TWI578590B - 具像素之有機發光顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

具像素之有機發光顯示裝置及其驅動方法 Download PDF

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Description

具像素之有機發光顯示裝置及其驅動方法 相關申請案的交互參照
本申請案主張於2012年5月29日向韓國智慧財產局提出之申請案之優先權及權益，該申請案案號為10-2012-0056805，其揭露內容將全部併入於此作為參照。
本發明之實施例涉及一種具像素之有機發光顯示裝置及其驅動方法。
近來，已開發相比於陰極射線管，能夠具有減少之重量及體積之各種平板顯示裝置。這些平板顯示裝置包含液晶顯示器(LCD)、場發射顯示器(FED)、等離子顯示板(PDP)、有機發光顯示(OLED)裝置及其類似物。
其中，使用藉重組之電子及電洞產生光之有機發光二極體以顯示一影像之有機發光顯示裝置，具有快速反應速度且能在低功率下被驅動。
有機發光顯示裝置包含複數個資料線、掃描線及以矩陣形式排列於資料線、掃描線及/或電源線之交叉區域之複數個像素。各像素 通常包含有機發光二極體、包含驅動電晶體之二或更複數個電晶體及一或更複數個電容。
上述之有機發光顯示裝置具有低功率消耗，然而流至有機發光二極體之電流量根據包含於各像素之驅動電晶體之門檻電壓的不同而有所不同，其導致顯示器的非均勻性。即，根據包含於像素之驅動電晶體之生產製程的不同，驅動電晶體之特性可能被改變。在實踐中，有機發光顯示裝置中之全部電晶體於目前已知的流程步驟中被製造以具有相同之特性，是不可能或非常困難的。因此，產生驅動電晶體之門檻電壓有所不同。
為了解決上述之問題，提出了增加以複數個電晶體及電容形成之補償電路至各像素之方法。於掃描時間之間補償電路允許驅動電晶體以二極體形式連接，從而補償驅動電晶體之門檻電壓變化。
近來，為了改善影像品質，提出了在高清晰度及/或高驅動頻率驅動有機發光顯示裝置之方法。然而，在高清晰度及/或高驅動頻率驅動面板的情況下，掃描訊號的供應時間被減少，造成補償對驅動電晶體之門檻電壓變化是不可能或非常困難之結果。
本發明之實施例提供一種能夠穩定的對驅動電晶體之門檻值補償之有機發光顯示裝置，及其驅動方法。
根據本發明之一實施例，其提供一種有機發光顯示裝置，包含複數個像素，各像素配置以通過用於驅動像素之驅動電晶體之第一門檻電壓不同於第二門檻電壓，而儲存資料訊號之電壓於儲存電容；複 數個掃描線及複數個發光控制線分別的耦合至像素；以及複數個資料線係供應資料訊號至像素。
第一門檻電壓之絕對值可被設定為高於第二門檻電壓之絕對值。第一門檻絕對值可藉由增加以二極體形式連接之獨立電晶體之門檻電壓至第二門檻電壓而獲得。各像素可包含有機發光二極體、儲存電容、驅動電晶體，用於控制供應自耦接於其第一電極之第一供電電源的電流至對應充電於儲存電容中之一電壓的有機發光二極體、第二電晶體耦合於驅動電晶體之第二電極及閘極電極間，且具有閘極電極耦合於驅動電晶體之閘極電極，以及第三電晶體耦合於第二電晶體與驅動電晶體之閘極電極間，且配置以當掃描訊號供應至當前掃描線時開啟。
第一門檻電壓可為藉由增加第二電晶體之門檻電壓至驅動電晶體之門檻電壓，以獲得之絕對電壓。各像素可進一步地包含第四電晶體，其耦合於資料線與驅動電晶體之第一電極間，且配以當掃描訊號供應至當前掃描線(current scan line)時開啟、第五電晶體，其耦合於第一供電電源及驅動電晶體之第一電極間，且配置以當發光控制訊號不供應至發光控制線時開啟、第六電晶體，其耦合於驅動電晶體之第二電極及有機發光二極體間，且配置以當發光控制訊號不供應時開啟，以及第七電晶體，其耦合於驅動電晶體之閘極及初始化供電電源間，且配置以當掃描訊號供應至前一掃描線(previous scan line)時開啟。初始化供電電源可設置為具有電壓低於資料訊號之電壓。
