst的节点的栅极节点、电连接至第二开关TFT T2和第三开关TFT T3的漏极节点、以及电连接至第一开关TFT T1和第四开关TFT T4的源极节点。
具体地,驱动TFT DT的栅极节点在第二开关TFT T2和第三开关TFT T3导通时存储高电位电压VDD。如果在第二开关TFT T2导通的状态下提供数据电压Vdata,则根据源极跟随器方法,在驱动TFT DT的栅极节点上写入数据电压Vdata。驱动TFT DT响应于发光控制信号将驱动电流提供至有机发光二极管OLED,并且依据电流量来控制有机发光二极管的亮度。
第一开关TFT T1包括连接至SCAN2线的栅极节点、连接至数据线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的源极节点的源极节点。因此,第一开关TFT T1响应于第二扫描信号SCAN2导通或截止。也就是说,如果处于高态的第二扫描信号SCAN2被提供至第一开关TFTT1的栅极节点,则数据电压Vdata从第一开关TFT T1的漏极节点提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3。
第二开关TFT T2包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至驱动TFT DT的漏极节点和第三开关TFT T3的源极节点的漏极节点以及连接至驱动TFTDT的栅极节点的源极节点。因此,第二开关TFT T2可响应于第一扫描信号SCAN1导通。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第二开关TFT T2导通。因此,第二开关TFT T2将作为驱动TFT DT的漏极节点的第一节点N1中的电压传输至作为驱动TFT DT的栅极节点的第二节点N2。
因此,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第二开关TFT T2将第一节点N1的高电位电压VDD或者驱动TFT DT的采样的电压提供至第二节点N2。因此,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化,或者数据电压Vdata被写入并且驱动TFT DT的阈值电压被采样。
第三开关TFT T3包括连接至第n发光控制信号(EM[n])线的栅极节点、连接至VDD线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的漏极节点的源极节点。因此,第三开关TFT T3可响应于第n发光控制信号EM[n]导通。也就是说,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第三开关TFT T3导通。因此,第三开关TFT T3将来自源极节点的高电位电压VDD提供至作为驱动TFT DT的漏极节点的第一节点N1。
因此,如果发光控制信号处于高态,则第三开关TFT T3向驱动TFT DT的漏极节点提供高电位电压VDD。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节在有机发光二极管中的电流的量。
第四开关TFT T4包括连接至第n-1发光控制信号(EM[n-1])线的栅极节点、连接至驱动TFT DT的源极节点的漏极节点以及连接至有机发光二极管的源极节点。因此,第四开关TFT T4可响应于第n-1发光控制信号EM[n-1]导通。也就是说,如果第n-1发光控制信号EM[n-1]处于高态,则第四开关TFT T4导通。因此,作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3和作为第四开关TFT T4的源极节点的第四节点N4彼此连接。
因此,如果第四开关TFT T4响应于第n-1发光控制信号EM[n-1]导通,则第三节点N3的电压被提供至第四节点N4。如果第四开关TFT T4、驱动TFT DT和第三开关TFT T3导通,则将高电位电压VDD提供至驱动TFT DT并且将驱动电流提供至有机发光二极管。因此,有机发光二极管发光。
第五开关TFT T5包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至Vinit线的源极节点以及连接至作为有机发光二极管的阳极的第四节点N4的漏极节点。因此,第五开关TFT T5可响应于第一扫描信号SCAN1导通。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第五开关TFT T5导通。因此,将初始化电压Vinit提供至第四节点N4。
因此,如果第五开关TFT T5响应于第一扫描信号SCAN1导通,则将初始化电压Vinit提供至第四节点N4,从而在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
电容器可以是存储电容器Cst,其存储施加至驱动TFT DT的栅极节的电压。在这种情形下,电容器设置在作为驱动TFT DT的栅极节点的第二节点N2和电连接至有机发光二极管的阳极的第四节点N4之间。也就是说,电容器电连接至第二节点N2和第四节点N4,并被配置成存储在施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压与施加至有机发光二极管的阳极的电压之间的电压差。
图19是示出输入到图18所示的像素电路1700的信号以及得到的输出信号的波形图。为了便于解释,下文也将参照图18。
参照图19,在经过初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5并且设置在一个水平行上的每个像素上写入数据电压Vdata。然后,每个像素发光。图19示出将初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5的每一个保持相同的持续时间。但是,初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5的每一个的持续时间根据示例性实施方式可以按照各种方式改变。例如,电压保持区段t3可短于其他区段。
首先,当初始化时段t1开始时,第一扫描信号SCAN1上升至高态,第二扫描信号SCAN2保持在低态。同时,在初始化时段t1期间,第n-1发光控制信号EM[n-1]保持在低态,第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态。因此,在初始化时段t1期间,第二开关TFT T2和第五开关TFT T5导通,第一开关TFT T1和第四开关TFT T4截止。此外,第三开关TFT T3仅在第n发光控制信号EM[n]处于高态的区段内导通。当第n发光控制信号EM[n]下降至低态时,第三开关TFT T3截止。因此,初始化电压Vinit通过第五开关TFT T5提供至第四节点N4。在第三开关TFT T3导通时,高电位电压VDD通过第二开关TFT T2提供至第二节点N2。也就是说,由于初始化电压Vinit被提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第四节点N4,因此在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化,高电位电压VDD被提供至驱动TFT DT的栅极节点。
在采样时段t2期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2上升至高态。在采样时段t2期间,第n发光控制信号EM[n]和第n-1发光控制信号EM[n-1]都保持在低态。因此,在采样时段t2期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第五开关TFT T5导通,第三开关TFT T3和第四开关TFT T4截止。因此,数据电压Vdata通过第一开关TFT T1提供至第三节点N3。此外,当第二开关TFT T2导通时,作为驱动TFT DT的漏极节点的第一节点N1和作为驱动TFT DT的栅极节点的第二节点N2彼此连接。因此,根据源极跟随器方法,驱动TFT DT的Vgs被采样作为驱动TFT DT的Vth。此外,当第五开关TFT T5导通时,将初始化电压Vinit提供至第四节点N4,电容器存储Vdata+Vth-Vinit。因此,在采样时段t2期间,第一节点N1和第二节点N2的电压等于Vdata+Vth,第三节点N3的电压等于Vdata,第四节点N4的电压等于初始化电压Vinit。
当电压保持区段t3开始时,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2下降至低态,第n发光控制信号EM[n]和第n-1发光控制信号EM[n-1]保持在低态。因此,在电压保持区段t3期间,所有的开关TFT都截止。因此,在采样时段t2中被采样或写入电压的第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4浮置,每个节点的电压保持不变。
特别是,在像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT并且像素中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT的OLED装置中,像素电路1700更适于低速驱动。具体地,被构造成氧化物半导体TFT的开关TFT具有非常低的截止电流,因而适于在电压保持区段t3期间保持第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4的各自电压。也就是说,在被构造成氧化物半导体TFT的开关TFT中,截止电流在电压保持区段t3期间非常低,从而第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4的各自电压不会降低而是保持。因此,如果像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT并且像素中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT,则截止电流即使在低速驱动中也很低。因此,在电压保持区段t3期间,相应节点的电压可在几乎没有下降的情形下保持。
在连接区段t4期间,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2保持在低态。当连接区段t4开始时,第n-1发光控制信号EM[n-1]上升至高态,并且第n发光控制信号EM[n]保持在低态。因此,在连接区段t4期间,仅第四开关TFT T4导通,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2、第三开关TFT T3和第五开关TFT T5都截止。因此,由于第四开关TFT T4导通,所以第三节点N3和第四节点N4彼此连接,保持在第三节点N3中的Vdata被提供至第四节点N4。
