CN1534568A

CN1534568A - 发光显示器、显示屏及其驱动方法

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Publication number: CN1534568A
Application number: CNA200310118840XA
Authority: CN
Inventors: Ȩ�徴; 权五敬
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: DE60308641D1; JP2004310006A; KR20040085653A; EP1465143B1; US8217863B2; DE60308641T2; EP1465143A2; EP1465143A3; US8289240B2; US7518580B2; ATE341069T1; KR100502912B1; CN100369096C; US20090267936A1; US20050206593A1; US20040196239A1; US6919871B2; US20050265071A1; JP4153842B2; US7573441B2

Abstract

一种用于补偿晶体管的门限电压或迁移率和对数据线充分充电的发光显示器。晶体管和第一至第三开关形成在有机EL显示器的像素电路上。该晶体管提供用于发射有机EL器件(OLED)的驱动电流。第一开关二极管连接晶体管。第一存储单元存储对应于晶体管的门限电压的第一电压。第二开关响应选择信号而传输数据电流。第二存储单元存储对应于数据电流的第二电压。第三开关将驱动电流传输至OLED。由连接第一和第二存储单元确定的第三电压被施加于晶体管以向OLED提供驱动电流。

Description

发光显示器、显示屏及其驱动方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2003年4月1日向韩国工业产权局提交的韩国专利申请第2003-20432号的优先权和利益，其内容包含在此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种发光显示器、一种显示屏及其驱动方法。具体地说，本发明涉及一种有机场致发光(organic electroluminescent，有机EL)显示器。

背景技术

通常，有机EL显示器电子激励含磷的有机化合物来发光并且其电压或电流驱动N×M有机发光单元以显示图像。如图1所示，有机发射单元包括氧化锡铟(ITO)的阳极、有机薄膜和金属阴极层。有机薄膜具有包括用于维持电子和空穴之间平衡并且改善发射效率的发射层(EML)、电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)的多层结构，并且它还包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。

用于驱动有机发光单元的方法包括无源矩阵法(passive matrix method)和使用薄膜晶体管(TFT)或金属氧化物半导体场效应管(MOSFETs)的有源矩阵法(active matrix method)。无源矩阵法形成相互交叉的阴极和阳极，并且选择性地驱动线路(line)。有源矩阵法使用每一ITO像素电极连接TFT和电容器，从而根据电容值维持预定的电压。根据在电容器上为维持电压而提供的信号形式，有源矩阵法被分成电压编程法或电流编程法。

将参照图2和图3说明传统电压编程法和电流编程法的有机EL显示器。

图2示出了用于驱动有机EL器件的传统电压编程类型像素电路，该图表示N×M个像素中的一个像素。参照图2，晶体管M1连接有机EL器件(下文中称为OLED)从而提供用于发光的电流。由通过开关晶体管M2所施加的数据电压控制晶体管M1的电流。在这种情况下，用于在预定时间内维持所施加电压的电容器C1连接在晶体管M1的源极和栅极之间。扫描线S_n连接至晶体管M2的栅极，并且数据线D_m连接至其源极。

如上构造的像素的操作如下，当晶体管M2根据施加于开关晶体管M2的栅极的选择信号而被导通时，来自数据线D_m的数据电压被施加于晶体管M1的栅极。因此，相应于电容器C1在栅极和源极之间所充电压VGS的电流I_OLED流经晶体管M2，并且该OLED根据电流I_OLED发射光。

在这种情况下，流经晶体管M2的电流由公式1给出。

公式1

I_{OLED} = \frac{β}{2} {(V_{GS} - V_{TH})}^{2} = \frac{β}{2} {(V_{DD} - V_{DATA} - | V_{TH} |)}^{2}

其中，I_OLED是流经OLED的电流，V_GS是在晶体管M1的源极和栅极之间的电压，V_TH是在晶体管M1上的门限电压，而β是常数。

如公式1所示，根据图2中的像素电路，向OLED提供对应于所施加数据电压的电流，并且OLED发射相应于所提供电流的光。在这种情况下，所施加数据电压具有在预定范围内的多阶值(multi-stage value)使得其能表示灰度。

然而，遵循电压编程法的传统像素电路存在以下问题，由于TFT的门限电压V_TH的偏移(deviation)以及由集成过程的非均匀性(non-uniformity)而导致的电子迁移(electron mobility)的偏移，使得将很难获得高灰度。例如，在通过3伏(3V)电压驱动像素的TFT的情况中，向TFT的栅极提供每个间隔为12mV(＝3V/256)的电压使其能表示8-比特(256阶)的灰度，而如果由于集成过程的非均匀性而导致TFT的门限电压发生偏移，则很难表示高灰度。并且，由于电子迁移的偏移导致在公式中的β的值发生变化，所以表示高灰度变得更难。

假定用于向像素电路提供电流的电流源在整个屏幕上是均匀的，即使当在每个像素中的驱动晶体管具有非均匀的电压-电流特征(voltage-currentcharacteristics)时，电流编程法的像素电路仍然可以实现均匀的显示特征。

图3示出了用于驱动OLED的传统电流编程法的像素电路，该图代表N×M个像素中一个像素。参照图3，晶体管M1连接至OLED以提供用于发光的电流，并且晶体管M1的电流由通过晶体管M2所施加的数据电流控制。

首先，由于来自扫描线S_n的选择信号，晶体管M2和M3被导通，晶体管M1变成二极管-连接(diode-connected)，并且与来自数据线D_m的数据电流I_DATA相匹配的电压被存储在电容器C1中。随后，来自扫描线S_n的选择信号变高以导通晶体管M4。然后，由电源电压VDD提供电源，并且与存储在电容器C1中的电压相匹配的电流流经OLED以发射光。在这种情况下，流经OLED的电流如下给出：

