CN1704995A - 显示设备及显示设备驱动方法 - Google Patents

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崔埈厚
高春锡
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Abstract

一种显示设备，包括：发光元件；第一开关晶体管，该第一开关晶体管响应扫描信号而发送数据信号；第二开关晶体管，该第二开关晶体管响应开关信号而发送反向偏压；电容器，该电容器根据数据信号对电压充电并根据反向偏压放电；以及驱动晶体管，每个驱动晶体管都连接到驱动电压，并响应充入电容器中的电压而导通和截止，以便连接和断开从驱动电压到发光元件的信号通路。

Description

显示设备及显示设备驱动方法
技术领域
本公开涉及显示设备和驱动方法，并且尤其涉及发光显示设备及其驱动方法。
背景技术
近来个人计算机和电视机重量更轻、更薄的趋势要求相应显示设备的重量更轻、更薄。另外，满足这种要求的平板显示器正在替代常规阴极射线管(CRT)。平板显示器可以包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、有机发光显示器(OLED)、等离子体显示面板(PDP)等。
一般来说，有源矩阵平板显示器包括以矩阵形式排列的许多象素，并且通过基于给定的亮度信息控制象素亮度来显示图像。OLED是通过电激励有机发光材料来显示图像的自发射显示设备。OLED具有低功耗、宽视角及快速响应时间的特点，从而有利于显示运动图像。
OLED的象素包括发光元件和驱动薄膜晶体管(TFT)。发光元件发射具有取决于驱动TFT所驱动的电流的强度的光，驱动TFT所驱动的电流又取决于驱动TFT的阈值电压和驱动TFT的栅极与源极之间的电压。
TFT包括多晶硅或非晶硅。多晶硅TFT具有几个优点，但是它也有一些缺点，如制造多晶硅的复杂性，由此增加了制造成本。另外，难以采用多晶硅TFT来制造大的OLED。
非晶硅TFT可容易地应用于大OLED，并且可以利用比多晶硅TFT少的处理步骤来制造。然而，非晶硅TFT的阈值电压随时间过去而漂移，以致发光元件中流动的电流不均匀，由此使图像质量降级。
发明内容
本公开解决常规技术的问题。本公开的优选实施例提供所希望的优点。
提供了一种显示设备实施例，该显示设备包括：多个发光元件；多个第一开关晶体管，该多个第一开关晶体管响应扫描信号而发送数据信号；多个第二开关晶体管，该多个第二开关晶体管响应开关信号而发送反向偏压；多个电容器，该多个电容器根据数据信号对电压充电，并根据反向偏压放电；以及多个驱动晶体管，每个驱动晶体管都连接到驱动电压，并响应充入电容器中的电压而导通和截止，以便连接和断开从驱动电压到发光元件的信号通路。
反向偏压可以低于0V。第一开关晶体管可以在第一周期期间顺序地导通，并且可以在第二和第三周期期间同时截止，第二开关晶体管可以在第一和第二周期期间截止，并且可以在第三周期期间导通。在第二周期期间驱动电压可以高于连接到发光元件的公共电压，并且在第二周期期间发光元件可以同时发光。驱动电压或公共电压可以具有至少两种不同的电压等级(level)。
在从发光元件发光起，预定长时间过去之后，第二开关晶体管可以同时导通。象素可以包括第一象素组和第二象素组，第二象素组的第一开关晶体管的导通时间可以不同于第一象素组的第一开关晶体管的导通时间，并且第二象素组的第二开关晶体管的导通时间可以不同于第一象素组的第二开关晶体管的导通时间。第二象素组的第一开关晶体管的导通时间和第一象素组的第一开关晶体管的导通时间可以是相继的。
第一象素组的发光元件和第二象素组的发光元件可以至少部分地同时发光。象素可以进一步包括第三象素组，第三象素组的第一开关晶体管的导通时间可以不同于第一象素组和第二象素组的第一开关晶体管的导通时间，并且第三象素组的第二开关晶体管的导通时间可以不同于第一象素组和第二象素组的第二开关晶体管的导通时间。
该显示设备可以包括分别连接到第一象素组和第二象素组并发送驱动电压的第一驱动信号线和第二驱动信号线，其中第一驱动信号线和第二驱动信号线是分开的。第一和第二驱动信号线每一个都可以包括在某一方向上延伸的至少一个主干(stem)，以及从该至少一个主干分出的、且基本上相互平行延伸的多个第一分支(branch)。
第一和第二驱动信号线每一个都可以进一步包括与多个第一分支相交的多个第二分支。第一和第二开关晶体管及驱动晶体管可以包括非晶硅。第一和第二开关晶体管及驱动晶体管可以包括n沟道薄膜晶体管。
该显示设备可以进一步包括：扫描驱动器，该扫描驱动器产生扫描信号；数据驱动器，该数据驱动器产生数据信号；以及驱动电压发生器，该驱动电压发生器产生驱动电压和开关信号。该显示设备可以进一步包括控制扫描驱动器、数据驱动器和驱动电压发生器的信号控制器。数据信号可以包括电压信号。