在发光区段t5期间,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2保持在低态。第n发光控制信号EM[n]在发光区段t5开始时上升至高态,然后在发光区段t5期间保持在高态。此外,第n-1发光控制信号EM[n-1]也保持在高态。因此,在发光区段t5期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第五开关TFT T5截止,第三开关TFT T3和第四开关TFT T4导通。此外,通过一直到连接区段t4存储在第二节点N2中的Vdata+Vth,驱动TFT DT也导通。因此,从VDD线到有机发光二极管形成用于驱动电流流动的通路。也就是说,在发光区段t5期间,Ioled通过导通的驱动TFT DT、第三开关TFT T3和第四开关TFT T4流动到有机发光二极管。此外,在发光区段t5中,驱动TFT DT的Vgs表现为包括Vdata的电压,并且驱动TFT DT的Vth被补偿。因此,通过驱动TFT DT的Vdata的强度来调节Ioled的强度,有机发光二极管由于Ioled而发光。
在低速驱动模式中,需要保持发光区段t5,直到下一帧为止。但是,在有机发光二极管由于像素电路1700中的寄生电容或者像素中的电压变化而开始发光之后,Ioled逐渐减小,因此有机发光二极管的亮度减小。此外,能够识别出低亮度,从而可发生闪烁现象。另一方面,在发光区段t5中施加发光控制信号之后,Ioled的增大速率由于像素电路1700中的寄生电容或像素中的电压变化而减小。因此,在具有足够亮度的有机发光二极管的发光方面存在延迟。因此,能够识别出低亮度,从而可发生闪烁现象。
下面提出用于减少这种闪烁现象的本发明的各种例子。
例子-增加耦合电容器
图20是图1所示的像素的驱动电路图。
参照图20,像素P包括有机发光二极管OLED和像素驱动电路600,像素驱动电路600包括六个晶体管和两个电容器,并被配置成驱动有机发光二极管OLED。
具体地,像素驱动电路600包括驱动晶体管DT、第一至第五开关晶体管T1至T5、以及第一和第二电容器。
在这种情形下,第一电容器可以是存储电容器Cst,第二电容器可以是耦合电容器Ccp。
驱动TFT DT包括作为连接至存储电容器Cst的节点的第一节点N1的栅极节点、作为电连接至第二开关TFT T2和第三开关TFT T3的第二节点的第二节点N2的漏极节点以及作为电连接至第一开关TFT T1和第四开关TFT T4的第三节点N3的源极节点。
具体地,驱动TFT DT的漏极节点电连接至VDD线。因此,如果第二开关TFT T3和第三开关TFT T3导通,则驱动TFT DT的栅极节点存储高电位电压VDD。
此外,在第一开关TFT T1导通时,数据电压Vdata被提供至驱动TFT DT的源极节点。当第二开关TFT T2导通时,驱动TFT DT的源极节点中的数据电压Vdata被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
具体地,如果第二开关TFT T2导通,则作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2和作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1彼此连接。因此,根据二极管连接方式,驱动TFT DT的Vgs变成驱动TFT DT的Vth。因此,如果第一开关TFT T1导通并且数据电压Vdata被提供至驱动TFT DT的源极节点,则Vdata+Vth被提供至驱动TFT DT的栅极节点。
驱动TFT DT的源极节点电连接至有机发光二极管。具体地,驱动TFT DT的源极节点连接至作为第三节点N3的第四开关TFT T4的漏极节点。此外,驱动TFT DT的源极节点电连接至有机发光二极管的阳极,并且连接至第一开关TFT T1的源极节点。
如果第四开关TFT T4、驱动TFT DT和第三开关TFT T3导通,则驱动TFT DT将高电位电压VDD和驱动电流提供至有机发光二极管。因此,有机发光二极管发光。
第一开关TFT T1包括连接至SCAN2线的栅极节点、连接至数据线的漏极节点以及连接至作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3的源极节点。因此,第一开关TFT T1响应于第二扫描信号SCAN2导通或截止。也就是说,如果处于高态的第二扫描信号SCAN2被提供至第一开关TFT T1的栅极节点,则数据电压Vdata从第一开关TFT T1的漏极节点提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3。
第二开关TFT T2包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至驱动TFT DT的漏极节点和第三开关TFT T3的源极节点的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的栅极节点的源极节点。此外,第二开关TFT T2的源极节点连接至存储电容器Cst的节点以及耦合电容器Ccp的节点。
因此,第二开关TFT T2响应于第一扫描信号SCAN1导通或截止。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第二开关TFT T2导通。因此,第二开关TFT T2将作为驱动TFTDT的漏极节点的第二节点N2的电压传输至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
此外,向第三开关TFT T3的栅极节点提供第n发光控制信号EM[n]作为DC电压,直到第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态为止。因此,耦合电容器Ccp不受DC电压影响。因此,在第二开关TFT T2导通时,仅高电位电压VDD被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
第三开关TFT T3包括连接至EM[n]线的栅极节点、连接至VDD线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的漏极节点的源极节点。此外,第三开关TFT T3的栅极节点可成为连接至耦合电容器Ccp的节点的第五节点N5。
因此,第三开关TFT T3可响应于第n发光控制信号EM[n]导通或截止。也就是说,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第三开关TFT T3导通以将来自源极节点的高电位电压VDD提供至作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2。
此外,如果第n发光控制信号EM[n]在发光区段期间处于高态,则由于存储电容器Cst与连接至作为第三开关TFT T3的栅极节点的第五节点N5的耦合电容器Ccp之间的耦合,作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1的电压快速提高。
如果发光控制信号EM处于高态,则第三开关TFT T3将高电位电压VDD提供至驱动TFT DT的漏极节点,并且在驱动TFT DT的漏极和源极之间的电流(下文中,称为“Ids”)在有机发光二极管中流动。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节在有机发光二极管中的电流量。
第四开关TFT T4包括连接至EM[n-1]线的栅极节点、连接至驱动TFT DT的源极节点的漏极节点以及电连接至有机发光二极管的源极节点。因此,第四开关TFT T4可响应于第n-1发光控制信号EM[n-1]导通。
也就是说,如果第n-1发光控制信号EM[n-1]在连接区段期间处于高态,则第四开关TFT T4导通。因此,作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3和作为第四开关TFT T4的源极节点的第四节点N4彼此连接。
因此,如果第四开关TFT T4响应于第n-1发光控制信号EM[n-1]导通,则第三节点N3的电压Vdata被提供至第四节点N4。
如果第四开关TFT T4、驱动TFT DT和第三开关TFT T3在发光区段期间导通,则高电位电压VDD被提供至驱动TFT DT并且驱动电流Ids被提供至有机发光二极管。因此,有机发光二极管发光。
第五开关TFT T5包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至Vinit线的源极节点以及连接至存储电容器Cst的节点和作为有机发光二极管的阳极的第四节点N4的漏极节点。
因此,第五开关TFT T5可响应于第一扫描信号SCAN1导通。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第五开关TFT T5导通以向第四节点N4提供初始化电压Vinit。因此,如果第五开关TFT T5响应于第一扫描信号SCAN1导通,则初始化电压Vinit被提供至第四节点N4。因此,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
此外,初始化电压Vinit和提供至第一节点N1的电压可与存储在存储电容器Cst中的电压相关。
具体地,存储电容器Cst存储施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压。在这种情形下,存储电容器Cst的一个节点连接至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1,另一节点连接至电连接至有机发光二极管的阳极的第四节点N4。
也就是说,存储电容器Cst电连接至第一节点N1和第四节点N4,并且存储在施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压与施加至有机发光二极管的阳极的电压之间的电压差。
具体地,当第一开关TFT T1和第二开关TFT T2导通时,向存储电容器Cst的一个节点施加Vdata+Vth。当第五开关TFT T5导通时,向存储电容器Cst的另一节点施加初始化电压Vinit。因此,在存储电容器Cst中充入的电压等于Vdata+Vth-Vinit。
参照图20,根据本发明一示例性实施方式的像素驱动电路600的耦合电容器Ccp设置在作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1与作为第三开关TFT T3的栅极节点的第五节点N5之间。也就是说,耦合电容器Ccp设置在EM[n]线和第一节点N1之间以与EM[n]线和第一节点N1电连接。
因此,如果第n发光控制信号EM[n]在发光区段期间处于高态,则快速提高和自举的电压由于存储电容器Cst和耦合电容器Ccp之间的电容耦合而提供至第一节点N1。也就是说,如果第n发光控制信号EM[n]被提供至第三开关TFT T3的栅极节点,则第一节点N1的电压通过耦合电容器Ccp进行耦合,然后与第n发光控制信号EM[n]相关联地快速提高。此外,随着驱动TFT DT的栅极节点的电压,即第一节点N1的电压的提高,驱动TFT DT的源极节点的电压也提高。
