CN101097681B - 有机电致发光显示器件及其驱动方法 - Google Patents

有机电致发光显示器件及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机电致发光显示器件，包括：在显示图像的显示区域中的多个像素，每个像素包括：有机发光二极管；第一晶体管，其通过第n个扫描信号(n为自然数)输出数据电压；第二晶体管，其通过所述数据电压将电流提供给所述有机发光二极管；及存储所述数据电压的电容；以及第三晶体管，其通过第(n-1)个扫描信号将预充电压提供给所述每个像素的第二晶体管和电容，其中所述预充电压具有与所述数据电压相反的极性，其中所述第三晶体管设置在不显示图像的非显示区域。

Description

有机电致发光显示器件及其驱动方法
本申请要求享有2006年6月27日提交的韩国专利申请No.2006-0057983的优先权，在此引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光显示器件，更具体地涉及一种显示高质量图像的有机电致发光显示器件及其驱动方法。
背景技术
液晶显示(LCD)器件由于包括重量轻、薄以及功耗低在内的很多优点，得到广泛的应用。然而，由于LCD器件是非自发光的，所以LCD器件需要诸如背光单元的额外光源。
另一方面，有机电致发光显示器件通过将来自阴极的电子和来自阳极的空穴注入发射层，从而空穴与电子复合以产生激子，并激子从激发态跃迁至基态来发射光。有机电致发光显示器件由于其自发光的特性所以不需要额外的光源，所以与液晶显示(LCD)器件相比，有机电致发光显示器件外形小并且重量轻。有机电致发光显示器件还具有功耗低，亮度高以及响应时间快的优点。并且，有机电致发光显示器件由于其简单的制造工序可减少制造成本。
图1是根据相关技术的有机电致发光显示(OLED)器件的像素的等效电路图，并且图1示出了双薄膜晶体管结构的像素。
如图1所示，扫描线S和数据线D限定出像素区域。在像素区域中形成有开关薄膜晶体管(TFT)N1、电容C、驱动薄膜晶体管(TFT)N2以及有机发光二极管OLED。开关TFT N1和驱动TFT N2为NMOS(n沟道金属氧化物半导体)晶体管并包括非晶硅(a-Si:H)。
开关TFT N1的栅极与扫描线S相连，并且开关TFT N1的源极与数据线D相连。电容C的一个电极与开关TFT N1的漏极相连，并且电容C的另一电极与地GND相连。驱动TFT N2的栅极与开关TFT N1的漏极以及电容C的所述的一个电极相连，并且驱动TFT N2的源极与地GND相连，驱动TFT N2的漏极与有机发光二极管OLED的阴极相连。有机发光二极管OLED的阳极与提供驱动电压的电源线VDD相连。
具有上述结构的有机电致发光显示器件可参照图2驱动。图2示出了该有机电致发光显示器件的时序图。
通过由第n条扫描线S(n)(n为自然数)提供的正选择电压VGH，开关TFT N1导通，并且电容C由于数据线D提供的数据电压Vdata而充电。因为驱动TF TN2具有N型沟道，所以数据电压Vdata为正。流过驱动TFT N2的电流强度取决于存储在电容C中的数据电压Vdata以及驱动电压VDD，并且该有机发光二极管OLED根据该电流强度而发光。
在两个晶体管和一个电容的像素结构中，为了在施加了正数据电压Vdata以后持续保持驱动TFT N2为导通状态，包括非晶硅(a-Si:H)的驱动TFT N2接收存储在电容C中的正电压。这进一步增加驱动TFT N2的恶化，并将改变驱动TFT N2的阈值电压。
图3为表示由于薄膜晶体管的恶化而导致阈值电压改变的曲线图。图3中，曲线A表示在该薄膜晶体管恶化之前该薄膜晶体管的电流-电压特性。曲线B表示该薄膜晶体管持续施加有正电压并恶化以后该薄膜晶体管的电流-电压特性。曲线B的阈值电压Vth2高于曲线A的阈值电压Vth1。
恶化缩短了驱动TFT的寿命，并且降低有机发光二极管OLED的亮度。
发明内容
