一種有機電致發光顯示器及驅動方法
2023-05-11 23:03:06
一種有機電致發光顯示器及驅動方法
【專利摘要】本發明描述了一種有機電致發光顯示器，它包括：顯示面板，具有多條彼此交叉的數據線和掃描線，子像素形成在所述數據線和所述掃描線的公共交叉區域；多個像素單元，以行方向或列方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括至少三個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，以及用於發射藍光的附加子像素；控制所述像素單元發射藍光的所述子像素和所述附加子像素交替發光。這種改進的全彩有機電致發光顯示器，它具有相對較長的壽命，同時又保證了色彩顯示的精確度。
【專利說明】一種有機電致發光顯示器及驅動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機電致發光顯示領域，更具體來說，涉及一種用於有機電致發光顯示器的像素設計及驅動方法。
【背景技術】
[0002]OLED(有機電致發光顯示器,Organic Light Emitting Diode)在過去的十多年裡發展迅猛，取得了巨大的成就。OLED顯示器是主動發光器件，與薄膜電晶體液晶顯示器相t匕，OLED顯示器具有廣視角、高亮度、高對比度、低能耗、體積輕薄等優點，是目前平板顯示技術關注的焦點。OLED顯示器按照其驅動方式可分為被動矩陣式(PM)和主動矩陣式(AM)兩種。相比被動矩陣式0LED，主動矩陣式OLED具有顯示信息大、功耗低、器件壽命長、畫面對比度高等優點。
[0003]OLED的發光原理如圖1所示。OLED有機發光二極體包括:陽極7、陰極1、空穴傳輸層(HTL) 5、電子傳輸層(ETL) 3和發光材料層4 (EML)。空穴傳輸層5和電子傳輸層3位於陽極7和陰極I之間，而發光材料層4設置於空穴傳輸層5和電子傳輸層3之間。另外，為提高發光效率，OLED還包括在陽極7和空穴傳輸層5之間的空穴注入層6，以及在陰極I和電子傳輸層3之間的電子注入層2。當向陽極7和陰極I施加電壓時，來自陽極7的空穴和來自陰極I的電子被傳輸到發光材料層4以形成激子。激子從激發態躍遷到基態，從而產生光，結果，發光材料層4發光。
[0004]圖2是現有技術有機電致發光顯示器顯示面板的示意圖，所示有機電致發光顯示器顯示面板包括:時序控制器15、數據驅動電路16、柵極驅動電路17和顯示區域18。顯示區域18，具有多條彼此交叉的數據線(Dl?Dn)和掃描線(SI?Sn)，子像素形成在所述數據線(Dl?Dn)和所述掃描線(SI?Sn)的公共交叉區域；多個像素單元，以行方向或列方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括至少三個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，分別為紅色子像素8、綠色子像素9和藍色子像素10，還可以包括發射白光的子像素(圖中未示出)。
[0005]時序控制器15用來反應所輸入的色彩信號而控制柵極驅動電路17和數據驅動電路16的運作，致使柵極驅動電路17和數據驅動電路16相互協同以分別輸出掃描信號和數據信號來驅動有機電致發光顯示區域18內的每一個像素，從而使有機電致發光顯示器顯示影像畫面。
[0006]一般來說，全彩OLED包括紅、綠和藍發光材料層，以提供全彩色圖像。傳統上是參照液晶顯示器的像素設計結構，是由紅色、綠色及藍色等子像素元件所構成，以條紋(stripe)、馬賽克(mosaic)、或品字形(delta)類型排列，通過對顯示面板中從不同子像素元件發射出來各顏色光線的混合而提供全彩效果。
[0007]現有技術OLED顯示面板中，紅色、綠色及藍色子像素元件的排列如圖3所示。在此排列中，像素矩陣中的每一像素具有一第一子像素、一第二子像素與一第三子像素，彼此相鄰沿像素矩陣的行(row)方向排列，且一紅色子像素元件8、一綠色子像素元件9與一藍色子像素元件10沿像素矩陣的行方向分別設置在第一子像素、第二子像素與第三子像素中。在每一子像素中包括一薄膜電晶體13，該薄膜電晶體的源極連接數據線11，漏極與子像素的信號輸入端連接提供數據信號，柵極接收時鐘信號，以此來控制子像素點亮。圖4是圖3中子像素時鐘信號的時序圖，CKl為紅色子像素的時鐘信號，CK2為綠色子像素的時鐘信號，CK3為藍色子像素的時鐘信號，且各子像素的時鐘信號周期相同。由圖4可知，當時鐘信號為高電平信號時，紅色、綠色和藍色子像素髮射各自顏色光線；當時鐘信號為低電平信號時，紅色、綠色和藍色子像素髮射各自顏色光線維持該各自顏色光線。
[0008]因為紅、綠和藍色子像素中的有機發光二極體包括由不同材料形成的發光層，所以不同顏色子像素中的有機發光二極體的發光效率相互不同。尤其，藍色子像素的發光效率不好，以至於有機發光二極體驅動電路必須提供相對大的驅動電流以使其得以表現與其它子像素相當的發光能力，但相對使得該藍色材料的使用壽命縮短，且造成有機電致發光顯示器整體的功率消耗增加，從而有機電致發光顯示器成品具有老化問題。