因此,在发光区段期间,如果第三开关TFT T3通过第n发光控制信号EM[n]导通,则高电位电压VDD被施加至作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2。此外,由于存储电容器Cst和耦合电容器Ccp之间的电容耦合,快速提高的电压被施加至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。此外,在发光区段期间,当第二开关TFT T2截止时,第二节点N2中的高电位电压VDD不被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。结果,仅通过耦合电容器Ccp自举的电压被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
然后,作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3的电压也快速提高。例如,如果第一节点N1的电压由于耦合电容器Ccp的耦合而提高到高于Vdata+Vth,则恒定地保持驱动TFT DT的Vgs作为采样的电压。因此,作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3的电压也大大提高。结果,在像素驱动电路600(其中在有机发光二极管中流动的电流Ioled可通过驱动TFT DT的Vgs来调节并且有机发光二极管由于Ioled而发光)中,Ioled的强度由于存储电容器Cst和耦合电容器Ccp之间的电容耦合可更快速地增大。
因此,由于电容耦合导致的施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压的快速提高能够显著减小用于增大有机发光二极管中流动的电流Ioled的时间的延迟。
此外,将描述当两个电容器彼此串联连接时发生的电容耦合。
多个电容器趋于保持两端之间的电压差,并且由于电容耦合在其值方面互相牵扯或互相关联。这与电荷的守恒定律密切相关。电荷的守恒定律通过下面的等式4来表示。
【等式4】
Q=CV,Q1=Q2
C1(ΔV1-ΔV2)=C2(ΔV2-ΔV3),ΔV3=0
C1(ΔV1-ΔV2)=C2ΔV2
∴ΔV2=C1/C1+C2*ΔV1
在此,Q1和Q2是电荷,C1和C2是电容器的电容。根据等式4,在等式4中显示的电容器的一端的电压变化与通过电容耦合改变的电压值相关。
参照图20,在本发明的像素驱动电路600中,驱动TFT DT的栅极节点的电压受到存储电容器Cst和耦合电容器Ccp的影响,因而由于电容耦合而提高。这种现象称为自举。
图21是示出输入到图20所示的像素驱动电路600的信号以及得到的输出信号的波形图。为了便于解释,下文将参照图20和图21。
参照图21,刷新区段包括初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5。刷新区段可设置为大约一个水平周期(1H)。在刷新区段期间,在排列在像素阵列的一个水平行上的像素上写入数据。具体地,在刷新区段期间,在像素驱动电路600中的驱动TFT DT的阈值电压Vth被采样,并且数据电压Vdata通过阈值电压Vth被补偿。因此,数据电压Vdata被补偿并写入在像素上,以便不考虑阈值电压Vth来确定在有机发光二极管中的电流量。
参照图21,在经过初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5并且设置在一个水平行上的每个像素上写入数据电压Vdata。然后,每个像素发光。图21示出将初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5的每一个保持相同的持续时间。但是,初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5的每一个的持续时间根据示例性实施方式可以按照各种方式改变。例如,电压保持区段t3可短于其他区段。
首先,当初始化时段t1开始时,第一扫描信号SCAN1上升至高态,第二扫描信号SCAN2保持在低态。同时,在初始化时段t1期间,第n-1发光控制信号EM[n-1]保持在低态,第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态。
因此,在初始化时段t1期间,第二开关TFT T2和第五开关TFT T5导通,第一开关TFT T1和第四开关TFT T4截止。此外,第三开关TFT T3仅在第n发光控制信号EM[n]处于高态的区段内导通。当第n发光控制信号EM[n]下降至低态时,第三开关TFT T3截止。
因此,初始化电压Vinit通过第五开关TFT T5提供至第四节点N4。在第三开关TFTT3导通时,高电位电压VDD通过第二开关TFT T2提供至第一节点N1。也就是说,由于初始化电压Vinit被提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第四节点N4,因此在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化,高电位电压VDD被提供至驱动TFT DT的栅极节点。
此外,向第三开关TFT T3的栅极节点提供第n发光控制信号EM[n]作为DC电压,直到第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态为止。因此,耦合电容器Ccp不受DC电压影响。因此,仅高电位电压VDD被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
在采样时段t2期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2上升至高态。在采样时段t2期间,第n发光控制信号EM[n]和第n-1发光控制信号EM[n-1]都保持在低态。
因此,在采样时段t2期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第五开关TFT T5导通,第三开关TFT T3和第四开关TFT T4截止。
因此,数据电压Vdata通过第一开关TFT T1提供至第三节点N3。此外,当第三开关TFT T3截止时,停止向第一节点N1提供高电位电压VDD。然后,当驱动TFT DT和第二开关TFTT2导通时,提供至第三节点N3的数据电压Vdata被提供至与存储电容器Cst的节点连接的第一节点N1。
具体地,由于第三开关TFT T3截止,所以第一节点N1的电压从高电位电压VDD下降至数据电压Vdata。通过扫描这种电压变化,能够检查驱动TFT DT的阈值电压Vth。结果,在采样时段t2期间,能够采样驱动TFT DT的阈值电压Vth。
因此,当第三开关TFT T3截止并且第二开关TFT T2导通时,作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2和作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1彼此连接。因此,采样驱动TFT DT的Vgs作为驱动TFT DT的Vth。
此外,当第五开关TFT T5导通时,初始化电压Vinit被提供至第四节点N4。当第一开关TFT T1和第二开关TFT T2导通时,Vdata+Vth被提供至第一节点N1。结果,存储电容器Cst存储Vdata+Vth-Vinit。
因此,在采样时段t2期间,第一节点N1和第二节点N2的电压等于Vdata+Vth,第三节点N3的电压等于Vdata,第四节点N4的电压等于初始化电压Vinit。
当电压保持区段t3开始时,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2下降至低态,第n发光控制信号EM[n]和第n-1发光控制信号EM[n-1]保持在低态。因此,在电压保持区段t3期间,所有的开关TFT T1至T5都截止。因此,在采样时段t2中被采样或写入电压的第一至第五节点N1至N5浮置,每个节点的电压保持不变。
特别是,在像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT并且像素中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT的OLED装置中,像素驱动电路600更适于低速驱动。具体地,被构造成氧化物半导体TFT的开关TFT具有非常低的截止电流,因而适于在电压保持区段t3期间保持第一至第五节点N1至N5的各自电压。在被构造成氧化物半导体TFT的开关TFT中,截止电流在电压保持区段t3期间非常低,从而第一至第五节点N1至N5的各自电压不会降低而是保持。因此,如果本发明的像素P中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT并且像素P中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT,则截止电流即使在低速驱动中也很低。因此,在电压保持区段t3期间,相应节点的电压可在几乎没有下降的情形下保持。
在连接区段t4期间,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2保持在低态。当连接区段t4开始时,第n-1发光控制信号EM[n-1]上升至高态,并且第n发光控制信号EM[n]保持在低态。因此,在连接区段t4期间,仅第四开关TFT T4导通,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2、第三开关TFT T3和第五开关TFT T5都截止。因此,由于第四开关TFT T4导通,所以第三节点N3和第四节点N4彼此电连接,保持在第三节点N3中的Vdata被提供至第四节点N4。
在发光区段t5中,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2保持在低态。第n发光控制信号EM[n]在发光区段t5开始时上升至高态,然后在发光区段t5期间保持在高态。此外,第n-1发光控制信号EM[n-1]也保持在高态。因此,在发光区段t5期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第五开关TFT T5截止,第三开关TFT T3和第四开关TFT T4导通。此外,通过一直到连接区段t4存储在第一节点N1中的Vdata+Vth,驱动TFT DT也导通。因此,从VDD线到有机发光二极管形成用于驱动电流流动的通路。也就是说,在发光区段t5期间,Ioled通过导通的驱动TFT DT、第三开关TFT T3和第四开关TFT T4流动到有机发光二极管。
此外,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则快速提高和自举的电压由于存储电容器Cst和耦合电容器Ccp之间的电容耦合而提供至第一节点N1。也就是说,如果第n发光控制信号EM[n]被提供至第三开关TFT T3的栅极节点,则第一节点N1的电压由于耦合电容器Ccp的耦合,与第n发光控制信号EM[n]相关联地提高。由于耦合电容器Ccp的耦合而提高的电压高于在连接区段t4期间存储在第一节点N1中的Vdata+Vth。