根據本發明之另一實施例，其提供一種驅動有機發光顯示裝置之方法，其包含：通過驅動電晶體之第一門檻電壓不同於驅動電晶 體之第二門檻電壓，而儲存資料訊號於儲存電容；以及由該驅動電晶體供應對應儲存於儲存電容之電壓之電流至有機發光二極體。
第一門檻電壓之絕對值可設定為高於第二門檻電壓之絕對值。儲存資料訊號包含通過以二極體形式連接之驅動電晶體及以二極體連接之獨立電晶體，供應資料訊號至儲存電容。
仍根據本發明之另一實施例，其提供一像素，包含：有機發光二極體；儲存電容，耦合於節點與第一供電電源間；第一電晶體，具有耦合於第一供電電源之第一電極、耦合於有機發光二極體之第二電極以及耦合於節點的閘極電極；第二電晶體，耦合於第一電晶體之第一電極與節點間，及第二電晶體之閘極電極耦合於節點；以及第三電晶體耦合於第二電晶體與第二節點，及第三電晶體之閘極電極耦合於當前掃描線。
像素進一步的包含：第四電晶體耦合於資料線與第一電晶體之第一電極間，且第四電晶體之閘極電極耦合於當前掃描線；第五電晶體耦合於第一電晶體之第一電極與第一供電電源間，及第五電晶體之閘極電極耦合於發光控制線；第六電晶體耦合於第一電晶體之第二電極與有機發光二極體間，及第六電晶體之閘極電極耦合於發光控制線；以及第七電晶體耦合於節點與初始化供電電源間，及第七電晶體之閘極電極耦合於前一的掃描線。供應至發光控制線之發光控制訊號可與供應至前一的掃描線及當前掃描線之複數個掃描訊號重疊。第五電晶體及第六電晶體可配置以當發光控制訊號供應時關閉，及於其他情況時開啟。
110‧‧‧掃描驅動單元
120‧‧‧資料驅動單元
130‧‧‧像素單元
140‧‧‧像素
142‧‧‧像素電路
150‧‧‧時間控制單元
S1~Sn‧‧‧掃描線
D1~Dm‧‧‧掃描線
E1~En‧‧‧發光控制線
M1~M7‧‧‧第一至第七電晶體
N1‧‧‧第一節點
N2‧‧‧第二節點
Cst‧‧‧儲存電容
Vint‧‧‧初始化供電電源
VthM1、△VthM1‧‧‧第一電晶體之門檻電壓
△VthM2‧‧‧第二電晶體之門檻電壓
DCS‧‧‧資料驅動控制訊號
SCS‧‧‧掃描驅動控制訊號
ELVDD‧‧‧第一供電電源
ELVSS‧‧‧第二供電電源
OLED‧‧‧有機發光二極體
與說明書伴隨一起的圖面，圖解本發明之實施例，且連同描述，供應以解釋本發明之原則。
第1圖係為示出根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置之示意圖；第2圖係為示出第1圖所示例示性之像素之示意圖；第3圖係為示出供應至第2圖所示之像素之驅動波形之波形圖；以及第4A及4B圖 係為示出驅動電晶體之門檻電壓之補償原則之圖。
下文中，根據本發明之一些實施例將參閱伴隨之圖式描述。於此，當第一元件被描述為耦合於第二元件，第一元件可直接地耦合於第二元件，或通過第三元件間接地耦合於第二元件。進一步地，為了清楚，對於本發明之完整理解為非必要之一些元件將被省略。並且，全文中相似的參考符號意指相似的元件。
下文中，所屬技術領域之技術人員可輕易實現之本發明之例示性實施例將參考第1至4B圖於下面被詳細描述。
第1圖係為示出根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置之示意圖。