提供了一种驱动包括多个第一象素的显示设备的方法实施例，该每个第一象素都包括第一发光元件和向第一发光元件供给电流的第一驱动晶体管，该方法包括：顺序地把第一数据信号写到第一象素；在结束把第一数据信号写到所有第一象素之后，根据写入的数据信号使第一发光元件同时发光；以及同时向第一驱动晶体管供给反向偏压，其中在写第一数据信号期间，抑制第一发光元件的发光。
抑制第一发光元件的发光可以包括，减小通过第一驱动晶体管施加于第一发光元件的电压的大小。显示设备可以进一步包括多个第二象素，每个第二象素都包括第二发光元件和向第二发光元件供给电流的第二驱动晶体管，并且该方法可以进一步包括：顺序地把第二数据信号写到第二象素；在结束把第二数据信号写到所有第二象素之后，根据写入的数据信号使第二发光元件同时发光；以及同时向第二驱动晶体管供给反向偏压，其中在写第二数据信号期间抑制第二发光元件的发光，并且在写第一数据信号之后开始写第二数据信号。
第二发光元件的发射可以至少部分地和第一发光元件的发射重叠。写第一数据信号的持续时间可以基本上等于写第二数据信号的持续时间，并且可以在写第一数据信号之后，立即开始写第二数据信号。抑制第一发光元件和第二发光元件的发光可以包括：减小通过第一和第二驱动晶体管施加于第一和第二发光元件的电压的大小。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开的实施例，本公开将变得更显而易见，其中：
图1是根据本公开实施例的有机发光显示器(OLED)的框图；
图2是根据本公开实施例的OLED的象素的等效电路图；
图3是显示根据本公开实施例的OLED的驱动信号线的配置的示意图；
图4是图2的发光元件和驱动晶体管的示范性横断面视图；
图5是根据本公开实施例的有机发光元件的示意图；
图6是显示用于根据本公开实施例的OLED的几种信号的时间图；
图7是显示根据本公开实施例的OLED的驱动晶体管的端子电压波形的图形；
图8是显示用于根据本公开实施例的OLED的驱动信号的另一个例子的时间图；
图9A-9C是显示根据本公开实施例的OLED的驱动信号线的配置的示意图；
图10和11是用于图9A-9C所示OLED的驱动信号的示范性时间图；
图12A和12B是显示根据本公开实施例的OLED的驱动信号线的配置的示意图；
图13是用于图12A和12B所示OLED的驱动信号的时间图；以及
图14是显示根据本发明实施例的、作为恢复时间的线性函数的发射时间的图形。
具体实施方式
以下将参考其中显示了本公开优选实施例的附图，来更完整地描述本发明。在附图中，为清楚起见而可以夸大层和区的厚度。在所有附图中，相同的附图标记可以指相同元件。应该理解，当诸如层、区或衬底的元件被称为“在另一个元件上”，则它可以是直接在另一个元件上、或者也可以存在多个中间元件。相反，当某一元件被称为“直接在另一个元件上”，则不存在中间元件。以下将参考附图，来描述根据本公开实施例的示范性显示设备及其驱动方法。
将参考图1至7来描述根据本公开实施例的有机发光显示器(OLED)。
图1是根据本公开示范性实施例的OLED的框图，图2是根据本公开示范性实施例的OLED的象素的等效电路图，以及图3图解显示了根据本公开示范性实施例的OLED的驱动信号线的配置。
如图1所示，根据本公开示范性实施例的OLED一般用附图表示1000指示。OLED 1000包括：显示面板300；三个驱动器，这三个驱动器包括连接到显示面板300的扫描驱动器400、数据驱动器500和驱动信号发生器700；以及信号控制器600，其控制以上元件。
参考图1，显示面板300包括多个信号线，以及连接到这些信号线并且基本上以矩阵形式排列的多个象素PX。
信号线包括用于发送扫描信号的多个扫描线G1-Gn，以及用于发送数据信号的多个数据线D1-Dm。扫描线G1-Gn基本上在行方向上延伸且基本上相互平行，而数据线D1-Dm基本上在列方向上延伸且基本上相互平行。
转到图2，根据本公开示范性实施例的OLED 1000的象素的等效电路图一般用附图标记2000来指示。
现在转到图3，根据本公开示范性实施例的OLED 1000的驱动信号线的配置一般用附图标记3000来表示。
参考图2和图3，信号线进一步包括：驱动电压线Lv，用于发送驱动电压信号Vp；开关信号线Lr，用于发送开关信号Vr；以及反向偏压线Ln，用于发送反向偏压Vneg。信号线Lv、Lr和Ln在行方向或列方向上延伸。
参考图3，驱动信号线Lv包括一对主干(stem)Lvm和多个分支(branch)Lvb。主干Lvm位于显示面板300的上边缘和下边缘附近，并基本上在行方向上延伸。分支Lvb连接这对主干Lvm，并基本上在列方向上延伸。驱动电压信号Vp首先施加于主干Lvm，并通过分支Lvb发送给象素PX。
主干Lvm宽度的大小足以供给为使所有象素都发光而消耗的电流，并且比分支Lvb的宽度大。作为选择，可以将主干Lvm安排在显示面板300的左边缘和右边缘附近，并基本上在列方向上延伸，而分支Lvb基本上在行方向上延伸，以连接主干Lvm。
