發光像素及其驅動裝置的製作方法
2023-06-24 03:18:46
專利名稱：發光像素及其驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光顯示，特別是涉及發光像素的結構和它的驅動方法，以及驅動發光像素的裝置和方法。
背景技術：
當今，非晶矽(a-Si)背面板工藝或多晶矽(poly-Si)背面板工藝已應用於有源矩陣有機發光二極體(AMOLED)。在用a-Si作背面板所製造的AMOLED中，包含在AMOLED面板中的薄膜電晶體(TFT)存在穩定性問題。因此，每個TFT的閾電壓特性可能隨時間變化。同樣，在用多晶矽或低溫多晶矽(LTPS)作背面板所製造的AMOLED中，包含在AMOLED面板中的TFT存在一致性問題。因此，每個TFT的閾電壓特徵可能會隨其被安置的位置而相互變化。
包含在AMOLED中的每個TFT的閾電壓特性的變化表現為AMOLED面板上的汙染(稱作日本術語mura(不均勻))。因而，閾電壓特性的改變惡化AMOLED面板上所顯示的圖像質量，也縮短AMOLED面板的使用壽命。
為了解決上述問題，AMOLED按照下面將要描述的數字驅動方法進行驅動。圖1舉例說明普通有機發光像素的結構。圖2表示圖1的驅動TFT的電壓和電流特性。
參考圖1和2，有機發光像素10包括開關TFT11、存儲電容器12、驅動TFT13和有機發光二極體(OLED)14。開關TFT11響應經掃描線SL輸入的掃描信號，將經數據線DL或信號線輸入的數據信號輸出至存儲電容器12。存儲電容器12接收從開關TFT11輸出的數據信號，並將接收到的數據信號存儲起來。
驅動TFT13基於存儲在存儲電容器12中的數據信號的電壓電平而接通或斷開。當驅動TFT13接通時，驅動TFT13將電源線提供的電壓或電流提供給OLED14。由此，OLED14響應所提供的電壓或電流而發光。
如圖2所示，即使當驅動TFT13的電壓Vsignal和電流IOLED特性隨位置或時間變化時，如果AMOLED按照數字驅動方法驅動，那麼驅動TFT13簡單地用作開關，因此流向OLED14的電流量不會有多大變化。
圖3舉例說明一般的數字驅動方法。為了說明方便，圖3示出數字驅動方法的一個例子，總共體現16個灰度值，其中一幀包括四個子幀，子幀1至子幀4。在這個例子中，幀稱為場，子幀稱為子場。
如圖3所示，簡單用於在每一子幀即子幀1至子幀4接通或斷開驅動TFT13的數據信號，被存儲在圖1所示的存儲電容器12中。同樣，OLED14在每一子幀即子幀1至子幀4的灰度值或灰度等級表現為經接通的驅動TFT13提供給OLED14的電流積分值。
例如，第一行的OLED在第一子幀即子幀1期間發光時間為8T，在第二子幀即子幀2期間發光時間為4T，在第三子幀即子幀3期間發光時間為2T，在第四子幀即子幀4期間發光時間為1T。在這個例子中，時間T表示驅動TFT13接通的時間。因此，第一行的OLED能表示「灰度」16。
在第一至第四子幀即子幀1至子幀4期間不發光的第二行的OLED能表示「灰度」0。同樣，僅在第三和第四子幀即子幀3和子幀4期間發光的第三行OLED能表示「灰度」4。僅在第一、第三和第四子幀即子幀1、子幀3和子幀4期間發光的第四行的OLED能表示「灰度」12。
如圖3所示，當一幀由四個子幀構成時，由於數字驅動方法的特點，驅動TFT13在單一幀期間需要以快速頻率向OLED14提供大量電流。例如，第一行的驅動TFT13四次向OLED14提供大量電流，第四行的驅動TFT13三次向OLED14提供大量電流。
當單一幀由n個子幀構成時，這裡的n是自然數，由於數字驅動方法的特點，驅動TFT13需要最大n次向OLED14提供大量電流。因此，由於大量應力加至OLED14，OLED14的功能快速退化，流過OLED14的電流量也隨時間發生變化。電流量的變化使包括有機發光像素10在內的AMOLED面板的亮度降低，並使AMOLED的使用壽命縮短。
因此，需要這樣的發光像素結構和驅動發光像素的方法，這樣的發光像素結構完全不受AMOLED面板中的每個驅動TFT的偏差的制約，並且能向OLED提供恆量電流而不管OLED功能隨時間發生的退化。
發明內容
為了解決上述和/或其他一些問題，本發明實施例提供一種發光像素的結構，其具有一致的輸出而不管包含在AMOLED面板中的驅動TFT特性的變化，本發明實施例還提供一種表示發光像素的灰度值的方法。
本發明實施例提供一種驅動發光像素的裝置和方法。此外，本發明實施例還提供包括發光像素的顯示裝置。
根據本發明實施例，發光像素包括第一OLED(有機發光二極體)和向第一OLED提供電流的電容器，該電流是由與提供給電容器的第一電極的第一電壓和提供給電容器的第二電極的第二電壓之間的差所相應的電荷產生的。
發光像素進一步包括向第一電極提供第一電壓的第二OLED。發光像素進一步包括電源器件，其響應第二電壓向第一電極提供第一電壓。第一電壓或第二電壓在每一發光周期內切換預定次數。
發光像素進一步包括開關電路，其基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向第二電極提供第二電壓。