請參閱第1圖，根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置配置以包含像素單元130，其包含安置於掃描線S1至Sn及資料線D1至Dm之交叉區域之複數個像素140、掃描驅動單元110，用以驅動掃描 線S1至Sn及發光控制線E1至En，用以驅動資料線D1至Dm之資料驅動單元120，並用以控制資料驅動單元120之時間控制單元150、及掃描驅動單元110。
時間控制單元150對應自外部供應的同步訊號，產生資料驅動控制訊號DCS及掃描驅動控制訊號SCS。於時間控制單元150產生之資料驅動控制訊號DCS供應至資料驅動單元120，及掃描驅動控制訊號SCS供應至掃描驅動單元110。此外，時間控制單元150供應自外部供應之資料至資料驅動單元120。
掃描驅動單元110接收掃描驅動控制訊號SCS。回應接收的掃描驅動控制訊號SCS，掃描驅動單元110產生掃描訊號且相繼地供應產生之掃描訊號至掃描線S1至Sn。此外，回應掃描驅動控制訊號SCS，掃描驅動單元110產生發光控制訊號，且相繼地供應產生之發光控制訊號至發光控制線E1至En。於此，發光控制訊號設置為具有實質上相同或寬於掃描訊號之寬度之一寬度(例如，脈沖寬度)。例如，供應至第i個發光控制線Ei(i為自然數)之發光控制訊號係重疊於供應至第i-1個及第i個掃描線Si-1及Si之掃描訊號。
資料驅動單元120接收來自於時間控制單元150之資料驅動控制訊號DCS。回應資料驅動控制訊號DCS，資料驅動單元120產生資料訊號且供應產生之資料訊號至資料線D1至Dm，以便於同步於掃描訊號。
像素單元130接收來自於外部之第一供電電源ELVDD及第二供電電源ELVSS之電源，且供應電源至各像素140。接收第一供電 電源ELVDD及第二供電電源ELVSS之電源之各像素140對應資料訊號產生光。於此，通過具有絕對值高於驅動電晶體之第二門檻電壓之絕對值之門檻電壓，各像素140儲存資料訊號之電壓於儲存電容。於此情況，驅動電晶體之門檻電壓在掃描時間中可穩定地補償。關於此實施例，詳細的說明將在下面描述。
第2圖係為示出第1圖所示例示性之像素之示意圖。於第2圖中，為了便於解釋，示出耦合於第m個資料線Dm、第n個掃描線Sn、第n-1個掃描線Sn-1及第n個發光控制線En之像素。
參閱第2圖，根據本發明之例示性實施例之像素140包含像素電路142，其耦合於有機發光二極體(OLED)、資料線Dm、掃描線Sn-1及Sn，及發光控制線En，以控制供應至有機發光二極體(OLED)的電流量。
有機發光二極體(OLED)之陽極係耦合於像素電路142，且其陰極係耦合於第二供電電源ELVSS。於此，第二供電電源ELVSS係設定為具有電壓值低於第一供電電源ELVDD之電壓值。上述之有機發光二極體(OLED)對應自像素電路142供應的電流量產生具有設定或預定亮度之光。
像素電路142對應當掃描訊號供應至描掃線Sn時供應至資料線Dm之資料訊號，控制供應至有機發光二極體(OLED)的電流量。為此，像素電路142包含第一電晶體M1至第七電晶體M7及儲存電容Cst。
第四電晶體M4之第一電極係耦合於資料線Dm，且其第二電極係耦合於第一節點N1。另外，第四電晶體M4之閘極係耦合於第n個 掃描線Sn。為了供應供應至資料線Dm之資料訊號至第一節點N1，第四電晶體M4於掃描訊號供應至第n個掃描線Sn時而開啟。
第一電晶體M1之第一電極係耦合於第一節點N1，且其第二電極係耦合於第六電晶體M6之第一電極。另外，第一電晶體M1之閘極電極係耦合於第二節點N2。上述之第一電晶體M1對應在儲存電容之充電電壓，供應電流至有機發光二極體(OLED)。