参考图2，每个象素PX，如连接到扫描线Gi和数据线Dj的象素，都包括有机发光元件LD、驱动晶体管Qd、电容器Cs和两个开关晶体管Qs1和Qs2。
驱动晶体管Qd具有：控制端Ng，其连接到开关晶体管Qs1和Qs2；输入端Nd，其连接到用于发送驱动电压信号Vp的驱动信号线Lv；以及输出端Ns，其连接到发光元件LD。
发光元件LD具有连接到驱动晶体管Qd的输出端Ns的阳极，以及连接到公共电压Vcom的阴极。发光元件LD发射具有取决于驱动晶体管Qd的输出电流ILD的强度的光。驱动晶体管Qd的输出电流ILD取决于驱动晶体管Qd的控制端Ng与输出端Ns之间的电压Vgs。
开关晶体管Qs1具有连接到扫描线Gi的控制端、连接到数据线Dj的输入端、以及连接到驱动晶体管Qd控制端Ng的输出端。开关晶体管Qs1响应施加于扫描线Gi上的扫描信号Vgi，把施加于数据线Dj上的数据信号Vd发送给驱动晶体管Qd。
开关晶体管Qs2具有连接到开关信号线Lr的控制端、连接到反向偏压线Ln的输入端、以及连接到驱动晶体管Qd控制端Ng的输出端。开关晶体管Qs2响应开关信号Vr，把反向偏压Vneg发送给驱动晶体管Qd。
这样确定反向偏压Vneg的大小，以致在驱动晶体管Qd的控制端Ng与输出端Ns之间施加足够高的反向偏压。反向偏压Vneg优选地低于大约0V，例如大约-15V。在发光元件LD的发光期间，施加于驱动晶体管Qd控制端Ng的反向偏压Vneg能够释放在驱动晶体管Qd的栅极绝缘层中捕获的电子。
开关晶体管Qs1和Qs2及驱动晶体管Qd是包括非晶硅或多晶硅的n沟道场效应晶体管(FET)。然而，晶体管Qs1、Qs2和Qd可以是以和n沟道FET相反的方式工作的p沟道FET。
电容器Cs连接在驱动晶体管Qd的控制端Ng与输出端Ns之间。电容器Cs存储并维持施加于驱动晶体管Qd控制端Ng的数据信号Vd或反向偏压Vneg。
以下将参考图4和图5，来详细描述如图2所示的发光元件LD及连接到该发光元件LD的驱动晶体管Qd的结构。
如图4所示，图2的发光元件LD和驱动晶体管Qd一般用附图标记4000来指示。图4是图2所示的发光元件LD和驱动晶体管Qd的示范性横断面视图。
转到图5，根据本公开实施例的有机发光元件一般用附图标记5000来指示。
控制电极124形成在绝缘衬底110上。控制电极124优选地由诸如Al和Al合金的含Al金属、诸如Ag和Ag合金的含Ag金属、诸如Cu和Cu合金的含Cu金属、诸如Mo和Mo合金的含Mo金属、Cr、Ti或Ta构成。控制电极124可以具有包括物理特性不同的两个膜的多层结构。这两个膜之一优选地由包括含Al金属、含Ag金属和含Cu金属的低电阻率金属构成，以便减小信号延迟或压降。另一个膜优选地由诸如含Mo金属、Cr、Ta或Ti的材料构成，这种材料具有和诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的其它材料的良好物理、化学及电接触特性。两个膜组合的良好例子是，下面Cr膜和上面Al(合金)膜、以及下面Al(合金)膜和上面Mo(合金)膜。然而，栅电极124可以由各种金属或导体构成。栅电极124的侧面相对于衬底表面倾斜，其倾斜角在大约30-80度的范围内变动。
优选地由氮化硅(SiNx)构成的绝缘层140形成在控制电极124上。优选地由氢化非晶硅(缩写为“a-Si”)或多晶硅构成的半导体154形成在绝缘层140上，并且优选地由掺有大量诸如磷的n型杂质的硅化物或n+氢化a-Si构成的一对欧姆触点163和165形成在半导体衬底154上。半导体衬底154及欧姆触点163和165的侧面相对于衬底表面倾斜，其倾斜角优选地在大约30-80度的范围内变动。
输入电极173和输出电极175形成在欧姆触点163和165及绝缘层140上。输入电极173和输出电极175优选地由诸如Cr、Mo、Ti、Ta或它们的合金的耐熔金属构成。然而，它们可以具有包括耐熔金属膜和低电阻率膜的多层结构。多层结构的良好例子是，包括下面Cr/Mo(合金)膜和上面Al(合金)膜的双层结构，以及包括下面Mo(合金)膜、中间Al(合金)膜和上面Mo(合金)膜的三层结构。与栅电极124一样，输入电极173和输出电极175具有倾斜的边缘轮廓，其倾斜角在大约30-80度的范围内变动。
输入电极173和输出电极175彼此分开，并且被安排成关于栅电极124彼此相对。控制电极124、输入电极173和输出电极175以及半导体154形成了，用作在输入电极173和输出电极175之间具有沟道的驱动晶体管Qd的TFT。
欧姆触点163和165仅被置于下面的半导体带(semiconductorstrip)151和覆盖在上面的电极173及175之间，并减小它们之间的接触电阻。半导体154包括未被输入电极173和输出电极175覆盖的暴露部分。
