专利名称：像素和使用该像素的有机发光显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种像素和一种使用该像素来显示具有期望的灰度级的图像的有 机发光显示器。
背景技术：
近来，已经开发出与阴极射线管相比重量减轻且体积减小的各种类型的 平板显示装置。这样的平板显示装置包括液晶显示器、场发射显示器、等离 子体显示装置和有机发光显示器等。
在这些平板显示器中，有机发光显示器使用通过电子和空穴的复合发射 光的有机发光二极管(OLED)来显示图像。有机发光显示装置具有相对快速 的响应速度，而且可以以相对低的功耗来驱动。
目前，在有机发光显示器的像素中通常使用P型(例如，PMOS)晶体 管。然而，制造P型晶体管的制造成本通常较高。为了降低成本，当晶体管 由净皮氧化的物质(例如，氧化物)形成时，晶体管可以为N型(例如，NMOS ) 晶体管。可以以较低的成本开发出这样的N型晶体管。
图1是示出在有机发光显示器中包括N型晶体管的传统像素的电路图。
参照图1，传统的像素4包括有机发光二极管OLED和像素电路2，其 中，像素电路2结合到数据线Dm和扫描线Sn，以控制有机发光二极管OLED。
有机发光二极管OLED的阳极电极结合到像素电路2，有机发光二极管 OLED的阴极电极结合到第二电源ELVSS。有机发光二极管OLED发射亮度 与从像素电路2提供的电流对应的光。
当向扫描线Sn提供扫描信号时，对应于提供到数据线Dm的数据信号，
4像素电路2控制提供到有机发光二极管OLED的电流量。像素电路2包括第二晶体管(例如，驱动晶体管)M2，结合在第一电源ELVDD和有机发光二极管OLED之间；第一晶体管(例如，开关晶体管)M1，结合在第二晶体管M2的栅电极和数据线Dm之间，并具有结合到扫描线Sn的栅电极；存储电容器Cst，结合在第二晶体管M2的栅电极和第二晶体管M2的第一电极之间。
第一晶体管Ml的栅电极结合到扫描线Sn，第一晶体管Ml的第一电极结合到数据线Dm。第一晶体管Ml的第二电极结合到存储电容器Cst的一端。这里，第一电极是源电极和漏电极中的一个，第二电极是源电极和漏电极中的另一个。例如，如果第一电极为源电极，则第二电极为漏电极。
当从扫描线Sn提供扫描信号时，结合到数据线Dm的第一晶体管Ml导通，从而将数据信号从数据线Dm提供到存储电容器Cst。此时，向存储电容器Cst中充入了与数据信号对应的电压。
第二晶体管M2的栅电极结合到存储电容器Cst的一端，第二晶体管M2的第一电极结合到存储电容器Cst的另一端和第一电源ELVDD。第二晶体管M2的第二电极结合到有机发光二极管OLED的阳极电极。对应于存储在存储电容器Cst中的电压值，第二晶体管M2控制从第一电源ELVDD提供到有机发光二极管OLED的电流量。此时，有机发光二才及管OLED发射与从第二晶体管M2提供的电流量对应的光。
如果以模拟驱动构造(即，使用数据信号的幅值实现灰度级)使用传统的像素4，那么可能不能不准确地提供期望的电流。更具体地讲，在传统的像素4中，如果第二晶体管M2的源电极结合到有机发光二极管OLED,则由于施加到有才几发光二4及管OLED的电压的变化(即，第二晶体管M2的Vgs的变化)而导致第二晶体管M2可能不作为恒定的电流源进行驱动。此外，因为第二晶体管M2的Vgs对应于有机发光二极管OLED的劣化而变化，所以可能不能准确地显示具有期望的灰度级的图像。
如果以数字驱动构造(即，驱动被分为多个子帧的一帧)方式使用传统的像素4，那么数据信号应当具有高电压值。更具体地讲，在数字驱动构造中，第二晶体管M2作为执行导通或截止操作的开关进行驱动。因此，对于将要导通的第二晶体管M2,数据信号应当具有比ELVDD+Vth(M2)高的电压。在这种情况下，用于提供数据信号的数据驱动器应当被设计成具有高耐压性，从而稳定地提供数据信号。因此，制造成本会增加。此外，如果数据 信号具有高电压，那么由于这种高电压数据信号而会使功耗增大。
发明内容
因此，根据本发明的实施例的一方面提供了 一种像素和一种使用所述像 素的有机发光显示器，所述有机发光显示器显示具有期望的灰度级的图像， 并使数据信号的电压降低。
根据本发明的实施例的一方面，提供了一种像素，所述像素包括有机