第二電晶體M2之第一電極係耦合於第一電晶體M1之第二電極，且其第二電極係耦合於第三電晶體M3之第一電極。此外，第二電晶體M2之閘極電極係耦合於第二節點N2。上述之第二電晶體M2，對應供應至第二節點N2之電壓，控制第一電晶體M1之第二電極及第三電晶體M3之第一電極間之連接。
第三電晶體M3之第一電極係耦合於第二電晶體M2之第二電極，且其第二電極係耦合於第二節點N2。另外，第三電晶體M3之閘極電極係耦合於第n個掃描線Sn。為了控制第二電晶體M2之第二電極與第二節點N2間之連接，上述之第三電晶體M3於掃描訊號供應至第n個掃描線Sn時開啟。
於此，當第三電晶體M3開啟時，第二電晶體M2係以二極體形式連接(例如，二極體連接)。另外，當第二電晶體M2及第三電晶體M3開啟時，第一電晶體M1係以二極體形式連接。關於本實施例，詳細的說明將在下面描述。
第七電晶體M7係耦合介於第二節點N2及初始化供電電源Vint間。此外，第七電晶體M7之閘極電極係耦合於第(n-1)個掃描線 Sn-1。為了供應初始化供電電源Vint之電壓至第二節點N2，上述之第七電晶體M7於掃描訊號供應至第(n-1)個掃描線Sn-1時開啟。於此，初始化供電電源Vint設定為具有電壓低於資料訊號之電壓。
第五電晶體M5之第一電極係耦合於第一供電電源ELVDD，且其第二電極係耦合於第一節點N1。另外，第五電晶體M5之閘極電極係耦合於發光控制線En。為了電性連接第一供電電源ELVDD及第一節點N1，上述之第五電晶體M5於來自於發光控制線En之發光控制訊號(例如，高位準訊號)不供應時開啟。
第六電晶體M6之第一電極係耦合於第一電晶體M1之第二電極，且其第二電極係耦合於有機發光二極體(OLED)之陽極電極。另外，第六電晶體M6之閘極電極係耦合於發光控制線En。上述之第六電晶體M6於發光控制訊號不供應時開啟以供應自第一電晶體M1供應之電流至有機發光二極體(OLED)。
第3圖係為示出供應至第2圖所示之像素之驅動波形之波形圖。
參閱第3圖，首先，掃描訊號供應至第(n-1)個掃描線Sn-1，以開啟第七電晶體M7。當第七電晶體M7開啟時，初始化供電電源Vint之電壓供應至第二節點N2。
之後，掃描訊號供應至第n個掃描線Sn。當掃描訊號供應至第n個掃描線Sn時，第三電晶體M3及第四電晶體M4開啟。當第四電晶體M4開啟時，供應至資料線Dm之資料訊號供應至第一節點N1。於此，因為第二節點N2被初始化為初始化供電電源Vint之電壓，第一電晶體 M1及第二電晶體M2開啟。在此情況下，通過第一電晶體M1、第二電晶體M2及第三電晶體M3，供應至第一節點N1之資料訊號供應至第二節點N2。
在此情況下，資料訊號通過各連接為二極體之第一電晶體M1及第二電晶體M2供應至第二節點N2。即，藉由自資料訊號減去第一電晶體M1及第二電晶體M2之門檻電壓而得到的電壓被供應至第二節點N2，因此使得其有可能於短週期時間內穩定的對第一電晶體M1之門檻電壓補償。
更具體地，第一電晶體M1之門檻電壓VthM1在掃描時間被補償，如第4A圖所示。於此，當提供掃描時間足夠的時間周期時，第一電晶體M1之門檻電壓VthM1可被穩定的補償。然而，掃描時間被定為對應面板之設定或預定時間。因此，對低於預期目標門檻電壓VthM1的電壓△VthM1可進行補償。
為了解決上述之問題，根據本發明之例示性實施例中，於掃描時間以二極體形式連接之第一電晶體M1與第二電晶體M2之電壓△VthM1+△VthM2(第二電晶體之門檻電壓)，使用於對第一電晶體M1之門檻電壓VthM1補償，如第4B圖所示。換句話說，藉由第二電晶體M2以二極體形式連接，資料訊號之電壓進一步地減少，因此使其有可能穩定的在掃描時間內對第一電晶體M1之門檻電壓VthM1補償。
