有机发光二极管显示装置及其驱动方法
【专利摘要】公开了一种有机发光二极管显示装置及其驱动方法。这种有机发光二极管显示装置包括：显示面板，显示面板具有以这样的方式形成的多个子像素，即每个水平行上的子像素与同一水平行上的栅极线连接，并还与下一水平行上的栅极线连接，以进一步接收来自下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，从而显示图像；电源，用于将第一电源信号和第二电源信号提供给显示面板的电源线，并将补偿电压提供给补偿电源线；以及时序控制器，用于将外部输入的视频数据排列成适于驱动显示面板，并控制栅极驱动器和数据驱动器，以便基于由补偿电压补偿的数据电压来显示图像。
【专利说明】有机发光二极管显示装置及其驱动方法
[0001]本申请要求享有2013年6月28日提交的韩国专利申请10-2013-0076025的权益，通过援引的方式将该专利申请并入本文，如同在这里完全阐述一样。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种有机发光二极管(OLED)显示装置及其驱动方法，更具体地涉及这样一种OLED显示装置及其驱动方法，这种OLED显示装置不仅能够补偿充入每个子像素中的视频电压，而且还能简化像素电路结构和布线结构以及增大开口率，从而进一步提高图像质量。
【背景技术】
[0003]近来，液晶显示器、场发射显示器、等离子体显示面板和有机发光二极管(OLED)显示器作为平板显示器而受到重视。在这些显示器中，OLED显示器为自发光装置，在OLED显示器中，有机发光层通过将电子与空穴复合而发光，并且由于OLED显示器具有高亮度、低驱动电压以及超薄的厚度，所以OLED显示器被视为下一代显示装置。
[0004]这种OLED显示装置包括多个子像素，每个子像素包括OLED和用于独立地驱动所述OLED的像素电路，其中所述OLED具有设置在阳极与阴极之间的有机发光层。
[0005]像素电路包括多个开关晶体管、至少一个电容器以及驱动晶体管。开关晶体管响应于每个水平周期中产生的扫描信号而将数据信号充入电容器中。驱动晶体管响应于单独的感测信号而控制将提供给OLED的电流的量，以便所述电流与电容器中所充入的视频电压的电平相对应，从而调整相应子像素的灰度级。
[0006]以上述方式构造的传统像素电路需通过多条栅极线分别接收在一定时间内重叠的扫描信号和感测信号，从而顺序地驱动多个开关晶体管以及驱动晶体管。为此，应当以水平行为基础提供多条栅极线以分别传输扫描信号和感测信号。这会导致每个子像素的开口率的减小。
【发明内容】
[0007]因此，本发明涉及一种大体上克服了由于现有技术的限制或缺陷所导致的一个或多个问题的有机发光二极管显示装置及其驱动方法。
[0008]本发明的一个目的是提供一种有机发光二极管显示装置及其驱动方法，所述显示装置及其驱动方法不仅能够补偿充入每个子像素中的视频电压，而且还能够简化像素电路结构和布线结构并增大开口率，从而进一步提高图像质量。
[0009]在下面的描述中将列出本发明的附加优点、目的和特点，这些优点、目的和特点的一部分从下面的描述对于所属领域普通技术人员来说是将显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过书面说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其它优点。
[0010]为实现这些目的和其它优点，根据本发明的目的，如在此具体化和概括地描述的，一种有机发光二极管显示装置，包括:具有多个子像素的显示面板，所述多个子像素以这样的方式形成，即每个水平行上的子像素与同一水平行上的栅极线连接，并还与下一水平行上的栅极线连接，以进一步接收来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，从而显示图像；栅极驱动器，用于驱动所述显示面板的栅极线；数据驱动器，用于驱动所述显示面板的数据线；电源，用于将第一电源信号和第二电源信号提供给所述显示面板的电源线，并将补偿电压提供给所述显示面板的补偿电源线；以及时序控制器，用于将外部输入的视频数据排列成适于驱动所述显示面板，并将被排列的视频数据提供给所述数据驱动器，以及控制所述栅极驱动器和所述数据驱动器，以便基于由所述补偿电压补偿的数据电压来显示图像。