公式2

I_{OLED} = \frac{β}{2} {(V_{GS} - V_{TH})}^{2} = I_{DATA}

其中，V_GS是在晶体管M1的源极和栅极之间的电压，V_TH是在晶体管M1上的门限电压，而β是常数。

如公式2所示，由于在传统电流像素电路中，流经OLED的电流I_OLED和电流I_DATA相同，当在整个屏幕的编程电流源被设置为均匀时能够获得均匀的特征。然而，由于流经OLED的电流I_OLED是微电流(fine current)，通过微电流I_DATA控制像素电路有需要很多的时间来对数据线充电。例如，假定数据线的负载电容是30pF，使用几十至几百nA的数据电流对数据线的负载充电需要几毫秒的时间。考虑到几十微秒的线路时间(line time)，这将导致充电时间不够的问题。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于补偿晶体管的门限电压或电子迁移率(electron mobility)并能充分对数据线充电的发光显示器。

在本发明的一个方面，提供了一种包括显示屏的发光显示器，在其上形成多个用于传输显示视频信号的数据电流的数据线、多个用于传输选择信号的扫描线以及多个在由数据线和扫描线限定的多个像素上形成的多个像素电路。该像素电路包括：发光器件，用于发射对应于所施加电流的光；第一晶体管，具有用于为发光器件提供驱动电流的第一主电极、第二主电极和控制电极；第一开关，用于响应第一控制信号而二极管连接所述第一晶体管；第一存储单元，用于响应第二控制信号而存储对应于第一晶体管的门限电压的第一电压；第二开关，用于响应来自扫描线的选择信号而传输来自数据线的数据信号；第二存储单元，用于存储对应于来自第一开关的数据电流的第二电压；第三开关，用于响应第三控制信号而将来自第一晶体管的驱动电流传输到发光器件。由连接分别存储第一和第二电压的第一和第二存储单元而确定的第三电压被施加于第一晶体管以向发光器件提供驱动电流。以如下顺序操作，第二控制信号被使能，选择信号被使能，随后第三控制信号被使能。该像素电路还包括第四开关，用于响应第二控制信号时被导通，并且连接在第一晶体管的控制电极上。第二存储单元由连接在第一晶体管的控制电极和第一主电极之间的第一电容器形成。第一存储单元由并联在第一晶体管的第一主电极和第四开关的第二端之间连接的第二电容器和第一电容器所形成。第二控制信号是来自扫描线的选择信号，并且第四开关响应选择信号的禁止(disable)间隔。第一控制信号包括来自前一扫描线的选择信号和来自当前扫描线的选择信号。第一开关包括用于响应来自前一扫描线的选择信号而二极管连接第一晶体管的第二晶体管，和用于响应来自当前扫描线的选择信号而二极管连接第一晶体管的第三晶体管。第二控制信号包括来自前一扫描线的选择信号以及第三控制信号。该像素电路还包括和第四开关并联的第五开关。第四和第五晶体管响应来自前一扫描线的选择信号和第三控制信号被分别导通。

在本发明的另一个方面中，一种发光显示器的显示屏，在该显示屏上形成多个用于传输显示视频信号的数据电流的数据线、多个用于传输选择信号的扫描线以及在由数据线和扫描线限定的多个像素上形成的多个像素电路。该像素电路包括：第一晶体管，具有连接到提供第一电压的第一电源的第一主电极；第一开关，连接在第一晶体管的第二主电极和数据线间，并且由来自扫描线的第一选择信号所控制；第二开关，由第一控制信号控制以二极管连接第一晶体管；第三开关，具有连接到第一晶体管的控制电极的第一端，并且被第二信号控制；第四开关，具有连接到第一晶体管的第二主电极的第一端，并且被第三控制信号所控制；发光器件，连接在第四开关的第二端和提供第二电压的第二电源之间，用于发射对应于施加电流的光；第一存储单元，当第三开关被导通时连接在第一晶体管的控制电极和第一主电极之间；和第二存储单元，当第三开关被断开时连接在第一晶体管的控制电极和第一主电极之间。

在本发明的另一个方面中，提供了一种用于驱动包括像素电路的发光显示器的方法，所述像素电路包括：开关，用于响应来自扫描线的选择信号传输来自数据线的数据电流；晶体管，包括第一和第二主电极和控制电极，用于响应数据电流输出驱动电流；和发光器件，用于发射对应于来自晶体管的驱动电流的光。对应于晶体管的门限电压的第一电压被存储于在晶体管的控制电极和第一主电极之间形成的第一存储单元中。对应于来自开关的数据电流的第二电压被存储于在晶体管的控制电极和第一主电极之间形成的第二存储单元中。第一和第二存储单元被连接以建立在晶体管控制电极和第一主电极之间的电压作为第三电压。驱动电流被从晶体管传输到发光显示器，其中来自晶体管的驱动电流根据第三电压被确定。

在本发明的另一个方面中，提供了一种用于驱动包括像素电路的发光显示器的方法，所述像素电路包括：开关，用于响应来自扫描线的选择信号而传输来自数据线的数据电流；晶体管，包括第一和第二主电极和控制电极，用于响应数据电流输出驱动电流；发光器件，用于发射对应于来自所述晶体管的驱动电流的光。响应第一控制信号而二极管连接所述晶体管；响应第二控制信号的第一电平，第一存储单元被连接在晶体管的控制电极和第一主电极之间以存储对应于在所述第一存储单元中的所述晶体管的门限电压的第一电压。所述晶体管由所述第一控制信号二极管连接。响应第二控制信号的第二电平，第二存储单元被连接在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间。响应第一选择信号，对应于数据电流的第二电压被存储在第二存储单元中。响应第二控制信号的第一电平，第一和第二存储单元被连接以建立在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间的电压作为第三电压。对应于所述晶体管的所述第三电压提供了驱动电流，响应第三控制信号而提供该驱动电流。