发光二极管；第二晶体管，用于向所述有机发光二极管提供电流；第一晶体 管，结合在数据线和所述第二晶体管的栅电极之间，所述第一晶体管用于根 据来自扫描线的扫描信号将数据信号从所述数据线提供到所述第二晶体管的 栅电极；存储电容器，结合在所述第二晶体管的栅电极和所述第二晶体管的 源电极之间；第三晶体管，结合在所述第二晶体管的源电极和初始化功率之 间。
根据本发明的实施例的另一方面，提供了一种有机发光显示器，所述有 机发光显示器包括扫描驱动器，用于向多条扫描线提供扫描信号；数据驱 动器，用于向多条数据线提供数据信号；多个像素，位于所述扫描线和所述 数据线的交叉区域处。所述多个像素中的每个像素包括有机发光二极管； 第二晶体管，用于向所述有机发光二极管提供电流；第一晶体管，结合在所 述数据线的相应一条数据线和所述第二晶体管的栅电极之间，所述第一晶体 管用于向所述第二晶体管的栅电极提供数据信号；存储电容器，结合在所述 第二晶体管的栅电极和所述第二晶体管的源电极之间；第三晶体管，结合在 所述第二晶体管的源电极和初始化功率之间。
附图与说明书一起对本发明的特定示例性实施例进行举例说明，并与说 明书 一起用来解释本发明的原理。
图l是示出传统的像素的电路图。
图2是根据本发明实施例的有机发光显示器的示意性框图。
图3示出了数字驱动构造中的一帧。
图4是示出在图2中示出的像素的实施例的电路图。图5示出用于驱动图4的像素的驱动波形的示例。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图描述本发明的特定示例性实施例。这里，当第一元件被描述为结合到第二元件时，第一元件可以直接结合到第二元件，或者可选择地，第一元件可以通过一个或多个另外的元件结合到第二元件。此外，为了清楚起见，省略了对于全面理解本发明来说不是必需的一些元件。另外，相同的标号始终表示相同的元件。
图2是根据本发明实施例的有机发光显示器的示意性框图。
参照图2，根据本发明实施例的有机发光显示器包括显示单元30，具有结合到扫描线Sl至Sn和数据线Dl至Dm的多个像素40;扫描驱动器10，用于驱动扫描线Sl至Sn;数据驱动器20,用于驱动数据线Dl至Dm;时序控制器50，用于控制扫描驱动器10和数据驱动器20。
对应于外部同步信号，时序控制器50产生数据驱动控制信号DCS和扫描驱动控制信号SCS。数据驱动控制信号DCS被提供到数据驱动器20,扫描驱动控制信号SCS被提供到扫描驱动器10。时序控制器50还可以将外部数据提供到数据驱动器20。
在模拟驱动构造中，扫描驱动器10在一帧时间段期间向扫描线Sl至Sn顺序地提供扫描信号(高电平)。在数字驱动构造中，对于包括在一帧IF中的多个子帧的每个扫描时间段，扫描驱动器10可以向扫描线Sl至Sn中的一条或多条提供扫描信号，例如如图3所示。
数据驱动器20与扫描信号同步地向数据线Dl至Dm提供数据信号。数据信号被施加到由扫描信号选择的像素40。在模拟驱动构造中，数据驱动器20向数据线Dl至Dm提供与不同灰度级对应的具有多个不同电压值的数据信号。在数字驱动构造中，数据驱动器20向数据线Dl至Dm提供使像素40发射光的第一数据信号或使像素40不发射光的第二数据信号。
显示单元30分别从外部提供的第一电源ELVDD和第二电源ELVSS接收第一功率和第二功率。每个像素40连接到第一功率和第二功率，根据扫描信号接收数据信号，并对应于被提供的数据信号向包括在每个像素40中的有机发光二极管提供电流。
图4是示出像素(例如，在图2中示出的像素40)的实施例的电路图。仅利用N型(例如，NMOS)晶体管来构造图4中示出的像素40。
参照图4，根据本发明实施例的像素40包括有才几发光二极管OLED和像 素电路42,其中，像素电路42结合到数据线Dm、扫描线Sn和有机发光二 极管OLED。
有机发光二极管OLED的阳极电极结合到像素电路42，有机发光二极管 OLED的阴极电极结合到第二电源ELVSS。有机发光二极管OLED发射具有 与从像素电路42提供的电流对应的亮度的光。
当向扫描线Sn提供扫描信号时，像素电路42根据在提供扫描信号的时 刻提供到数据线Dm的数据信号来控制提供到有机发光二极管OLED的电流 量。像素电路42包括第二晶体管(例如，驱动晶体管)M2，结合在第一 电源ELVDD和有机发光二极管OLED之间；第 一 晶体管(例如，开关晶体 管)M1，结合在第二晶体管M2的栅电极和数据线Dm之间，并具有结合到 扫描线Sn的栅电极；存储电容器Cst，结合在第二晶体管M2的栅电极和第 二晶体管M2的第一电极之间；第三晶体管(例如，初始化晶体管)M3，结 合在第二晶体管M2的第一电极和初始化功率Vint之间。