[0011]所述多个子像素中的每个子像素可包括:第一开关元件，用于响应于来自同一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将来自相应的一条数据线的数据信号提供给第一节点，以充电存储电容器；第二开关元件，用于响应于来自下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将通过所述补偿电源线提供的补偿电压提供给第二节点；以及驱动开关元件，响应于第一节点上的电压来控制流入有机发光二极管的电流的量，所述有机发光二极管与第二节点连接，第一节点上的电压随着所述存储电容器的充电/放电而变化，其中所述存储电容器可与所述驱动开关元件并联地连接在第一节点与第二节点之间，以存储第一节点与第二节点之间的电压差，并且当第一开关元件截止时，使用所存储的电压保持所述驱动开关元件的导通状态。
[0012]所述栅极驱动器可驱动的栅极线在数量上比水平行的总数多一条，所述栅极线中的最后一条与所述栅极线中的第一条在同一周期中被驱动。
[0013]所述栅极驱动器可以水平周期为基础，以这样的方式将两个水平周期的栅极导通信号提供给每条栅极线，即提供给当前水平行上的栅极线的栅极导通信号与提供给下一水平行上的栅极线的栅极导通信号重叠一个水平周期。
[0014]所述第一开关元件可导通两个水平周期，从而在数据输入周期中将来自相应数据线的数据电压提供给第一节点和所述存储电容器，所述数据输入周期为一个水平周期；所述第二开关元件可由来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通电压导通两个水平周期，从而将所述补偿电压提供给第二节点；以及所述第一开关元件和所述第二开关元件可在发光周期中均截止，以保持所述存储电容器两端的电压恒定，进而保持第一节点处的电压变化恒定，以保持所述驱动开关元件导通，以便使所述有机发光二极管导通。
[0015]在本发明的另一方面，一种用于驱动有机发光二极管显示装置的方法，所述有机发光二极管显示装置包括具有多个子像素的显示面板，所述多个子像素以这样的方式形成，即每个水平行上的子像素与同一水平行上的栅极线连接，并还与下一水平行上的栅极线连接，以进一步接收来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，从而显示图像，所述方法包括:驱动所述显示面板的栅极线；驱动所述显示面板的数据线；将第一电源信号和第二电源信号提供给所述显示面板的电源线，并将补偿电压提供给所述显示面板的补偿电源线；以及将外部输入的视频数据排列成适于驱动所述显示面板，并控制栅极驱动器和数据驱动器，以便基于由所述补偿电压补偿的数据电压来显示图像。
[0016]所述多个子像素中的每个子像素可包括:第一开关元件，用于响应于来自同一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将来自相应的一条数据线的数据信号提供给第一节点以充电存储电容器；第二开关元件，用于响应于来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将通过所述补偿电源线提供的补偿电压提供给第二节点；以及驱动开关元件，响应于第一节点上的电压来控制流入有机发光二极管的电流的量，所述有机发光二极管与第二节点连接，第一节点上的电压随着所述存储电容器的充电/放电而变化，其中所述存储电容器可与所述驱动开关元件并联地连接在第一节点与第二节点之间，以存储第一节点与第二节点之间的电压差，并且当所述第一开关元件截止时，使用所存储的电压保持所述驱动开关元件的导通状态。
[0017]驱动栅极线的步骤可包括驱动在数量上比水平行的总数多一条的栅极线，所述栅极线中的最后一条与所述栅极线中的第一条在同一周期中驱动。
[0018]驱动栅极线的步骤可包括以水平周期为基础，以这样的方式将两个水平周期的栅极导通信号提供给每条栅极线，即提供给当前水平行上的栅极线的栅极导通信号与提供给下一水平行上的栅极线的栅极导通信号重叠一个水平周期。