在本发明的另一个方面，提供一种在响应第一选择信号而将显示视频信号的数据电流传输给晶体管以驱动发光器件的方法中的、用于驱动发光显示器的方法。分别建立施加于第一开关和第二开关的第一和第二控制信号作为使能电平以存储对应于晶体管门限电压的第一电压。建立施加于第三开关的第三控制信号作为禁止电平以电子截止晶体管和发光器件。建立第一选择信号作为禁止电平以截止数据电流。建立第一选择信号被作为禁止电平以截止数据电流。建立第一选择信号作为使能电平以提供数据电流。分别建立第一和第二控制信号作为使能电平和禁止电平以存储对应于数据电流的第二电压。建立第一选择信号作为禁止信号以截止数据电流。分别建立第一和第二控制信号作为禁止电平和使能电平以施加第三电压到晶体管的主电极和栅极。建立第三控制信号作为使能信号以将来自所述晶体管的电流传输到发光器件，其中所述第三电压由所述第一电压和所述第二电压确定。

附图说明

图1示出了OLED的原理图；

图2示出了根据电压编程法的传统像素电路的等效电路；

图3示出了根据电流编程法的传统像素电路的等效电路；

图4示出了根据本发明的一个实施例的有机EL显示器的简单平面图；

图5、7、9、11、13、14和15分别示出了根据本发明第一实施例至第七实施例的像素电路的等效电路；

图6、8、10、12和16分别示出了用于驱动图5、7、9、11和15中的像素电路的驱动波形。

具体实施方式

将参照附图详细说明有机EL显示器、相应的像素电路及其驱动方法。

首先，将参照图4说明有机EL显示器。图4示出了OLED的简单平面图。

如图所示，该有机EL显示器包括有机EL显示屏10、扫描驱动器20和数据驱动器30。

有机EL显示屏10包括在行方向上从D₁到D_m的多个数据线，多个扫描线S₁到S_n、E₁到E_n、X₁到X_n和Y₁到Y_n，以及多个像素电路11。数据线D₁到D_m将表示视频信号的数据信号传输至像素电路11，而扫描线S₁到S_n将选择信号传输至像素电路11，像素电路11形成在由两个相邻的数据线D₁到D_m和两个相邻的扫描线S₁到S_n限定的像素区上。并且，扫描线E₁到E_n传输用于控制像素电路11的发射的信号，而扫描线X₁到X_n和Y₁到Y_n分别传输用于控制像素电路11操作的控制信号。

扫描驱动器20顺序地向扫描线S₁到S_n和E₁到E_n施加相应的选择信号和发射信号，并且向扫描线X₁到X_n和Y₁到Y_n施加控制信号。数据驱动器30向数据线D₁到D_m施加表示视频信号的数据电流。

扫描驱动器20和/或数据驱动器30可以连接至显示屏10，或者可以以芯片形式安装在连接至显示屏10的带状载体封装(Tape Carrier Package，TCP)上。扫描驱动器20和/或数据驱动器30可以被附加在显示屏10上，并且以芯片形式安装在连接至显示屏10的软性印刷电路(FPC)或者连接至显示屏10的薄膜上，这被称为软性电路板覆晶法(Chip on Flexible board，CoF)或薄膜覆晶法。与此不同，扫描驱动器20和/或数据驱动30也可以安装在显示屏的玻璃基片(glass substrate)上，而且，扫描驱动器20和/或数据驱动器30可以用来替代在玻璃基片上扫描线、数据线和TFT的相同层中形成的驱动电路，或者直接安装在玻璃基片上，这被称为玻璃覆晶法(Chip on Glass，CoG)。

现在将参照图5和6来说明根据本发明第一实施例的有机EL显示器的像素电路11。图5示出了根据第一实施例的像素电路的等效电路图，而图6示出了用于驱动图5中的像素电路的驱动波形图。在这种情况下，为了说明的方便，图5示出了连接至第m数据线D_m和第n扫描线S_n的像素电路。

如图5所示，像素电路11包括OLED、PMOS晶体管M1至M5、以及电容器C1和C2。该晶体管最好是具有形成在玻璃基片上作为控制电极和两个主电极的栅极、漏极和源极的晶体管。

晶体管M1具有连接至电源电压VDD的源极、连接至晶体管M5的栅极，并且晶体管M3连接在晶体管M1的栅极和漏极之间。晶体管M1输出对应于在其栅极和源极之间的电压V_GS的电流I_OLED。晶体管M3响应来自扫描线X_n的控制信号CS1_n而二极管连接(diode-connect)晶体管M1。电容器C1连接在电源电压VDD和晶体管M1的栅极之间，而电容器C2连接在电源电压VDD和晶体管M5的第一端之间。电容器C1和C2充当存储在该晶体管的栅极和源极之间的电压的存储器件。晶体管M5的第二端连接至晶体管M1的栅极，并且晶体管M5响应来自扫描线Y_n的控制信号CS2_n而连接电容器C1和C2。

晶体管M2响应来自扫描线S_n的选择信号SE_n将数据电流I_DATA从数据线D_m传输至晶体管M1。连接在晶体管M1的漏极和OLED之间的晶体管M4响应扫描线E_n的发射信号EM_n，将晶体管M1的电流I_OLED传输至OLED。所述OLED连接在晶体管M4和基准电压之间，并且发射对应于所施加电流IOLED的光。

现在将参照图6详细说明根据本发明第一实施例的像素电路的操作。

如图所示，在间隔T1，由于低电平控制信号CS2_n，晶体管M5被导通，并且电容器C1和C2被并联在晶体管M1的栅极和源极之间。由于低电平控制信号CS1_n，晶体管M3被导通，晶体管M1二极管连接，并且由于二极管连接的晶体管M1，晶体管M1的门限电压V_TH被存储在并联的电容器C1和C2中。由于高电平发射信号EM_n，晶体管M4被断开，并且截止到OLED的电流。即在间隔T1，晶体管M1的门限电压V_TH被采样到电容器C1和C2中。