此外,在发光区段t5期间,随着驱动TFT DT的栅极节点的电压,即第一节点N1的电压的快速提高,驱动TFT DT的源极节点的电压也提高。
此外,在发光区段t5中,驱动TFT DT的Vgs表现为包括Vdata的电压,并且驱动TFTDT的阈值电压Vth被补偿。因此,通过驱动TFT DT的数据电压Vdata的强度来调节Ioled的强度,有机发光二极管由于Ioled而发光。
在发光区段t5期间,通过驱动TFT DT的Vgs来调节在有机发光二极管中流动的电流Ioled,有机发光二极管由于Ioled而发光。由此,在发光区段t4期间在有机发光二极管中流动的Ioled可由下面的等式5来表示。
【等式5】
在此,K是反映像素驱动电路600的各种因子的比例常数,C’等于C1/(C1+C2)。根据等式5,由于从等式5中消除了阈值电压Vth,所以在有机发光二极管中流动的电流Ioled不受驱动TFT DT的阈值电压Vth影响。
根据相关技术,在发光区段t4中施加发光控制信号EM之后,Ioled的增大速率由于像素电路800中的寄生电容或像素中的电压变化而降低。因此,在具有足够亮度的有机发光二极管的发光方面存在延迟。因此,能够识别到低亮度,从而可发生闪烁现象。
参照图21,在发光区段t5期间,第一扫描信号SCAN1保持在低态,第二扫描信号SCAN2也保持在低态。第n发光控制信号EM[n]在发光区段t5开始时上升,然后保持在高态。因此,在发光区段t5期间,第一开关TFT T1和第二开关TFT T2截止,第三开关TFT T3导通。
因此,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第三开关TFT T3导通以将高电位电压VDD提供至驱动TFT DT的漏极节点。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节有机发光二极管中的电流量。
在发光区段t5期间,高电位电压VDD通过导通的第三开关TFT T3提供至驱动TFTDT的漏极节点。由于耦合电容器Ccp的耦合而快速提高的第一节点N1即驱动TFT DT的栅极节点的电压和第二节点N2即源极节点的电压用于使有机发光二极管中流动的电流Ioled的延迟最小化。
图22是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图。
图22所示的像素驱动电路与图20所示的像素驱动电路基本相同,不同之处在于第二电容器C2的排列。因此,在此将省略其重复解释。也就是说,图22所示的像素驱动电路700与图20所示的像素驱动电路600基本相同,不同之处在于连接至耦合电容器Ccp的节点。因此,在此将省略其重复解释。
参照图22,像素驱动电路700包括驱动TFT DT、第一开关TFT、第一电容器C1和第二电容器C2。在这种情形下,第一电容器C1可以是存储电容器Cst,第二电容器C2可以是耦合电容器Ccp。
第二电容器C2设置在作为第三开关TFT T3的栅极节点的第五节点N5与作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2之间。也就是说,第二电容器C2设置在与其电连接的EM[n]线与第二节点N2之间。
在发光区段期间,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则由于第二电容器C2的电容耦合而快速自举的电压被提供至第二节点N2。也就是说,第n发光控制信号EM[n]被提供至第五节点N5,第二节点N2的电压由于第二电容器C2的电容耦合而快速提高。
此外,在作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1和作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2之间可存在寄生电容器Cpara。驱动TFT DT的寄生电容器Cpara和第一电容器C1可形成继第一电容器C1和第二电容器C2之间的电容耦合之后的第二电容耦合。
因此,在发光区段期间,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第二节点N2的电压由于第二电容器C2的耦合而提高,第一节点N1的电压由于驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的耦合而提高。因此,由于第二电容器C2以及驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的双重耦合,第一节点N1的电压快速提高。
换句话说,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第二节点N2的电压提高。因此,作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1的电压由于第二电容耦合也快速提高。
因此,在发光区段期间,如果第三开关TFT T3响应于第n发光控制信号EM[n]导通,则高电位电压VDD被施加至驱动TFT DT的漏极节点。此外,由于第二电容器C2以及寄生电容器Cpara的双重电容耦合,驱动TFT DT的栅极电压快速提高。
此外,第三节点N3的电压可等于第一节点N1的电压减去阈值电压Vth。此外,在采样时段期间,当第一开关TFT T1导通时,数据电压Vdata被提供至第三节点N3。因此,第一节点N1的电压等于Vdata+Vth。然后,在发光区段期间,第一节点N1的电压由于第二电容器C2以及寄生电容器Cpara的双重电容耦合而快速提高。因此,驱动TFT DT的Vgs保持在Vth,从而第三节点N3的电压也快速提高。
结果,在有机发光二极管由于Ioled而发光的像素驱动电路700中,在有机发光二极管中流动的电流Ioled可通过驱动TFT DT的Vgs调节,并且由于第二电容器C2以及寄生电容器Cpara的双重电容耦合,Ioled的强度也能够更快速地增大。
此外,由于电容耦合导致的施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压的快速提高能够显著减小用于增大Ioled的时间的延迟。
图23是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图。
图23所示的像素驱动电路与图20所示的像素驱动电路基本相同,不同之处在于第二电容器C2的排列。因此,在此将省略其重复解释。也就是说,图23所示的像素驱动电路400与图20所示的像素驱动电路600基本相同,不同之处在于连接至耦合电容器Ccp的节点。因此,在此将省略其重复解释。
参照图23,像素驱动电路400包括驱动TFT DT、五个开关TFT、第一电容器C1和第二电容器C2。在这种情形下,第一电容器C1可以是存储电容器Cst,第二电容器C2可以是耦合电容器Ccp。
第二电容器C2设置在作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1与第四开关TFTT4的栅极节点之间。也就是说,第二电容器C2设置在与其电连接的第五节点N5(作为连接至EM[n-1]线的第四开关TFT T4的栅极节点)与第一节点N1之间。
在连接区段期间,由于第二电容器C2的电容耦合而快速自举的电压被提供至第一节点N1。
具体地,参照图21,当连接区段t4开始时,第n-1发光控制信号EM[n-1]上升至高态,并且第一扫描信号SCAN1、第二扫描信号SCAN2和第n发光控制信号EM[n]保持在低态。因此,由于第四开关TFT T4导通,所以第三节点N3和第四节点N4彼此连接。第一节点N1的电压通过由第二电容器C2耦合的第n-1发光控制信号EM[n-1]而快速提高,然后提供至第四开关TFT T4的栅极节点。
也就是说,在连接区段t4期间,第n-1发光控制信号EM[n-1]被提供至第五节点N5,并且由于第一电容器C1和第二电容器C2之间的电容耦合,通过第n-1发光控制信号EM[n-1]自举的电压被提供至第一节点N1。因此,第一节点N1的电压由于第二电容器C2的电容耦合而快速提高。
具体地,一直到采样时段t2,第三节点N3可具有与第一节点N1的电压减去阈值电压Vth相等的电压。此外,当第一开关TFT T1导通时,数据电压Vdata被提供至第三节点N3。因此,第一节点N1的电压等于Vdata+Vth。
然后,当连接区段t4开始时,在第n-1发光控制信号EM[n-1]处于高态时第四开关TFT T4导通。因此,提供至第三节点N3的数据电压Vdata被提供至第四节点N4。结果,数据电压Vdata被提供至第一电容器C1的一个节点。
然后,连接至第一电容器C1的另一节点的第一节点N1被提供通过由第二电容器C2耦合的第n-1发光控制信号EM[n-1]而快速提高的电压Vcp,然后提供至第四开关TFT T4的栅极节点并且高于Vdata+Vth。因此,第一电容器C1被充入Vcp-Vdata。
参照图23,当第n-1发光控制信号EM[n-1]处于高态时,在本发明的像素驱动电路400中的第一节点N1的电压由于第二电容器C2的耦合而快速提高。因此,驱动TFT DT的Vgs保持在Vth,从而第四节点N4的电压也快速提高。
结果,在有机发光二极管由于本发明的Ioled而发光的像素驱动电路400中,在有机发光二极管中流动的电流Ioled可通过驱动TFT DT的Vgs来调节,并且Ioled的强度由于第二电容器C2的耦合也可更快速地增大。
此外,由于电容耦合导致的施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压的快速提高能够显著减小用于增大Ioled的时间的延迟。
图24是示出根据本发明的另一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图。
图24所示的像素驱动电路与图20所示的像素驱动电路基本相同,不同之处在于第二电容器C2的排列。因此,在此将省略其重复解释。也就是说,图24所示的像素驱动电路500与图20所示的像素驱动电路600基本相同,不同之处在于耦合电容器Ccp连接至开关TFT的部分。因此,在此将省略其重复解释。
参照图24,像素驱动电路500包括驱动TFT DT、五个开关TFT、第一电容器C1和第二电容器C2。在这种情形下,第一电容器C1可以是存储电容器Cst,第二电容器C2可以是耦合电容器Ccp。
第二电容器C2设置在作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2与作为第四开关TFT T4的栅极节点的第五节点N5之间。也就是说,第二电容器C2设置在与其电连接的EM[n-1]线与第二节点N2之间。
此外,在作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1和作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2之间可存在寄生电容器Cpara。驱动TFT DT的寄生电容器Cpara和第二电容器C2串联连接。因此,驱动TFT DT的寄生电容器Cpara可形成继第二电容器C2的耦合之后的第二电容耦合。
在连接区段期间,由于第二电容器C2和寄生电容器Cpara的双重电容耦合而快速自举的电压被提供至第一节点N1。
