专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种显示装置及其驱动方法，具体地讲，涉及一种有机发光显示装置及其驱动方法。
背景技术：
许多消费者需要显示器轻而薄的电子装置。这些电子装置的例子包括移动通信系统、数码相机、笔记本PC、监视器和电视。减小显示器尺寸且减轻显示器重量的一种方法是使用平板显示器，例如使用有机发光显示器(OLED)。
有源矩阵平板显示器是平板显示器的一种。有源矩阵平板显示器通常包括以矩阵排列的多个像素，并基于表现出期望图像的亮度信息通过控制像素的亮度而显示图像。
OLED是自发射显示器。OLED与液晶显示器(LCD)相比具有期望的特性，例如视角较宽且对比度较高。此外，因为OLED不需要背光组件，所以OLED比LCD轻且功耗小。其它优点包括响应时间快、工作温度范围宽和制造成本低。
OLED的像素包括发光元件和驱动晶体管。发光元件发射具有一定强度值的光，其中，光的强度值取决于由驱动晶体管驱动的电流，而该电流又取决于驱动晶体管的阈值电压及驱动晶体管的栅极和源极之间的电压。
晶体管包括作为半导体层的多晶硅或非晶硅。多晶硅晶体管有一些优点，但是它也有缺点例如制造多晶硅的复杂性，从而提高了制造成本。除此之外，难以利用多晶硅晶体管来制作大型OLED。
相反，非晶硅晶体管可容易地适用于大型OLED，并且制造其的工艺步骤比制造多晶硅晶体管的工艺步骤少。然而，非晶硅晶体管的阈值电压(Vth)随着时间而漂移，使得发光元件中流动的电流不均匀。这样会降低图像品质。
因而，就需要减少驱动晶体管的阈值电压漂移。
发明内容
本发明的实施例提供了一种能够减小驱动晶体管的阈值电压漂移的显示装置和一种用来减小图像品质降低的驱动该显示装置的方法。
在根据本发明一些实施例的示例性显示面板中，该显示装置包括绝缘基底；多条栅极线，形成在绝缘基底的上方；多条数据线，与形成在绝缘基底上方的栅极线交叉；多个像素，包括与栅极线和数据线连接的发光元件；第一开关组件，其构造方式为响应第一选择信号将数据电压传输到数据线，第二开关组件，其构造方式为响应第二选择信号将反相电压传输到数据线。
数据电压可具有第一极性，反相电压可具有相反的第二极性。在实施例中，反相电压的绝对值大于数据电压的最大值，或者大约等于数据电压的平均值。
第一选择信号和第二选择信号可倒相。
显示装置还包括被构造成用来将数据电压提供给数据线的数据驱动器。
第一开关组件包括多个在数据线和数据驱动器之间的第一开关晶体管。第二开关组件包括多个在数据线和反相电源之间的第二开关晶体管。
第一开关晶体管和第二开关晶体管集成在绝缘基底的上方并且在数据线的端部。
各像素包括开关晶体管，与关联的栅极线和关联的数据线连接；驱动晶体管，与开关晶体管、发光元件和电源电压(通过连接器)连接；电容器，在驱动晶体管和电源电压之间。
开关晶体管和驱动晶体管可包含n型非晶半导体材料。
显示装置还包括被构造成用来产生第一选择信号和第二选择信号的选择信号发生器。选择信号发生器可集成在绝缘基底上。
显示装置还包括栅极驱动器，被构造成用来提供栅极信号；信号控制器，被构造成用来控制数据驱动器和选择信号发生器。
显示装置可被构造成在帧期间响应第一组数据电压来显示图像，其中，所述帧被划分为第一时间段，用来将第一组数据电压传输到数据线；第二时间段，用来将反相电压传输到数据线。
在驱动显示装置的示例性方法中，该显示装置具有多条栅极线、多条与栅极线交叉的数据线、多个与栅极线和数据线连接的像素以及将数据电压提供给像素的数据驱动器，该方法包括将数据线连接到数据驱动器；将栅极信号施加到栅极线；向数据线提供反相电压；向栅极线施加栅极信号。
将数据线连接到数据驱动器包括使反相电压与数据线断开。
向数据线提供反相电压包括使数据线与数据驱动器断开。
向栅极线施加栅极信号包括向数据线施加数据电压。
通过参照附图对本发明示例性实施例的下列描述，本领域的普通技术人员将会更加清楚本发明的特点，附图中图1是根据本发明实施例的OLED的框图；图2是图1的OLED的像素的等效电路图；图3是根据本发明实施例的OLED的像素的驱动晶体管和发光元件的剖视图；图4是示出图3的发光元件的多层结构的示意图；图5是示出根据本发明实施例的用来操作OLED例如操作图1的OLED的一些信号的时序图。
在不同的图中使用相同的标号来表示相似或相同的部件。