在间隔T2，控制信号CS2_n变成高电平以断开晶体管M5，并且选择信号SE_n变成低电平以导通晶体管M2。由于断开的晶体管M5，电容器C2在电压充电时是漂移的(floated)。由于导通的晶体管M2，来自数据线D_m的数据电流I_DATA流经晶体管M1。因此，根据数据电流I_DATA确定在晶体管M1上的栅-源电压(gate-source voltage)V_GS(T2)，并且该栅-源电压V_GS(T2)被存储在电容器C1中。由于数据电流I_DATA流经晶体管M1，数据电流I_DATA可以由公式3表示，并且在间隔T2中的栅-源电压V_GS(T2)以如公式3导出的公式4给出。即在间隔T2，对应于数据电流I_DATA的栅-源电压被编程到像素电路的电容器C1中。

公式3

I_{DATA} = \frac{β}{2} {(| V_{GS} (T 2) | - | V_{TH} |)}^{2}

公式4

| V_{GS} (T 2) | = \sqrt{\frac{2 I_{DATA}}{β}} + | V_{TH} |

其中，β是常数。

随后，在间隔T3，响应高电平控制信号CS1_n和选择信号SE_n，晶体管M3和M2被断开，并且由于低电平控制信号CS2_n和发射信号EM_n，晶体管M5和M4被断开。当晶体管M5被导通时，在间隔T3的栅-源电压V_GS(T3)由于电容器C1和C2的连接而变成公式5。

公式5

| V_{GS} (T 3) | = | V_{TH} | + \frac{C_{1}}{C_{1} + C_{2}} (| V_{GS} (T 2) | - | V_{TH} |)

其中C₁和C₂分别为电容器C1和C2的电容值。

因此，流经晶体管M1的电流I_OLED变成如公式6所示，并且由于导通的晶体管M4，电流I_OLED被提供给OLED以发射光。即，在间隔T3，提供电压并且由于连接电容器C1和C2，OLED发射光。

公式6

I_{DATA} = \frac{β}{2} {\frac{C_{1}}{C_{1} + C_{2}} (| V_{GS} (T 2) | - | V_{TH} |)}^{2} = {(\frac{C_{1}}{C_{1} + C_{2}})}^{2} I_{DATA}

如公式6所示，由于提供给OLED的电流I_OLED的确定与晶体管M1的门限电压V_TH或迁移率无关，可以校正门限电压的偏移或迁移率的偏移。并且，提供给OLED的电流I_OLED是数据电流O_DATA C₁/(C₁+C₂)的平方倍。例如，如果C₂是C₁M倍(C₂＝M×C₁)，则流经OLED的微电流可以由数据电流I_DATA控制，数据电流I_DATA是电流I_OLED的(M+1)²倍，从而使得可以表示高灰度。而且，由于向数据线D₁到D_m提供大数据电流I_OLED，可以获得用于数据线的充足充电时间。

在第一实施例中，将PMOS晶体管用于晶体管M1至M5。然而，也可以使用NMOS晶体管来实现，现在参照图7和8来说明。

图7示出根据本发明的第二实施例的像素电路的等效电路图，而图8示出了用于驱动图7中的像素电路的驱动波形图。

图7中的像素电路包括NMOS晶体管M1至M5，并且它们的连接结构和图5中的像素电路是对称的。具体来说，晶体管M1具有连接至基准电压的源极、连接至晶体管M5的栅极，并且晶体管M3连接在晶体管M1的栅极和漏极之间。电容器C1连接在基准电压和晶体管M1的栅极之间，而电容器C2连接在基准电压和晶体管M5的第一端之间。晶体管M5的第二端连接至晶体管M1的栅极，并且来自扫描线X_n和Y_n的控制信号CS1_n和CS2_n被分别施加于晶体管M3和M5的栅极。晶体管M2响应来自扫描线S_n的选择信号SE_n而将来自数据线D_m的数据电流I_DATA传输至晶体管M1。晶体管M4连接在晶体管M1的漏极和OLED之间，并且将来自扫描线E_n的发射信号EM_n施加于晶体管M4的栅极。OLED连接在晶体管M4和电源电压VDD之间。

由于图7的像素电路包括NMOS晶体管，如图8所示，用于驱动图7的像素电路的驱动波形具有图6中的驱动波形的反相形式。由于可以从第一实施例和图7、8的说明中容易地获得根据本发明第二实施例的像素电路的详细操作，将不再提供详细的说明。

根据第一实施例和第二实施例，由于晶体管M1至M5是同样类型的晶体管，可以容易地执行在显示屏10的玻璃基片上形成TFT的过程。

在第一实施例和第二实施例中，晶体管M1至M5是PMOS或NMOS类型，但不局限于此，也可使用PMOS和NMOS晶体管的组合或其它具有类似功能的开关来实现。

在第一实施例和第二实施例中，使用两个控制信号CS1_n和CS2_n来控制像素电路，此外，可以使用单个的控制信号来控制像素电路，这将参照图9到12来说明。

图9示出了根据本发明第三实施例的像素电路的等效电路图，而图10示出了用于驱动图9中的像素电路的驱动波形图。

如图9中所示，该像素电路除晶体管M2和晶体管M5之外，具有和第一实施例相同的结构。晶体管M2包括NMOS晶体管并且晶体管M2和M5的栅极一起连接至扫描线S_n。即晶体管M5由来自扫描线S_n的选择信号SE_n驱动。

参照图10，在间隔T1，由于低电平控制信号CS1_n和选择信号SE_n，晶体管M3和M5被导通。由于导通的晶体管M3，晶体管M1是二极管连接的，并且在晶体管M1上的门限电压V_TH被存储在电容器C1和C2中。并且，由于高电平发射信号EM_n，晶体管M4被断开并且截止流经OLED的电流。