第一晶体管Ml的栅电极结合到扫描线Sn,第一晶体管Ml的第一电极 结合到数据线Dm。第一晶体管Ml的第二电极结合到存储电容器Cst的一端。 当向扫描线Sn提供扫描信号时，第一晶体管M1导通，从而将数据信号从扫 描线Dm提供到存储电容器Cst。
第二晶体管M2的栅电极结合到存储电容器Cst的所述一端，第二晶体 管M2的第二电极结合到第一电源ELVDD。第二晶体管M2的第一电极结合 到有机发光二极管OLED的阳极电极。对应于存储在存储电容器Cst中的电 压值，第二晶体管M2控制从第一电源ELVDD经过有才几发光二极管OLED 提供到第二电源ELVSS的电流量。此时，有机发光二极管OLED发射与从第 二晶体管M2提供的电流量对应的光。
存储电容器Cst结合在第二晶体管M2的栅电极和第二晶体管M2的第 一电极之间。在存储电容器Cst中充有与数据信号对应的电压。
第三晶体管M3的第一电极结合到第二晶体管M2的第一电极，第三晶 体管M3的第二电极结合到初始化功率Vint。第三晶体管M3的栅电极结合 到扫描线Sn。当向扫描线Sn提供扫描信号时，第三晶体管M3导通，从而 将初始化功率Vint提供到第二晶体管M2的第一电极。这里，将初始化功率Vmt设置为具有等于或低于第二电源ELVSS的电压的电压。这里，第一电极是源电极或漏电极，第二电极是源电极和漏电极中的另一个。例如，如果将第二晶体管M2的源电极称作第二晶体管M2的第一电极，则将第二晶体管M2的漏电极称作第二晶体管M2的第二电极。
图5是示出用于驱动像素(例如，在图4中示出的像素40)的方法的波形图。
现在将结合图4和图5详细地描述操作过程。当向扫描线Sn提供扫描信号时，第一晶体管M1和第三晶体管M3导通。当第一晶体管M1导通时，数据信号DS被提供到第二晶体管M2的栅电极。当第三晶体管M3导通时，初始化功率Vint被提供到第二晶体管M2的第一电极。
此时，在存储电容器Cst中充入与数据信号DS和初始化功率Vint之间的电压差对应的电压。即，在存储电容器Cst中充入的电压不受有机发光二极管OLED的影响。
然后，当停止提供扫描信号时，第一晶体管M1和第三晶体管M3截止。基于充入到存储电容器Cst中的电压，第二晶体管M2将一定量的电流提供到有机发光二极管OLED。此时，基于有机发光二极管OLED上的压降来调整第二晶体管M2的第一电极的电压。因为第二晶体管M2的栅电极处于浮置状态，所以在存储电容器Cst中充入的电压不变。
如果将所述实施例的像素40应用于模拟驱动构造，则在存储电容器Cst中充入的电压总是保持恒定或基本上恒定，因而第二晶体管M2作为恒定的或基本上恒定的电流源进行驱动。因为在存储电容器Cst中充入的电压总是保持恒定，所以能够更加有效地显示具有期望的灰度级的图像。
如果将所述实施例的像素40应用于数字驱动构造，则施加的数据信号的电压可以降低。实际上，如果将本发明的像素40应用于数字驱动构造，则用于有效地导通第二晶体管M2的数据信号的电压应高于第二晶体管M2的阈值电压。在这个示例中，数据信号的电压可低于ELVDD+Vth (M2)而高于Vth ( M2 )。
更具体地讲，虽然第二晶体管M2被导通，但是存储电容器Cst仍将稳定地保持在先前时间段期间充入的电压。因此，当第二晶体管M2被导通以增大第二晶体管M2的第一电极的电压(例如，以将电压从初始化功率Vint增大到第一功率)时，对应于第二晶体管M2的第一电极的电压的增大，第二晶体管M2的栅电极的电压也增大。因此，如果将数据信号的电压设置为
高于第二晶体管M2的阈值电压，则能够稳定地导通第二晶体管M2。
此外，如果将数据信号的电压设置为高于第二晶体管M2的阈值电压，则可以将驱动具有PMOS晶体管的像素的数据驱动器应用于本发明的像素40。因此，可以避免由于开发新的数据驱动器而产生额外的制造成本。在本发明中，因为数据信号的电压比传统像素中的对比数据信号的电压低，所以当将本发明的像素应用于数字驱动构造时，可以使充放数据信号引起的功耗最小化或减小这样的功耗。