在图中，为了清晰起见，夸大了区域和层的厚度。相同的标号始终表示相同的元件。应该明白，当元件例如层、区域或基底被称作在另一元件“上”时，该元件可直接在该其它元件上，或者也可存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在另一元件上”时，不存在中间元件。
具体实施例方式
图1是根据本发明实施例的OLED的框图。
参照图1，OLED包括显示面板300以及与显示面板300连接的扫描(即栅极)驱动器400、数据驱动器500、选择信号发生器700和信号控制器600。
显示面板300包括栅极线G1-Gn、数据线D1-Dm、电源线(未示出)、多个像素Px、第一开关组件310和第二开关组件320。
栅极线G1-Gn在水平方向上(在图1中示出的例子中)传输栅极信号并基本相互平行地延伸。数据线D1-Dm在竖直方向上传输数据信号并基本相互平行地延伸。电源线(未示出)传输电源电压并可在水平或竖直方向上延伸。
在图1中示出的实施例中，像素以矩阵布局排列，并与栅极线G1-Gn、数据线D1-Dm和电源线连接。
第一开关组件310和第二开关组件320位于数据线的端部区域，并分别包括第一开关晶体管Q1-Qm和第二开关晶体管Q1′-Qm′。第一开关组件310与数据线D1-Dm和数据驱动器500连接。第一开关组件310响应由选择信号发生器700提供的第一选择信号Vsel将数据信号从数据驱动器500传输至数据线D1-Dm。第二开关组件320响应由选择信号发生器700提供的第二选择信号Vsel′使反相电压Vneg与数据线D1-Dm连接。
扫描驱动器400提供栅极信号Vg1-Vgm，这里，栅极信号是Voff(足以截止关联的晶体管的电压)或是Von(足以导通关联的晶体管的电压)。
数据驱动器500响应图像信号将数据电压Vdat(或信号)提供给数据线D1-Dm。
选择信号发生器700提供第一选择信号Vsel和第二选择信号Vsel′，以分别控制第一开关晶体管Q1-Qm和第二开关晶体管Q1′-Qm′。第一选择信号Vsel和第二选择信号Vsel′倒相。
在另一实施例中，选择信号发生器700可仅产生第一选择信号Vsel和第二选择信号Vsel′之一，而采用集成在显示面板300上的倒相器(未示出)来产生倒相信号。
在一些实施例中，扫描驱动器400和/或数据驱动器500被包括在直接安装在显示面板300上的芯片内，或者在柔性印刷电路膜上。在一些实施例中，扫描驱动器400和/或数据驱动器500可集成在显示面板300上。
信号控制器600控制扫描驱动器400、数据驱动器500和选择信号发生器700。
向信号控制器600提供图像信号(例如R、G和B信号)和输入控制信号，其中，输入控制信号例如为激活帧的竖直同步信号Vsync、激活行的水平同步信号Hsync和来自外部图形控制器(未示出)的主时钟MCLK。信号控制器600通过处理输入控制信号产生扫描控制信号CONT1、数据控制信号CONT2和选择控制信号CONT3。信号控制器600还将图像信号R、G和B转换成适于显示面板300的图像数据DAT。
扫描控制信号CONT1包括扫描起始信号STV，用来启动扫描；至少一个时钟信号，用来控制栅极导通电压Von的输出时间。扫描控制信号CONT1可包括用来限定栅极导通电压Von的持续时间的多个输出使能信号。
数据控制信号CONT2包括水平同步起始信号STH，用来启动一组像素Px的数据传输；加载信号LOAD，指示数据驱动器500将数据电压施加到数据线D1-Dm；数据时钟信号HCLK。
选择控制信号CONT3启动第一选择信号Vsel和第二选择信号Vsel′的激活。
图2是根据本发明实施例的OLED例如图1中示出的OLED的像素Px。
像素Px包括开关晶体管Qs、驱动晶体管Qd、电容器Cst和发光元件LD。
开关晶体管Qs具有控制端，与关联的栅极线Gi连接；输入端，与关联的数据线Di连接；输出端，与电容器Cst和驱动晶体管Qd连接。
驱动晶体管Qd具有控制端，与开关晶体管Qs和电容器Cst连接；输入端，与电源电压Vdd连接；输出端，与发光元件LD连接。
电容器Cst连接在开关晶体管Qs和电源电压Vdd之间，并且在期望的时间段期间保持从数据线Di通过开关晶体管Qs提供的数据电压。
发光元件LD连接在驱动晶体管Qd和公共电压Vss之间。发光元件LD发光，其中，光的强度取决于驱动晶体管Qd的输出电流IOLED。驱动电流IOLED取决于驱动晶体管Qd的控制端和驱动晶体管Qd的输出端之间的电压差Vgs。