因此，本发明提出一种有机电致发光显示器件及其驱动方法，其中该器件的薄膜晶体管可避免恶化并可显示高质量图像。
本发明的一个技术方案中，提供了一种有机电致发光显示器件，包括：在显示图像的显示区域中的多个像素，每个像素包括：有机发光二极管；第一晶体管，其通过第n个扫描信号(n为自然数)输出数据电压；第二晶体管，其通过所述数据电压将电流提供给所述有机发光二极管；及存储所述数据电压的电容；以及第三晶体管，其通过第(n-1)个扫描信号将预充电压提供给所述每个像素的第二晶体管和电容，其中所述预充电压具有与所述数据电压相反的极性，其中所述第三晶体管设置在不显示图像的非显示区域。
本发明的另一个实施方式中，公开了一种有机电致发光显示器件的驱动方法，其中该有机电致发光显示器件包括在显示图像的显示区域中的多个像素、n条扫描线(n为自然数)以及m条数据线(m为自然数)，每个像素包括：有机发光二极管；第一晶体管，其通过第n个扫描信号输出数据电压；第二晶体管，其通过所述数据电压将电流提供给所述有机发光二极管；以及存储所述数据电压的电容；该有机电致发光显示器件还包括第三晶体管，其设置在不显示图像的非显示区域，该驱动方法包括：顺序地将扫描信号提供给所述扫描线；根据所述扫描信号将数据电压提供给所述数据线；以及所述第三晶体管通过第(n-1)个扫描信号将预充电压提供给与第n条扫描线相连的所述像素的第二晶体管和电容，其中所述预充电压具有与所述数据电压相反的极性。
应该理解对本发明进行的上述概括说明和以下详细说明为示例性的和解释性的，并旨在提供如权利要求所述本发明的进一步解释。
附图说明
包含用来提供本发明进一步理解并结合进来组成本申请一部分的附图，其示出了本发明的实施方式，并和说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为根据相关技术的OELD器件的像素的等效电路图；
图2为OELD器件的时序图；
图3为表示由于薄膜晶体管的恶化而造成阈值电压改变的曲线图；
图4为根据本发明第一实施方式的OELD器件的等效电路图；
图5为表示根据本发明实施方式的OELD器件的数据电压和预充电压的示意性时序图；以及
图6为根据本发明第二实施方式的OELD器件的等效电路图。
具体实施方式
下面详细参考本发明的优选实施方式，在附图中示出其实施方式。
图4为根据本发明第一实施方式的有机电致发光显示(OELD)器件的等效电路图。
图4中，扫描线S(n-1)和S(n)(n为自然数)以及数据线D(m)和D(m+1)(m为自然数)以矩阵形式设置，从而限定出像素P。每个像素P包括形成的第一晶体管T1、第二晶体管T2、电容C以及有机发光二极管OLED。第三晶体管T3与各个扫描线S(n-1)和S(n)的一端相连。
第一晶体管T1与扫描线S(n-1)和S(n)其中之一以及数据线D(m)和D(m+1)其中之一相连。也就是，第一晶体管T1的栅极与扫描线S(n-1)和S(n)其中之一相连，并且第一晶体管T1的源极与数据线D(m)和D(m+1)其中之一相连。第二晶体管T2的栅极与第一晶体管T1的漏极、第三晶体管T3的漏极以及电容C的一个电极相连。第二晶体管T2的源极与电容C的另一电极和地GND相连。第二晶体管T2的漏极与有机发光二极管OLED的阴极相连。有机发光二极管OLED的阳极与电源线VDD相连。
第三晶体管T3的源极与预充线PL相连。第三晶体管T3与提供有第n条扫描线Sn的信号的像素P的第二晶体管T2相连，并且该第三晶体管T3的栅极与第(n-1)条扫描线S(n-1)相连。预充电压Vpre通过预充线PL提供给第三晶体管T3，并且与一条扫描线相连的第三晶体管T3将该预充电压Vpre提供给与下一条扫描线相连的像素P的第二晶体管T2以及电容C。为了解释的方便，在图中仅示出了与第(n-1)条扫描线S(n-1)相连的第三晶体管T3。
优选地，第一、第二和第三晶体管T1、T2和T3都包括非晶硅并具有相同类型的沟道。例如，第一、第二和第三晶体管T1、T2和T3可具有n型沟道。第三晶体管T3和预充线PL可设置在不显示图像的非显示区域。