具体地,参照图21,当连接区段t4开始时,第n-1发光控制信号EM[n-1]上升至高态,并且第一扫描信号SCAN1、第二扫描信号SCAN2和第n发光控制信号EM[n]保持在低态。因此,由于第四开关TFT T4导通,所以第三节点N3和第四节点N4彼此连接。第二节点N2的电压通过由第二电容器C2耦合的第n-1发光控制信号EM[n-1]而快速提高,然后提供至第四开关TFT T4的栅极节点。
也就是说,在连接区段t4期间,第n-1发光控制信号EM[n-1]被提供至第五节点N5,并且由于第二电容器C2的电容耦合,通过第n-1发光控制信号EM[n-1]自举的电压被提供至第二节点N2。因此,第二节点N2的电压由于第二电容器C2的电容耦合而快速提高。
因此,如果第n-1发光控制信号EM[n-1]在连接区段t4期间处于高态,则第二节点N2的电压由于第二电容器C2的耦合而提高,第一节点N1的电压由于驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的耦合而提高。因此,由于第二电容器C2以及驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的双重耦合,第一节点N1的电压快速提高。
换句话说,如果第n-1发光控制信号EM[n-1]处于高态,则第二节点N2的电压提高。因此,作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1的电压由于随后的第二电容耦合也快速提高。
具体地,一直到采样时段t2,第三节点N3可具有与第一节点N1的电压减去阈值电压Vth相等的电压。此外,当第一开关TFT T1导通时,数据电压Vdata被提供至第三节点N3。因此,第一节点N1的电压等于Vdata+Vth。
然后,当连接区段t4开始时,在第n-1发光控制信号EM[n-1]处于高态时第四开关TFT T4导通。因此,提供至第三节点N3的数据电压Vdata被提供至第四节点N4。结果,数据电压Vdata被提供至第一电容器C1的一个节点。
然后,连接至第一电容器C1的另一节点的第一节点N1被提供由于第二电容器C2和驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的双重耦合而高于Vdata+Vth的电压Vcp。因此,第一电容器C1被充入Vcp-Vdata。
参照图24,当第n-1发光控制信号EM[n-1]处于高态时,在本发明的像素驱动电路500中的第一节点N1的电压由于第二电容器C2和驱动TFT DT的寄生电容器Cpara的双重耦合而快速提高。因此,驱动TFT DT的Vgs保持在Vth,从而第四节点N4的电压也快速提高。
结果,在有机发光二极管由于本发明的Ioled而发光的像素驱动电路500中,在有机发光二极管中流动的电流Ioled可通过驱动TFT DT的Vgs来调节,并且Ioled的强度由于第二电容器C2的耦合也可更快速地增大。
此外,由于电容耦合导致的施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压的快速提高能够显著减小用于增大Ioled的时间的延迟。
图25是示出在根据本发明另一实施方式的OLED装置中的Ioled的变化的图。此外,图25示出用于显示Ioled变化的比较例和实施方式1至4。
在此,实施方式1是在如图20所示的根据本发明一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled;实施方式2是在如图22所示的根据本发明另一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled。此外,实施方式3是在如图23所示的根据本发明另一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled;实施方式4是在如图24所示的根据本发明另一示例性实施方式的OLED装置中的Ioled。
在此,图25是示出Ioled随时间的变化的图。在图25中,时间从当将发光控制信号EM[n]提供至像素驱动电路时开始。
参照图25,比较例具有比实施方式1至4长得多的Ioled延迟。具体地,在比较例中,Ioled的延迟是大约440μs。同时,在实施方式1中,Ioled的延迟是大约220μs;在实施方式2中,Ioled的延迟是大约100μs;在实施方式3中,Ioled的延迟是大约40μs;在实施方式4中,Ioled的延迟是大约100μs。
也就是说,即使在每个实施方式1-4中Ioled的最大值不同,本发明的每个实施方式1-4中的Ioled的延迟相比比较例也可显著减小。
因此,根据本发明的实施方式1-4,驱动TFT DT的栅极节点的电压通过作为耦合电容器的第二电容器C2或者形成双重电容耦合的第二电容器C2和寄生电容器Cpara而快速提高。因此,当发光区段t4开始时,Ioled快速增大,从而能够显著减小Ioled的延迟。
IV.[外部补偿]使用初始化电压Vinit的外部补偿(1)
下文,将详细描述在产生本发明的调节后初始化电压c-Vinit时涉及的时序控制器120。图26是用于解释图1所示的时序控制器的示意性框图。
参照图26,时序控制器120包括亮度测量单元210、存储单元220、初始化电压电平控制器(或亮度比较单元)230和初始化电压发生器240。
亮度测量单元210接收从OLED装置100的驱动系统(未示出)施加的像素驱动数据RGB,并计算亮度值Y。
亮度值Y可根据下面的等式6基于输入的像素驱动数据RGB来计算。
【等式6】
Y=(299*R+587*G+114*B)/1000
参照图26,存储单元220存储基于输入的像素驱动数据RGB计算的亮度值Y。具体地,存储单元220已经存储在前帧的亮度值Yn-1,也可存储当前帧的亮度值Yn。
亮度比较单元230可将在当前帧Fn的区段期间从亮度测量单元210施加的像素驱动数据RGB的亮度值Yn与从存储单元220施加的在前帧Fn-1的亮度值Yn-1进行比较。结果,如果当前帧和在前帧之间的亮度值Y存在预定值或更大值的差,亮度比较单元230产生初始化电压电平控制信号VLC。
初始化电压发生器240被提供从驱动系统(未示出)施加且转换成通过时序控制器120驱动多个像素P所需的初始化电压Vinit的输入电压Vin。此外,初始化电压发生器240从初始化电压电平控制器230接收初始化电压电平控制信号VLC。然后,如果在当前帧的像素驱动数据RGB的亮度值Yn与在前帧的亮度值Yn-1之间具有差异,则初始化电压发生器240将调节后的初始化电压c-Vinit施加至多个像素P。
因此,向有机发光二极管OLED的阳极施加作为非常高的电压的调节后初始化电压c-Vinit。即使在像素驱动电路中的驱动TFT的源极节点的电压略微提高,也可以在不具有延迟的情形下以足够的亮度流动电流Ioled。
下文,将描述被施加调节后初始化电压c-Vinit的像素驱动电路。
图27是示出根据本发明的一示例性实施方式,OLED装置中的像素驱动电路的电路图。
参照图27,像素P包括有机发光二极管OLED和像素驱动电路900,像素驱动电路900包括六个晶体管和一个电容器,并被配置成驱动有机发光二极管OLED。
具体地,像素驱动电路900包括驱动晶体管DT、第一至第五开关晶体管T1至T5、以及存储电容器Cst。
驱动TFT DT包括作为连接至存储电容器Cst的节点的第一节点N1的栅极节点、作为电连接至第二开关TFT T2和第三开关TFT T3的第二节点的第二节点N2的漏极节点以及作为电连接至第一开关TFT T1和第四开关TFT T4的第三节点N3的源极节点。
具体地,驱动TFT DT的漏极节点电连接至VDD线。因此,如果第二开关TFT T2和第三开关TFT T3导通,则驱动TFT DT的栅极节点存储高电位电压VDD。
此外,在第一开关TFT T1导通时,数据电压Vdata被提供至驱动TFT DT的源极节点。当第二开关TFT T2导通时,驱动TFT DT的源极节点中的数据电压Vdata被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
具体地,如果第二开关TFT T2导通,则作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2和作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1彼此连接。因此,根据二极管连接方式,驱动TFT DT的Vgs变成驱动TFT DT的Vth。因此,如果第一开关TFT T1导通并且数据电压Vdata被提供至驱动TFT DT的源极节点,则Vdata+Vth被提供至驱动TFT DT的栅极节点。
驱动TFT DT的源极节点电连接至有机发光二极管。具体地,驱动TFT DT的源极节点连接至作为第三节点N3的第四开关TFT T4的漏极节点。此外,驱动TFT DT的源极节点电连接至有机发光二极管的阳极,并且连接至第一开关TFT T1的源极节点。
如果第四开关TFT T4、驱动TFT DT和第三开关TFT T3导通,则驱动TFT DT被提供高电位电压VDD,并且将驱动电流提供至有机发光二极管OLED。因此,有机发光二极管发光。
第一开关TFT T1包括连接至SCAN2线的栅极节点、连接至数据线的漏极节点以及连接至作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3的源极节点。
因此,第一开关TFT T1响应于第二扫描信号SCAN2导通或截止。也就是说,如果处于高态的第二扫描信号SCAN2被提供至第一开关TFT T1的栅极节点,则数据电压Vdata从第一开关TFT T1的漏极节点提供至作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3。
第二开关TFT T2包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至驱动TFT DT的漏极节点和第三开关TFT T3的源极节点的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的栅极节点的源极节点。此外,第二开关TFT T2的源极节点连接至存储电容器Cst的节点。
因此,第二开关TFT T2响应于第一扫描信号SCAN1导通或截止。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第二开关TFT T2导通。因此,第二开关TFT T2将作为驱动TFTDT的漏极节点的第二节点N2的电压传输至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
此外,向第三开关TFT T3的栅极节点提供第n发光控制信号EM[n]作为DC电压,直到第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态为止。因此,在第二开关TFT T2导通时,仅高电位电压VDD被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