在一些实施例中，开关晶体管Qs和驱动晶体管Qd是包含非晶硅或多晶硅的n型晶体管。然而，在一些实施例中，晶体管Qs和Qd可以是以与n型晶体管相反的方式工作的p型晶体管。
图3是根据本发明实施例的OLED的像素的驱动晶体管Qd和发光元件LD的剖视图。
驱动晶体管Qd的控制电极124形成在绝缘基底110上。控制电极124的侧面相对于绝缘基底110的表面以大约20度和大约80度之间的角度倾斜。
绝缘层140例如硅氮化物SiNx层形成在公共电极124和绝缘基底110上。
半导体154例如氢化非晶硅或多晶硅形成在绝缘层140上。
可包含硅化物或掺杂有n型杂质的n+氢化非晶硅的一对欧姆接触层163和165形成在半导体154上。
半导体154及欧姆接触层163和165的侧面相对于绝缘基底110的表面以大约30度至大约80度的角度倾斜。
输入电极173和输出电极175形成在欧姆接触层163和165及绝缘层140上。输入电极173和输出电极175彼此分离。输入电极173和输出电极175的侧面相对于基底110的表面以大约30度和大约80度之间的角度倾斜。
驱动晶体管Qd包括控制电极124、输入电极173和输出电极175。驱动晶体管Qd的沟道形成在输入电极173和输出电极175之间的半导体154上。
钝化层180形成在输入电极173、输出电极175、半导体154的暴露部分和绝缘层140上。在一个实施例中，钝化层180包含无机绝缘材料(例如硅氮化物或硅氧化物)、有机材料、或者介电常数低于4.0的低介电常数绝缘材料(例如通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的α-Si∶C∶O或α-Si∶O∶F)。在一些实施例中，钝化层180可由具有足够的平坦度特性的光敏材料制成。
钝化层180具有用来暴露输出电极175的一部分的接触孔185。
像素电极190形成在钝化层180上并通过接触孔185与输出电极175电连接且物理连接。像素电极190由透明的导电材料例如氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO)形成，或者由包含透明的导电材料和反射材料(例如Cr、Al和/或Ag)的双层结构形成。
由有机材料和/或无机材料制成的分隔件803形成在钝化层180上，并具有开口，该开口暴露像素电极190的一部分。
有机发光构件70形成在像素电极190由分隔件803限定的部分上。
参照图4，有机发光构件70具有包括发射层EML和辅助层的多层结构，该辅助层用来提高发射层EML的发光效率。辅助层包括电子传输层ETL和空穴传输层HTL，用来改善电子和空穴的平衡；电子注入层EIL和空穴注入层HIL，用来提高电子和空穴的注入。
包含低电阻率金属例如Al或Al合金的辅助电极272形成在分隔件803上。
将被提供给公共电压Vss的公共电极270形成在有机发光构件70和分隔件803上。当像素电极190透明时，公共电极270可包含包括Ca、Ba和/或Al的金属。公共电极270可包含透明的导电材料例如ITO和/或IZO。
辅助电极272与公共电极270接触，并通过补偿公共电极270的低导电率来减少或防止公共电极270的电压的失真。
不透明的像素电极190和透明的公共电极270的组合用于向显示面板300的顶部发光的顶部发射(top emission)OLED中。透明的像素电极190和不透明的公共电极270的组合用于向显示面板300的底部发光的底部发射(bottom emission)OLED中。
像素电极190、有机发光构件70和公共电极270形成发光元件LD，其中，该发光元件具有作为阳极的像素电极190和作为阴极的公共电极270，或者具有作为阴极的像素电极190和作为阳极的公共电极270。发光元件LD根据发光构件70的材料唯一地发射一组原色光中的一个。一组示例性原色包括三原色红色、绿色和蓝色。通过这三原色的加入来实现图像的显示。
本发明实施例的像素Px具有开关晶体管、驱动晶体管、电容器和发光元件。所述构造可用来简化像素并减小像素尺寸，从而实现高分辨率显示。
图5是示出根据本发明实施例的用来操作OLED例如图1中示出的OLED的时序图。
图1的信号控制器600将用来显示图像的帧划分为两个时间段T1和T2。在第一时间段T1期间，响应第一选择信号Vsel向第一开关晶体管Q1-Qm的施加，数据电压Vdat被传输到像素Px。在第二时间段T2期间，响应第二选择信号Vsel′向第二开关晶体管Q1′-Qm′的施加，反相电压Vneg被传输到像素Px。