特別地，因為第二電晶體M2不供應電流至有機發光二極體(OLED)，根據設計需求，第二電晶體M2之通道寬度及長度可被不同 地調整。因此，設計者可考量各種變量(例如，掃描時間、第一電晶體M1之門檻電壓等)以設置第二電晶體M2之門檻電壓為期望電壓。
在設定或預定電壓充電至儲存電容Cst後，發光控制訊號至發光控制線En之供應被中斷，以開啟第五電晶體M5及第六電晶體M6。當第五電晶體M5及第六電晶體M6開啟時，形成由第一供電電源ELVDD至有機發光二極體(OLED)之電流路徑。在此情況下，對應充電至儲存電容Cst之電壓，第一電晶體M1控制由第一供電電源ELVDD流動至有機發光二極體(OLED)之電流量。
於此，藉由第一電晶體M1之門檻電壓VthM1，決定自第一電晶體M1流動至有機發光二極體(OLED)之電流，而與第二電晶體M2之門檻電壓無關。於此，於儲存電容Cst充電之電壓係考量第一電晶體M1之門檻電壓VthM1而設置，可藉由資料訊號而無關第一電晶體M1之門檻電壓，決定實際流動至有機發光二極體(OLED)之電流。
雖然如上述之第2圖中，像素140包含七個電晶體及單一電容，本發明並不以此為限。於實際中，根據本發明，在資料寫入期間通過對應相互以二極體耦合之二個電晶體之第一門檻電壓，資料訊號係供應至儲存電容，其可被應用至各種現行已知電路。於此，在發光期間，對應其絕對值係低於第一門檻電壓之絕對值之第二門檻電壓(換言之，驅動電晶體之門檻電壓)，像素電路142供應電流至有機發光二極體(OLED)。
如上述所載，根據本裝置之例示性實施例，通過具有絕對值高於驅動電晶體之第二門檻電壓之絕對值之第一門檻電壓，有機發光 顯示裝置儲存資料訊號之電壓於儲存電容。在此情況下，驅動電晶體之門檻電壓可穩定的在掃描時間進行補償。
雖然本發明已與一些例示性實施例結合描述，其應被理解本發明並不限制於揭露之實施例，而是，正相反地，其有意涵蓋附加的申請專利範圍內包含的精神和範圍內之各種修改及同等的配置。
140‧‧‧像素
142‧‧‧像素電路
M1~M7‧‧‧第一至第七電晶體
N1‧‧‧第一節點
N2‧‧‧第二節點
Cst‧‧‧儲存電容
Sn-1、Sn‧‧‧掃描線
Dm‧‧‧掃描線
En‧‧‧發光控制線
OLED‧‧‧有機發光二極體
ELVDD‧‧‧第一供電電源
ELVSS‧‧‧第二供電電源
Vint‧‧‧初始化供電電源

Claims (11)

  1. 一種有機發光顯示裝置，其包含：複數個像素，各該像素配置以通過用於驅動該像素之一驅動電晶體之一第一門檻電壓不同於一第二門檻電壓，而儲存一資料訊號之一電壓於一儲存電容中；複數個掃描線及複數個發光控制線，係分別耦合至該些像素；以及複數個資料線，係供給該資料訊號至該些像素；其中該第一門檻電壓之一絕對值係設定為高於該第二門檻電壓之一絕對值；其中各該像素包含：一有機發光二極體；該驅動電晶體，用於控制供應自與其一第一電極耦合之一第一供電電源之一電流量至對應充電於該儲存電容中之一電壓的該有機發光二極體；一第二電晶體，係耦合於該驅動電晶體之一第二電極及該驅動電晶體之一閘極電極間，且具有一閘極電極耦合至該驅動電晶體之該閘極電極；以及一第三電晶體，係耦合於該第二電晶體及該驅動電晶體之該閘極電極間，且配置以當一掃描訊號供應至一當前掃描線時開啟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一 門檻電壓係藉由增加以二極體形式連接之一獨立電晶體之一門檻電壓至該第二門檻電壓而獲得。