有机发光显示装置及其驱动方法和其子像素与流程

文档序号:12787710阅读:231来源:国知局
有机发光显示装置及其驱动方法和其子像素与流程

本公开涉及有机发光显示装置,并且更具体地,涉及一种能够显示高分辨率图像的、具有减小的子像素尺寸的有机发光显示装置。



背景技术:

作为自发光显示装置的有机发光显示装置(诸如液晶显示装置)不需要单独的光源,并且因此以重量轻且薄的形式被制造。此外,有机发光显示装置不仅由于其低电压驱动而在低功耗方面是有利的,而且在快速响应速度、宽的视角和优异的对比度方面是有利的。由于这些原因,有机发光显示装置已经作为下一代显示器被研究。

有机发光显示装置包括用于显示图像的多个像素。每个像素包括多个子像素。有机发光显示装置控制子像素的亮度,从而呈现像素的各种颜色,并且实现全色图像。

有机发光显示装置的子像素包括有机发光二极管(OLED)以及向有机发光二极管提供驱动电流的驱动晶体管。有机发光二极管的亮度通过提供给有机发光二极管的驱动电流的量来确定,而驱动电流的量可以根据驱动晶体管的栅极与第二电极之间的电位差以及驱动晶体管的阈值电压来确定。

然而,由于制造工序的特性,可能发生驱动晶体管的阈值电压方面的偏差。例如,在驱动晶体管的有源层的结晶化期间,结晶化的程度针对每个子像素会改变。在该情况下,提供给有机发光二极管的实际的电流量可以与设计的电流量不同。因此,有机发光二极管的亮度可以与期望的亮度不同。阈值电压方面的这种偏差会引起显示器的不规则行为,其被称为“色差(mura)”。

多个补偿电路被开发以对驱动晶体管的阈值电压的这种偏差进行补偿。例如,可以使用如下的方法:在有机发光二极管发光之前使驱动晶体管的每个电极初始化为特定电压,并且对驱动晶体管的阈值电压进行采样以补偿阈值电压。然而,为了实现这种补偿方法,需要附加的晶体管和线以用于对驱动晶体管的每个电极初始化并采样。为了给出关于这方面的更具体的描述,参考图1。

图1是例示了相关技术的有机发光显示装置的子像素的示意性电路图。参照图1,相关技术的有机发光显示装置的子像素包括有机发光二极管(OLED)、驱动晶体管Tdr、开关晶体管Tsw、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4和存储电容器C1。图1的子像素包括6个晶体管和一个电容器。因此,它可以被称为6T1C结构。

在6T1C结构中,驱动晶体管Tdr向有机发光二极管(OLED)提供驱动电流。第一电容器C1连接到驱动晶体管Tdr的栅极,以用于在发光周期期间保持驱动晶体管Tdr的导通状态。第一晶体管T1基于从第一扫描线152提供的第一扫描电压Vscan1而导通,并且构成驱动晶体管Tdr的第一电极与栅极的二极管连接。开关晶体管Tsw基于从第二扫描线153提供的第二扫描电压Vscan2而导通,并且将数据电压Vdata传送到驱动晶体管Tdr的第二电极。第二晶体管T2基于从第一发光控制线154提供的第一发光控制电压Vem1而导通,并且连接驱动晶体管Tdr的第二电极和有机发光二极管(OLED)的阳极。第三晶体管T3基于第一扫描电压Vscan1而导通,并且将从初始化线155提供的初始化电压传送到有机发光二极管(OLED)的阳极。第四晶体管T4基于从第二发光控制线151提供的第二发光电压Vem2而导通,并且将高电位电压Vdd传送到驱动晶体管Tdr的第一电极。

也就是说,6T1C结构的子像素包括用于将驱动晶体管Tdr的栅极和第一电极初始化为高电位电压Vdd的第一晶体管T1和第四晶体管T4。另外,6T1C结构的子像素包括用于将驱动晶体管Tdr的第二电极和有机发光二极管(OLED)的阳极初始化为初始化电压Vref的第三晶体管T3和第二晶体管T2。另外,6T1C结构的子像素包括用于对驱动晶体管Tdr的阈值电压进行采样的第三晶体管T3、第二晶体管T2和第一晶体管T1。另一方面,第一扫描线152、第一发光控制线154和第二发光控制线151附加地要求根据驱动定时独立地控制第一晶体管至第四晶体管中的每一个,并且要求初始化线155提供初始化电压Vref

结果,相关技术的有机发光显示装置的子像素包括驱动晶体管Tdr、开关晶体管Tsw以及用于使有机发光二极管(OLED)发光的第一电容器C1,并且可以包括附加的补偿晶体管。另外,附加地需要附加线以用于独立地控制每个补偿晶体管。

由于子像素的结构变得更复杂,因此子像素的尺寸趋向于更大。因此,布置在单位区域内的子像素的数目趋向于减少。因此,存在有机发光显示装置的分辨率会降低并且有机发光显示装置的制造成本会增加的问题。

此外,存在由于附加线的布置而导致能够产生线之间的寄生电容的问题。因此,存在由于寄生电容的耦合而导致能够在用于驱动有机发光显示装置的信号之间发生干扰的问题。

因此,要求电路布局的开发不仅能够对驱动晶体管的阈值电压的偏差进行补偿,而且能够简化电路布局并减少各种线的数目。



技术实现要素:

本公开的发明者认识到不利的是:如果添加补偿晶体管以补偿驱动晶体管的特性,则子像素的布局变得更复杂,并且子像素的尺寸变得更大。因此,本公开的发明者公开了一种包括具有优化的子像素的电路布局的有机发光显示装置的子像素的新颖布局的有机发光显示装置,所述优化的子像素的电路布局不仅能够补偿驱动晶体管的特性,而且能够简化子像素的布局。

因此,本公开的一个目的在于通过简化布局提供一种有机发光显示装置的小型子像素以及包括该小型子像素的有机发光显示装置。

此外,本公开的另一目的在于提供一种能够通过修改有机发光显示装置的子像素的布局来更有效地对驱动晶体管的阈值电压的偏差进行补偿的子像素布局以及包括该子像素布局的有机发光显示装置。

应该注意的是,本公开的目的不限于上述目的,并且根据下面的描述,本公开的其它目的将对于本领域技术人员而言是显而易见的。

为了解决上述问题,提供了一种根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置的子像素。该子像素包括有机发光二极管、驱动晶体管、第一电容器、第二电容器和第一晶体管。所述有机发光二极管包括与第一节点连接的阳极。所述驱动晶体管包括所述驱动晶体管的第一电极、所述驱动晶体管的与所述第一节点连接的第二电极、以及所述驱动晶体管的与第二节点连接的栅极。所述第一电容器连接在所述第一节点与所述第二节点之间。所述第二电容器连接在编程线与所述第二节点之间。所述第一晶体管包括所述第一晶体管的与所述驱动晶体管的第一电极连接的第一电极、所述第一晶体管的与所述第二节点连接的第二电极、以及所述第一晶体管的与扫描线连接的栅极。所述第一电容器和所述第二电容器被配置为基于提供到所述编程线的编程电压而耦合以改变所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压。根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置的子像素具有所述第一电容器和所述第二电容器,所述第一电容器和所述第二电容器被配置为基于提供到所述编程线的编程电压而耦合以改变所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压。因此,能够简化电路布局并且能够补偿驱动晶体管的阈值电压。因此,能够在不考虑阈值电压的偏差的情况下保持有机发光二极管的亮度的均匀性,并且通过减小子像素的尺寸,能够提高有机发光显示装置的分辨率。

为了解决上述问题,提供了一种根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置,该有机发光显示装置包括子像素、数据驱动器、扫描驱动器和编程驱动器。所述数据驱动器被配置为向所述子像素提供数据电压。所述扫描驱动器被配置为向所述子像素提供扫描电压。所述编程驱动器被配置为向所述子像素提供编程电压。所述子像素包括有机发光二极管、驱动晶体管、第一电容器和第二电容器。所述有机发光二极管包括与第一节点连接的阳极。被配置为向所述有机发光二极管提供驱动电流的所述驱动晶体管包括所述驱动晶体管的第一电极、所述驱动晶体管的与所述第一节点连接的第二电极、以及所述驱动晶体管的与第二节点连接的栅极。所述第一电容器连接在所述第一节点与所述第二节点之间,所述第一电容器被配置为在所述有机发光二极管的发光周期期间保持所述驱动晶体管的栅极与所述驱动晶体管的第二电极之间的电位差。所述第二电容器连接在编程线与所述第二节点之间。所述编程驱动器被配置为向所述编程线提供所述编程电压,以通过在发光周期之前的耦合周期期间将所述第一电容器与所述第二电容器耦合来改变所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压。

本公开的实施方式的更多细节被公开在详细的描述和所附的附图中。

根据本公开,能够通过利用连接到驱动晶体管的栅极和第二电极的中的每一个的第一电容器和第二电容器中的每一个,将驱动晶体管的栅极和驱动晶体管的第二电极耦合来有效地对驱动晶体管的阈值电压的偏差进行补偿。

此外,根据本公开,能够省去用于使驱动晶体管初始化并且对驱动晶体管的阈值电压进行采样的附加的晶体管和线,因此能够简化子像素的布局。

应该注意的是,本公开的效果不限于上述效果,并且在下面的描述中包括本公开的其它效果。

附图说明

本公开的以上和其它方面、特征和其它优点将根据结合附图进行的以下详细描述被更清楚地理解,其中:

图1是用于例示相关技术的有机发光显示装置的子像素的示意性电路图;

图2是用于例示根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置的示意性框图;

图3是用于例示根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置的子像素的示意性电路图;

图4是用于例示如图3中例示的子像素的操作的示意性定时曲线图;

图5A、图5B、图5C、图5D和图5E是用于例示子像素的操作的示意性电路图;以及

图6是用于例示关于根据本公开的示例性实施方式的显示装置的改进的阈值电压的补偿误差率(CER)曲线图。

具体实施方式

本公开的优点和特征及其实现方法将根据参照附图在以下描述的示例性实施方式被更清楚地理解。然而,本公开不限于下面的示例性实施方式,而是可以按照各种不同的形式来实现。示例性实施方式被提供仅以使本公开的公开内容完整,并且向本公开所属领域的普通技术人员充分地提供本发明的范畴,并且本发明将由所附的权利要求来限定。

在用于描述本公开的示例性实施方式的附图中例示的形状、尺寸、比率、角度、数字等仅是示例,并且本公开不限于此。在整个说明书中,相同的附图标记通常表示相同的元件。另外,在下面的描述中,可以省略已知相关技术的详细说明,以避免不必要地使本公开的主题模糊不清。除非本文中使用的诸如“包含”、“具有”、“包括”和“由…构成”这样的术语与术语“仅”一起使用,否则这些术语通常旨在使得能够添加其它组件。除非另外明确地陈述,否则对单数的任何引用可以包括复数。