第三开关TFT T3包括连接至EM[n]线的栅极节点、连接至VDD线的漏极节点以及连接至驱动TFT DT的漏极节点的源极节点。
因此,第三开关TFT T3可响应于第n发光控制信号EM[n]导通或截止。也就是说,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第三开关TFT T3导通以将来自源极节点的高电位电压VDD提供至作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2。
然后,如果第n发光控制信号EM[n]处于高态,则第三开关TFT T3向驱动TFT DT的漏极节点提供高电位电压VDD,并且在驱动TFT DT的漏极和源极之间的电流(下文中,称为“Ids”)在有机发光二极管中流动。因此,驱动TFT DT依据数据电压Vdata调节有机发光二极管中的电流量。
第四开关TFT T4包括连接至EM[n-1]线的栅极节点、连接至驱动TFT DT的源极节点的漏极节点以及连接至有机发光二极管的阳极的源极节点。因此,第四开关TFT T4可响应于第n-1发光控制信号EM[n-1]导通。
也就是说,如果第n-1发光控制信号EM[n-1]在连接区段期间处于高态,则第四开关TFT T4导通。因此,作为驱动TFT DT的源极节点的第三节点N3和作为第四开关TFT T4的源极节点的第四节点N4彼此连接。
因此,如果第四开关TFT T4响应于第n-1发光控制信号EM[n-1]导通,则第三节点N3的电压Vdata被提供至第四节点N4。
如果第四开关TFT T4、驱动TFT DT和第三开关TFT T3在发光区段期间导通,则高电位电压VDD被提供至驱动TFT DT并且驱动电流Ids被提供至有机发光二极管。因此,有机发光二极管发光。
参照图27,第五开关TFT T5包括连接至SCAN1线的栅极节点、连接至调节后初始化电压(c-Vinit)线的源极节点以及连接至存储电容器Cst的节点和作为有机发光二极管的阳极的第四节点N4的漏极节点。
在初始化时段期间,第五开关TFT T5可响应于第一扫描信号SCAN1导通。也就是说,如果第一扫描信号SCAN1处于高态,则第五开关TFT T5导通以向第四节点N4提供调节后初始化电压c-Vinit。
因此,如果第五开关TFT T5响应于第一扫描信号SCAN1导通,则调节后初始化电压c-Vinit被提供至第四节点N4。因此,在有机发光二极管上写入的数据电压Vdata被初始化。
例如,在有机发光二极管的阳极中产生的寄生电容CEL导致在有机发光二极管的发光时涉及的电流Ioled的时间延迟。因此,即使向有机发光二极管的阳极施加调节后初始化电压c-Vinit并且向驱动TFT DT的源极节点施加低电压,也可在不具有时间延迟的情形下流动用于驱动有机发光二极管的电流Ioled。
因此,在有机发光二极管中流动的电流Ioled快速移动,从而能够实现不具有亮度差异的OLED装置。
存储电容器Cst存储施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压。在这种情形下,存储电容器Cst的一个节点连接至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1,另一节点连接至电连接至有机发光二极管的阳极的第四节点N4。
也就是说,存储电器Cst电连接至第一节点N1和第四节点N4,并且存储在施加至驱动TFT DT的栅极节点的电压与施加至有机发光二极管的阳极的电压之间的电压差。
具体地,当第一开关TFT T1和第二开关TFT T2导通时,向存储电容器Cst的一个节点施加Vdata+Vth。当第五开关TFT T5导通时,向存储电容器Cst的另一节点施加初始化电压Vinit。因此,在存储电容器Cst中充入的电压等于Vdata+Vth-Vinit。
图28是示出输入到图27所示的像素驱动电路900的信号以及得到的输出信号的波形图。为了便于解释,下文将参照图27和图28。
参照图28,刷新区段包括初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5。刷新区段可设置为大约一个水平周期(1H)。在刷新区段期间,在排列在像素阵列的一个水平行上的像素上写入数据。具体地,在刷新区段期间,在像素驱动电路900中的驱动TFT DT的阈值电压Vth被采样,并且数据电压Vdata通过阈值电压Vth被补偿。因此,数据电压Vdata被补偿并写入在像素上,以便不考虑阈值电压Vth来确定在有机发光二极管中的电流量。
参照图28,在经过初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5并且设置在水平行上的每个像素上写入数据电压Vdata。然后,每个像素发光。
图28示出将初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5的每一个保持相同的持续时间。但是,初始化时段t1、采样时段t2、电压保持区段t3、连接区段t4和发光区段t5的每一个的持续时间根据示例性实施方式可以按照各种方式改变。例如,电压保持区段t3可短于其他区段。
首先,当初始化时段t1开始时,第一扫描信号SCAN1上升至高态,第二扫描信号SCAN2保持在低态。同时,在初始化时段t1期间,第n-1发光控制信号EM[n-1]也保持在低态,第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态。
因此,在初始化时段t1期间,第二开关TFT T2和第五开关TFT T5导通,第一开关TFT T1和第四开关TFT T4截止。此外,第三开关TFT T3仅在第n发光控制信号EM[n]处于高态的区段内导通。当第n发光控制信号EM[n]下降至低态时,第三开关TFT T3截止。
因此,调节后初始化电压c-Vinit通过第五开关TFT T5提供至第四节点N4。在第三开关TFT T3导通时,高电位电压VDD通过第二开关TFT T2提供至第一节点N1。
也就是说,由于调节后初始化电压c-Vinit被提供至有机发光二极管的阳极,在在前帧期间写入到有机发光二极管上的数据电压Vdata被初始化为调节后初始化电压c-Vinit。此外,高电位电压VDD被提供至驱动TFT DT的栅极节点。
此外,向第三开关TFT T3的栅极节点提供第n发光控制信号EM[n]作为DC电压,直到第n发光控制信号EM[n]从高态下降至低态为止,从而使第三开关TFT T3导通。然后,高电位电压VDD被提供至作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1。
在采样时段t2期间,第一扫描信号SCAN1保持在高态,并且第二扫描信号SCAN2上升至高态。在采样时段t2期间,第n发光控制信号EM[n]和第n-1发光控制信号EM[n-1]都保持在低态。
因此,在采样时段t2期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第五开关TFT T5导通,第三开关TFT T3和第四开关TFT T4截止。
因此,数据电压Vdata通过第一开关TFT T1提供至第三节点N3。
此外,当第三开关TFT T3截止时,停止向第一节点N1提供高电位电压VDD。然后,当驱动TFT DT和第二开关TFT T2导通时,提供至第三节点N3的数据电压Vdata被提供至与存储电容器Cst的节点连接的第一节点N1。
具体地,由于第三开关TFT T3截止,所以第一节点N1的电压从高电位电压VDD下降至数据电压Vdata。通过扫描这种电压变化,能够检查驱动TFT DT的阈值电压Vth。结果,在采样时段t2期间,能够采样驱动TFT DT的阈值电压Vth。
因此,当第三开关TFT T3截止并且第二开关TFT T2导通时,作为驱动TFT DT的漏极节点的第二节点N2和作为驱动TFT DT的栅极节点的第一节点N1彼此连接。因此,采样驱动TFT DT的Vgs作为驱动TFT DT的Vth。
此外,当第五开关TFT T5导通时,调节后初始化电压c-Vinit被提供至第四节点N4。当第一开关TFT T1和第二开关TFT T2导通时,Vdata+Vth被提供至第一节点N1。结果,存储电容器Cst存储Vdata+Vth-(c-Vinit)。
因此,在采样时段t2期间,第一节点N1和第二节点N2的电压等于Vdata+Vth,第三节点N3的电压等于Vdata,第四节点N4的电压等于调节后初始化电压c-Vinit。
然后,当电压保持区段t3开始时,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2下降至低态,第n发光控制信号EM[n]和第n-1发光控制信号EM[n-1]保持在低态。
因此,在电压保持区段t3期间,所有的开关TFT T1至T5都截止。因此,在采样时段t2中被采样或写入电压的第一至第四节点N1至N4分别浮置,每个节点的电压保持不变。
特别是,在像素中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT并且像素中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT的OLED装置中,像素驱动电路900更适于低速驱动。
具体地,被构造成氧化物半导体TFT的开关TFT具有非常低的截止电流,因而适于在电压保持区段t3期间保持第一至第四节点N1至N4的各自电压。
也就是说,在被构造成氧化物半导体TFT的开关TFT中,截止电流在电压保持区段t3期间非常低,从而第一至第四节点N1至N4的各自电压不会降低而是保持。
因此,如果本发明的像素P中的开关TFT被构造成氧化物半导体TFT并且像素P中的驱动TFT DT被构造成LTPSTFT,则截止电流即使在低速驱动中也很低。因此,在电压保持区段t3期间,相应节点的电压可在几乎没有下降的情形下保持。
在连接区段t4期间,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2保持在低态。当连接区段t4开始时,第n-1发光控制信号EM[n-1]上升至高态,并且第n发光控制信号EM[n]保持在低态。
因此,在连接区段t4期间,仅第四开关TFT T4导通,第一开关TFT T1、第二开关TFTT2、第三开关TFT T3和第五开关TFT T5都截止。因此,由于第四开关TFT T4导通,所以第三节点N3和第四节点N4彼此电连接,保持在第三节点N3中的Vdata被提供至第四节点N4。
在发光区段t5中,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2保持在低态。第n发光控制信号EM[n]在发光区段t5开始时上升,然后在发光区段t5期间保持在高态。
此外,第n-1发光控制信号EM[n-1]也保持在高态。因此,在发光区段t5期间,第一开关TFT T1、第二开关TFT T2和第五开关TFT T5截止,第三开关TFT T3和第四开关TFT T4导通。
此外,通过一直到连接区段t4存储在第一节点N1中的Vdata+Vth,驱动TFT DT也导通。因此,从VDD线到有机发光二极管形成用于驱动电流流动的通路。
也就是说,在发光区段t5期间,Ioled通过导通的驱动TFT DT、第三开关TFT T3和第四开关TFT T4流动到有机发光二极管。