钝化层180形成在电极173和175、半导体154的暴露部分、以及绝缘层140上。钝化层180优选地由诸如氮化硅或氧化硅的无机绝缘体、有机绝缘体、或低介电绝缘材料构成。低介电材料优选地具有低于大约4.0的介电常数，其例子是通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的a-Si：C：O和a-Si：O：F。有机绝缘体可以具有光敏性，并且钝化层180可以具有平面。钝化层180可以由具有平面特性和光敏性的材料构成。钝化层180可以具有包括下面无机膜和上面有机膜的双层结构，使得它可以利用有机膜、以及它可以保护半导体154的暴露部分。钝化层180具有使输出电极175的一部分暴露的接触孔185。
象素电极190形成在钝化层180上。象素电极190通过接触孔185在物理上电连接到输出端电极175，并且象素电极190优选地由诸如ITO或IZO的透明导体、或诸如Ag或Al的反射性金属(reflectivemetal)构成。
隔板360形成在钝化层180上。隔板360象堤岸一样围起象素电极190，以便在象素电极190上定义开口，并且隔板360优选地由有机或无机绝缘材料构成。
有机发光元件370形成在象素电极190上，并且它被限制在由隔板360围起的开口中。
参考图5，有机发光元件370具有包括发射层EML和用于提高发射层EML的发光效率的辅助层的多层结构。辅助层包括用于改善电子和空穴的平衡的电子传输层ETL和空穴传输层HTL，以及用于提高电子和空穴注入的电子注入层EIL和空穴注入层HIL。可以省略辅助层。
诸如Al(合金)的低电阻率辅助电极382形成在隔板360上。
被施加了公共电压Vcom的公共电极270形成在有机发光元件370和隔板360上。公共电极270优选地由诸如Ca、Ba、Al或Ag的反射性金属、或诸如ITO或IZO的透明导电材料构成。
辅助电极382和公共电极270接触，以便补偿公共电极270的导电率，以防止公共电极270的电压失真。
对于向显示面板300的顶部发光的顶部发射OLED，采用不透明象素电极190和透明公共电极270的组合，而对于向显示面板300的底部发光的底部发射OLED，采用透明象素电极190和不透明公共电极270的组合。
象素电极190、有机发光元件370和公共电极270形成了把象素电极190作为阳极并把公共电极270作为阴极、或反之亦然的发光元件LD。发光元件LD独特地发射一种基色光，这取决于发光元件370的材料。一组示范性的基色包括红色、绿色和蓝色，并且通过三种基色的相加来实现图像的显示。
回过头参考图1，扫描驱动器400连接到显示面板300的扫描线G1-Gn，并综合用于导通开关晶体管Qs1的栅极导通电压Von1和用于截止开关晶体管Qs1的栅极截止电压Voff1，以产生施加于扫描线G1-Gn的扫描信号。
数据驱动器500连接到显示面板300的数据线D1-Dm，并且将数据信号Vd施加于数据线D1-Dm。
扫描驱动器400或数据驱动器500可以被实施为：安装在显示面板300上、或者安装在附属在显示面板300上的芯片带载封装(TCP)型挠性印制电路(FPC)膜上的集成电路(IC)芯片。作为选择，它们可以与信号线G1-Gn和D1-Dm以及晶体管Qd、Qs1和Qs2一起集成到显示面板300中。
驱动信号发生器700连接到显示面板300的驱动信号线Lv，并综合高电压VH和低电压VL，以产生施加于驱动信号线Lv的驱动电压信号Vp。高电压VH高于公共电压Vcom，并且低电压VL等于或低于公共电压Vcom。
此外，驱动信号发生器700也连接到显示面板300的开关信号线Lr，并综合用于导通开关晶体管Qs2的栅极导通电压Von2和用于截止开关晶体管Qs2的栅极截止电压Voff2，以产生施加于开关信号线Lr的开关信号Vr。
信号控制器600控制扫描驱动器400、数据驱动器500和驱动信号发生器700。
现在，将参考图6和图7来详细描述上述OLED的操作。
转到图6，显示了用于根据本公开实施例的OLED的几种信号的时序图一般用附图标记6000来指示。
如图7所示，根据本公开实施例的OLED的驱动晶体管的端子电压波形一般用附图标记7000来指示。
从外部图形控制器向信号控制器600提供输入图像信号R、G和B，以及用于控制输入图像信号显示的输入控制信号，如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK和数据使能信号DE。在根据输入控制信号和输入图像信号R、G和B产生扫描控制信号CONT1、数据控制信号CONT2和发射控制信号CONT3、并处理适于显示面板300操作的图像信号R、G和B之后，信号控制器600把扫描控制信号CONT1发送给扫描驱动器400，把被处理的图像信号DAT和数据控制信号CONT2发送给数据驱动器500，并把发射控制信号CONT3发送给驱动信号发生器700。
扫描控制信号CONT1包括用于命令开始扫描的扫描开始信号STV和用于控制栅极导通电压Von1的输出时间的至少一个时钟信号。扫描控制信号CONT1可以包括用于定义栅极导通电压Von1的持续时间的多个输出使能信号。