根據本發明實施例，發光像素包括電容器，其包含接收第一電壓的第一電極和接收第二電壓的第二電極；和第一OLED(有機發光二極體)，其陽極與第一電極相連。第一OLED的陰極與第一電源相連，其提供比第一電壓高的第三電壓；或者與第二電源相連，其提供比第三電壓低的第四電壓。
發光像素進一步包括第二OLED，其連接在提供比第一電壓高的第三電壓的第一電源與第一電極之間。發光像素進一步包括開關器件，其響應第二電壓向第一電極提供第一電壓。
第一電壓或第二電壓在每一發光周期內切換預定次數。發光像素進一步包括開關電路，其基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向第二電極提供第二電壓。
根據本發明實施例，電壓發生電路包括產生控制信號的控制信號發生器；和電壓發生器，其產生第一電壓提供給電容器的第一電極以控制OLED(有機發光二極體)的發光，並產生第二電壓提供給電容器的第二電極，其中，為利用OLED表示灰度等級，電壓發生器產生一個電壓控制OLED的發光，即響應控制信號而產生在每一發光周期內切換預定次數的第一電壓或第二電壓。
根據本發明實施例，驅動發光像素的驅動器包括OLED(有機發光二極體)；電容器，其包含第一電極和第二電極，並提供與提供給第一電極的第一電壓和提供給第二電極的第二電壓之間的差相應的電荷所產生的OLED電流；產生控制信號的控制信號發生器；和電壓發生器，其響應控制信號而產生在每一發光周期內切換預定次數的第一電壓和第二電壓，以便利用OLED表示灰度等級。
當發光像素進一步包括基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號向第二電極提供第二電壓的開關電路時，驅動器進一步包括信號發生電路，其響應至少一個定時控制信號產生掃描信號和數據信號。
根據本發明實施例，顯示設備包括面板，其包含多條數據線、多條掃描線和多個發光像素；和驅動器，其包含產生第二電壓的電壓發生器，並且通過數據線提供數據信號和通過掃描線提供掃描信號，其中，每一發光像素包括電容器，其包含接收第一電壓的第一電極和接收第二電壓的第二電極；第一OLED(有機發光二極體)，其陽極與第一電極相連；和開關電路，其基於經相應的一條掃描線輸入的掃描信號和經相應的一條數據線輸入的數據信號，向第二電極提供第二電壓。
每一發光像素進一步包括連接在電源與第一電極之間的第二OLED。每一發光像素進一步包括開關器件，其連接在電源與第一電極之間，並響應第二電壓進行開關。第一OLED的陰極與第一電源或第二電源相連，第二電源產生的電壓低於第一電源。
驅動器包括數據線驅動器，其包含產生第二電壓的電壓發生器並經數據線提供數據信號；和掃描線驅動器，其經掃描線提供掃描信號。
根據本發明實施例，表示發光像素灰度等級的方法包括將與第一電壓和第二電壓之間的差相應的電荷充入電容器；和利用第一OLED(有機發光二極體)響應與充入電容器的電荷相應的電流，表示灰度等級。
方法進一步包括向電容器提供在每一發光周期內切換預定次數的第一電壓或第二電壓。
方法進一步包括利用第二OLED向電容器提供在每一發光周期內切換預定次數的第一電壓。方法進一步包括經過在每一發光周期內響應第二電壓進行開關的開關器件，向電容器提供切換預定次數的第一電壓。
方法進一步包括向電容器提供在每一發光周期內基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號切換預定次數的第二電壓。
根據本發明實施例，驅動發光像素的方法包括向能控制OLED(有機發光二極體)發光的電容器的第一電極提供第一電壓；向電容器的第二電極提供第二電壓；和在每一發光時段將第一電壓和第二電壓切換預定次數。
根據本發明實施例，發光像素包括第一OLED(有機發光二極體)，其連接在提供第一電壓的第一電源與電容器的第一電極之間；第二OLED，其連接在第一電極與第二電源之間；和開關電路，其基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。
根據本發明實施例，發光像素包括開關器件，其連接在提供第一電壓的第一電源與電容器的第一電極之間並響應第二電壓進行開關；第二OLED(有機發光二極體)，其連接在第一電極和第二電源之間；和開關電路，其基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。第二電源提供比第一電壓低的電壓。
根據本發明實施例，發光像素包括第一OLED(有機發光二極體)，其連接在提供第一電壓的第一電源與電容器的第一電極之間；第二OLED，其連接在第一電極和第二電源之間；和開關電路，其基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。