【發明內容】
[0009]為了克服現有技術的上述問題，需要一種改進的全彩有機電致發光顯示器，它具有相對較長的壽命，同時又保證了色彩顯示的精確度。
[0010]本發明提供了一種主動矩陣有機電致發光顯示器，所述有機電致發光顯示器為頂部發射有機電致發光顯示器或底部發射有機電致發光顯示器。它的結構包括:顯示面板，具有多條彼此交叉的數據線和掃描線，子像素形成在所述數據線和所述掃描線的公共交叉區域；多個像素單元，以行方向或列方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括至少三個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，還包括發射白光的子像素以及用於發射藍光的附加子像素；數據驅動電路，包括:用於控制所述附加子像素開關的開關元件；用於向所述開關元件提供時鐘信號的第一驅動電路及用於向所述開關元件提供數據信號的第二驅動電路。所述開關元件為薄膜電晶體，所述第一驅動電路的信號輸出端連接薄膜電晶體的柵極，所述第二驅動電路的信號輸出端連接薄膜電晶體的源極，所述薄膜電晶體的漏極連接所述子像素和所述附加子像素的信號輸入端。所述數據驅動電路控制所述像素單元發射藍光的所述子像素和所述附加子像素交替發光。
[0011]所述像素單元中子像素的排布為發射紅光、綠光的所述子像素彼此相鄰且沿所述矩陣的行方向平行等距排列，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素彼此相鄰且沿所述矩陣的列方向或列方向平行等距排列，且兩者的材料與尺寸完全相同。
[0012]所述像素單元中子像素的排布還可以呈品字形排列，發射紅光、綠光的所述子像素彼此相鄰且沿所述矩陣的第一行方向平行等距排列，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素和所述子像素沿所述矩陣的第二行方向平行等距排列。
[0013]本發明還涉及一種所述有機電致發光顯示器的驅動方法，它包括:
[0014]將所述有機電致發光顯示器所顯示圖像的每一幀分為η個子幀，該子幀的時間為l/60s，每一子幀的顯示時間大於數據輸入時間。在η=1子幀的數據輸入時間內，第一驅動電路將時鐘信號輸入所述開關元件的柵極，第二驅動電路將數據信號輸入所述開關元件的源極，當時鐘信號為高電平時，所述開關元件導通，電流從所述開關元件的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述子像素響應電流，在n=l子幀的數據輸入時間內發光；在11=1子幀的顯示時間內，時鐘信號為低電平，所述開關元件斷開，發射藍光的所述子像素仍維持發光。
[0015]在η 3 2子幀的數據輸入時間內，第一驅動電路將時鐘信號輸入所述開關元件的柵極，第二驅動電路將數據信號輸入所述開關元件的源極，當時鐘信號為高電平時所述開關元件導通，電流從所述開關元件的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述附加子像素響應電流，在η 3 2子幀的數據輸入時間內發光。在η 3 2子幀的顯示時間內，時鐘信號為低電平，所述開關元件斷開，所述開關元件的半導體層未導通，發射藍光的所述附加子像素仍維持發光。
[0016]其中，所述有機電致發光顯示器的時鐘頻率為100-300kHz，優選的時鐘頻率為200kHz，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素的時鐘信號頻率為發射紅光、綠光的所述子像素的時鐘信號頻率的1/2。
[0017]通過在所述像素單元增加一發射藍光的所述附加子像素，且控制所述像素單元發射藍光的所述子像素和所述附加子像素交替發光，解決了藍色子像素的發光效率不好，以至於有機發光二極體驅動電路必須提供相對大的驅動電流以使其得以表現與其它子像素相當的發光能力，但相對使得該藍色材料的使用壽命縮短的問題，採用本發明的方式，既不需要增大驅動電流，也不需要增大發射藍光的子像素的面積，不會造成有機電致發光顯示器整體的功率消耗增加，並且增加了有機電致發光顯示器的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是現有技術有機電致發光顯示器發光原理的示意圖；
[0019]圖2是現有技術有機電致發光顯示器顯示面板的示意圖；
[0020]圖3是現有技術有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖；
[0021]圖4是圖3中子像素時鐘信號的時序圖；
[0022]圖5是本發明實施例一有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖
[0023]圖6所示有機電致發光顯示器顯示面板中子像素時鐘信號的時序圖。
[0024]圖7是本發明實施例二有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖；
[0025]圖8是本發明實施例三有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖。
[0026]附圖標記說明:1、陰極；2、電子注入層；3、電子傳輸層；4、發光材料層；5、空穴傳輸層；6、空穴注入層；7、陽極；8、紅色子像素；9、綠色子像素；10、藍色子像素；11、數據線；
12、時鐘信號傳輸線；13、薄膜電晶體；14、附加藍光子像素；15、時序控制器；16、數據驅動電路；17、柵極驅動電路；18、顯示區域。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。此處，描述一元件連接到另一元件時，該元件可直接連接到該另一元件，也可以通過一個或多個其它元件間接連接到該另一元件，為了清楚省略了某些不重要元件。另外，相似的附圖標記表示相似的元件。
[0028]圖5是本發明實施例一有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖，其中包括:多個像素單元，以行方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括四個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，分別為紅色子像素8、綠色子像素9和藍色子像素10，以及用於發射藍光的附加子像素14 ;數據驅動電路，包括:用於控制所述子像素是否發光的開關元件13，用於向所述開關元件13提供時鐘信號的第一驅動電路12及用於向所述開關元件提供數據信號的第二驅動電路11。所述開關元件為薄膜電晶體13，所述第一驅動電路12通過導線連接在薄膜電晶體13的柵極，所述第二驅動電路11通過導線連接在薄膜電晶體13的源極，所述薄膜電晶體13通過導線連接所述子像素和所述附加子像素14。
[0029]所述有機電致發光顯示器顯示面板中子像素時鐘信號如圖6所示，CKl為紅色子像素8的時鐘信號，CK2為綠色子像素9的時鐘信號，CK3為藍色子像素10的時鐘信號，CK4為發射藍光的附加子像素14的時鐘信號。結合圖5和圖6，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素實現交替顯示的驅動方法為:將所述有機電致發光顯示器所顯示圖像的每一幀分為η個子幀，每一子幀的時間是圖6中tl與t2時間的總和，為l/60s。每一子幀的顯示時間t2大於數據輸入時間tl ;在n=l子幀的數據輸入時間tl內，第一驅動電路12將時鐘信號輸入所述薄膜電晶體13的柵極，第二驅動電路11將數據信號輸入所述薄膜電晶體13的源極，當時鐘信號為高電平時，所述薄膜電晶體13導通，電流從所述薄膜電晶體13的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述子像素響應電流，在n=l子幀的數據輸入時間tl內發光；在11=1子幀的顯示時間t2內，時鐘信號為低電平，所述薄膜電晶體13斷開，發射藍光的所述子像素仍維持發光。
[0030]在n=2子幀的數據輸入時間tl內，第一驅動電路12將時鐘信號輸入所述薄膜電晶體13的柵極，第二驅動電路11將數據信號輸入所述薄膜電晶體13的源極，當時鐘信號為高電平時，所述薄膜電晶體13導通，電流從所述薄膜電晶體13的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述附加子像素響應電流，在n=l子幀的數據輸入時間tl內發光；在11=2子幀的顯示時間t2內，，時鐘信號為低電平，所述薄膜電晶體13的斷開，發射藍光的所述附加子像素仍維持發光。
[0031]其中，所述有機電致發光顯示器的時鐘頻率為100-300kHz，優選的時鐘頻率為200kHz，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素的時鐘信號頻率為發射紅光、綠光的所述子像素的時鐘信號頻率的1/2。
[0032]通過在所述像素單元增加一發射藍光的所述附加子像素14，且控制所述像素單元發射藍光的所述子像素10和所述附加子像素14交替發光，解決了藍色子像素的發光效率不好，以至於有機發光二極體驅動電路必須提供相對大的驅動電流以使其得以表現與其它子像素相當的發光能力，但相對使得該藍色材料的使用壽命縮短的問題，採用本發明的方式，既不需要增大驅動電流，也不需要增大發射藍光的子像素的面積，不會造成有機電致發光顯示器整體的功率消耗增加，並且增加了有機電致發光顯示器的使用壽命。