数据控制信号CONT2包括用于通知一组象素PX的数据发送开始的水平同步开始信号STH、用于命令向数据线D1-Dm施加数据电压的加载信号LOAD以及数据时钟信号HCLK。
响应控制信号CONT1-CONT3，扫描驱动器400、数据驱动器500和驱动信号发生器700操作，以便将信号施加于显示面板300。对于每帧重复操作，并且基于操作的特性，一帧被分成写周期WR、发射周期EM、恢复周期RE。
现在描述写周期(WR)。首先，驱动信号发生器700响应来自信号控制器600的发射控制信号CONT3，将驱动电压信号Vp变为低电压VL。低电压VL优选地等于或低于施加于发光元件LD阴极的公共电压Vcom。以下，假定公共电压Vcom和低电压VL等于0V。然而，不限于该示范性情况。
另外，驱动信号发生器700将开关信号Vr变为栅极截止电压Voff2。栅极截止电压Voff2优选地低于反向偏压Vneg，以确保开关晶体管Qs2将截止，例如等于大约-20V。然后，开关晶体管Qs2截止，以防止反向偏压Vneg施加于驱动晶体管Qd的输入端Ng。
同时，数据驱动器500从信号控制器600接收关于诸如第i行象素的一组象素PX的图像数据，把图像数据转换成模拟数据电压Vd，并响应来自信号控制器600的数据控制信号CONT2把数据信号Vd施加于数据线D1-Dm。
扫描驱动器400响应来自信号控制器600的扫描控制信号CONT1，而产生用于第i扫描信号线Gi的、等于栅极导通电压Von1的扫描信号Vgi，由此导通连接到第i扫描信号线Gi的开关晶体管Qs1。施加于数据线D1-Dm的数据电压Vd通过开关晶体管Qs1供给驱动晶体管Qd控制端Ng和电容器Cs，电容器Cs对数据电压Vd充电。
通过以水平周期(以“1H”表示，并等于一个水平同步信号Hsync与数据使能信号DE周期)为单位重复该过程，在写周期WR期间顺序地向所有扫描线G1-Gn供给栅极导通电压Von1，由此将数据电压施加于所有象素。
因为即使扫描信号Vg1-Vgn变为用于截止开关晶体管Qs1的栅极截止电压Voff1、在写周期WR中电容器Cs中存储的电压也得到维持，因此驱动晶体管Qd控制端Ng的电压Vng也得到保持。
然而，因为在写周期WR中驱动电压信号Vp等于或小于公共电压Vcom，如上所述，因此即使驱动晶体管Qd被导通了，发光元件LD的阳极电压也等于或低于发光元件LD的阴极电压。因此，在发光元件LD中没有电流ILD流动，从而发光元件LD不发光。
结果，在写周期WR中，虽然数据电压Vd被写入每个象素中，但是发光元件LD不发光。
现在描述发射周期(EM)。在数据电压Vd被写入所有象素之后，当驱动信号发生器700响应来自信号控制器600的发射控制信号CONT3把驱动电压信号Vp变为高电压VH时，发射周期EM开始了。高电压优选地等于大约15V。发射周期EM可以在从完成写数据电压到象素中起，预定长时间过去之后开始。
当驱动电压信号Vp的电压等级增大时，发光元件LD的阳极电压高于发光元件LD的阴极电压，以致电流开始流动。电流ILD的大小取决于驱动晶体管Qd的控制端Ng与输出端Ns之间的电压Vgs。发光元件LD通过发射具有取决于电流ILD大小的强度的光，来显示图像。
如图7所示，当驱动晶体管Qd的输入端电压Vnd增大时，由于电容器Cs的自举以及驱动晶体管Qd各端之间的寄生电容，使得驱动晶体管Qd的控制端电压Vng和输出端电压Vns也增大了。驱动晶体管Qd的输出电流ILD由增大的控制端电压Vng和输出端电压Vns或电容器Cs中存储的电压之间的电压差Vgs来确定。
同时，开关信号Vr保持为栅极截止电压Voff2，以便在发射周期EM中把开关晶体管Qs2保持在截止状态。
结果，发光元件LD不在写周期WR期间发光，而是在发射周期EM期间发光，并且发光元件LD的发射时间可以相等。
现在将描述恢复周期(RE)。当驱动信号发生器700使驱动电压信号Vp降到低电压VL时，恢复周期开始了。然后，在发光元件LD中没有电流，并且发光元件LD不发光。在预定延迟时间ΔT过去之后，开关信号Vr被增大到能够导通开关晶体管Qs2的栅极导通电压Von2。栅极导通电压Von2优选地高于大约15V，更优选地为大约20V，以确保开关晶体管Qs2的导通。
当开关晶体管Qs2导通时，反向偏压Vneg施加于驱动晶体管Qd的控制端Ng，以致电容器Cs释放存储的电压，并且驱动晶体管Qd被截止。这造成了在发射周期EM期间在驱动晶体管Qd的栅极绝缘层中捕获的电子的释放，从而减小了驱动晶体管Qd的阈值电压Vth的漂移。
延迟时间ΔT被确定为具有这样的值，在恢复周期RE中驱动电压信号Vp变为低电压VL之后，该值能够将驱动晶体管Qd的控制端电压Vng和输出端电压Vns恢复为写周期WR中的相应电压。这样，通过恢复周期RE期间的反向偏压Vneg，使驱动晶体管Qd的控制端Ng与输出端Ns之间的电压Vns足够大，且具有负极性，从而进一步减小了阈值电压Vth的漂移。