第一晶体管T1通过扫描信号切换到导通和截止，并将来自数据线Dm和D(m+1)的数据电压提供给第二晶体管T2。第二晶体管T2根据该数据电压调节流过其沟道的电流并控制由有机发光二极管OLED发出光的亮度。当第一晶体管T1完成输出数据电压时，电容C存储输出自第一晶体管T1的数据电压并将该存储的数据电压提供给第二晶体管T2，从而继续有机发光二极管OLED的发光时间。
当为了操作在图中位于第(n-1)水平行的像素而将扫描信号提供给第(n-1)扫描线S(n-1)时，与第(n-1)扫描线S(n-1)相连的第三晶体管T3导通，并将预充电压Vpre提供给在图中位于第n水平行的像素P的第二晶体管T2和电容C。预充电压Vpre具有与数据电压相反的极性。也就是说，如果第二晶体管T2具有n型沟道，则数据电压可为正。因此，预充电压Vpre可为负。例如，预充电压Vpre的值在约-5V到-10V的范围中。如果第二晶体管T2具有p型沟道，则数据电压可为负，并且预充电压Vpre可为正。
图5为表示根据本发明实施方式的OELD器件的数据电压和预充电压的示意性时序图。将数据电压Vdata和预充电压Vpre提供给在图中位于水平行的第二晶体管T2。这里，数据电压为正，且预充电压Vpre为负。
在图5中，负预充电压Vpre通过第三晶体管T3提供给位于水平行中将在下一时间驱动的像素P的第二晶体管T2和电容C。此后，正数据电压Vdata提供给在图中位于该水平行的像素P的第二晶体管T2和电容C。因此，由于继续提供了正数据电压Vdata，第二晶体管T2避免了恶化及特性改变。保持在电容C中的电荷由于负预充电压Vpre而释放。所以，下一个数据电压Vdata不会以先前的数据电压Vdata存储，并且可显示更确定的图像。
图6为根据本发明第二实施方式的OELD器件的等效电路图。OLED具有多个像素，并且该像素的结构和工作与图4的第一实施方式所述的相同。在此省略对该像素的结构和工作的解释。
图6中，第三晶体管T3与各个扫描线S(n-1)和Sn的一端相连。第三晶体管T3的栅极与第(n-1)扫描线S(n-1)相连，其中该第三晶体管T3与提供有来自第n条扫描线Sn的信号的像素P的第二晶体管T2相连。第三晶体管T3的源极与第n扫描线Sn相连，且第三晶体管T3的漏极与提供有来自第n条扫描线Sn的信号的像素P的第二晶体管T2和电容C相连。为方便解释，图中仅示出了与第(n-1)扫描线S(n-1)相连的第三晶体管T3。
当扫描信号，也就是，高电平电压，提供给第(n-1)扫描线S(n-1)时，第三晶体管T3将作为预充电压Vpre的第n条扫描线Sn的低电平电压提供给与第n条扫描线Sn相连的像素P的第二晶体管T2和电容C。
第一、第二和第三晶体管T1、T2和T3都包括非晶硅并具有相同类型的沟道。例如，第一、第二和第三晶体管T1、T2和T3可具有n型沟道。第三晶体管T3可设置在不显示图像的非显示区域。
第一晶体管T1通过扫描信号切换到导通和截止，并将来自数据线Dm和D(m+1)的数据电压提供给第二晶体管T2。第二晶体管T2根据该数据电压调节流过其沟道的电流并控制由有机发光二极管OLED发出光的亮度。当第一晶体管T1完成输出数据电压时，电容C存储输出自第一晶体管T1的数据电压并将该存储的数据电压提供给第二晶体管T2，从而继续有机发光二极管OLED的发光时间。
参照图5，当为了操作图中位于第(n-1)水平行的像素而将扫描信号，也即高电平电压提供给第(n-1)扫描线S(n-1)时，与第(n-1)扫描线S(n-1)相连的第三晶体管T3导通并将第n条扫描线Sn的低电平电压，也即预充电压Vpre，提供给图中位于第n水平行的像素P的第二晶体管T2和电容C。例如，预充电压Vpre在约-5V到-10V的数值范围中。
与第一实施方式相同的方式，将负预充电压Vpre通过第三晶体管T3提供给在水平行中将在下一时间驱动的像素P的第二晶体管T2和电容C。此后，正数据电压提供给图中位于该水平行的像素P的第二晶体管T2和电容C。因此，由于继续提供了正数据电压，第二晶体管T2避免了恶化及特性改变。保持在电容C中的电荷由于负预充电压Vpre而放电。所以，下一个数据电压Vdata不会以先前的数据电压Vdata存储，并且可显示更确定的图像。