即使没有明确地阐明,组件也被解释为包括一般误差范围或者一般容差范围。

当使用诸如“在…上”、“在…上方”、“在…下面”和“靠近”这样的术语来描述两个部件之间的位置关系时,除非这些术语与术语“紧接地”或“直接地”一起被使用,否则一个或更多部件可以被定位在这两个部件之间。

当一个元件或层被称为“在”另一元件或层“上”时,所述一个元件或层可以直接在所述另一元件或层上,或者可以存在中间的元件或层。

尽管术语“第一”、“第二”等被用于描述各种组件,但是这些组件不受这些术语限制。这些术语仅被用于将一个组件与其它组件区分开。因此,下面要提到的第一组件在本公开的技术构思中可以是第二组件。

在整个说明书中,相同的附图标记指示相同的元件。

由于附图中例示的每个组件的尺寸和厚度是为了便于解释而呈现的,因此本公开不一定限于每个组件的所例示的尺寸和厚度。

本公开的各个实施方式的特征可以彼此部分地或整体地结合或组合,并且能够如由本领域普通技术人员能够充分理解的那样按照技术上各种方式连结并操作,并且这些实施方式能够被彼此独立地或关联地执行。

将参照附图详细地描述本公开的各种示例性实施方式。

图2是用于例示根据示例性实施方式的有机发光显示装置的示意性框图。参照图2,根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置200包括显示面板210、定时控制器260、数据驱动器220、选通驱动器230和电源单元270。

显示面板210包括多个子像素SP,并且通过使子像素SP的有机发光二极管发光来显示图像。子像素SP被配置为从数据线241和扫描线251接收驱动信号,并且在显示面板210中按照矩阵的形式布置。子像素SP可以发出红色、绿色、蓝色和白色当中的至少一种颜色。例如,子像素SP可以是发出红光的红色子像素SP、发出绿光的绿色子像素SP和发出蓝光的蓝色子像素SP。红色子像素SP、绿色子像素SP和蓝色子像素SP可以用作一个像素。

子像素SP包括电容器和连接到有机发光二极管的至少一个晶体管。将参照图3来描述子像素SP的布局。

定时控制器260是控制数据驱动器220和选通驱动器230的驱动定时的元件。定时控制器260针对显示面板210的分辨率重新布置从外部系统接收的数字视频数据RGB,然后提供给数据驱动器220。另外,定时控制器260基于诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、点时钟信号DCLK、数据使能信号DE等这样的定时信号,生成数据控制信号DDC以控制数据驱动器220的定时,并且生成选通控制信号GDC以控制选通驱动器230的定时。

数据驱动器220是用于将数据电压提供给数据线241的元件。数据驱动器220将基于数据控制信号DDC从定时控制器260接收的数字视频数据RGB转换为模拟类型数据电压,然后提供给数据线241。

另外,数据驱动器220将初始化电压提供给数据线241。有机发光二极管能够基于从数据驱动器220提供的初始化电压被初始化。将参照图3至图5E来描述有机发光二极管的初始化过程。

数据驱动器220可以利用玻璃上芯片(COG)技术、带载封装(TCP)和膜上芯片(COF)技术被应用于显示装置。

选通驱动器230是驱动数据线241的元件。选通驱动器230基于选通控制电压GDC生成扫描电压、发光控制电压和编程电压。具体地,选通驱动器230包括:扫描驱动器231,其被配置为将扫描电压提供给扫描线251;发光控制驱动器232,其被配置为将发光控制电压提供给发光控制线252;以及编程驱动器233,其被配置为将编程电压提供给编程线253。

在一些实施方式中,扫描驱动器231、发光控制驱动器232和编程驱动器233可以被配置为集成电路IC。在该情况下,选通驱动器230可以按照顺序方式向扫描线251提供扫描电压,并且可以按照顺序方式向发光控制线252提供发光控制电压,并且可以按照顺序方式向编程线253提供编程电压。选通驱动器230可以作为面板内栅极(GIP)类型被应用在显示面板210的基板上,但是本公开不限于此,并且选通驱动器230可以被安装在附加电路板上,然后连接到显示面板210。

电源单元270是用于向高电位电压线242提供高电位电压并且向低电位电压线243提供低电位电压的元件。电源单元270可以由通过使来自电池或者电力产生单元的输入电压升压或者反相来生成高电位电压和低电位电压的DC-DC转换器构成。

子像素SP基于从选通驱动器230和数据驱动器220所提供的电压被驱动,并且可以简化布局。为了给出关于子像素的布置的更详细的描述,参考图3。

图3是用于例示根据示例性实施方式的有机发光显示装置的子像素的示意性电路图。参照图3,子像素包括有机发光二极管(OLED)、驱动晶体管Tdr、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第一电容器C1和第二电容器C2。根据本公开的示例性实施方式,子像素的每个晶体管由NMOS晶体管构成。但是本公开不限于此,并且子像素的晶体管可以由PMOS晶体管、NMOS晶体管和/或包括PMOS晶体管和NMOS晶体管二者的CMOS结构来实现。在图2中,例示了由NMOS晶体管构成的子像素。从现在起,由NMOS晶体管构成的子像素将被认为用于进一步描述的参考。

有机发光二极管(OLED)包括连接到第一节点n1的阳极和连接到低电位电压线243的阴极。有机发光二极管(OLED)包括有机发光层,所述有机发光层基于从阳极提供的空穴和从阴极提供的电子来发光,并且所述有机发光层发出红光、绿光、蓝光和白光当中的至少一种光。