在间隔T2，选择信号SE_n变成高电平以导通晶体管M2和断开晶体管M5。随后，采用由公式4表示的电压V_GS(T2)对电容器C1充电。在这种情况下，由于当晶体管M2因选择信号SE_n而被导通时，可以改变对电容器C2充电的电压，为了避免如此，在晶体管M2被导通之前，晶体管M3被断开，并且在晶体管M2被导通之后，晶体管M3再次被导通。即在选择信号SE_n变成高电平之前，控制信号CS1_n在短时间内被反转为高电平。

由于本发明的第三实施例中的其它操作与第一实施例中的操作匹配，将不提供进一步的相应说明。根据第三实施例，可以移去用于提供控制信号CS2_n的扫描线Y₁到Y_n，从而增加像素的孔径比(aperture ratio)。

在第三实施例中，采用PMOS晶体管来实现晶体管M1和M3直到M5，而采用NMOS晶体管实现晶体管M2。而且，晶体管的相反实现也是可能的，这将参照图11和12来进行说明。

图11示出了根据本发明的第四实施例的像素电路的等效电路图，而图12示出了用于驱动图11中的像素电路的驱动波形图。

如图11所示，像素电路使用PMOS晶体管实现晶体管M2，及使用NMOS晶体管实现晶体管M1和M3直到M5，并且它们的连接结构和图9中的像素电路中的是对称的。并且，如图12所示，用于驱动图11的像素电路的驱动波形具有图10中波形的反相形式。由于可以从第三实施例的说明中容易地获得根据第四实施例的像素电路的连接结构和操作，将不提供详细的说明。

在第一实施例至第四实施例4中，电容器C1和C2被并联至电源电压VDD，而与此不同，电容器C1和C2可以串联连接至电源电压VDD，现在将参照图13和14来进行说明。

图13示出了根据本发明的第五实施例的像素电路的等效电路图。

如图所示，除了电容器C1和C2，以及晶体管M5的连接状态之外，像素电路具有和第一实施例相同的结构，具体来说，电容器C1和C2被串联连接在电源电压VDD和晶体管M3之间，而晶体管M5被连接在电容器C1和C2的公共结点和晶体管M1的栅极上。

根据第五实施例的像素电路使用与第一实施例相同的驱动波形来驱动，这将参照图6和13来进行说明。

在间隔T1，由于低电平控制信号CS1_n，晶体管M3被导通以二极管连接晶体管M1。由于二极管连接的晶体管M1，晶体管M1的门限电压V_TH被存储在电容器C1中，并且在电容器C2的电压变成0V。并且由于高电平发射信号EM_n，晶体管M4被断开以截止流经OLED的电流。

在间隔T2，控制信号CS2_n变成高电平以断开晶体管M5，并且选择信号SE_n变成低电平以导通晶体管M2。由于导通的晶体管M2，来自数据线D_m的数据电流I_DATA流经晶体管M1，并且在晶体管M1的栅-源电压V_GS(T2)变成如公式4所示。因此，由于电容器C1和C2的连接，在电容器C1上对门限电压充电的电压V_C1变成如公式7所示。

公式7

V_{C 1} = | V_{TH} | + \frac{C_{2}}{C_{1} + C_{2}} (| V_{GS} (T 2) | - | V_{TH} |)

随后，在间隔T3，响应高电平控制信号CS1_n和选择信号SE_n，晶体管M3和M2被断开，并且由于低电平控制信号CS2_n和发射信号EM_n，晶体管M5和M4被导通。当晶体管M3被断开，并且晶体管M5被导通时，在电容器C1的电压V_C1变成晶体管M1的栅源电压V_GS(T3)。因此，流经晶体管M1的电流I_OLED变成如公式8中所示，并且根据晶体管M4，将电流I_OLED提供给OLED，从而发射光。

公式8

I_{OLED} = \frac{β}{2} {\frac{C_{2}}{C_{1} + C_{2}} (| V_{GS} (T 2) | - | V_{TH} |)}^{2} = {(\frac{C_{2}}{C_{1} + C_{2}})}^{2} I_{DATA}

以与第一实施例相似的方式，提供给OLED的电流I_OLED被确定，而和晶体管M1的门限电压V_TH或迁移率无关。并且，由于可以控制流经使用数据电流I_DATA的0LED的微电流，因此可以表示高灰度，其中，数据电流I_DATA是电流I_OLED的(C₁+C₂)/C₂平方倍。通过向数据线D₁到D_m提供大的数据电流I_DATA，可以获得充足的对数据线充电的时间。

在第五实施例5中，使用PMOS来实现晶体管M1到M5，并且它们也可以通过NMOS晶体管来实现，现在参照图14进行说明。

图14示出了根据本发明第六实施例的像素电路的等效电路图。

如图所示，像素电路使用NMOS晶体管来实现晶体管M1到M5，并且它们的连接结构和图13的像素电路对称。用于驱动图14中的像素电路的驱动波形具有和图14中的像素电路的波形反相的驱动波形，并且它是和图8中的波形相同的驱动波形。由于可以从第五实施例的说明中容易地导出根据第六实施例的像素电路的连接结构和操作，将不提供进一步的详细说明。

在第一实施例到第六实施例中，使用两个或一个控制信号来控制像素电路，而与此不同，可以通过使用前一扫描线的选择信号而不是控制信号来控制像素电路，现在参照图15和16进行详细说明。