根据本发明的示例性实施方式,相比相关技术具有更高电压值的调节后初始化电压c-Vinit被输入到第四节点N4。因此,连接至有机发光二极管的阳极的第四节点N4的电压用于使有机发光二极管中流动的电流Ioled的延迟最小化。
具体地,由于输入至第四节点N4的调节后初始化电压c-Vinit,有机发光二极管的阳极具有非常高的电压。因此,有机发光二极管仅需要更低的驱动电压来发光。因此,输入至驱动TFT DT的源极节点的低电压能够产生具有足够亮度的Ioled。
图29是示出依据初始化电压的变化,比较例和本发明的示例性实施方式的亮度变化的图。
图29示出根据比较例和实施方式,在达到适当亮度值前的Ioled延迟区段的变化。在此,图29是示出亮度随时间变化的图。在图29中,时间从向像素驱动电路900提供初始化电压时开始。
参照图29,比较例是输入到在根据相关技术的OLED装置中的像素驱动电路的初始化电压Vinit。示例性实施方式是输入到在根据图27所示的示例性实施方式的OLED装置中的像素驱动电路900的调节后初始化电压c-Vinit。此外,参照图29,相比实施方式,比较例在达到具体亮度值前具有非常长的Ioled时间延迟。
参照图29,施加至根据本发明实施方式的像素驱动电路900的调节后初始化电压c-Vinit显示出:仅当图像数据RGB的亮度低于预定亮度时,初始化电压Vinit提高,然后被施加至像素驱动电路。
也就是说,在施加发光控制信号之前,根据实施方式的初始化电压Vinit高于根据比较例的初始化电压Vinit。在此,比较例可以是不考虑图像数据RGB的亮度而施加恒定初始化电压Vinit的情形,或者图像数据RGB的亮度高于预定亮度的情形。
根据本发明示例性实施方式的OLED装置的时序控制器在输入的图像数据RGB的亮度值低于预定亮度时,可提高初始化电压Vinit,以具有不会发生闪烁现象的亮度值。
也就是说,在亮度值低于预定亮度的区段期间,提高初始化电压Vinit以增强与有机发光二极管的阳极连接的像素驱动电路900的第四节点N4的电压。因此,能够抑制闪烁现象。
特别是,在包括多类型TFT的OLED装置中,随着初始化电压Vinit的提高,被构造成氧化物半导体TFT的多个开关TFT的功耗也可增大。但是,通过仅在亮度降低和发生闪烁现象时临时提高初始化电压Vinit,能够抑制功耗的增大。因此,能够使OLED装置的功耗最小化,并且能够减少闪烁现象。
V.使用初始化电压Vinit的外部补偿(2)
图30是示出根据本发明的一示例性实施方式,输入到像素驱动电路的信号以及黑色亮度变化的波形图。此外,图31是示出根据比较例和本发明的示例性实施方式,在刷新区段期间的黑色亮度识别的图。
像素驱动电路具有与27所示的构造基本相同的构造。因此,下文将参照图27。
如果将调节后初始化电压c-Vinit提高到高于预定电压,根据本发明一示例性实施方式的OLED装置的黑色亮度可提高。特别是,随着调节后初始化电压c-Vinit的提高,与其他区段相比,黑色亮度在初始化时段中提高得多得多。
因此,在初始化时段中,可提高黑色亮度,从而在具体的调节后初始化电压c-Vinit的情形下可识别出闪烁。
也就是说,如果采用调节后初始化电压c-Vinit,有机发光二极管中的驱动电压提高,由此减小在有机发光二极管中流动的电流Ioled的延迟。因此,可减少闪烁现象。但是,如果调节后初始化电压c-Vinit高于预定电压,则黑色亮度提高。因此闪烁现象可再次发生或者可增多。
换句话说,可减少闪烁现象的调节后初始化电压c-Vinit存在边际范围(margin)。因此,提出了下文的驱动方法来抑制在提高调节后初始化电压c-Vinit时由于黑色亮度的提高而导致的闪烁现象。
参照图27和图30,在具有6T1C结构的像素电路中的整个初始化时段被分割。整个初始化时段被分割为第一初始化时段t1和第二初始化时段t1’。具体地,在整个初始化时段中的第一初始化时段t1期间,第一扫描信号SCAN1处于高态并且第二扫描信号SCAN2处于低态。
因此,在第一初始化时段t1期间,第一开关TFT T1和第四开关TFT T4截止,第二开关TFT T2、第三开关TFT T3和第五开关TFT T5导通。因此,将调节后初始化电压c-Vinit提供至第四节点N4。同时,由于第n发光控制信号处于高态,所以将高电位电压VDD施加至第一节点N1和第二节点N2。
参照图30,由于在第一初始化时段t1期间将调节后初始化电压c-Vinit提供至第四节点N4,在有机发光二极管中流动的电流可逐渐增大,亮度也可逐渐提高。
因此,在整个初始化时段中,第二初始化时段t1’被设置为:使得通过调节后初始化电压c-Vinit提高的有机发光二极管的亮度不会被识别为闪烁。具体地,在第二初始化时段t1’期间,第一扫描信号SCAN1下降至低态,以便使调节后初始化电压c-Vinit不会被提供至第四节点N4。
也就是说,在第二初始化时段t1’期间,第一扫描信号SCAN1处于低态,第二扫描信号SCAN2处于高态。
因此,在第二初始化时段t1’期间,第一开关TFT T1导通,第二开关TFT T2、第三开关TFT T3、第四开关TFT T4和第五开关TFT T5截止。由于第二开关TFT T2和第五开关TFTT5都截止,所以第四节点N4浮置,并且调节后初始化电压c-Vinit不会被提供至第四节点N4。
也就是说,在第二初始化时段t1’期间,由调节后初始化电压c-Vinit产生的电流不会在有机发光二极管中流动,有机发光二极管的亮度降低。在第一初始化时段t1期间提供的调节后初始化电压c-Vinit导致有机发光二极管中流动的电流增大和亮度提高(其可通过在第二初始化时段t1’中将第一扫描信号SCAN1的状态转换成低态来抑制)。
由此,在整个初始化时段中,第二初始化时段t1’(其中第一扫描信号SCAN1的状态被转换成低态来抑制由调节后初始化电压c-Vinit导致的有机发光二极管的亮度提高)可称为“初始化分割区段(initialization-dividedsection)”。
图30示出整个初始化时段t1和t1’、采样时段t2、电压保持区段t3和连接区段t4的每一个具有相同长度。但是,相应的区段可具有不同的长度。例如,电压保持区段t3可短于其他区段。
参照图31,存在由于黑色亮度的提高而可被人眼识别为闪烁的基准亮度。在比较例中,在整个初始化时段t1、t1’和采样时段t2之中的至少一些区段中存在高于基准亮度的亮度。
同时,在实施方式中,黑色亮度在第一初始化时段t1和采样时段t2中临时提高,但是不高于可被识别为闪烁的基准亮度。因此,不会被识别为闪烁现象。
具体地,如图30所示,初始化时段被分割为第一初始化时段t1和第二初始化时段t1’。因此,通过第一扫描信号SCAN1抑制了调节后初始化电压c-Vinit向第四节点N4的提供。在第二初始化时段t1’期间,调节后初始化电压c-Vinit不会被提供至第四节点N4,从而黑色亮度降低。因此,在图31所示的实施方式中,在刷新区段期间黑色亮度的最大值变得低于可被识别为闪烁的基准亮度。
根据本发明的示例性实施方式,在整个初始化时段t1和t1’之中作为初始化分割区段的第二初始化时段t1’期间,在第一扫描信号SCAN1下降到低态的状态下驱动有机发光二极管。因此,第四节点N4浮置,调节后初始化电压c-Vinit不再被提供至第四节点N4。因此,有机发光二极管的亮度降低。
因此,在第二初始化时段t1’期间,有机发光二极管的亮度被临时降低;在采样时段t2期间,调节后初始化电压c-Vinit通过第一扫描信号SCAN1被再次提供至第四节点N4。因此,有机发光二极管的亮度可再次提高。
也就是说,在第二初始化时段t1’期间,第一扫描信号SCAN1被控制为低态。因此,可以抑制在初始化时段和采样时段期间有机发光二极管的亮度的累积提高。
因此,在初始化时段和采样时段期间,黑色亮度的提高(其由于通过调节后初始化电压c-Vinit使第四节点N4的电压提高而导致)通过第一扫描信号SCAN1抑制。因此,可减少闪烁现象。此外,可增大用于减少闪烁现象的调节后初始化电压c-Vinit的边际范围。
本发明的示例性实施方式也可描述如下。
根据本发明的一个方面,提供一种OLED装置。所述OLED装置包括多个像素,所述多个像素的每一个包括像素驱动电路。所述多个像素的每一个包括有机发光二极管;驱动TFT,被配置成控制所述有机发光二极管的驱动并且具有低温多晶硅(LTPS)有源层、栅极节点、源极节点以及漏极节点;电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT,所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT的每一个具有氧化物半导体有源层、栅极节点、源极节点和漏极节点;存储电容器,连接在所述驱动TFT的栅极节点和所述第五开关TFT的源极节点之间;以及耦合电容器,与所述存储电容器串联电连接,并被配置成实现电容耦合以向所述驱动TFT的栅极节点提供自举电压。
所述OLED装置还可包括:第一节点,连接至所述驱动TFT的栅极节点并且电连接至所述耦合电容器以被提供所述自举电压。
通过所述第一节点的自举电压,可减小在所述有机发光二极管中流动的电流的延迟。
所述OLED装置还可包括:第二节点,连接至所述驱动TFT的漏极节点并且连接至所述第三开关TFT的源极节点,以被提供高电位电压VDD。
在所述第二开关TFT导通时,可利用提供至所述第二节点的高电位电压VDD对所述第一节点充电。
所述OLED装置还可包括:第三节点,连接至所述驱动TFT的源极节点并在所述第一开关TFT导通时被提供数据电压。
所述第三节点的电压可与所述第一节点的电压提高成比例地提高,以保持所述存储电容器中的恒定采样电压。
所述OLED装置还可包括:第四节点,连接至所述有机发光二极管并在所述第五开关TFT导通时被提供初始化电压。
所述第三节点可连接至所述第四开关TFT的漏极节点,并且被配置成在所述第四开关TFT导通时向所述第四节点提供所述数据电压。
所述OLED装置还可包括:第五节点,连接至所述耦合电容器,并连接至所述第三开关TFT的栅极节点以被提供第n发光控制信号。
由于所述存储电容器和所述耦合电容器之间的耦合而增大的所述第一节点的电压的变化可通过第n发光控制信号来确定。
所述耦合电容器的一个节点可连接至所述第三开关TFT的栅极节点,所述耦合电容器的另一节点可连接至所述第三开关TFT的源极节点。
所述第三开关TFT的栅极节点可被提供第n发光控制信号,以使所述第三开关TFT的源极节点的电压通过所述耦合电容器自举。
所述OLED装置还可包括第五节点,连接至被提供第n发光控制信号的所述第三开关TFT的栅极节点,并连接至所述耦合电容器的所述一个节点。
所述驱动TFT可包括寄生电容器,所述寄生电容器相对于所述耦合电容器可产生连续耦合。
所述寄生电容器的一个节点可连接至所述第二节点,所述寄生电容器的另一个节点可连接至所述第一节点。
所述OLED装置还可包括:第五节点,连接至所述第四开关TFT的栅极节点并被提供第n-1发光控制信号。
所述第五节点可连接至所述耦合电容器,因而被提供第n-1发光控制信号以用于所述第一节点的自举电压的产生。
所述驱动TFT可以是LTPSTFT。
所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT可以是具有比所述LTPSTFT高的电压保持能力的氧化物半导体TFT。