然而，也可以将延迟时间ΔT设为0，并且在恢复周期RE中驱动电压信号Vp可以维持低电压。
可以改变一帧中WR、EM和RE周期的持续时间。例如，将其中发光元件LD发光的EM周期设置为等于其中发光元件LD不发光的WR和RE周期。确定恢复周期RE，以减小由反向偏压引起的驱动晶体管Qd的退化。
同时，上述两种周期、即发光周期和不发光周期的混合，充当能够减少运动图像的图像拖尾的脉冲驱动的作用。
驱动电压信号Vp、开关信号Vr和反向偏压Vneg可以具有除上述值之外的各种值。另外，一帧被分成各种数量的周期，例如两个或多于三个周期、而不是示范性的三个周期。例如，通过同时执行写数据和发光并且此后提供反向偏压，可以实现两个周期的划分。三个或更多周期的例子是，把WR、EM和RE周期的每一个都分成几部分，并且把被划分的部分插入这些周期之间。
转到图8，显示了用于根据本公开实施例的OLED的驱动信号的另一个例子的时间图一般用附图标记8000来指示。
参考图8，驱动电压信号Vp具有固定值VL，如0V，并且公共电压Vcom具有变化的电压等级。这也可以得到相同的显示操作和相同优点。即，在写周期WR期间，公共电压Vcom具有比驱动电压信号Vp的低电压VL高的值VcomH，如大约0V，并且这抑制了发光元件LD的发光，同时把数据电压Vd写到驱动晶体管Qd的控制端Ng。在发射周期EM期间，公共电压Vcom具有比驱动电压信号Vp的低电压VL足够低的值VcomL，如大约-15V，以便使发光元件LD发光。最后，在恢复周期RE期间，公共电压Vcom再次具有值VcomH，以致发光元件LD不发光，并且驱动晶体管Qd的控制端Ng被反向偏置。
接下来，将参考图9A至11，来详细描述根据本公开另一实施例的显示设备。
现在转到图9A-9C，根据本公开实施例的OLED的驱动信号线的配置一般分别用附图标记9100、9200和9300来指示。
参考图9A-9C，OLED的显示面板300被分为上部块和下部块。驱动信号线包括位于上部块中并发送驱动电压信号Vp1的上部驱动信号线，以及位于下部块中并发送另一驱动电压信号Vp2的下部驱动信号线。
开关信号线包括分别位于上部块和下部块中且彼此分开的上部开关信号线和下部开关信号线。数据线既通过上部块、又通过下部块。
参考图9A，上部驱动信号线包括：主干Lvm1，其位于显示面板300上边缘附近，在行方向上延伸，并被提供驱动电压信号Vp1；以及多个分支Lvb1，该多个分支Lvb1在列方向上从主干Lvm1伸出。下部驱动信号线具有与上部驱动信号线对称的配置。即，下部驱动信号线包括：主干Lvm2，其位于显示面板300下边缘附近，在行方向上延伸，并被提供驱动电压信号Vp2；以及多个分支Lvb2，该多个分支Lvb2在列方向上从主干Lvm2伸出。优选地，主干Lvm1和Lvm2比分支Lvb1和Lvb2宽。
参考图9B，上部驱动信号线和下部驱动信号线每一个都包括：一对主干Lvm1或Lvm2，其位于显示面板300的左边缘和右边缘附近，在列方向上延伸，并被提供驱动电压信号Vp1或Vp2；以及多个分支Lvb1或Lvb2，该多个分支Lvb1或Lvb2在行方向上从主干Lvm1或Lvm2伸出。优选地，主干Lvm1和Lvm2比分支Lvb1和Lvb2宽。
图9C所示的上部驱动信号线和下部驱动信号线每一个都包括：多个纵向分支Lvb3或Lvb4和一对主干Lvm1或Lvm2，以及多个图9B所示的横向分支Lvb1或Lvb2。纵向分支Lvb3和Lvb4与横向分支Lvb1和Lvb2相交。驱动信号线的这种格子图案有利于把驱动电压信号Vp1和Vp2发送到各个象素。
如图10所示，用于图9A-9C所示OLED的驱动信号的时序图一般用附图标记10000来指示。
转到图11，用于图9A-9C所示OLED的驱动信号的另一时序图一般用附图标记11000来指示。现在将参考图10和图11，来详细描述图9A-9C所示OLED的操作。
参考图10和11，该显示设备中的两个块以时差方式操作。假定上部块包括第一至第1扫描线，而下部块包括第(1+1)至第21扫描线。用于上部块的开关信号用Vr1表示，并且用于下部块的开关信号用Vr2表示。关于上部块的写周期、发射周期和恢复周期分别用WR1、EM1和RE1表示；而关于下部块的写周期、发射周期和恢复周期分别用WR2、EM2和RE2表示。
在上部块的写周期WR1结束后，下部块的写周期WR2开始。换句话说，下部块的操作被延迟了上部块的写周期WR1。上部块和下部块的每个周期中的操作都基本上和图1至8中所示的操作相同，并且将省略对它们的详细描述。
参考图10，写周期WR1或WR2的持续时间等于半帧，并且在上部块的写周期WR1结束的时候、下部块的写周期WR2开始。这允许相对地放大扫描信号Vg1-Vg21的脉冲宽度，从而可以增加用于把数据电压Vd充电到电容器Cs中的时间。另外，上部块的发射周期EM1和下部块的发射周期EM2相互不重叠，由此减小了最大电流消耗。