图15示出了根据本发明的第七实施例的像素电路的等效电路图，而图16示出了用于驱动图15的像素电路的驱动波形。

如图15所示，除晶体管M3、M5、M6和M7外，像素电路具有和第一实施例相同的结构。具体来说，晶体管M3响应来自前一扫描线S_n-1的选择信号SE_n-1而二极管连接晶体管M1，而晶体管M7响应来自当前扫描线S_n的选择信号SE_n而二极管连接晶体管M1。在图15中，晶体管M7连接在数据线D_m和晶体管M1的栅极之间，并且它也可以连接在晶体管M1的栅极和漏极之间。晶体管M5和M6被并联在电容器C2和晶体管M1的栅极之间。晶体管M5响应来自前一扫描线S_n-1的选择信号SE_n-1，而晶体管M6响应来自扫描线E_n的发射信号EM_n。

随后，参照图16说明图15的像素电路的操作。

如图所示，在间隔T1，由于低电平选择信号SE_n-1，晶体管M3和M5被导通。由于导通的晶体管M5，电容器C1和C2被并联在晶体管M1的栅极和源极之间。由于导通的晶体管M3，晶体管M1被二极管连接以将晶体管M1的门限电压V_TH存储在并联的电容器C1和C2中。由于高电平选择信号SE_n和发射信号EM_n，晶体管M2、M7、M4和M6被断开。

在间隔T2，选择信号SE_n-1变成高电平以断开晶体管M3，并且由于低电平选择信号SE_n，晶体管M7被导通以二极管连接晶体管M1和维持晶体管M1的二极管连接状态。由于选择信号SE_n-1，晶体管M5被断开以使电容器C2在存储电压时漂移(floated)。由于选择信号SE_n，晶体管M2被导通以使数据电流I_DATA从数据线D_m流向晶体管M1。根据数据电流I_DATA，晶体管M1的栅-源电压V_GS(T2)被确定，并且以与第一实施例相同的方式由公式4给出栅-源电压V_GS(T2)。

随后，在间隔T3，选择信号SE_n变成高电平以断开晶体管M2和M7，并且由于低电平发射信号EM_n，晶体管M4和M6被断开。当导通晶体管M6时，由于电容器C1和C2以与第一实施例相同的方式连接，晶体管M1的栅-源电压V_GS(T3)由公式5给出。因此，由于导通的晶体管M4，如公式6所示的I_OLED被施加于OLED以发光。

在第七实施例中，取消两个控制信号CS1_n和CS2_n，而与此不同，可以取消控制信号CS1_n和CS2_n中的一个。具体来说，在第七实施例中附加使用控制信号CS1_n的情形中，从图15的像素电路中取消晶体管M7，而晶体管M3由控制信号CS1_n，而不是选择信号SE_n-1来驱动。在第七实施例中附加使用控制信号CS2_n的情形中，从图15的像素电路中取消晶体管M6，而晶体管M5由控制信号CS2_n，而不是选择信号SE_n-1和发射信号EM_n来驱动。因此，和图15相比，连线的数量增加了，但是晶体管的数量却减少了。

在上面，在第一实施例至第七实施例中使用PMOS和/或NMOS晶体管来实现像素电路，而不局限于此，像素电路可以由PMOS晶体管、NMOS晶体管或PMOS晶体管和NMOS晶体管的组合，以及由其它具有类似功能的开关来实现。

根据本发明，由于流经OLED的电流可以由大数据电流控制，因此，数据线可以被充分充电达单个线路时间帧(line time frame)，可以校正门限电压或迁移率，且可以实现具有高分辨率和宽屏幕的发光显示器。

虽然已结合实际实施例说明了本发明，但应当理解的是本发明不限于实际的实施例，而相反，它覆盖包含在所附权利要求的范围和精神之内的各种修改和等效结构。

Claims

1.一种发光显示器，包括：

显示屏，在其上形成多个用于传输显示视频信号的数据电流的数据线、多个用于传输选择信号的扫描线、以及在由所述数据线和扫描线限定的多个像素上形成的多个像素电路，

其中至少一个像素电路包括：

发光器件，用于发射对应于所施加电流的光；

第一晶体管，具有第一和第二主电极以及控制电极，用于为发光器件提供驱动电流；

第一开关，用于响应第一控制信号而二极管连接所述第一晶体管；

第一存储单元，用于响应第二控制信号而存储对应于所述第一晶体管的门限电压的第一电压；

第二开关，用于响应来自所述扫描线的所述选择信号而传输来自数据线的数据信号；

第二存储单元，用于存储对应于来自所述第一开关的数据电流的第二电压；

第三开关，用于响应第三控制信号而将来自所述第一晶体管的所述驱动电流传输至所述发光器件；

其中，由连接分别存储所述第一电压和所述第二电压的所述第一存储单元和所述第二存储单元所确定的第三电压被施加于所述第一晶体管以向所述发光器件提供所述驱动电流。

2.如权利要求1所述的发光显示器，其中，以下列顺序操作，第二控制信号被使能，选择信号被使能，然后第三控制信号被使能。

3.如权利要求1所述的发光显示器，其中，第一开关、第二开关、第三开关和第一晶体管是相同传导类型的晶体管。

4.如权利要求1所述的发光显示器，其中，第一开关、第二开关和第三开关中的至少一个具有和第一晶体管相反的传导类型。

5.如权利要求1所述的发光显示器，其中

所述像素电路还包括第四开关，该第四开关响应第二控制信号时被导通，并且连接至所述第一晶体管的控制电极；

所述第二存储单元由连接在所述第一晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间的第一电容器形成；

所述第一存储单元通过并联所述第一电容器和第二电容器而形成，其中，所述第二电容器连接在所述第一晶体管的所述第一主电极和所述第四开关的第二端之间。

6.如权利要求5所述的发光显示器，其中

所述第二控制信号是来自所述扫描线的所述选择信号，并且所述第四开关在选择信号的禁止间隔响应。

7.如权利要求5所述的发光显示器，其中所述第一控制信号包括来自前一扫描线的选择信号和来自当前扫描线的选择信号。

8.如权利要求7所述的发光显示器，其中所述第一开关包括用于响应来自前一扫描线的选择信号而二级管连接所述第一晶体管的第二晶体管和用于响应来自当前扫描线的选择信号而二级管连接所述第一晶体管的第三晶体管。