参照图1和图5，选择信号发生器700响应选择控制信号CONT3将第一选择电压Vsel变成高电压，而将第二选择电压Vsel′变成低电压，从而开始第一时间段T1。响应高(栅极导通)的第一选择电压Vsel，第一开关晶体管Q1-Qm导通，并且数据线D1-Dm连接到数据驱动器500。低(栅极截止)的第二选择电压Vsel′使反相电压Vneg与数据线D1-Dm分离。
响应来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动器500从信号控制器600接收一组图像数据DAT，例如接收用于第n个像素列的数据。数据驱动器500将图像数据DAT转换成模拟数据电压Vdat。数据信号Vdat被施加到数据线D1-Dm。
扫描驱动器400响应来自信号控制器600的扫描控制信号CONT1，产生用于第n个栅极信号线Gn且等于栅极导通电压Von的扫描信号，从而导通了与第n个栅极信号线Gn连接的开关晶体管Qs。施加到数据线D1-Dm的数据电压Vdat被提供给驱动晶体管Qd的控制端。
被提供给驱动晶体管Qd的数据电压Vdat对各电容器Cst充电以将数据电压Vdat保持期望的时间段。数据电压Vdat导通驱动晶体管Qd并输出取决于数据电压Vdat的量的驱动电流IOLED。驱动电流IOLED流过发光元件LD，该发光元件LD发射具有取决于驱动电流IOLED的不同强度的光。
通过在水平周期(用“1H”表示并等于水平同步信号Hsync的一个周期)的连续单元期间重复用于各栅极线的这个过程，在第一时间段T1期间所有的栅极线G1-Gn被顺序地提供栅极导通电压Von，从而将数据电压施加到所有的像素。
在将数据电压施加到所有的像素后，选择信号发生器700响应来自信号控制器600的选择控制信号CONT3，将第一选择信号Vsel变为低(栅极截止)电压，而将第二选择信号Vsel′变为高(栅极导通)电压。响应高的第二选择电压Vsel′，第二开关晶体管Q1′-Qm′导通，以将反相电压Vneg施加到数据线D1-Dm，从而开始第二时间段T2。低的第一选择电压Vsel使数据驱动器500与数据线D1-Dm分离。
在第二时间段T2期间，扫描驱动器400响应来自信号控制器600的扫描控制信号CONT1，使用于第n个栅极信号线Gn的扫描信号Vgn等于栅极导通电压Von，从而导通与第n个栅极信号线Gn连接的晶体管Qs。施加到数据线D1-Dm的反相电压Vneg被提供到关联的驱动晶体管Qd的控制端。
被施加到驱动晶体管Qd的反相电压Vneg对各电容器Cst充电，并保持期望的时间段。反相电压Vneg的极性与数据电压Vdat的极性相反。例如，如果数据电压Vdat具有正极性，则反相电压Vneg具有负极性。反相电压Vneg的电平取决于各种因素，例如数据电压Vdat的电平及发光元件LD的类型和特性。在一个实施例中，反相电压Vneg的绝对值大于数据电压Vdat的最大绝对值，或者近似等于数据电压Vdat的平均绝对值。
反相电压Vneg截止驱动晶体管Qd，所以关联的发光元件LD不发光。
通过在连续的水平时间周期1H期间重复用于各栅极线的这个过程，在第二时间段T2期间所有的栅极线G1-Gn被顺序地提供给栅极导通电压Von，从而将反相电压Vneg施加到所有的像素。
反相电压Vneg在第一时间段T1期间释放由数据电压Vdat造成的应力，并减少了驱动晶体管Qd的阈值电压漂移。因此，减少了由阈值电压漂移造成的图像质量的降低。
在帧结束后，用于下一帧的数据电压Vdat的加载开始，并重复相同的过程。
可调整各时间段T1和T2的长度。在一个实施例中，各时间段T1和T2的长度相同。
各像素的发射周期被延迟1H。因而，第一列像素的发射周期与第一时间段T1基本一致，而最后一列像素的发射周期与第二时间段T2基本一致。与发射周期一样，由反相电压Vneg起始的非发射周期被延迟1H。因而，本公开通过将帧划分为发射周期和非发射周期提供了脉冲效果而减少了图像模糊。
根据本发明的实施例，通过将反相电压施加到驱动晶体管减少了驱动晶体管的阈值电压漂移，从而减轻了图像质量的降低。另外，各像素具有简单的电路，其中，该电路包括开关晶体管、驱动晶体管、电容器和发光元件，从而在实现高分辨率显示的同时减小了像素尺寸。