驱动晶体管Tdr包括第一电极d、第二电极s和栅极g。如果驱动晶体管Tdr由NMOS晶体管构成,则第一电极d与漏极对应,并且第二电极s与源极对应。然而,如果驱动晶体管Tdr由PMOS晶体管构成,则第一电极d与源极对应,并且第二电极s与漏极对应。驱动晶体管Tdr的第一电极d连接到第三晶体管T3的第二电极,驱动晶体管Tdr的第二电极s连接到第一节点n1,并且驱动晶体管Tdr的栅极g连接到第二节点n2

第一晶体管T1包括与驱动晶体管Tdr的第一电极d连接的第一电极、与第二节点n2连接的第二电极、以及与扫描线251连接的栅极。第一晶体管T1关于驱动晶体管Tdr构成二极管连接。

第二晶体管T2包括与数据线241连接的第一电极、与第一节点n1连接的第二电极、以及与扫描线251连接的栅极。

第三晶体管T3包括与高电位电压线242连接的第一电极、与驱动晶体管Tdr的第一电极d连接的第二电极、以及与发光控制线252连接的栅极。

第一电容器C1连接到第二节点n2和第一节点n1。第二电容器C2连接到编程线253和第二节点n2。也就是说,第一电容器C1和第二电容器C2通过第二节点n2彼此互相连接。

如图3中所例示的,构造子像素的元件在操作上连接,并且在发光周期期间使有机发光二极管以特定亮度发光。从现在起,将参照图4、图5A、图5B、图5C、图5D和图5E来描述详细的操作过程。

图4是用于例示如图3中例示的子像素的操作的示意性定时曲线图。图5A、图5B、图5C、图5D和图5E是用于例示子像素的操作的示意性电路图。图4例示了施加到子像素的操作的相应区域的扫描线251、发光控制线252、编程线253和数据线241的电压的相应波形。在图4中,Vg和Vs波形分别与驱动晶体管Tdr的栅极g和第二电极s的电压电平的变化对应。图4是用于描述第n帧(其中,n是正整数)的子像素的操作的定时图,第n帧可以被定义为从初始化周期Ti的开始到发光周期Te的结束的时间段。

参照图4和图5A,当向扫描线251施加扫描电压Vscan时,第n-1帧结束,然后第n帧的初始化周期Ti开始。第一晶体管T1和第二晶体管T2根据初始化周期Ti中施加的扫描电压Vscan而导通。基于扫描电压Vscan导通的第一晶体管T1将驱动晶体管Tdr的第一电极d与第二节点n2连接。另外,基于扫描电压Vscan导通的第二晶体管T2将第一节点n1与数据线241连接。

发光控制电压Vem在初始化周期Ti期间被施加到发光控制线252。也就是说,选通驱动器的发光控制驱动器被配置为从第n-1帧的发光周期到第n帧的初始化周期将发光控制电压Vem施加到发光控制线252。

第三晶体管T3基于发光控制电压Vem而导通,并且在初始化周期Ti时将高电位电压Vdd传送到驱动晶体管Tdr的第一电极d。由于第一晶体管T1在初始化周期Ti期间基于扫描电压Vscan而导通,因此从第三晶体管T3传送的高电位电压Vdd被施加到第二节点n2。因此,第二节点n2被初始化为高电位电压Vdd

另一方面,数据驱动器在初始化周期Ti期间将初始化电压Vref施加到数据线241。在该情况下,第二晶体管T2基于扫描电压Vscan而处于导通状态,初始化电压Vref通过第二晶体管T2被施加到第一节点n1。因此,第一节点n1被初始化为初始化电压Vref。在该情况下,初始化电压Vref的电压电平等于或者小于低电位电压Vss的电压电平。因此,在初始化周期Ti期间没有电流流到有机发光二极管(OLED),有机发光二极管不发光。

结果,第二晶体管T2用作用于在初始化周期Ti期间将有机发光二极管(OLED)的阳极和驱动晶体管Tdr的第二电极s初始化的初始化晶体管。另外,第三晶体管T3和第一晶体管T1用作用于在初始化周期Ti期间将驱动晶体管Tdr的第一电极d和栅极g初始化的初始化晶体管。

参照图4和图5B,数据驱动器在初始化周期Ti之后的编程周期Tp期间将数据电压Vdata施加到数据线241。也就是说,数据驱动器被配置为在初始化周期Ti期间将初始化电压Vref施加到数据线241,并且在编程周期Tp的至少一部分期间将数据电压Vdata施加到数据线241。因此,初始化电压Vref和数据电压Vdata根据驱动定时被复合地施加到数据线241。

仅对相关技术的有机发光显示装置的子像素的数据线施加了数据电压Vdata,并且通过附加的初始化线施加了初始化电压Vref。然而,根据本公开的示例性实施方式,数据驱动器被配置为在初始化周期Ti期间将初始化电压Vref施加到数据线241,并且在编程周期Tp的至少一部分期间将数据电压Vdata施加到数据线241。因此,能够省去用于传送初始化电压Vref的初始化电压线。当初始化电压Vref和数据电压Vdata被复合地施加到数据线241时,施加到数据线241的电压可以被称为复合电压Vc。在该情况下,复合电压Vc的高电平电压与数据电压Vdata对应,而复合电压Vc的低电平电压与初始化电压Vref对应。

从数据驱动器传送的数据电压Vdata具有确定有机发光二极管(OLED)的灰度级的电压电平。也就是说,数据驱动器向数据线241施加与特定灰度级对应的数据电压Vdata,并且有机发光二极管(OLED)在发光周期Te内针对与该灰度级对应的数据电压Vdata发光。