参考图11，写周期WR1和WR2每一个的持续时间都短于半帧。这允许增加发光元件LD的发射时间，因为发射周期EM1或EM2增加了。而且，可以延长恢复周期RE1或RE2。写周期WR1和WR2可以不必是相继的(sucessive)。
接下来将参考图12A-13，来详细描述根据本公开另一实施例的显示设备。
现在转到图12A和12B，根据本公开实施例的OLED的驱动信号线的配置一般分别用附图表示12100和12200来指示。
参考图12A和12B，OLED的显示面板300被分成在列方向上排列的第一至第三块。驱动信号线包括：第一驱动信号线，其位于第一块中并发送驱动电压信号Vp1；第二驱动信号线，其位于第二块中并发送另一驱动电压信号Vp2；以及第三驱动信号线，其位于第三块中并发送另一驱动电压信号Vp3。
开关信号线包括分别位于第一至第三块中且彼此分开的第一至第三开关信号线。数据线通过所有块。
参考图12A，第一至第三驱动信号线每一个都包括：一对主干Lvm1、Lvm2或Lvm3，其位于显示面板300的左边缘和右边缘附近，在列方向上延伸，并被提供驱动电压信号Vp1、Vp2或Vp3；以及多个分支Lvb1、Lvb2或Lvb3，这多个分支Lvb1、Lvb2或Lvb3在行方向上从主干Lvm1、Lvm2或Lvm3伸出。优选地，主干Lvm1-Lvm3比分支Lvb1-Lvb3宽。
图12B所示的上部驱动信号线和下部驱动信号线每一个都包括：多个纵向分支Lvb4、Lvb5或Lvb6及主干Lvm1、Lvm2或Lvm3，以及多个图12A所示的横向分支Lvb1、Lvb2或Lvb3。纵向分支Lvb4、Lvb5和Lvb4与横向分支Lvb1、Lvb2和Lvb3相交。驱动信号线的这种格子图案有利于把驱动电压信号Vp1、Vp2和Vp3发送到各个象素。
现在将参考图13，来详细描述图12A和12B所示OLED的操作。
如图1 3所示，用于图12A和12B所示OLED的驱动信号的时间图一般用附图标记13000来指示。
参考图13，该显示设备中的三个块以时差方式操作。假定第一块包括第一至第k扫描线，第二块包括第(k+1)至第2k扫描线，以及第三块包括第(2k+1)至第3k扫描线。用于第一块的开关信号以Vr1表示，用于第二块的开关信号以Vr2表示，以及用于第三块的开关信号以Vr3表示。关于第一块的写周期、发射周期和恢复周期分别以WR1、EM1和RE1表示；关于第二块的写周期、发射周期和恢复周期分别以WR2、EM2和RE2表示；以及关于第三块的写周期、发射周期和恢复周期分别以WR3、EM3和RE3表示。
第二块的写周期WR2在第一块的写周期WR1结束后开始，并且第三块的写周期WR3在第二块的写周期WR2结束后开始。换句话说，第二块的操作被延迟了第一块的写周期WR1，并且第三块的操作被延迟了第二块的写周期WR2。第一至第三块的每个周期中的操作都基本上和图1-8中所示的操作相同，并且将省略对它们的详细描述。
写周期WR1、WR2或WR3的持续时间等于大约三分之一帧。在第一块的写周期WR1结束的时候、第二块的写周期WR2开始，并且在第二块的写周期WR2结束的时候、第三块的写周期WR3开始。这允许相对地放大扫描信号的脉冲宽度，从而可以增加用于把数据电压Vd充电到电容器Cs中的时间。另外，发射周期EM1-EM3相互不重叠，由此减小了最大电流消耗。
作为选择，写周期WR1和WR2每一个的持续时间短于大约三分之一帧。这允许增加发光元件LD的发射时间，因为发射周期EM1、EM2或EM3增加了。而且，可以延长恢复周期RE1、RE2或RE3。写周期WR1、WR2和WR3可以不必是相继的。
可以将显示设备分成四个或更多块，并且因为这与上类似，所以将省略对它们的说明。
转到图14，显示了相对于各种划分数的发射时间与恢复时间之间的关系的图表一般用附图标记14000来指示。发射时间、写时间和恢复时间分别表示发射周期、写周期和恢复周期的持续时间。
参考图14，发射时间是恢复时间的负斜率线性函数，从而当恢复时间变长时、发射时间将变短。被划分的块的写时间等于一帧除以块数。例如，每一个三次划分的块的等待时间都等于三分之一帧。因此，对于两次划分，帧块的发射时间和恢复时间等于半帧(例如对于60Hz帧频、等于25/3ms)，对于三次划分，帧块的发射时间和恢复时间等于三分之二帧(例如对于60Hz帧频、等于100/9ms)，以及对于四次划分，帧块的发射时间和恢复时间等于四分之三帧(例如对于60Hz帧频、等于25/2ms)。
为了减小驱动晶体管Qd的阈值电压Vth的漂移，恢复时间必需充分，但是它减少了发射时间。然而，当划分数增加时，对于给定恢复时间、发射时间将增加。结果，通过改变划分数，可以实现期望的恢复时间和发射时间。
本公开也可以应用于把电流而不是电压用作数据信号的电流编程型OLED。
虽然以上详细描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，本发明基本概念的许多变化和/或更改对于本领域普通技术人员都是可以出现的，并且仍将落入如附加权利要求所定义的本发明精神和范围内。