根據本發明實施例，發光像素包括開關器件，其連接在提供第一電壓的第一電源與電容器的第一電極之間，並響應第二電壓進行開關；第二OLED(有機發光二極體)，其連接在第一電源與第一電極之間；和開關電路，其基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。第一電壓或第二電壓在發光周期內切換預定次數。
從下面結合附圖所作的描述中將會更詳細地了解本發明實施例，圖中 圖1舉例說明先前已知的普通發光像素的結構； 圖2示出圖1中的驅動TFT的電壓和電流特性圖； 圖3舉例說明先前已知的常用的數字驅動方法； 圖4是根據本發明實施例的顯示裝置的方框圖； 圖5是根據本發明實施例的發光像素的結構圖； 圖6是驅動圖5發光像素的一幀示例時序圖； 圖7是圖6的地址周期的示例時序圖； 圖8是在發光周期內驅動圖6發光像素的示例時序圖； 圖9是解釋在發光周期內用於驅動圖5發光像素的方法的電壓波形圖； 圖10舉例說明根據本發明實施例的發光像素的結構； 圖11是解釋在發光周期內用於驅動圖10發光像素的方法的電壓波形圖； 圖12舉例說明根據本發明實施例的發光像素的結構； 圖13是解釋在發光周期內用於驅動圖12發光像素的本發明方法實施例的電壓波形圖； 圖14是解釋在發光周期內用於驅動圖12發光像素的方法實施例的電壓波形圖； 圖15舉例說明根據本發明實施例的發光像素的結構； 圖16是解釋在發光周期內用於驅動圖15發光像素的本發明方法實施例的電壓波形圖；和 圖17是解釋在發光周期內用於驅動圖15發光像素的本發明方法實施例的電壓波形圖。
具體實施例方式 為了充分了解本發明、它的價值及本發明的實現所完成的目標，將參照用於說明本發明實施例的附圖。下面，將通過參考附圖解釋本發明的實施例來詳細描述本發明。附圖中相同的參考數字指示相同的元件。
圖4是根據本發明實施例的顯示裝置的方框圖。參考圖4，根據本發明實施例的顯示裝置20包括控制器21、掃描驅動器22、數據驅動器23、電壓發生電路24和AMOLED面板27。雖然在圖4中電壓發生電路24是與數據驅動器23分開的電路，但根據本發明實施例的變體，電壓發生電路24可以包括在控制器21、掃描驅動器22或數據驅動器23中。
AMOLED面板27包括多條數據線、多條掃描線和多個發光像素。每個發光像素可分別由圖5、10、12和15所示的每個發光像素100、200、300和400來實現。控制器21向掃描驅動器22、數據驅動器23和控制信號發生器25中相應的一個輸出相應的第一、第二、第三定時控制信號Tc1、Tc2和Tc3，以控制顯示裝置20的運行時序。
掃描驅動器22響應第二定時控制信號Tc2，經掃描線中相應的一條掃描線提供多個掃描信號SCAN中相應的一個信號。數據驅動器23響應第一定時控制信號Tc1，經數據線中相應的一條數據線提供多個數據信號中相應的數據信號DATA。控制器21、掃描驅動器22和數據驅動器23至少有一個可包括在單一的晶片中。
電壓發生電路24包括控制信號發生器25和電壓發生器26。控制信號發生器25響應第三定時控制信號Tc3，至少產生一個控制信號S1以控制電壓發生器26。
電壓發生器26響應控制信號S1，產生第一電壓ELVDD和第二電壓Vemit中的至少一個。第一電壓ELVDD和第二電壓Vemit響應控制信號S1，在每一發光周期內切換不同的次數。
掃描驅動器22、數據驅動器23和電壓發生器24能包括在單一電路或晶片中。AMOLED面板27基於每一掃描信號SCAN和數據信號DATA進行操作，使每一發光像素基於從電壓發生電路24輸出的第一電壓ELVDD和第二電壓Vemit中的至少一個電壓，以相應的一個灰度值發光。
圖5是根據本發明實施例的發光像素100的結構圖。參考圖5，發光像素100包括第一OLED(EL1)、開關電路120、包含第一電極131和第二電極132的第一電容器130(Csupply)和第二OLED140(EL2)。第一電容器130起電流源的作用向第二OLED140提供電流。
第一OLED110連接在第一電源線ELVDD與第一電容器130的第一電極131之間，並經第一節點N1向第一電極131提供第一電壓Va。第一電源線的電壓ELVDD高於第一電壓Va。
開關電路120基於經掃描線121輸入的掃描信號SCAN和經數據線122輸入的數據信號DATA進行開關，將來自第二電源線的第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132。在開關電路120的操作中，開關電路120包括第一開關123(SW1)、第二電容器124(Cst)和第二開關125(SW2)。第一開關123響應掃描信號SCAN而控制數據信號DATA向第二節點N2的輸出。
第二電容器124基於從第一開關123輸出的數據信號DATA存儲預定量的電荷，例如，高電平(數據「1」)或低電平(數據「0」)。因此，第二節點N2具有取決於存儲在第二電容器124中的電荷的預定電位。