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一門檻電壓係藉由增加該第二電晶體之一門檻電壓至該驅動電晶體之該第二門檻電壓，而獲得之一絕對電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中各該像素更進一步包含：一第四電晶體，係耦合於該資料線及該驅動電晶體之該第一電極間，且配置以當該掃描訊號供應至該當前掃描線而開啟；一第五電晶體，係耦合於該第一供電電源與該驅動電晶體之該第一電極間，且配置以當一發光控制訊號不供應至對應之該些發光控制線之一而開啟；一第六電晶體，係耦合於該驅動電晶體之該第二電極及該有機發光二極體間，且配置以當該發光控制訊號不供應時開啟；以及一第七電晶體，係耦合於該驅動電晶體之該閘極電極與一初始化供電電源間，且配置以當該掃描訊號供應至一前一掃描線時開啟。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光顯示裝置，其中該初始化供電電源係設置以具有一電壓低於該資料訊號之電壓。
  6. 一種有機發光顯示裝置之驅動方法，其包含：通過一驅動電晶體之一第一門檻電壓不同於一第二門檻電壓，而儲存一資料訊號於一儲存電容中；以及 由該驅動電晶體供應對應儲存於該儲存電容之一電壓之電流至一有機發光二極體；其中一第二電晶體係耦合於該驅動電晶體之一第二電極及該驅動電晶體之一閘極電極間，且該第二電晶體之一閘極電極耦合至該驅動電晶體之該閘極電極；其中一第三電晶體係耦合於該第二電晶體及該驅動電晶體之該閘極電極間，且配置以當一掃描訊號供應至一當前掃描線時開啟。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中儲存該資料訊號包含通過以二極體形式連接之該驅動電晶體及以二極體連接之一獨立電晶體而供應該資料訊號至該儲存電容。
  8. 一種像素結構，其包含：一有機發光二極體；一儲存電容，係耦合於一節點與一第一供電電源間；一第一電晶體，係具有耦合至該第一供電電源之一第一電極、耦合於該有機發光二極體之一第二電極及耦合於該節點之一閘極電極；一第二電晶體，係耦合於該第一電晶體之該第二電極與該節點間，且該第二電晶體之一閘極電極係耦合至該節點；以及一第三電晶體，係耦合於該第二電晶體及該節點間，且該第三電晶體之一閘極電極係耦合於一當前掃描線。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之像素結構，更進一步包含：一第四電晶體，係耦合於一資料線與該第一電晶體之該第一電 極間，且該第四電晶體之一閘極電極係耦合於該當前掃描線；一第五電晶體，係耦合於該第一電晶體之該第一電極與該第一供電電源間，且該第五電晶體之一閘極電極係耦合於一發光控制線；一第六電晶體，係耦合於該第一電晶體之該第二電極與該有機發光二極體間，且該第六電晶體之一閘極電極係耦合於該發光控制線；以及一第七電晶體，係耦合於該節點與一初始化供電電源間，且該第七電晶體之一閘極電極係耦合於一前一掃描線。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之像素結構，其中供應至該發光控制線之一發光控制訊號係與供應至該前一掃描線及該當前掃描線之複數個掃描訊號重疊。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之像素結構，該第五電晶體及該第六電晶體係配置以當該發光控制訊號供應時關閉，及當該發光控制訊號不供應時開啟。
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