9.如权利要求5所述的发光显示器，其中，所述第二控制信号包括来自前一扫描线的选择信号和所述第三控制信号。

10.如权利要求9所述的发光显示器，其中

所述像素电路还包括和所述第四开关并联的第五开关；和

所述第四晶体管和所述第五晶体管，分别响应来自前一扫描线的选择信号和所述第三控制信号而被导通。

11.如权利要求5所述的发光显示器，其中所述第一控制信号包括来自前一扫描线的选择信号和来自当前扫描线的选择信号；和

所述第二控制信号包括来自前一扫描线的选择信号和所述第三控制信号。

12.如权利要求1所述的发光显示器，其中

该像素电路还包括第四开关，该第四开关具有连接至所述第一晶体管的所述控制电极的第一端，并且响应所述第二控制信号；

所述第一存储单元由连接在所述第四开关的第二端和所述第一晶体管的所述第一主电极之间的第一电容器形成；和

所述第二存储单元由串联连接所述第一电容器和第二电容器形成，所述第二电容器连接在所述第四开关的所述第二端以及所述第一晶体管的所述控制电极之间。

13.如权利要求1所述的发光显示器，还包括：

第一驱动电路，用于提供选择信号；所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号；和

第二驱动电路，用于提供数据电流；

其中，所述第一驱动电路和所述第二驱动电路连接至显示屏，作为集成电路芯片类型安装在显示屏上，或者直接形成在基片上的所述扫描线、所述数据线和所述第一开关的相同层中。

14.一种发光显示器的显示屏，包括：

多个数据线，用于传输显示视频信号的数据电流；

多个扫描线，用于传输选择信号；

多个像素，由所述数据线和所述扫描线限定；和像素电路，形成在多个像素中的每一像素上；

其中至少一个像素电路包括：

第一晶体管，具有连接至提供第一电压的第一电源的第一主电极；

第一开关，连接在所述第一晶体管的第二主电极和数据线之间，并且由来自所述扫描线的第一选择信号控制；

第二开关，由第一控制信号控制以二极管连接第一晶体管；

第三开关，具有连接至所述第一晶体管的控制电极的第一端，并且由第二控制信号控制；

第四开关，具有连接至所述第一晶体管的第二主电极的第一端，并且由第三控制信号控制；

发光器件，连接在所述第四开关的第二端和提供第二电压的第二电源之间，用于发射对应于施加电流的光；

第一存储单元，当所述第三开关被导通时连接在所述第一晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间；和

第二存储单元，当所述第三开关被断开时连接在所述第一晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间。

15.如权利要求14所述的显示屏，其中

所述第二存储单元包括连接在所述第一晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间的第一电容器；和

所述第一存储单元通过并联所述第一电容器和第二电容器形成，所述第二电容器连接在所述第一晶体管的所述第一主电极和所述第三开关的第二端之间。

16.如权利要求15所述的显示屏，其中

所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号分别由第一信号线、第二信号线和第三信号线提供；和

该显示屏还包括第一信号线、第二信号线和第三信号线。

17.如权利要求16所述的显示屏，其中

所述像素电路按第一间隔、第二间隔和第三间隔的顺序被驱动；

所述第一控制信号和所述第二控制信号在所述第一间隔具有使能间隔；

所述第一控制信号和所述第一选择信号在所述第二间隔具有使能间隔；

所述第二控制信号和所述第三控制信号在所述第三间隔具有使能间隔。

18.如权利要求15所述的显示屏，其中

所述第二控制信号是来所述自扫描线的所述第一选择信号；和

所述第三开关在所述选择信号的禁止间隔被导通。

19.如权利要求18所述的显示屏，其中

所述第一控制信号在所述第一间隔具有使能间隔；

所述第一控制信号和所述第一选择信号在所述第二间隔具有使能间隔；和

所述第三控制信号在所述第三间隔具有使能间隔。

20.如权利要求19所述的显示屏，其中当使能所述第一选择信号时所述第一控制信号具有禁止间隔。

21.如权利要求15所述的显示屏，其中

所述第一控制信号包括：所述第一选择信号和在所述第一选择信号之前具有使能间隔的第二选择信号，所述第二选择信号来自前一扫描线；和

所述第二开关包括用于分别响应所述第二选择信号和所述第一选择信号而二极管连接所述第一晶体管的第二和第三晶体管。

22.如权利要求15所述的显示屏，其中

所述第二控制信号包括：在所述第一选择信号之前具有使能间隔的第二选择信号和所述第三控制信号，所述第二选择信号来自前一扫描线；和

所述第三开关，包括第二和第三晶体管，连接在所述第一晶体管的控制电极和所述第二电容器之间，用于分别响应所述第二选择信号和所述第三控制信号。

23.如权利要求15所述的显示屏，其中

所述第一控制信号包括所述第一选择信号和在所述第一选择信号前具有使能间隔的第二选择信号，所述第二选择信号来自前一扫描线；

所述第二控制信号包括所述第二选择信号和所述第三控制信号；

所述第二开关包括用于分别响应所述第二选择信号和所述第一选择信号而二极管连接所述第一晶体管的第二晶体管和第三晶体管；和

所述第三开关，包括第四晶体管和第五晶体管，连接在所述第一晶体管的所述控制电极和所述第二电容器之间，用于分别响应所述第二选择信号和所述第三控制信号。

24.如权利要求14所述的显示屏，其中

所述第一存储单元包括连接在所述第一晶体管的所述第一主电极和所述第三开关的所述第二端之间的第一电容器；和

所述第二存储单元由连接在所述第一晶体管的所述控制电极和所述第三开关的所述第二端之间的所述第二电容器和所述第一电容器串联连接而形成。

25.一种用于驱动具有像素电路的发光显示器的方法，所述像素电路包括：开关，用于响应来自扫描线的选择信号而传输来自数据线的数据电流；晶体管，包括第一主电极、第二主电极和控制电极，用于响应所述数据电流而输出驱动电流；以及发光器件，用于发射对应于来自所述晶体管的所述驱动电流的光，该方法包括：