[0019]所述第一开关元件可导通两个水平周期，从而在数据输入周期中将来自相应数据线的数据电压提供给第一节点和所述存储电容器，所述数据输入周期为一个水平周期；所述第二开关元件可由来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通电压导通两个水平周期，从而将所述补偿电压提供给第二节点；以及所述第一开关元件和所述第二开关元件可在发光周期中均截止，从而保持所述存储电容器两端的电压恒定，进而保持第一节点处的电压变化恒定，以保持所述驱动开关元件导通，以便使所述有机发光二极管导通。
[0020]应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]包括在本文中以给本发明提供进一步理解并结合在本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
[0022]图1是示出根据本发明的实施方式的有机发光二极管显示装置的构造的框图；
[0023]图2是图1中所示的显示面板的2X2个子像素的等效电路图；以及
[0024]图3是示出根据本发明的实施方式的有机发光二极管显示装置的驱动方法的波形图。
【具体实施方式】
[0025]现在将对本发明的优选实施方式进行详细描述，附图中示出了这些实施方式的一些实例。尽可能地在所有附图中使用相同的参考数字表示相同或相似的部件。
[0026]图1是示出根据本发明的实施方式的有机发光二极管显示装置的构造的框图，图2是图1中所示的显示面板的2X2个子像素的等效电路图。
[0027]图1中所示的有机发光二极管(OLED)显示装置包括具有多个子像素P的显示面板1，多个子像素P以这样的方式形成，即每个水平行上的子像素与同一水平行上的栅极线GLl至GLn连接，并且还与下一水平行上的栅极线GL2至GLn+Ι连接，以进一步接收来自下一水平行上的栅极线GL2至GLn+Ι的栅极导通信号，从而显示图像。OLED显示装置还包括栅极驱动器2、数据驱动器3、电源4以及时序控制器5，栅极驱动器2用于驱动显示面板I的栅极线GLl至GLn+Ι ;数据驱动器3用于驱动显示面板I的数据线DLl至DLm ;电源4用于将第一电源信号VDD和第二电源信号VSS提供给显示面板I的电源线PLl至PLm，并且将补偿电压Vref提供给显示面板I的补偿电源线CPL ;时序控制器5用于将外部输入的视频数据排列成适于驱动显示面板I，并将被排列的视频数据提供给数据驱动器3，以及用于控制栅极驱动器2和数据驱动器3，以便基于由补偿电压Vref补偿的数据电压来显示图像。
[0028]在显示面板I中，子像素P以矩阵形式排列在各个像素区域中以显示图像。每个子像素P包括OLED和用于独立地驱动OLED的像素电路。具体地，如图2中所示，每个子像素P包括像素电路和0LED，所述像素电路与相应的栅极线GL2、相应的数据线DL2以及高电压电源线PL VDD连接，所述OLED连接在像素电路与低压源VSS之间。
[0029]在子像素P中，每个水平行上的子像素以这样的方式构造，即子像素P的像素电路与同一水平行上的栅极线GLl至GLn连接，并且还与下一水平行上的栅极线GL2至GLn+1连接。结果，每个子像素P的像素电路接收来自同一水平行上的栅极线GLl至GLn的栅极导通信号，并且还接收来自下一水平行上的栅极线GL2至GLn+Ι的栅极导通信号。
[0030]每个像素电路包括第一开关元件Tl、第二开关元件T2、驱动开关元件DT以及存储电容器C。这里，第一开关元件Tl、第二开关元件T2以及驱动开关元件DT可由NMOS晶体管或PMOS晶体管构成。下面将假设第一开关元件Tl、第二开关元件T2以及驱动开关元件DT由PMOS晶体管构成来进行说明。
[0031]第一开关元件Tl响应于来自同一水平行上的栅极线GLl的栅极导通信号，将来自数据线DLl的数据信号提供给第一节点NI，从而给存储电容器C充电。
[0032]第二开关元件T2响应于来自下一水平行上的栅极线GL2的栅极导通信号，将通过补偿电源线CPL提供的补偿电压Vref提供给与OLED连接的第二节点N2。
[0033]驱动开关元件DT响应于第一节点NI上的电压来控制流入OLED的电流的量，所述电流的量随着存储电容器C的充电/放电而变化。