同时，在图4所示的像素40的结构中，可以将有机发光二极管OLED设置在第二晶体管M2的第二电极和第一电源ELVDD之间，并可以去除第三晶体管M3。然而，这样的布置可能需要整体修改并重新开发有机发光二极管OLED的结构。如果整体修改有机发光二极管OLED的结构，那么工艺条件等可能需要调整，且可能不会获得期望的良率。实际上，考虑到当前的工艺，可能难以将有机发光二极管OLED设置在第二晶体管M2的第二电极和第一电源ELVDD之间。
虽然已经参照具体的示例性实施例描述了本发明，但应当理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意在涵盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等价布置。
权利要求
1、一种像素，所述像素包括有机发光二极管；第二晶体管，用于向所述有机发光二极管提供电流；第一晶体管，结合在数据线和所述第二晶体管的栅电极之间，所述第一晶体管用于根据来自扫描线的扫描信号将数据信号从所述数据线提供到所述第二晶体管的栅电极；存储电容器，结合在所述第二晶体管的栅电极和所述第二晶体管的源电极之间；第三晶体管，结合在所述第二晶体管的源电极和初始化功率之间。
2、 如权利要求l所述的像素，其中，所述第三晶体管被构造成当所述第 一晶体管导通时导通。
3、 如权利要求l所述的像素，其中，每个晶体管均为N型晶体管。
4、 如权利要求l所述的像素，其中，所述第二晶体管被构造成根据存 储在所述存储电容器中的电压，将电流从结合到所述第二晶体管的漏电极的 第 一 电源经过所述有机发光二极管提供到第二电源。
5、 如权利要求4所述的像素，其中，所述初始化功率的电压电平等于或 低于所述第二电源的电压。
6、 一种有机发光显示器，所述有机发光显示器包括扫描驱动器、数据驱 动器和多个像素，所述扫描驱动器用于向多条扫描线提供扫描信号，所述数 据驱动器用于向多条数据线提供数据信号，所述多个像素位于所述扫描线和 所述数据线的交叉区域处，所述多个像素中的每个像素包括有机发光二极管；第二晶体管，用于向所述有机发光二极管提供电流；第一晶体管，结合在所述数据线的相应一条数据线和所述第二晶体管的 栅电极之间，所述第一晶体管用于向所述第二晶体管的栅电极提供数据信号；存储电容器，结合在所述第二晶体管的栅电极和所述第二晶体管的源电 极之间；第三晶体管，结合在所述第二晶体管的源电极和初始化功率之间。
7、 如权利要求6所述的有机发光显示器，其中，所述扫描驱动器被构造成在帧时间段期间向所述多条扫描线顺序地提供扫描信号。
8、 如权利要求6所述的有机发光显示器，其中，所述第三晶体管被构造 成当所述第一晶体管导通时导通。
9、 如权利要求6所述的有机发光显示器，其中，每个晶体管均为N型晶体管o
10、 如权利要求6所述的有机发光显示器，其中，所述第二晶体管被构 造成根据存储在所述存储电容器中的电压，将电流从结合到所述第二晶体 管的漏电极的第 一 电源经过所述有机发光二极管提供到第二电源。
11、 如权利要求IO所述的有机发光显示器，其中，所述初始化功率的电 压电平等于或低于所述第二电源的电压。
12、 如权利要求6所述的有机发光显示器，其中，所述扫描驱动器被构 造为对于在帧的多个子帧的每个子帧的扫描时间段向一条或多条扫描线提供 扫描信号。
13、 如权利要求12所述的有机发光显示器，其中，所述数据驱动器被构 造为，向所述数据线中的每条提供使所述像素中的对应的像素发射光的第一 数据信号和使所述像素中的对应的像素不发射光的第二数据信号。
14、 如权利要求13所述的有机发光显示器，其中，所述第一数据信号的 电压低于所述第一电源的电压与所述第二晶体管的阈值电压之和，并高于所 述第二晶体管的阈值电压。
全文摘要
本发明提供一种像素和一种使用该像素的有机发光显示器。所述显示器在使数据信号的电压减小的同时显示具有期望的灰度级的图像。所述像素包括有机发光二极管；驱动晶体管，用于向有机发光二极管提供电流；开关晶体管，被构造成基于来自扫描线的扫描信号将数据信号从数据线提供到驱动晶体管的栅电极；存储电容器，结合在驱动晶体管的栅电极和驱动晶体管的源电极之间；初始化晶体管，结合在驱动晶体管的源电极和初始化功率之间。
文档编号H01L27/32GK101593767SQ20091013435
公开日2009年12月2日 申请日期2009年4月14日 优先权日2008年5月28日
发明者李王枣, 金道益 申请人:三星移动显示器株式会社