第二開關125基於第二節點N2的電位進行開關操作，根據該開關操作向第一電容器130的第二電極132提供第二電壓Vemit。例如，當第一開關123和第二開關125用PMOS電晶體實現時，如果第一開關123響應低電平的掃描信號SCAN而將低電平的數據信號DATA提供給第二節點N2，那麼第二開關125就將第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132。但是當第一開關123和第二開關125用NMOS電晶體實現時，如果第一開關123響應高電平的掃描信號SCAN而將高電平的數據信號DATA提供給第二節點N2，那麼第二開關125就將第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132。
因此，第一電容器130向第二OLED140輸出電流，該電流是由與提供給第一電極131的第一電壓Va和提供給第二電極132的第二電壓Vemit之間的差所相應的電荷產生的。第二OLED140連接在第一電容器130的第一電極131與第二電源之間，並因第一電容器130提供的電流而發光。第二電源提供低於第一電源線的電壓ELVDD的電壓，並提供地電壓或AMOLED面板27上所供應的公共電壓，如圖4所示。
因為第一電源線的電壓ELVDD和第二電壓Vemit在不同子幀的發光周期內以不同次數切換，如圖8所示，所以發光像素100在發光周期內響應由第一電容器130提供的電流而發光，使得發光像素100表示一個灰度等級。
圖6是驅動圖5發光像素的一幀示例時序圖。參考圖6，單一幀能由多個子幀構成。為了便於說明，圖6中的一幀包括四個子幀SF1、SF2、SF3和SF4，總體表示16個灰度值。四個子幀SF1、SF2、SF3和SF4分別包括地址周期A-4、A-3、A-2和A-1以及發光周期E、D、C、B。
圖7是圖6所示地址周期的示例時序圖。參考圖5、6和7，在每一地址周期A-4、A-3、A-2和A-1中，掃描驅動器22響應第二定時控制信號Tc2，依次選擇掃描線並將具有低電平的相應掃描信號SCAN、SCAN、…、SCAN和SCAN輸出至依次被選擇的掃描線上。在這個實施例中，M和N是自然數並且N＞M。
回過來參考圖5，當經所選的掃描線121輸入的掃描信號SCAN具有低電平時，用PMOS電晶體實現的第一開關123(SW1)接通。因此，經數據線122輸入的數據信號DATA存入或寫入第二電容器124。第二節點N2具有取決於存儲在第二電容器124中的數據信號DATA的電平的特定電位。
用PMOS電晶體實現的第二開關125(SW2)，根據第二節點N2的特定電位而接通或斷開。當數據信號具有低電平或數據「0」時，響應具有低電平的數據信號DATA而接通的第二開關125將第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132。
在每一地址周期A-4、A-3、A-2和A-1期間，相應的數據被寫入形成AMOLED面板27的發光像素中，每個發光像素基於在每一地址周期A-4、A-3、A-2和A-1期間寫入的數據，在每一發光周期E、D、C和B內發光。也就是說，形成AMOLED面板27的每一發光像素，響應在每一發光周期E、D、C和B內切換預定次數的第二電壓而表示一個灰度值。
圖8是在發光周期內驅動圖6發光像素的示例時序圖。參考圖5至8，在子幀SF1、SF2、SF3和SF4的每一地址周期A-4、A-3、A-2和A-1內，響應每一掃描信號SCAN、SCAN、…、SCAN和SCAN，每一數據信號被輸入至在AMOLED面板27中包含的每一發光像素。然後，每一發光像素響應相應的一個數據信號和以預定次數切換的第二電壓Vemit，在每一發光周期E、D、C和B內發光。也就是說，每一發光像素基於第二電壓Vemit的切換次數表示一個灰度值。
參考圖5和8，當第二開關125(SW2)響應第二節點N2的電壓而接通時，第二電壓Vemit被提供給第一電容器130的第二電極132。當低電平的第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132時，第一電源的電荷經第一OLED110提供給第一電容器130的第一電極131。因此，第一節點N1的電壓Va升高至電壓(Va＝ELVDD-Vth_EL1)，對應於第一電源線的電壓ELVDD與第一OLED110的閾電壓Vth_EL1之間的差。電壓(Va＝ELVDD-Vth_EL1)必須低於第二OLED140的閾電壓Vth_EL2。
當具有高電平的第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132時，第一節點N1的電壓Va與第二電壓Vemit的變化量成比例增加。因為第二OLED140兩端之間的電壓或電位差是由變化的電壓Va產生的，所以第一電容器130向第二OLED140的陽極提供電流。因此發光像素100的第二OLED140發光，包含發光像素100的AMOLED面板27也就發光。
如上所述，因為流過第二OLED140的電流量的總和隨第二電壓Vemit的切換次數變化，所以發光像素100根據發光周期內第二電壓Vemit的切換次數表示灰度值。