根据本发明的另一个方面,提供一种OLED显示装置,包括多个像素,每个像素包括有机发光二极管和用于驱动所述有机发光二极管的像素驱动电路,所述像素驱动电路包括:驱动TFT,被配置成控制所述有机发光二极管的驱动并且包括作为第一节点的栅极节点、作为第二节点的漏极节点以及作为第三节点的源极节点;电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT;存储电容器,连接至作为所述第五开关TFT的漏极节点的第四节点,并被配置成存储待施加至所述驱动TFT DT的电压;以及耦合电容器,被配置成向作为所述驱动TFT的栅极节点的第一节点提供自举电压,其中所述像素驱动电路在被分割成如下部分的时段中操作:初始化时段,其中将初始化电压Vinit提供至所述第四节点,并将高电位电压VDD提供至所述第一节点;采样时段,其中将数据电压Vdata提供至所述第三节点,并在所述第一节点中的高电位电压VDD降低至所述数据电压Vdata时对所述驱动TFT的阈值电压Vth进行扫描;电压保持区段,其中所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT截止,并且所述第一节点、第二节点、第三节点和第四节点的每一个浮置;连接区段,其中所述第三节点和所述第四节点彼此电连接,并且将保持在所述第三节点中的数据电压Vdata提供至所述第四节点;以及发光区段,其中所述第一节点的电压通过所述耦合电容器快速提高,并且所述驱动TFT的源极节点的电压根据所述第一节点的提高的电压也提高,使得与所述有机发光二极管的发光相关的电流的延迟被最小化。
在所述初始化时段中,所述第二开关TFT和所述第五开关TFT可导通,所述第一开关TFT和所述第四开关TFT可截止。
在所述采样时段中,所述第一开关TFT、所述第二开关TFT和所述第五开关TFT可导通,所述第三开关TFT和所述第四开关TFT可截止。
在所述第三开关TFT截止并且所述第二开关TFT导通时,作为所述驱动TFT DT的漏极节点的第二节点和作为所述驱动TFT DT的栅极节点的第一节点可彼此电连接。
在所述第一节点和所述第二节点电连接时,所述驱动TFT DT的栅极-源极电压Vgs可变成阈值电压Vth。
在所述第五开关TFT导通时,初始化电压Vinit可被提供至所述第四节点,并且在所述第一开关TFT和所述第二开关TFT导通时,所述第一节点可被提供Vdata+Vth,所述存储电容器可存储Vdata+Vth-Vinit。
由于每个节点在所述电压保持区段中浮置,所以所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT可以是具有低截止电流的氧化物半导体TFT。
在所述连接区段中,所述第四开关TFT可响应于第n-1发光控制信号而导通。
在所述连接区段中,可向连接至所述第四开关TFT的耦合电容器提供第n-1发光控制信号以使所述第一节点的电压自举。
在所述发光区段期间,所述第一开关TFT、所述第二开关TFT和所述第五开关TFT可截止,所述第三开关TFT和所述第四开关TFT可导通。
尽管已参照附图详细描述了本发明的示例性实施方式,但本发明并不限于此,在不背离本发明的技术构思的情况下,本发明可以以许多不同的形式实施。因此,提供本发明的示例性实施方式仅是为了举例说明的目的,而不旨在限制本发明的技术构思。本发明的技术构思的范围不限于此。因此,应当理解,上述示例性实施方式在所有方面都是举例说明性的,并不限制本发明。应当基于所附的权利要求书解释本发明的保护范围,其等同范围内的所有技术构思都应解释为落入本发明的范围内。
上述各实施方式可进行组合以提供进一步的实施方式。可考虑到上述描述对是实施方式进行这些和其他改变。一般而言,在所附的权利要求书中,使用的术语不应解释为将权利要求限于说明书和权利要求书中公开的具体实施方式,而是应当解释为涵盖这些权利要求享有的等效物的全部范围以及所有可能的实施方式。因此,权利要求书不应被实施方式限制。
Claims (22)
1.一种有机发光显示装置,包括多个像素,所述多个像素的每一个包括:
有机发光二极管;
驱动TFT,被配置成控制所述有机发光二极管的驱动并且具有低温多晶硅(LTPS)有源层、栅极节点、源极节点以及漏极节点;
电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT,所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT的每一个具有氧化物半导体有源层、栅极节点、源极节点和漏极节点;
存储电容器,连接在所述驱动TFT的栅极节点和所述第五开关TFT的源极节点之间;
耦合电容器,与所述存储电容器串联电连接,并被配置成当发光控制信号处于高态时实现电容耦合以向所述驱动TFT的栅极节点提供自举电压;以及
其中所述多个像素的每一个还包括:第一节点,其连接至所述驱动TFT的栅极节点并且电连接至所述耦合电容器以被提供所述自举电压;
其中通过所述第一节点的自举电压,减小在所述有机发光二极管中流动的电流的延迟。
2.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述多个像素的每一个还包括:
第二节点,连接至所述驱动TFT的漏极节点并且连接至所述第三开关TFT的源极节点,所述第三开关TFT可操作为向所述第二节点提供高电位电压VDD。
3.如权利要求2所述的有机发光显示装置,其中在所述第二开关TFT导通时,利用提供至所述第二节点的高电位电压VDD对所述第一节点充电。
4.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述多个像素的每一个还包括:
第三节点,连接至所述驱动TFT的源极节点并在所述第一开关TFT导通时被提供数据电压。
5.如权利要求4所述的有机发光显示装置,其中所述第三节点的电压可操作为与所述第一节点的电压提高成比例地提高,以保持所述存储电容器中的恒定采样电压。
6.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述多个像素的每一个还包括:
第四节点,连接至所述有机发光二极管并在所述第五开关TFT导通时被提供初始化电压。
7.如权利要求4所述的有机发光显示装置,其中所述多个像素的每一个还包括第四节点,其连接至所述有机发光二极管并在所述第五开关TFT导通时被提供初始化电压;以及其中所述第三节点连接至所述第四开关TFT的漏极节点,并且被配置成在所述第四开关TFT导通时向所述第四节点提供所述数据电压。
8.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述多个像素的每一个还包括:
第五节点,连接至所述耦合电容器,并连接至所述第三开关TFT的栅极节点以被提供第n发光控制信号。
9.如权利要求8所述的有机发光显示装置,其中由于所述存储电容器和所述耦合电容器之间的耦合而增大的所述第一节点的电压的变化通过所述第n发光控制信号来确定。
10.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述耦合电容器的第一节点连接至所述第三开关TFT的栅极节点,所述耦合电容器的第二节点连接至所述第三开关TFT的源极节点。
11.如权利要求10所述的有机发光显示装置,其中所述第三开关TFT的栅极节点被提供第n发光控制信号,以使所述第三开关TFT的源极节点的电压通过所述耦合电容器自举。
12.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述驱动TFT包括寄生电容器,所述寄生电容器相对于所述耦合电容器产生连续耦合。
13.如权利要求12所述的有机发光显示装置,其中所述寄生电容器的第一节点连接至所述驱动TFT的漏极节点,所述寄生电容器的第二节点连接至所述驱动TFT的栅极节点。
14.如权利要求1所述的有机发光显示装置,其中所述第四开关TFT的栅极节点被提供第n-1发光控制信号。
15.如权利要求14所述的有机发光显示装置,其中所述第四开关TFT的栅极节点连接至所述耦合电容器,并被提供所述第n-1发光控制信号以用于所述驱动TFT的栅极节点的自举电压的产生。
16.一种OLED显示装置,包括多个像素,每个像素包括有机发光二极管和用于驱动所述有机发光二极管的像素驱动电路,
其中每个像素驱动电路包括:
驱动TFT,被配置成控制所述有机发光二极管的驱动并且包括作为第一节点的栅极节点、作为第二节点的漏极节点以及作为第三节点的源极节点;
电连接至所述驱动TFT的第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT;
存储电容器,连接至作为所述第五开关TFT的漏极节点的第四节点,并被配置成存储待施加至所述驱动TFT的电压;以及
耦合电容器,被配置成当发光控制信号处于高态时向作为所述驱动TFT的栅极节点的第一节点提供自举电压,
所述像素驱动电路在包括如下部分的时段中操作:
初始化时段,其中将初始化电压Vinit提供至所述第四节点,并将高电位电压VDD提供至所述第一节点;
采样时段,其中将数据电压Vdata提供至所述第三节点,并在所述第一节点中的高电位电压VDD降低至所述数据电压Vdata时对所述驱动TFT的阈值电压Vth进行扫描;
电压保持区段,其中所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT截止,并且所述第一节点、第二节点、第三节点和第四节点的每一个浮置;
连接区段,其中所述第三节点和所述第四节点彼此电连接,并且将保持在所述第三节点中的数据电压Vdata提供至所述第四节点;以及
发光区段,其中所述第一节点的电压通过所述耦合电容器快速提高,并且所述驱动TFT的源极节点的电压根据所述第一节点的提高的电压也提高,使得与所述有机发光二极管的发光相关的电流的延迟被最小化。
17.如权利要求16所述的OLED显示装置,其中在所述初始化时段中,所述第二开关TFT和所述第五开关TFT导通,所述第一开关TFT和所述第四开关TFT截止。
18.如权利要求16所述的OLED显示装置,其中在所述采样时段中,所述第一开关TFT、所述第二开关TFT和所述第五开关TFT导通,所述第三开关TFT和所述第四开关TFT截止。
19.如权利要求18所述的OLED显示装置,其中在所述第三开关TFT截止并且所述第二开关TFT导通时,作为所述驱动TFT的漏极节点的第二节点和作为所述驱动TFT的栅极节点的第一节点彼此电连接。
20.如权利要求18所述的OLED显示装置,其中在所述第五开关TFT导通时,初始化电压Vinit被提供至所述第四节点,并且在所述第一开关TFT和所述第二开关TFT导通时,所述第一节点被提供Vdata+Vth,所述存储电容器存储Vdata+Vth-Vinit。
21.如权利要求16所述的OLED显示装置,其中所述第一开关TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、第四开关TFT和第五开关TFT是具有低截止电流的氧化物半导体TFT。
22.如权利要求16所述的OLED显示装置,其中在所述连接区段中,所述第四开关TFT响应于第n-1发光控制信号而导通。
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