在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间形成的第一存储单元中存储对应于所述晶体管的门限电压的第一电压；

在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间形成的第二存储单元中存储对应于所述数据电流的第二电压；

连接所述第一存储单元和所述第二存储单元以建立在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间的电压作为第三电压；和

将所述数据电流从所述晶体管传输至所述发光显示器；

其中，根据所述第三电压被确定来自所述晶体管的所述驱动电流。

26.如权利要求25所述的方法，其中

所述第一存储单元包括并联在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间的第一电容器和第二电容器；

所述第二存储单元包括所述第一电容器；和

所述第三电压由并联第一和第二电容器被确定。

27.如权利要求25所述的方法，其中

所述第一存储单元包括第一电容器，该电容器连接在所述晶体管的控所述制电极和所述第一主电极之间；

所述第二存储单元包括连接在所述第一电容器和所述晶体管的所述控制电极之间的第二电容器和所述第一电容器；和

所述第三电压由所述第一电容器确定。

28.一种用于驱动具有像素电路的发光显示器的方法，所述像素电路包括：开关，用于响应来自扫描线的选择信号而传输来自数据线的数据电流；晶体管，包括第一和第二主电极和控制电极，用于响应数据电流输出驱动电流；和发光器件，用于根据来自所述晶体管的驱动电流发光，所述方法包括：

响应第一控制信号而二极管连接所述晶体管，并且响应第二控制信号的第一电平而在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间连接第一存储单元以在所述第一存储单元中存储对应于所述晶体管的门限电压的第一电压；

通过所述第一控制信号二极管连接晶体管，响应所述第二控制信号的第二电平而在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间连接第二存储单元，并且响应第一选择信号而在所述第二存储单元中存储对应于所述数据电流的第二电压；

响应所述第二控制信号的第一电平，连接所述第一存储单元和所述第二存储单元以建立在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间的电压作为第三电压；

向所述晶体管提供对应于所述第三电压的驱动电流；和

响应第三控制信号而向所述发光器件提供所述驱动电流。

29.如权利要求28所述的方法，其中，响应所述第二控制信号的第一电平将所述第一存储单元连接在所述晶体管的所述控制电极和所述第一主电极之间。

30.如权利要求28所述的方法，其中通过单独的第一信号线、第二信号线和第三信号线分别传输所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号。

31.如权利要求28所述的方法，其中

所述第二控制信号是第一选择信号；和

所述第二控制信号的所述第一电平是所述第一选择信号的禁止电平。

32.如权利要求31所述的方法，其中当所述第一选择信号变成使能电平时，所述第一控制信号具有禁止间隔。

33.如权利要求28所述的方法，其中

所述第一控制信号包括：所述第一选择信号和在所述第一选择信号前具有使能间隔的第二选择信号，所述第二选择信号来自前一扫描线；和

所述晶体管分别由所述第二选择信号和所述第一选择信号二极管连接。

34.如权利要求28所述的方法，其中

所述第二控制信号包括：在所述第一选择信号前具有使能间隔的第二选择信号和所述第三控制信号，所述第二选择信号来自前一扫描线；和

所述第二控制信号的所述第一电平分别由所述第二选择信号和所述第三控制信号确定。

35.如权利要求28所述的方法，其中

所述晶体管分别由所述第二选择信号和第一选择信号二极管连接；和

36.一种在响应于第一选择信号而将显示视频信号的数据电流传输到晶体管以驱动发光器件的方法中的、用于驱动发光显示器的方法，包括：

建立分别施加于第一开关和第二开关的第一控制信号和第二控制信号作为使能电平以存储对应于所述晶体管的门限电压的第一电压；

建立施加于第三开关的第三控制信号作为禁止电平以电子断开晶体管和发光器件；建立第一选择信号作为禁止电平，以断开数据电流；

建立所述第一选择信号作为使能电平以提供所述数据电流；

分别建立所述第一控制信号和所述第二控制信号作为使能和禁止电平以存储对应于所述数据电流的第二电压；

建立所述第一选择信号作为禁止电平以断开所述数据电流；

分别建立所述第一控制信号和所述第二控制信号作为禁止和使能电平以将第三电压施加于所述晶体管的主电极和栅极；和

建立所述第三控制信号作为使能电平以将来自所述晶体管的电流传输给所述发光器件；

其中所述第三电压由所述第一电压和所述第二电压确定。

37.如权利要求36所述的方法，其中

所述第二控制信号由所述第一选择信号确定；和

所述第二控制信号具有和所述第一选择信号相反的电平。

38.如权利要求36所述的方法，其中所述第一控制信号由所述第一选择信号和所述第二选择信号所确定，其中，所述第二选择信号在所述第一选择信号前变成使能电平而在所述第一控制信号变成使能电平后变成禁止信号。

39.如权利要求36所述的方法，其中所述第二控制信号由第二选择信号和第三控制信号所确定，其中，所述第二选择信号在所述第一选择信号前变成使能电平而在所述第一控制信号变成使能电平后变成禁止信号。

40.如权利要求36所述的方法，其中

所述第一控制信号由所述第一选择信号和第二选择信号所确定，其中，所述第二选择信号在所述第一选择信号前变成使能电平而在所述第一控制信号变成使能电平后变成禁止信号；和

所述第二控制信号由所述第二选择信号和所述第三控制信号所确定。