如圖8所示，第二電壓Vemit在第一子幀SF1的發光周期內切換一次(1T)，在第二子幀SF2的發光周期內切換兩次(2T)，在第三子幀SF3的發光周期內切換4次(4T)，在第四子幀SF4的發光周期內切換8次(8T)。參考圖8所描述的發光周期內每一子幀SF1-SF4的切換次數只是為了便於說明而給出的一個例子。每一子幀SF1-SF4的第二電壓Vemit在發光周期內的切換次數可以是任意數。
根據本發明實施例的發光像素100，可基於一幀的每一子幀SF1、SF2、SF3和SF4在發光周期內的發光量或強度的積分所得的值表示該幀期間的灰度值。
圖9是解釋在發光周期內驅動圖5發光像素的方法所用的電壓波形圖。圖9示出發光周期(例如圖6的發光周期B)內第一節點N1的電壓Va的變化和第一電容器130的電荷的變化。
如圖9所示，經第一OLED110充入第一電容器130的電荷量Q1和經第二OLED140從第一電容器130洩放的電荷量Q2是相同的，也就是Q1＝Q2。
在本實施例中，發光像素100利用由切換第二電壓Vemit充入第一電容器130的電荷Q1或從第一電容器130洩放的電荷Q2而發光。同樣，根據本發明實施例的發光像素100按照第二電壓Vemit的切換次數由流過第二OLED140的電流總量表示一個灰度值。因此，具有恆定地提供電荷Q2的效果而不管外電壓的變化如何。
參考圖5和9，當開關電路120響應掃描信號SCAN和數據信號DATA而接通時，開關電路120向第一電容器130的第二電極132提供第二電壓Vemit。如上所述，第一電容器130基於切換的第二電壓Vemit的電平充電或放電。當具有低電平的第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132時，經第一OLED110輸入的電荷Q1充入第一電容器130。
當電荷Q1提供給第一電容器130時，第一節點N1的電壓Va增加至第一電平ELVDD-Vth_EL1。因為第一電平ELVDD-Vth_EL1低於第二OLED140的閾電壓Vth_EL2，所以電流不流入第二OLED140。然後，當第二電壓Vemit的電平被切換或轉變為高電平時，第一節點N1的電壓Va增加至第二電平ELVDD-Vth_EL1+Vemit。
於是，因為第一電容器130通過具有第二電平ELVDD-Vth_EL1+Vemit的第一節點N1的電壓Va向第二OLED140提供電荷Q2，所以第二OLED140響應由電荷Q2產生的電流而發光。
在充入第一電容器130的電荷Q1充分洩放以後，具有高電平的第二電壓Vemit切換或轉變為低電平。在第二電壓Vemit從高電平切換至低電平之前，第一節點N1的電壓Va恰好下降到第一OLED110的閾電壓Vth_EL1或第二OLED140的閾電壓Vth_EL2。
圖10舉例說明根據本發明實施例的發光像素200的結構。參考圖10，發光像素200包括開關器件210(SW3)、開關電路120、包含第一電極131和第二電極132的第一電容器130和第二OLED140。圖10的發光像素200的結構基本上與圖5的發光像素100的結構相同，不同之處是圖5所示實施例使用的第一OLED110在圖10中沒有使用。
開關器件210連接在第一電源線ELVDD與第一電容器130的第一電極131之間，其響應第二電壓Vemit向第一節點N1提供第一電源線的電壓ELVDD。開關器件210可以用PMOS電晶體或NMOS電晶體實現。
圖11是解釋在發光周期內用於驅動圖10的發光像素的方法的電壓波形圖。參考圖10和11，發光像素200在發光周期內的操作中，當用PMOS電晶體實現的開關器件210響應具有低電平的第二電壓Vemit而接通時，第一電源線向第一電容器130提供電荷Q1。因此，第一節點N1的第一電壓Va升高至第一電平ELVDD。
然後，第二電壓Vemit從低電平切換或轉變至高電平。因此，用PMOS電晶體實現的開關器件210斷開，第一節點N1的第一電壓Va升高至第二電平ELVDD+Vemit。
於是，因為第二電平ELVDD+Vemit高於第二OLED140的閾電壓Vht_EL2，所以第一電容器130向第二OLED140提供電荷Q2，第二OLED140響應電荷Q2所產生的電流而發光。由於在發光周期內第二電壓Vemit在低電平與高電平之間轉變預定次數，所以第二OLED140能表示一個灰度值。
充在第一電容器130中的電荷Q1洩放或者第二電壓Vemit保持高電平的期間必須是足夠長的時間，以便充入的電荷Q1能完全洩放。在這種情形下，Q1＝Q2。如上所述，發光像素200響應在子幀的每個發光周期內切換預定次數的第二電壓Vemit，可表示一個灰度值。
根據參考圖10和11所描述的本發明實施例驅動發光像素200的原理和根據參考圖5至8的上述實施例相同。
圖12舉例說明根據本發明實施例的發光像素300的結構。圖12的發光像素300的結構除提供第二OLED340(EL2)以外，與圖5的發光像素100的結構相同。第二OLED340(EL2)連接在第一節點N1和提供電壓ELVDD的第一電源線之間。也就是說，第二OLED340的陽極與第一節點N1相連，第二OLED340的陰極與第一電源線ELVDD相連。因為發光像素300能將第一OLED110的陽極和第二OLED340的陰極用作同一電極，所以發光像素300的接線簡化，這樣，可以增加數值孔徑。發光像素300響應在一幀的每一子幀發光周期內切換預定次數的第二電壓Vemit可表示一個灰度值。