[0034]存储电容器C与驱动开关元件DT并联地连接在第一节点NI和与OLED连接的第二节点N2之间。所述存储电容器C存储第一节点NI与第二节点N2之间的电压差，并且当第一开关元件Tl截止时，使用所存储的电压将驱动开关元件DT的导通状态保持一段预定时间，例如一个帧周期。
[0035]OLED具有与像素电路连接的阳极、与低电压的第二电源信号VSS连接的阴极以及在阳极和阴极之间形成的有机层。所述OLED通过像素电路的第一开关元件Tl利用来自驱动开关元件DT的电流来发光。
[0036]栅极驱动器2响应于来自时序控制器5的诸如栅极起始脉冲(GSP)和栅极移位时钟(GSC)这样的栅极控制信号GVS，顺序地产生栅极导通信号(例如，高逻辑电平的栅极导通电压)，并响应于来自时序控制器5的栅极输出使能(GOE)信号来控制栅极导通信号的脉冲宽度。然后，栅极驱动器2顺序地将栅极导通信号提供给栅极线GLl至GLn。这里，在栅极导通信号不被提供给栅极线GLl至GLn的期间，栅极截止信号(例如，低逻辑电平的栅极截止电压)被提供给栅极线GLl至GLn。
[0037]特别是，考虑到每个水平行上的子像素还与下一水平行上的栅极线连接的结构特点，栅极驱动器2驱动的栅极线GLl至GLn+Ι在数量上比水平行的总数多一条。这里，最后一条栅极线GLn+Ι可在与第一栅极线GLl相同的周期中被驱动。
[0038]此外，考虑到每个水平行上的子像素还与下一水平行上的栅极线连接的结构特点，栅极驱动器2以水平周期为基础，以这样的方式将两个水平周期的栅极导通信号提供给栅极线GLl至GLn+Ι中的每条栅极线，即提供给当前水平行上的栅极线的栅极导通信号与提供给下一水平行上的栅极线的栅极导通信号重叠一个水平周期。
[0039]数据驱动器3使用来自时序控制器5的数据控制信号DVS中的源极起始脉冲(SSP )和源极移位时钟(SSC)，将从时序控制器5输入的数字视频数据Data转换成模拟电压或模拟数据电压。此时，数据驱动器3使用被细分成分别对应数字视频数据Data的灰度级的一组伽马电压，将数字视频数据Data转换成模拟数据电压。然后，数据驱动器3响应于来自时序控制器5的源极输出使能(SOE)信号，将数据电压提供给各条数据线DLl至DLm。具体来说，数据驱动器3基于SSC将输入的数字视频数据Data锁存，然后响应于SOE信号，在栅极导通信号被提供给各条栅极线GLl至GLn的每个水平周期中，将一个水平行的数据电压提供给各条数据线DLl至DLm。
[0040]时序控制器5将外部输入的视频数据RGB排列成适于显示面板I的尺寸和分辨率，然后将所得到的数字视频数据Data提供给数据驱动器3。此外，时序控制器5使用例如点时钟DCLK、数据使能信号DE、水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync这样的外部输入的同步信号产生栅极控制信号GVS和数据控制信号DVS，然后将所产生的栅极控制信号GVS和数据控制信号DVS分别提供给栅极驱动器2和数据驱动器3。
[0041]图3是示出根据本发明的实施方式驱动OLED显示装置的方法的波形图。
[0042]参照图3，以这样的方式将两个水平周期的栅极导通信号提供给栅极线GLl至GLn+Ι中的每条栅极线，即提供给当前水平行上的栅极线的栅极导通信号与提供给下一水平行上的栅极线的栅极导通信号重叠一个水平周期。
[0043]为此，一个帧周期，即单位像素的帧周期被分成数据输入周期S1、数据充电周期S2以及发光周期S3。
[0044]从数据输入周期SI开始，高逻辑的栅极导通电压在两个水平周期期间被提供给相应的栅极线GL。结果，每个子像素P的与栅极线GL连接的第一开关元件Tl被导通两个水平周期，从而使来自相应的数据线DL的数据电压在一个水平周期的数据输入周期SI期间通过第一开关元件Tl被提供给第一节点NI和存储电容器C。
[0045]从数据充电周期S2开始，高逻辑电平的栅极导通电压在两个水平周期期间被提供给下一水平行上的栅极线。结果，第二开关元件T2由来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通电压导通两个水平周期，从而将补偿电压Vref提供给第二节点N2。此时，驱动开关元件DT成为正偏二极管，从而驱动开关元件DT的阈值电压Vth在驱动开关元件DT的栅极处、即在处于第一开关元件Tl的导通状态的第一节点NI处被采样。然后，当第一开关元件Tl截止时，由于第一电源信号VDD被提供给驱动开关元件DT的源极，所以高电压的第一电源信号VDD和驱动开关元件DT的阈值电压Vth之间的电压差(VDD-Vth)被输出。