[0033]圖7是本發明實施例二有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖；其中包括:多個像素單元，以行方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括四個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，分別為發射紅光的子像素8、發射綠光的子像素9和發射藍光的子像素10，以及用於發射藍光的附加子像素14，所述像素單元中子像素的排布為發射紅光、綠光的所述子像素8和9彼此相鄰且沿所述矩陣的行方向平行等距排列，發射藍光的所述子像素10和所述附加子像素14彼此相鄰且沿所述矩陣的列方向平行等距排列；數據驅動電路，包括:用於控制所述子像素是否發光的開關元件13，用於向所述開關元件13提供時鐘信號的第一驅動電路12及用於向所述開關元件提供數據信號的第二驅動電路11。所述開關元件為薄膜電晶體13，所述第一驅動電路12通過導線連接在薄膜電晶體13的柵極，所述第二驅動電路11通過導線連接在薄膜電晶體13的源極，所述薄膜電晶體13通過導線連接所述子像素和所述附加子像素14。
[0034]所述有機電致發光顯示器顯示面板中子像素時鐘信號如圖6所示，CKl為紅色子像素8的時鐘信號，CK2為綠色子像素9的時鐘信號，CK3為藍色子像素10的時鐘信號，CK4為發射藍光的附加子像素14的時鐘信號。結合圖7和圖6，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素實現交替顯示的驅動方法為:將所述有機電致發光顯示器所顯示圖像的每一幀分為η個子幀，每一子幀的時間是圖6中tl與t2時間的總和，為l/60s。每一子幀的顯示時間t2大於數據輸入時間tl ;在n=l子幀的數據輸入時間tl內，第一驅動電路12將時鐘信號輸入所述薄膜電晶體13的柵極，第二驅動電路11將數據信號輸入所述薄膜電晶體13的源極，當時鐘信號為高電平時，所述薄膜電晶體13導通，電流從所述薄膜電晶體13的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述子像素響應電流，在n=l子幀的數據輸入時間tl內發光；在11=1子幀的顯示時間t2內，時鐘信號為低電平，所述薄膜電晶體13斷開，發射藍光的所述子像素仍維持發光。
[0035]在n=2子幀的數據輸入時間tl內，第一驅動電路12將時鐘信號輸入所述薄膜電晶體13的柵極，第二驅動電路11將數據信號輸入所述薄膜電晶體13的源極，當時鐘信號為高電平時，所述薄膜電晶體13導通，電流從所述薄膜電晶體13的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述附加子像素響應電流，在n=l子幀的數據輸入時間tl內發光；在11=2子幀的顯示時間t2內，，時鐘信號為低電平，所述薄膜電晶體13的斷開，發射藍光的所述附加子像素仍維持發光。
[0036]其中，所述有機電致發光顯示器的時鐘頻率為100-300kHz，優選的時鐘頻率為200kHz，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素的時鐘信號頻率為發射紅光、綠光的所述子像素的時鐘信號頻率的1/2。
[0037]圖8是本發明實施例三有機電致發光顯示器顯示面板中子像素的排列示意圖，其中包括:多個像素單元，以行方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括四個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，分別為發射紅光的子像素8、發射綠光的子像素9和發射藍光的子像素10，以及用於發射藍光的附加子像素14，所述像素單元中子像素的排布為發射紅光的子像素8、發射綠光的子像素9和發射藍光的子像素10呈品字形排列，發射藍光的所述附加子像素14和所述子像素10沿所述矩陣的第二行方向平行等距排列；數據驅動電路，包括:用於控制所述子像素是否發光的開關元件13，用於向所述開關元件13提供時鐘信號的第一驅動電路12及用於向所述開關元件提供數據信號的第二驅動電路11。所述開關元件為薄膜電晶體13，所述第一驅動電路12通過導線連接在薄膜電晶體13的柵極，所述第二驅動電路11通過導線連接在薄膜電晶體13的源極，所述薄膜電晶體13通過導線連接所述子像素和所述附加子像素14。
[0038]實施例三中發射藍光的所述子像素和所述附加子像素實現交替顯示的驅動方法與前兩例相同，在此，不再贅述。
[0039]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種有機電致發光顯不器，它包括: 顯示面板，具有多條彼此交叉的數據線和掃描線，子像素形成在所述數據線和所述掃描線的公共交叉區域。 多個像素單元，以行方向或列方向排列成矩陣，每個所述像素單元包括至少三個用於發射紅光、藍光、綠光的所述子像素，以及用於發射藍光的附加子像素。 數據驅動電路，所述數據驅動電路控制所述像素單元發射藍光的所述子像素和所述附加子像素交替發光。