Claims (25)

1、一种显示设备，包括：
多个发光元件；
多个第一开关晶体管，该多个第一开关晶体管响应扫描信号而发送数据信号；
多个第二开关晶体管，该多个第二开关晶体管响应开关信号而发送反向偏压；
多个电容器，该多个电容器根据数据信号对电压充电并根据反向偏压放电；以及
多个驱动晶体管，每个驱动晶体管都连接到驱动电压，并响应充入电容器中的电压而导通和截止，以便连接和断开从驱动电压到发光元件的信号通路。
2、根据权利要求1所述的显示设备，其中反向偏压低于0V。
3、根据权利要求1所述的显示设备，其中第一开关晶体管在第一周期期间顺序地导通，并在第二和第三周期期间同时截止，第二开关晶体管在第一和第二周期期间截止，并在第三周期期间导通。
4、根据权利要求3所述的显示设备，其中在第二周期期间驱动电压高于连接到发光元件的公共电压，并且在第二周期期间发光元件同时发光。
5、根据权利要求4所述的显示设备，其中驱动电压具有至少两种不同的电压等级。
6、根据权利要求4所述的显示设备，其中公共电压具有至少两种不同的电压等级。
7、根据权利要求4所述的显示设备，其中在从发光元件发光起，预定长时间过去之后，第二开关晶体管同时导通。
8、根据权利要求1所述的显示设备，其中象素包括第一象素组和第二象素组，第二象素组的第一开关晶体管的导通时间不同于第一象素组的第一开关晶体管的导通时间，以及第二象素组的第二开关晶体管的导通时间不同于第一象素组的第二开关晶体管的导通时间。
9、根据权利要求8所述的显示设备，其中第二象素组的第一开关晶体管的导通时间和第一象素组的第一开关晶体管的导通时间是相继的。
10、根据权利要求8所述的显示设备，其中第一象素组的发光元件和第二象素组的发光元件至少部分地同时发光。
11、根据权利要求8所述的显示设备，其中象素进一步包括第三象素组，第三象素组的第一开关晶体管的导通时间不同于第一象素组和第二象素组的第一开关晶体管的导通时间，并且第三象素组的第二开关晶体管的导通时间不同于第一象素组和第二象素组的第二开关晶体管的导通时间。
12、根据权利要求8所述的显示设备，其进一步包括分别连接到第一象素组和第二象素组并发送驱动电压的第一驱动信号线和第二驱动信号线，其中第一驱动信号线和第二驱动信号线是分开的。
13、根据权利要求12所述的显示设备，其中第一和第二驱动信号线每一个都包括在某一方向上延伸的至少一个主干，以及从该至少一个主干分出的且基本上相互平行延伸的多个第一分支。
14、根据权利要求13所述的显示设备，其中第一和第二驱动信号线每一个都进一步包括与多个第一分支相交的多个第二分支。
15、根据权利要求1所述的显示设备，其中第一和第二开关晶体管及驱动晶体管包括非晶硅。
16、根据权利要求1所述的显示设备，其中第一和第二开关晶体管及驱动晶体管包括n沟道薄膜晶体管。
17、根据权利要求1所述的显示设备，其进一步包括：
扫描驱动器，该扫描驱动器产生扫描信号；
数据驱动器，该数据驱动器产生数据信号；以及
驱动电压发生器，该驱动电压发生器产生驱动电压和开关信号。
18、根据权利要求17所述的显示设备，其进一步包括控制扫描驱动器、数据驱动器和驱动电压发生器的信号控制器。
19、根据权利要求17所述的显示设备，其中数据信号包括电压信号。
20、一种驱动包括多个第一象素的显示设备的方法，每个第一象素都包括第一发光元件和向第一发光元件供给电流的第一驱动晶体管，所述方法包括：
顺序地把第一数据信号写到第一象素；
在结束把第一数据信号写到所有第一象素之后，根据写入的数据信号使第一发光元件同时发光；以及
同时向第一驱动晶体管供给反向偏压，
其中在写第一数据信号期间，抑制第一发光元件的发光。
21、根据权利要求20所述的方法，其中抑制第一发光元件的发光包括：
减小通过第一驱动晶体管施加于第一发光元件的电压的大小。
22、根据权利要求20所述的方法，其中显示设备进一步包括多个第二象素，每个第二象素都包括第二发光元件和向第二发光元件供给电流的第二驱动晶体管，所述方法进一步包括：
顺序地把第二数据信号写到第二象素；
在结束把第二数据信号写到所有第二象素之后，根据写入的数据信号使第二发光元件同时发光；以及
同时向第二驱动晶体管供给反向偏压，
其中在写第二数据信号期间抑制第二发光元件的发光，并且在写第一数据信号之后开始写第二数据信号。
23、根据权利要求22所述的方法，其中来自第二发光元件的发光至少部分地和来自第一发光元件的发光重叠。
24、根据权利要求22所述的方法，其中写第一数据信号的持续时间基本上等于写第二数据信号的持续时间，并且在写第一数据信号之后，立即开始写第二数据信号。
25、根据权利要求22所述的方法，其中抑制第一发光元件和第二发光元件的发光包括：
减小通过第一和第二驱动晶体管施加于第一和第二发光元件的电压的大小。
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