当扫描电压Vscan在编程周期Tp的至少一部分期间被不断地施加到扫描线251时,第二晶体管T2保持导通状态。因此,所施加的数据电压Vdata被传送到第一节点n1

另一方面,在数据电压Vdata被施加到第一节点n1之后,第三晶体管T3在编程周期Tp的至少一部分期间截止。也就是说,发光控制驱动器向发光控制线252施加低电平的发光控制电压Vem。在第三晶体管T3基于低电平的发光控制电压Vem而截止之后,采样周期Ts开始。

如果第三晶体管T3截止,则电流路径被配置成从第二节点n2到第一节点n1。具体地,高电位电压Vdd在初始化周期Ti期间在第二节点n2处被充电。在该情况下,高电位电压Vdd与数据电压Vdata之间的电位能够被设置为高于驱动晶体管Tdr的阈值电压。因此,驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s之间的电位高于驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth。因此,驱动晶体管Tdr导通。

另一方面,第一晶体管T1保持导通状态,因此,第二节点n2通过第一晶体管T1和驱动晶体管Tdr连接到第一节点n1。因此,采样电流Is从第二节点n2流到第一节点n1,并且采样电流Is通过第二晶体管T2被排出到数据线241。在该情况下,采样电流Is从第二节点n2被排出到第一节点n1,然后到达第二晶体管T2,直到第二节点n2的电压Vn与施加到第一节点n1的数据电压Vdata之间的电压电平差变得与驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth相同。如果第二节点n2与第一节点n1之间的电位差和驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth变得相同,则驱动晶体管Tdr截止。因此,采样周期Ts结束。

结果,第一晶体管T1和第二晶体管T2在采样周期Ts期间作为采样晶体管操作,以用于对驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth进行采样。

在采样周期Ts之后,第一晶体管T1和第二晶体管T2保持导通状态达特定时期。因此,数据电压Vdata被持续地施加到第一节点n1。当驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s之间的电位差等于驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth时,驱动晶体管Tdr截止。因此,第二节点n2的电压具有与数据电压Vdata和驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth之和对应的电压值,并且驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth在第一电容器C1中被充电。

参照图4和图5C,第一晶体管T1和第二晶体管T2在第一耦合周期Tc1内由于施加到扫描线251的低电平的扫描电压Vscan而截止。因此,第一节点n1和第二节点n2电浮置。在该情况下,由于施加到第一晶体管T1的栅极的扫描电压Vscan改变,因此第一节点n1和第二节点n2处的电压与第一电容器C1、第二电容器C2和第一晶体管T1耦合,从而使所述电压轻微地改变。具体地,第二节点n2处的电压通过与连接到第二节点n2的第一电容器C1和第二电容器C2耦合而改变。另外,第二节点n2处的电压能够由于连接到第二节点n2的第一晶体管T1的栅极与第二电极之间的电容的耦合而改变。在该情况下,第一电容器C1、第二电容器C2和第一晶体管T1的电容相对于第二节点n2并联。因此,由于电容器的电压分配原理,第二节点n2的电压Vn2如同下面的[式1]那样改变。

[式1]

其中,Vn2是第二节点n2的电压,Cgs是第一晶体管T1的栅极与第二电极之间的电容,C1是第一电容器C1的电容,C2是第二电容器C2的电容,α是被限定为CgsVscan/(C2+C1+Cgs)的值。

另一方面,第一节点n1的电压可以通过与连接到第一节点n1的第一电容器C1、第二电容器C2以及第一晶体管T1的栅极与第二电极之间的电容耦合而改变。在该情况下,第一电容器C1和第二电容器C2基于作为基准点的第一节点n1串联连接,并且第一晶体管T1的电容基于作为基准点的第一节点n1并联连接,因此,由于电容器的电压分配原理,第一节点n1的电压Vn1如同下面的[式2]那样改变。

[式2]

其中,Vn1是第一节点n1的电压,并且β是被限定为的值。

结果,第一晶体管T1和第二晶体管T2在第一耦合周期Tc1内截止。因此,第一节点n1和第二节点n2处于电浮置状态,并且第一节点n1的电压Vn1和第二节点n2的电压Vn2通过与第二电容器C2、第一电容器C1以及第一晶体管T1的栅极与第二电极之间的电容耦合而改变。

参照图4和图5D,编程电压Vpg在第二耦合周期Tc2内被施加到编程线253。在该情况下,由于第一晶体管T1和第二晶体管T2仍然截止,因此第一节点n1和第二节点n2分别处于浮置状态。因此,假如编程电压Vpg被施加到第二电容器C2的一个电极,那么电浮置的第一节点n1的电压和电浮置的第二节点n2的电压由于与第一电容器C1和第二电容器C2耦合而再次改变。

具体地,第二节点n2的电压通过与连接到第二节点n2的第一电容器C1以及第二电容器C2耦合而改变。此外,第二节点n2的电压通过与和第二节点相邻的线的寄生电容耦合而改变。

在该情况下,第一电容器C1、第二电容器C2和寄生电容基于作为基准点的第二节点n2并联连接,因此,由于电容器的电压分配原理,第二节点n2的电压Vn2如同下面的[式3]那样改变。

[式3]