2.如權利要求1所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述有機電致發光顯示器為主動矩陣有機電致發光顯示器。
3.如權利要求2所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述有機電致發光顯示器為頂部發射有機電致發光顯示器或底部發射有機電致發光顯示器。
4.如權利要求1所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述像素單元還包括發射白光的子像素。
5.如權利要求1所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述發射藍光的附加子像素與發射藍光的子像素的材料與尺寸完全相同。
6.如權利要求1所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述像素單元中子像素與附加子像素彼此相鄰且沿所述矩陣的行方向或列方向平行等距排列。
7.如權利要求6所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述像素單元中子像素的排布為發射紅光、綠光的所述子像素彼此相鄰且沿所述矩陣的行方向平行等距排列。
8.如權利要求1所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述像素單元中子像素呈品字形排列，發射紅光、綠光的所述子像素彼此相鄰且沿所述矩陣的第一行方向平行等距排列，發射藍光的所述附加子像素和所述子像素沿所述矩陣的第二行方向平行等距排列。
9.如權利要求6、7或8任意一項所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，包括:用於控制所述附加子像素開關的開關元件；用於向所述開關元件提供時鐘信號的第一驅動電路及用於向所述開關元件提供數據信號的第二驅動電路。
10.如權利要求9所述的有機電致發光顯示器，其特徵在於，所述開關元件為薄膜電晶體，所述第一驅動電路的信號輸出端連接薄膜電晶體的柵極，所述第二驅動電路的信號輸出端連接薄膜電晶體的源極，所述薄膜電晶體的漏極連接所述子像素和所述附加子像素的信號輸入端。
11.一種驅動如權利要求1所述的有機電致發光顯示器的方法，它包括: 將所述有機電致發光顯示器所顯示圖像的每一幀分為η個子幀； 所述數據驅動電路包括開關元件第一驅動電路及第二驅動電路，所述開關元件為薄膜電晶體，所述第一驅動電路的信號輸出端連接薄膜電晶體的柵極，所述第二驅動電路的信號輸出端連接薄膜電晶體的源極，所述薄膜電晶體的漏極連接所述子像素和所述附加子像素的信號輸入端； 在η=1子幀的數據輸入時間內，所述第一驅動電路將時鐘信號輸入所述開關元件的柵極，所述第二驅動電路將數據信號輸入所述開關元件的源極，當時鐘信號為高電平時，所述開關元件導通，電流從所述開關元件的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述子像素響應電流，在n=l子幀的數據輸入時間內發光；在n=l子幀的顯示時間內，，時鐘信號為低電平，所述開關元件斷開，發射藍光的所述子像素仍維持發光。 在η 3 2子幀的數據輸入時間內，所述第一驅動電路將時鐘信號輸入所述開關元件的柵極，所述第二驅動電路將數據信號輸入所述開關元件的源極，當時鐘信號為高電平時，所述開關元件導通，電流從所述開關元件的源極經過半導體層流向漏極，發射藍光的所述附加子像素響應電流，在η 3 2子幀的數據輸入時間內發光。在η 3 2子幀的顯示時間內，時鐘信號為低電平，所述開關元件斷開，所述開關元件的半導體層未導通，發射藍光的所述附加子像素仍維持發光。
12.如權利要求11所述的有機電致發光顯示器的驅動方法，其特徵在於，發射藍光的所述子像素和所述附加子像素的時鐘信號頻率為發射紅光、綠光的所述子像素的時鐘信號頻率的1/2。
13.如權利要求12所述的有機電致發光顯示器的驅動方法，其特徵在於，該子幀的時間為1/60秒。
14.如權利要求13所述的有機電致發光顯示器的驅動方法，其特徵在於，每一子幀的顯示時間大於數據輸入時間。
15.如權利要求14所述的有機電致發光顯示器的驅動方法，其特徵在於，所述有機電致發光顯示器的時鐘頻率為100-300kHz。
【文檔編號】G09G3/32GK103943059SQ201310093516
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年3月21日 優先權日:2013年3月21日
【發明者】郭峰, 趙本剛, 熊志勇 申請人:上海天馬微電子有限公司, 天馬微電子股份有限公司