圖13是解釋在發光周期內用於驅動圖12的發光像素的方法實施例的電壓波形圖。圖13示出當第一電源線的電壓ELVDD具有恆定電平以及第二電壓Vemit在低電平與高電平之間切換預定次數時，第一節點N1的電壓Va的電平變化和電荷的移動。
參考圖12和13，當開關電路120響應掃描信號SCAN和數據信號DATA而接通時，開關電路120向第一電容器130的第二電極132提供第二電壓Vemit。
當具有低電平的第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132時，經第一OLED110提供的電荷Q1充入第一電容器130。於是，第一節點N1的電壓Va升高至第一電平ELVDD-Vth_EL1。因為第一電平ELVDD-Vth_EL1低於第二OLED340的閾電壓Vth_EL2，所以電流不流入第二OLED340。
當第二電壓Vemit從低電平切換或轉變至高電平時，第一節點N1的電壓Va升高至第二電平ELVDD-Vth_EL1+Vemit。於是，因為第二電平ELVDD-Vth_EL1+Vemit增加至高於第二OLED340的閾電壓，所以第二OLED340的兩端之間產生電位差。
因為第一電容器130經第二OLED340洩放被充入的電荷Q1，所以第二OLED340響應基於洩放的電荷Q2所產生的電流而發光。
圖14是解釋在發光周期內用於驅動圖12發光像素的方法實施例的電壓波形圖。圖14示出當第二電壓Vemit具有恆定的低電平以及第一電源的電壓ELVDD在第三電平Neg_ELVDD和第四電平Pos_ELVDD之間擺動時，第一節點N1的電壓Va的電平變化和電荷的移動。在這個實施例中，第四電平Pos_ELVDD高於第三電平Neg_ELVDD。
如圖14所示，當第一電源線的電壓ELVDD具有第四電平Pos_ELVDD時，第一電源線經第一OLED110向第一電容器130提供電荷Q1，直至第一節點N1的電壓Va升高至第一電平Pos_ELVDD-Vth_EL1。
因為第一OLED110的閾電壓Vth_EL1和第二OLED340的閾電壓Vth_EL2相同，並且與第二OLED340的陰極相連的第一電源線的電壓ELVDD高於第一電平Pos_ELVDD-Vth_EL1，所以第二OLED340(EL2)不發光。
然後，當第一電源線的電壓ELVDD轉變至第三電平Nog_ELVDD時，與第二OLED340的陰極相連的第一電源線的電壓ELVDD低於第一節點N1的電壓Va。結果，第二OLED340的陽極與陰極之間產生電壓差，所以第一電容器130所充的電荷Q1經第二OLED340洩放。因此，第二OLED340基於從第一電容器130洩放的電荷Q2而發光。在本實施例中，第三電平Neg_ELVDD必須保持足夠長的時間，以便充入第一電容器130的電荷Q1得到充分的洩放，在這個例子中Q1＝Q3。
因為第一電源線的電壓ELVDD在一幀的每一子幀發光周期內切換或擺動預定次數，所以提供給發光像素300的第二OLED340的電流量隨第一電源線的電壓ELVDD切換次數而變化。因此，發光像素300通過對每一發光周期內預定次數的發光量積分可表示一個灰度值。第一電容器130總是有利地向第二OLED340提供恆定數量的電荷而與外部變化無關。
圖15舉例說明根據本發明實施例的發光像素的結構。圖15的發光像素400的結構基本上與圖12的發光像素300的結構相同，不同之處是在圖15中提供的開關器件410。
開關器件410(SW3)連接在第一電源線與第一電容器130的第一電極131之間，並且響應第二電壓Vemit而使第一電源ELVDD與第一電極131接通或斷開。開關器件410可用PMOS電晶體或NMOS電晶體實現。
圖16是解釋在發光周期內用於驅動圖15的發光像素的方法實施例的電壓波形圖。圖16示出當第一電壓ELVDD具有恆定的電平以及第二電壓Vemit在低電平與高電平之間擺動預定次數時，第一節點N1的電壓Va的電平變化和電荷的移動。
參考圖15和16，當開關電路120響應掃描信號SCAN和數據信號DATA而接通時，開關電路120向第一電容器130的第二電極132提供電壓。
當具有低電平的第二電壓Vemit提供給第一電容器130的第二電極132時，開關器件410(可用PMOS電晶體(未示出)實現)向第一節點N1提供第一電源線所產生的電荷Q1。因此，第一節點N1的電壓Va升高至第一電源線的電壓ELVDD。由於第二OLED340的陽極電壓與它的陰極電壓ELVDD相同，所以電流不流入第二OLED340。因此，第二OLED340不發光。
當第二電壓Vemit轉變至高電平時，第一節點N1的電壓Va升高至第二電平ELVDD+Vemit。結果，在第二OLED340的陽極和陰極之間產生電壓差。因此，第一電容器130所充的電荷Q1經第二OLED340向第一電源線洩放，在這個例子中Q1＝Q2。