其中,Cp2是由第二节点n2和邻线产生的寄生电容,并且γ是由VpgC2/(C2+C1+Cp2)确定的值。

此外,通过应用相同的原理,第一节点n1的电压Vn1可以通过与连接到第一节点n1的第一电容器C1和第一节点n1周围的邻线的寄生电容耦合而改变。在该情况下,第一电容器C1和寄生电容基于作为基准点的第一节点n1并联连接。因此,由于电容器的电压分配原理,第一节点n1的电压Vn1如同下面的[式4]那样改变。

[式4]

其中,Cp1是由第一节点n1和邻线产生的寄生电容,并且δ是由C1/(C1+Cp1)确定的值。

驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s的电位差Vgs2与第二节点n2的电压Vn2和第一节点n1的电压Vn1之间的差对应,因此通过下面的[式5]来确定。

[式5]

Vgs=Vn2-Vn1=((1-α)(Vdata+Vth)+γ)-((1-β)Vdata+γδ)

=(β-α)Vdata+(1-α)Vth-γ(1-δ)

因此,在第二耦合周期Tc2中,驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s之间的电位差Vgs2由于第一电容器C1和第二电容器C2的耦合效应而改变,第一电容器C1和第二电容器C2彼此互连并且第二节点n2插置在它们之间。也就是说,驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s之间的电位差从采样周期Ts之后到第一耦合周期Tc1之前与驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth相同,然后第一节点n1的电压和第二节点n2的电压在第一耦合周期Tc1和第二耦合周期Tc2中与第一电容器C1和第二电容器C2耦合,然后第一节点n1的电压和第二节点n2的电压与编程电压Vpg关联地改变。因此,驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s之间的电位差Vgs2也同样地改变。

参照图4与图5E,发光控制电压Vem在发光周期Te中被施加到发光控制线252。第三晶体管T3基于发光控制电压Vem而导通,并且高电位电压Vdd通过第三晶体管T3被施加到驱动晶体管Tdr的第一电极d。在第二耦合周期Tc2中,由[式3]确定的电压电平被施加到驱动晶体管Tdr的栅极g。因此,比驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth高的电压电平被施加到驱动晶体管Tdr的栅极g。因此,驱动晶体管Tdr导通,并且驱动电流IOLED流过有机发光二极管(OLED)。在该情况下,流到有机发光二极管(OLED)的驱动电流IOLED通过下面的[式6]来确定。

[式6]

其中,K是通过驱动晶体管自身的特性确定的恒定值。例如,所述值是通过载流子的迁移率、栅极绝缘层的介电常数、沟道宽度与沟道长度的比以及关于驱动晶体管Tdr的额外值来确定的。

参照[式6]所示出的,驱动电流IOLED具有与数据电压Vdata的平方成比例的电流量。有机发光二极管(OLED)发出具有与驱动电流IOLED对应的亮度,并且能够通过控制数据电压Vdata来调整驱动电流IOLED。因此,有机发光二极管(OLED)的亮度能够通过数据电压Vdata来控制,并且有机发光二极管(OLED)按照使得灰度级与数据电压Vdata对应的方式发光。

另一方面,如果第一晶体管T1的尺寸非常小以至于第一晶体管T1的栅极和第二电极的电容Cgs足够小,则关于α=CgsVscan/(C2+C1+Cgs),Cgs接近于零,因此α接近于零。因此,在所述[式6]中,-αVth接近于零,并且在不考虑驱动晶体管Tdr的阈值电压的偏差的情况下,能够基本上恒定地保持驱动电流IOLED的量。因此,根据本公开的示例性实施方式的子像素对驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的偏差进行了补偿。

根据本公开的示例性实施方式的子像素具有简单的电路布局,从而提供了各种优点。具体地,根据本公开的示例性实施方式的子像素执行用于向第一节点n1施加数据电压Vdata的编程操作以及用于通过第二晶体管T2使第一节点n1初始化的初始化操作,并且执行用于通过第一晶体管T1和第三晶体管T3使驱动晶体管Tdr的第一电极d和栅极g初始化的初始化操作。因此,能够省去附加的初始化晶体管及其信号线。因此,子像素能够具有简化的像素布局。随着子像素的布局被简化,能够减小子像素的尺寸并且能够增加能够布置在单位区域内的子像素的数目。因此,能够提高显示装置的分辨率并且能够减少制造成本。

此外,根据本公开的示例性实施方式的子像素能够通过使用连接到第二节点n2的第一电容器C1和第二电容器C2(第二节点n2插置在它们之间)来稳定地操作驱动晶体管Tdr,并且能够使由阈值电压Vth的偏差导致的副作用最小化。具体地,参照[式6]所示出的,驱动电流IOLED取决于(-αVth)2,然而,在第一晶体管T1的栅极与第二电极之间产生的寄生电容Cgs的效果基本上可以最小,因此,[式6]中的-αVth接近于零。因此,即使阈值电压Vth发生偏差,也能够恒定地保持驱动晶体管Tdr的驱动电流IOLED的量,并且能够补偿驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth

另一方面,由于一些信号线可以被省去,因此根据本公开的示例性实施方式的子像素能够减少由寄生电容导致的第二节点n2和第一节点n1的耦合现象。在相关技术的子像素的情况下,驱动晶体管Tdr的栅极g的电压能够由于附加补偿电路以及用于控制该附加补偿电路的附加信号线而漂移。也就是说,在驱动晶体管Tdr的栅极g与和驱动晶体管Tdr的栅极g相邻的信号线之间产生寄生电容的情况下,驱动晶体管Tdr的栅极g的电压由于寄生电容所导致的耦合现象而与信号线的信号关联地漂移。然而,根据本公开的示例性实施方式的子像素具有简单的像素布局,因此,可以使寄生电容最小化,并且可以使第一节点n1和第二节点n2处的不期望的耦合现象最小化。因此,能够稳定地保持第一节点n1的电压和第二节点n2的电压,并且能够稳定地提供驱动电流IOLED