在不脱离本发明的精神或范围内，显然地，对本领域的技术人员来说可以对本发明的有机电致发光显示器件进行各种改进和变形。因此，本发明意欲覆盖所有落入所附的权利要求书及其等同物范围内的各种改进和变形。

Claims (12)

1.一种有机电致发光显示器件，包括：
在显示图像的显示区域中的多个像素，每个像素包括：
有机发光二极管；
第一晶体管，其通过第n个扫描信号输出数据电压，其中n为自然数；
第二晶体管，其通过所述数据电压将电流提供给所述有机发光二极管；及
存储所述数据电压的电容；以及
第三晶体管，其通过第n-1个扫描信号将预充电压提供给所述每个像素的第二晶体管和电容，其中所述预充电压具有与所述数据电压相反的极性，
其中所述第三晶体管设置在不显示图像的非显示区域。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述的第一、第二和第三晶体管都包括非晶硅。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述第一、第二和第三晶体管都具有n型沟道。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述电容设置于第二晶体管的栅极与地之间。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述数据电压为正并且预充电压为负。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述预充电压的值在-5V到-10V的范围中。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，还包括将所述预充电压提供给所述第三晶体管的预充线。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述第三晶体管的源极与第n条扫描线相连，所述第n条扫描线将所述第n个扫描信号提供给所述第一晶体管。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，n大于2。
10.一种有机电致发光显示器件的驱动方法，其中该有机电致发光显示器件包括在显示图像的显示区域中的多个像素、n条扫描线以及m条数据线，n为自然数，m为自然数，每个像素包括：有机发光二极管；第一晶体管，其通过第n个扫描信号输出数据电压；第二晶体管，其通过所述数据电压将电流提供给所述有机发光二极管；以及存储所述数据电压的电容；该有机电致发光显示器件还包括第三晶体管，其设置在不显示图像的非显示区域，该驱动方法包括：
顺序地将扫描信号提供给所述扫描线；
根据所述扫描信号将数据电压提供给所述数据线；以及
所述第三晶体管通过第n-1个扫描信号将预充电压提供给与第n条扫描线相连的所述像素的第二晶体管和电容，其中所述预充电压具有与所述数据电压相反的极性。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预充电压由所述第n条扫描线提供。
12.一种有机电致发光显示器件，包括：
在显示图像的显示区域中的多个像素，每个像素包括：
有机发光二极管；
第一晶体管，其通过第n个扫描信号输出数据电压，n为自然数；
第二晶体管，其通过所述数据电压将电流提供给所述有机发光二极管；及
存储所述数据电压的第一器件；以及
用于通过第n-1个扫描信号将预充电压提供给所述每个像素的第二晶体管和所述存储数据电压的所述第一器件的第二器件，其中所述预充电压具有与所述数据电压相反的极性，
其中，所述第二器件设置在不显示图像的非显示区域。
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