圖17是解釋在發光周期內用於驅動圖15的發光像素的方法實施例的電壓波形圖。圖17示出當第二電壓Vemit具有恆定的低電平以及第一電源線的電壓ELVDD在第三電平Neg_ELVDD和第四電平Pos_ELVDD之間擺動預定次數時，第一節點N1的電壓Va的電平變化和電荷的移動。在本實施例中，第四電平Pos_ELVDD高於第三電平Neg_ELVDD。如圖17所示，當第一電源線的電壓ELVDD具有第四電平Pos_ELVDD時，開關器件410(SW3)響應具有低電平的第二電壓Vemit，向第一節點N1提供具有第四電平Pos_ELVDD的第一電源線的電壓ELVDD。因而，由於第一電源線所產生的電荷Q1充入第一電容器130，所以第一節點N1的電壓升高到第四電平Pos_ELVDD。
但是，因為第二OLED340的陽極電壓Pos_ELVDD和陰極電極Pos_ELVDD相同，所以電流不流入第二OLED340。當第一電源線的電壓ELVDD轉變至低於第四電平Pos_ELVDD的第三電平Neg_ELVDD時，由於第二OLED340的陰極的電壓ELVDD＝Pos_ELVDD低於第一節點N1的電壓Va＝Pos_ELVDD，所以在第二OLED340的陽極和陰極之間有電壓差。因此，第一電容器130所充的電荷Q1經第二OLED340洩放。第二OLED340響應由第一電容器130洩放的電荷Q2所產生的電流而發光。
如果在子幀的發光周期內電壓ELVDD在第三電平Neg_ELVDD和第四電平Pos_ELVDD之間切換多次，因為流經第二OLED340的電流量隨切換次數或發光次數而變化，所以第二OLED340按照所發射的光量的積分值可表示一個灰度值。
根據上述本發明實施例的每一發光像素100、200、300和400，響應第一電源線的電壓或在每一子幀切換不同次數的第二電源線的電壓，可表示一個灰度值。儘管在本發明的說明書中OLED是作為發光器件的一個例子來說明的，因為OLED只是一個電-光轉換的例子，所以本發明實施例的技術概念能適用於包括電-光轉換的任何發光器件。
如上所述，因為根據實施例的發光像素包括用作電流源的電容器和OLED，所述發光像素總是向OLED提供恆定的電流而不管發光像素的特性退化，所以可以在經過一段時間之後仍獲得恆定亮度的效果。
同樣，因為發光像素總能向OLED提供恆定的電流而不管發光像素的特性退化，所以能減少施加於發光像素的應力。因此，發光像素的使用壽命得以延長。
還有，因為用來驅動根據本發明實施例的發光像素的驅動器能向發光像素提供在發光周期內切換預定次數的電壓，所以發光像素的亮度能穩定。
儘管已參考實施例具體地示出並描述本發明，但熟悉技術的人員可在不違背如所附權利要求規定的本發明的精神與範圍的情況下，做出各種形式和細節上的修改。
權利要求
1.一種發光像素，包括
第一有機發光二極體；和
電容器，向第一有機發光二極體提供電流，所述電流由與提供給電容器第一電極的第一電壓和提供給電容器第二電極的第二電壓之間的差相對應的電荷產生。
2.根據權利要求1的發光像素，進一步包括向第一電極提供第一電壓的第二有機發光二極體。
3.根據權利要求1的發光像素，進一步包括電源器件，該電源器件響應第二電壓向第一電極提供第一電壓。
4.根據權利要求1的發光像素，其中，第一電壓和第二電壓中的一個在每一發光周期內切換預定次數。
5.根據權利要求1的發光像素，進一步包括開關電路，該開關電路通過基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向第二電極提供第二電壓。
6.一種發光像素，包括
電容器，包含接收第一電壓的第一電極和接收第二電壓的第二電極；和
第一有機發光二極體，具有與第一電極相連的陽極。
7.根據權利要求6的發光像素，其中，第一有機發光二極體的陰極與提供高於第一電壓的第三電壓的第一電源線相連，或者與提供低於第三電壓的第四電壓的第二電源線相連。
8.根據權利要求6的發光像素，進一步包括第二有機發光二極體，該第二有機發光二極體連接在提供高於第一電壓的第三電壓的第一電源線與第一電極之間。
9.根據權利要求6的發光像素，進一步包括開關器件，該開關器件響應第二電壓向第一電極提供第一電壓。
10.根據權利要求6的發光像素，其中，第一電壓和第二電壓中的一個在每一發光周期內切換預定次數。
11.根據權利要求6的發光像素，進一步包括開關電路，該開關電路通過基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向第二電極提供第二電壓。
12.一種電壓發生電路，包括
控制信號發生器，產生控制信號；和
電壓發生器，產生提供給電容器的第一電極以控制有機發光二極體發光的第一電壓和提供給電容器的第二電極的第二電壓，
其中，為了利用有機發光二極體表示灰度等級，電壓發生器響應控制信號產生在每一發光周期內切換預定次數的第一電壓或第二電壓，從而產生控制有機發光二極體發光的電壓。
13.一種驅動發光像素的驅動器，所述驅動器包括
有機發光二極體；