结果,根据本公开的示例性实施方式的子像素具有简化的像素布局。因此,能够增加能够布置在单位区域内的子像素的数目。因此,能够提高有机发光显示装置的分辨率。此外,由于与驱动晶体管Tdr的每个电极相邻的信号线的数目减少,因此能够减少由驱动晶体管Tdr的每个电极和信号线导致的耦合现象,并且驱动晶体管Tdr能够稳定地操作。因此,能够恒定地提供驱动电流IOLED,并且有机发光二极管(OLED)能够以恒定的亮度发光。此外,由于信号线的数目减少,因此能够减少第一节点n1和第二节点n2处的寄生电容。因此,驱动晶体管Tdr的栅极g与第二电极s之间的电位差Vgs2可以不受驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的影响。因此,关于阈值电压Vth的偏差的影响可以减少很多。参照图6来解释根据本公开的示例性实施方式的子像素的改进的阈值电压Vth的补偿效果。

图6是用于例示根据本公开的示例性实施方式的关于显示装置的改进的阈值电压的补偿误差率(CER)曲线图。在图6中,关于阈值电压Vth的补偿误差率(CER)是通过[式7]限定的定量值,[式7]是驱动电流IOLED的根据驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的变化的电流变化。

[式7]

其中,IdOLED是在存在驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的偏差的情况下子像素处的驱动电流IOLED值,并且IiOLED是在不存在驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的偏差的情况下子像素处的驱动电流IOLED值。也就是说,如果关于阈值电压的补偿误差率(CER)接近于零,则意味着阈值电压Vth的偏差得到了很好的补偿。

图6的比较示例是通过使用图1中例示的相关技术的有机发光显示装置来测量的。也就是说,除了驱动晶体管Tdr以外,根据比较示例的子像素还包括5个晶体管和1个电容器。

图6中例示的实施方式是通过使用如图3中例示的根据本公开的示例性实施方式的显示装置的子像素来测量的。也就是说,如图3所例示,除了驱动晶体管Tdr以外,根据本公开的示例性实施方式的子像素还包括3个晶体管和2个电容器。

参照图6,示出了根据本公开的示例性实施方式的子像素的补偿误差率(CER)比比较示例的补偿误差率(CER)更接近于零。也就是说,如果阈值电压Vth的偏差是-1V,则比较示例的子像素的补偿误差率(CER)为约-7%,然而,根据本公开的示例性实施方式的子像素的补偿误差率(CER)为约-4%。此外,如果阈值电压Vth的偏差是1V,则比较示例的子像素的补偿误差率(CER)为约9%,然而,根据本公开的示例性实施方式的子像素的补偿误差率(CER)为约5%。

如上所述,根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置的子像素的补偿误差率(CER)被改进的原因是因为简化的子像素结构。也就是说,比较示例的子像素和根据本公开的示例性实施方式的子像素二者都包括用于对阈值电压Vth的偏差进行补偿的补偿晶体管。然而,比较示例的子像素具有更复杂的像素布局,因此还包括用于控制补偿晶体管的信号线。在这种情况下,可能由于附加信号线与驱动晶体管的栅极之间的寄生电容而发生耦合现象。由于这种耦合现象,可以发生驱动晶体管的栅极处的电压偏差的问题。因此,影响了驱动晶体管的栅极与第二电极之间的电位。结果,可能由于这种现象而不能适当地补偿驱动晶体管的阈值电压Vth,并且驱动晶体管的阈值电压Vth显著地影响了提供到有机发光二极管的驱动电流。

相比之下,根据本公开的示例性实施方式的子像素具有简化的像素布局,并且可以省去一些信号线。因此,可以减少与驱动晶体管Tdr的栅极g耦合的可能的信号线。结果,根据本公开的示例性实施方式的子像素的驱动晶体管Tdr的栅极g处的电压可以不受相邻信号线的影响,并且能够有效地对驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的偏差进行补偿。

结果,根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置200包括具有关于驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的改进的补偿误差率(CER)的子像素。也就是说,由于简化的像素布局,能够使子像素的与驱动晶体管Tdr的栅极g耦合的信号线的数目最小化。因此,能够减少由相邻信号线导致的关于驱动晶体管Tdr的栅极g处的电压的偏差现象。因此,可以减小关于驱动晶体管的阈值电压的补偿误差率(CER)。由于补偿误差率(CER)减小,因此即使驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth存在偏差,驱动晶体管Tdr的栅极与第二电极之间的电位也能够是恒定的。因此,尽管存在阈值电压Vth的偏差,也能够更稳定地提供驱动电流IOLED。因此,根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置200能够显示优质且没有色差的图像。

本公开的示例性实施方式也能够被描述如下:

根据本公开的一方面,一种有机发光显示装置的子像素可以包括有机发光二极管、驱动晶体管、第一电容器、第二电容器和第一晶体管。所述有机发光二极管可以包括与第一节点连接的阳极。所述驱动晶体管可以包括所述驱动晶体管的第一电极、所述驱动晶体管的与所述第一节点连接的第二电极、以及所述驱动晶体管的与第二节点连接的栅极。所述第一电容器可以连接在所述第一节点与所述第二节点之间。所述第二电容器可以连接在编程线与所述第二节点之间。所述第一晶体管可以包括所述第一晶体管的与所述驱动晶体管的第一电极连接的第一电极、所述第一晶体管的与所述第二节点连接的第二电极、以及所述第一晶体管的与扫描线连接的栅极。所述第一电容器和所述第二电容器可以被配置为基于提供到所述编程线的编程电压而耦合以改变所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压。根据本公开的示例性实施方式的有机发光显示装置的子像素可以具有所述第一电容器和所述第二电容器,所述第一电容器和所述第二电容器被配置为基于提供到所述编程线的编程电压而耦合以改变所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压。因此,能够简化电路布局并且能够补偿驱动晶体管的阈值电压。因此,能够在不考虑阈值电压的偏差的情况下保持有机发光二极管的亮度的均匀性,并且通过减小子像素的尺寸,能够提高有机发光显示装置的分辨率。

所述子像素还可以包括第二晶体管,该第二晶体管包括所述第二晶体管的与数据线连接的第一电极、所述第二晶体管的与所述第一节点连接的第二电极、以及所述第二晶体管的与所述扫描线连接的栅极。

所述子像素还可以包括第三晶体管,该第三晶体管包括所述第三晶体管的与高电位电压线连接的第一电极、所述第三晶体管的与所述驱动晶体管的第一电极连接的第二电极、以及所述第三晶体管的与发光控制线连接的栅极。所述第三晶体管被配置为基于通过所述发光控制线传送的发光控制电压来控制所述有机发光二极管的发光。

根据本公开的一方面,一种有机发光显示装置可以包括子像素、数据驱动器、扫描驱动器和编程驱动器。所述数据驱动器可以被配置为向所述子像素提供数据电压。所述扫描驱动器可以被配置为向所述子像素提供扫描电压。所述编程驱动器可以被配置为向所述子像素提供编程电压。所述子像素可以包括有机发光二极管、驱动晶体管、第一电容器和第二电容器。所述有机发光二极管可以包括与第一节点连接的阳极。被配置为向所述有机发光二极管提供驱动电流的所述驱动晶体管可以包括所述驱动晶体管的第一电极、所述驱动晶体管的与所述第一节点连接的第二电极、以及所述驱动晶体管的与第二节点连接的栅极。所述第一电容器可以连接在所述第一节点与所述第二节点之间,所述第一电容器被配置为在所述有机发光二极管的发光周期期间保持所述驱动晶体管的栅极与所述驱动晶体管的第二电极之间的电位差。所述第二电容器可以连接在编程线与所述第二节点之间。所述编程驱动器可以被配置为向所述编程线提供所述编程电压,以通过在发光周期之前的耦合周期期间将所述第一电容器与所述第二电容器耦合来改变所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压。

所述子像素还可以包括:第一晶体管,该第一晶体管基于所述扫描电压而导通,并且被配置为在所述耦合周期之前使所述第二节点电浮置,其中,所述第一晶体管配置所述驱动晶体管的第一电极与所述驱动晶体管的栅极之间的二极管连接。

所述子像素还可以包括:第二晶体管,所述第二晶体管基于所述扫描电压导通,被配置为向所述第一节点提供所述数据电压。所述数据驱动器可以被配置向所述第二晶体管提供初始化电压以用于使所述第一节点在初始化周期期间初始化,并且向所述第二晶体管提供所述数据电压以用于在所述初始化周期的结束与所述耦合周期的开始之间的时期的至少一部分期间对所述第一节点充电。

在所述耦合周期期间,第二晶体管可以被配置为基于所述扫描电压使所述第一节点电浮置,并且所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压可以在所述耦合周期期间与所述编程电压关联地改变。

所述数据驱动器可以被配置为通过所述第二晶体管向所述第一节点提供与特定灰度级对应的数据电压,其中,有机发光二极管可以基于所述驱动电流的量针对所述特定灰度级发光,所述驱动电流的量与从所述第二节点与第一节点之间的电压差减去所述驱动晶体管的阈值电压得到的差值的平方成比例。

所述有机发光显示装置还可以包括发光控制驱动器,所述发光控制驱动器被配置为在所述发光周期期间向发光控制线提供发光控制电压。所述子像素还可以包括第三晶体管,所述第三晶体管被配置为向所述驱动晶体管的第一电极提供高电位电压,其中,所述子像素基于所述发光控制电压而导通。

所述发光控制驱动器可以被配置为在所述初始化周期期间使所述第三晶体管导通,所述扫描驱动器可以被配置为在所述初始化周期期间使所述第一晶体管导通,并且所述第一晶体管和所述第二晶体管可以被配置为向所述第二节点传送所述高电位电压,以使所述驱动晶体管的栅极在所述初始化周期期间初始化。

在所述初始化周期之后,所述第三晶体管可以在采样周期内截止,并且所述扫描驱动器可以被配置为使所述第一晶体管和所述第二晶体管导通,以在所述采样周期期间对所述驱动晶体管的阈值电压进行采样。

虽然已经参照附图详细地描述了本公开的示例性实施方式,但是本公开不限于此,并且可以在不脱离本公开的技术构思的情况下按照很多不同的形式来实施。因此,提供本公开的示例性实施方式仅出于说明性的目的,而不旨在限制本公开的技术构思。本公开的技术构思的范围不限于此。本公开的保护范围应该基于所附的权利要求来解释,并且在其等效范围中的所有技术构思都应该被解释为落入本公开的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月22日提交的韩国专利申请No.10-2015-0184117的权益,该韩国专利申请通过引用被并入到本文中,如同其全部在本文中陈述一样。

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