[0046]然后，在发光周期S3中，第一开关元件Tl和第二开关元件T2均截止，并且由于在像素电路中没有形成电流路径，所以存储电容器C两端的电压保持恒定。因此，第一节点NI处的电压变化(Vref-Vdata)保持恒定，并且驱动开关元件DT被其栅极-源极电压保持导通，从而使OLED导通。
[0047]如上所述，在本发明的OLED显示装置及其驱动方法中，每个子像素P的像素电路可接收来自下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，并将所接收的栅极导通信号用作驱动驱动开关元件DT的感测信号。因此，每个子像素P的结构不仅能够补偿充入像素电路中的视频电压，而且还能够简化像素电路结构和布线结构。特别是，以水平行为基础仅提供一条栅极线，从而增大了像素的开口率并且进一步提高显示质量。
[0048]由以上描述显而易见，在根据本发明的OLED显示装置及其驱动方法中，每个子像素的像素电路能够接收来自下一水平行上的栅极线的扫描信号，并将所接收的扫描信号用作感测信号。因此，不仅可以补偿充入像素电路中的视频电压，而且还可以简化像素电路结构和布线结构。特别是，以水平行为基础仅提供一条栅极线，从而增大了像素开口率并且进一步提闻显不质量。
[0049]在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变化，这对于所属领域普通技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖本发明的这种修改和变化，只要其落入所附权利要求及其等价物的范围内。
【权利要求】
1.一种有机发光二极管显示装置，包括: 具有多个子像素的显示面板，所述多个子像素以这样的方式形成，即每个水平行上的子像素与同一水平行上的栅极线连接，并还与下一水平行上的栅极线连接，以进一步接收来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，从而显示图像； 栅极驱动器，用于驱动所述显示面板的栅极线； 数据驱动器，用于驱动所述显示面板的数据线； 电源，用于将第一电源信号和第二电源信号提供给所述显示面板的电源线，并将补偿电压提供给所述显示面板的补偿电源线；以及 时序控制器，用于将外部输入的视频数据排列成适于驱动所述显示面板，并将被排列的视频数据提供给所述数据驱动器，以及控制所述栅极驱动器和所述数据驱动器，以便基于由所述补偿电压补偿的数据电压来显示图像。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其中所述多个子像素中的每个子像素包括: 第一开关元件，用于响应于来自同一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将来自相应的一条数据线的数据信号提供给第一节点，以充电存储电容器； 第二开关元件，用于响应于来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将通过所述补偿电源线提供的补偿电压提供给第二节点；以及 驱动开关元件，响应于第一节点上的电压来控制流入有机发光二极管的电流的量，所述有机发光二极管与第二节点连接，第一节点上的电压随着所述存储电容器的充电/放电而变化， 其中所述存储电容器与所述驱动开关元件并联地连接在第一节点与第二节点之间，以存储第一节点与第二节点之间的电压差，并且当第一开关元件截止时，使用所存储的电压保持所述驱动开关元件的导通状态。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示装置，其中所述栅极驱动器驱动的栅极线在数量上比水平行的总数多一条，所述栅极线中的最后一条与所述栅极线中的第一条在同一周期中被驱动。