電容器，包含第一電極和第二電極，並且向有機發光二極體提供電流，所述電流由與提供給第一電極的第一電壓和提供給第二電極的第二電壓之間的差相對應的電荷產生；
控制信號發生器，產生控制信號；和
電壓發生器，響應控制信號產生在一個發光周期內切換預定次數的第一電壓或第二電壓，以便利用有機發光二極體表示灰度等級。
14.根據權利要求13的驅動器，其中，當發光像素進一步包括基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號向第二電極提供第二電壓的開關電路時，驅動器進一步包括信號發生電路，以便響應至少一個定時控制信號產生掃描信號和數據信號。
15.一種顯示裝置，包括
面板，包括多條數據線、多條掃描線和多個發光像素；和
驅動器，包含產生第二電壓的電壓發生器，並且經數據線提供數據信號和經掃描線提供掃描信號，
其中，每一發光像素包括
電容器，包含接收第一電壓的第一電極和接收第二電壓的第二電極；
第一有機發光二極體，具有與第一電極相連的陽極；和
開關電路，基於經相應的一條掃描線輸入的掃描信號和經相應的一條數據線輸入的數據信號向第二電極提供第二電壓。
16.根據權利要求15的顯示裝置，其中，每一發光像素進一步包括連接在電源線與第一電極之間的第二有機發光二極體。
17.根據權利要求15的顯示裝置，其中，每一發光像素進一步包括開關器件，連接在電源線與第一電極之間，並響應第二電壓進行開關。
18.根據權利要求15的顯示裝置，其中，第一有機發光二極體的陰極與第一電源線相連，或者與產生低於第一電源線電壓的電壓的第二電源線相連。
19.根據權利要求16的顯示裝置，所述驅動器包括
數據線驅動器，包括產生第二電壓的電壓發生器，並經數據線提供數據信號；和
掃描線驅動器，經掃描線提供掃描信號。
20.一種表示發光像素的灰度等級的方法，所述方法包括
將與第一電壓與第二電壓之間的差相對應的電荷充入電容器；和
響應與電容器所充的電荷相對應的電流，利用第一有機發光二極體表示灰度等級。
21.根據權利要求20的方法，進一步包括向電容器提供在每一發光周期內切換預定次數的第一電壓或第二電壓。
22.根據權利要求20的方法，進一步包括向電容器提供第一電壓，該第一電壓在每一發光周期內利用第二有機發光二極體切換預定次數。
23.根據權利要求20的方法，進一步包括向電容器提供第一電壓，該第一電壓在每一發光周期內經響應第二電壓進行開關的開關器件切換預定次數。
24.根據權利要求20的方法，進一步包括向電容器提供第二電壓，該第二電壓在每一發光周期內基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號切換預定次數。
25.一種驅動發光像素的方法，所述方法包括
向能夠控制有機發光二極體發光的電容器的第一電極提供第一電壓，以及向電容器的第二電極提供第二電壓；和
在每一發光段內切換第一電壓和第二電壓預定次數。
26.一種發光像素，包括
第一有機發光二極體，連接在提供第一電壓的第一電源線與電容器的第一電極之間；
第二有機發光二極體，連接在第一電極與第二電源線之間；和
開關電路，基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。
27.一種發光像素，包括
開關器件，連接在提供第一電壓的第一電源線與電容器的第一電極之間，並且響應第二電壓進行開關；
有機發光二極體，連接在第一電極與第二電源線之間；和
開關電路，基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。
28.一種發光像素，包括
第一有機發光二極體，連接在提供第一電壓的第一電源線與電容器的第一電極之間；
第二有機發光二極體，連接在第一電極與第一電源線之間；和
開關電路，基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。
29.一種發光像素，包括
開關器件，連接在提供第一電壓的第一電源線與電容器的第一電極之間，並且響應第二電壓進行開關；
有機發光二極體，連接在第一電源線與第一電極之間；和
開關電路，基於經掃描線輸入的掃描信號和經數據線輸入的數據信號進行開關，向電容器的第二電極提供第二電壓。
30.根據權利要求29的發光像素，其中，第二電壓低於第一電壓。
31.根據權利要求29的發光像素，其中，第一電壓和第二電壓中的一個在每一發光周期內切換預定次數。
全文摘要
一種發光像素，包括第一有機發光二極體(OLED)和向第一OLED提供電流的電容器，所述電流對應於提供給電容器的第一電極的第一電壓和提供給電容器的第二電極的第二電壓之間的差。發光像素進一步包括向第一電極提供第一電壓的第二OLED。發光像素還包括電源器件，該電源器件響應第二電壓向第一電極提供第一電壓。
文檔編號H05B33/08GK101276543SQ200810081540
公開日2008年10月1日 申請日期2008年2月28日 優先權日2007年3月26日
發明者辛允承, 白鍾學 申請人:三星電子株式會社