4.根据权利要求3所述的有机发光二极管显示装置，其中所述栅极驱动器以水平周期为基础，以这样的方式将两个水平周期的栅极导通信号提供给每条栅极线，即提供给当前水平行上的栅极线的栅极导通信号与提供给下一水平行上的栅极线的栅极导通信号重叠一个水平周期。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管显示装置，其中: 所述第一开关元件导通两个水平周期，从而在数据输入周期中将来自相应数据线的数据电压提供给第一节点和所述存储电容器，所述数据输入周期为一个水平周期； 所述第二开关元件由来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通电压导通两个水平周期，从而将所述补偿电压提供给第二节点；以及 所述第一开关元件和所述第二开关元件在发光周期中均截止，以保持所述存储电容器两端的电压恒定，进而保持第一节点处的电压变化恒定，以保持所述驱动开关元件导通，以便使所述有机发光二极管导通。
6.一种用于驱动有机发光二极管显示装置的方法，所述有机发光二极管显示装置包括具有多个子像素的显示面板，所述多个子像素以这样的方式形成，即每个水平行上的子像素与同一水平行上的栅极线连接，并还与下一水平行上的栅极线连接，以进一步接收来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，从而显示图像，所述方法包括: 驱动所述显示面板的栅极线； 驱动所述显示面板的数据线； 将第一电源信号和第二电源信号提供给所述显示面板的电源线，并将补偿电压提供给所述显示面板的补偿电源线；以及 将外部输入的视频数据排列成适于驱动所述显示面板，并控制栅极驱动器和数据驱动器，以便基于由所述补偿电压补偿的数据电压来显示图像。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个子像素中的每个子像素包括: 第一开关元件，用于响应于来自同一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将来自相应的一条数据线的数据信号提供给第一节点以充电存储电容器； 第二开关元件，用于响应于来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通信号，将通过所述补偿电源线提供的补偿电压提供给第二节点；以及 驱动开关元件，响应于第一节点上的电压来控制流入有机发光二极管的电流的量，所述有机发光二极管与第二节点连接，第一节点上的电压随着所述存储电容器的充电/放电而变化， 其中所述存储电容器与所述驱动开关元件并联地连接在第一节点与第二节点之间，以存储第一节点与第二节点之间的电压差，并且当所述第一开关元件截止时，使用所存储的电压保持所述驱动开关元件的导通状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其中驱动栅极线包括驱动在数量上比水平行的总数多一条的栅极线，所述栅极线中的最后一条与所述栅极线中的第一条在同一周期中驱动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中驱动栅极线包括以水平周期为基础，以这样的方式将两个水平周期的栅极导通信号提供给每条栅极线，即提供给当前水平行上的栅极线的栅极导通信号与提供给下一水平行上的栅极线的栅极导通信号重叠一个水平周期。
10.根据权利要求9所述的方法，其中: 所述第一开关元件导通两个水平周期，从而在数据输入周期中将来自相应数据线的数据电压提供给第一节点和所述存储电容器，所述数据输入周期为一个水平周期； 所述第二开关元件由来自所述下一水平行上的栅极线的栅极导通电压导通两个水平周期，从而将所述补偿电压提供给第二节点；以及 所述第一开关元件和所述第二开关元件在发光周期中均截止，从而保持所述存储电容器两端的电压恒定，进而保持第一节点处的电压变化恒定，以保持所述驱动开关元件导通，以便使所述有机发光二极管导通。
【文档编号】G09G3/32GK104252833SQ201310704760
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】秋教燮, 韩和东 申请人:乐金显示有限公司