虽然已经参照具体的实施例描述了本发明，但是所描述的是本发明应用的例子，并且不应局限于此。所公开的实施例的各种应用和特点的组合在由权利要求限定的本发明的范围内。
本申请要求于2005年3月4日提交的第2005-0018115号韩国专利申请的优先权，该申请的内容公开于此，以资参考。
权利要求
1.一种显示装置，包括绝缘基底；多条栅极线，形成在所述绝缘基底的上方；多条数据线，与所述栅极线交叉；多个像素，包括与所述栅极线和所述数据线连接的发光元件；第一开关组件，其构造方式为响应第一选择信号将具有第一极性的数据电压传输到所述数据线；第二开关组件，其构造方式为响应第二选择信号将反相电压传输到所述数据线。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述反相电压具有与所述第一极性相反的第二极性。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述反相电压的绝对值大于所述数据电压的最大绝对值，或者基本等于所述数据电压的平均绝对值。
4.如权利要求2所述的显示装置，还包括被构造成用来将所述数据电压提供给所述数据线的数据驱动器。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述第一开关组件将所述数据驱动器连接到所述数据线以传输所述数据电压。
6.如权利要求5所述的显示装置，其中，所述第一开关组件包括多个在所述数据驱动器和所述数据线之间的第一开关晶体管。
7.如权利要求6所述的显示，其中，所述第二开关组件包括多个被构造成将所述反相电压传输到所述数据线的第二晶体管。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中，所述第一开关组件和所述第二开关组件形成在所述基底上。
9.如权利要求7所述的显示装置，其中，所述第一开关组件和所述第二开关组件直接形成在所述基底上。
10.如权利要求8所述的显示装置，其中，所述第一开关组件和所述第二开关组件集成在所述数据线的端部。
11.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述多个像素的每个还包括开关晶体管，与所述栅极线和所述数据线连接；驱动晶体管，与所述开关晶体管、所关联的发光元件和连接器连接，所述连接器被构造成用来接收电源电压；电容器，与所述驱动晶体管和所述连接器连接。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中，所述开关晶体管和所述驱动晶体管包含n型非晶半导体材料。
13.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述第一选择信号和所述第二选择信号倒相。
14.如权利要求13所述的显示装置，还包括被构造成用来所述产生第一选择信号和所述第二选择信号的选择信号发生器。
15.如权利要求14所述的显示装置，其中，所述选择信号发生器集成在所述绝缘基底上。
16.如权利要求15所述的显示装置，还包括栅极驱动器，被构造成用来将所述栅极信号提供给所述栅极线；信号控制器，被构造成用来控制所述栅极驱动器、所述数据驱动器和所述选择信号发生器。
17.如权利要求2所述的显示装置，其中，所述显示装置被构造成在帧期间响应第一组数据电压来显示图像，其中，所述帧被划分为第一时间段，用来将所述第一组数据电压传输到所述数据线；第二时间段，用来将所述反相电压传输到所述数据线。
18.一种用来驱动显示装置的方法，所述显示装置具有多条栅极线、多条与所述栅极线交叉的数据线、多个与所述栅极线和所述数据线连接的像素以及将数据电压提供给所述像素的数据驱动器，所述方法包括将所述数据线连接到所述数据驱动器；将栅极信号施加到所述栅极线；向所述数据线提供反相电压；向所述栅极线施加所述栅极信号。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述数据电压具有第一极性，所述反相电压具有相反的第二极性。
20.如权利要求19所述的方法，其中，将所述数据线连接到所述数据驱动器包括使所述反相电压与所述数据线断开。
21.如权利要求20所述的方法，其中，向所述数据线提供所述反相电压包括使所述数据线与数据驱动器断开。
22.如权利要求21所述的方法，其中，向所述栅极线施加所述栅极信号包括向所述数据线施加所述数据电压。
全文摘要
一种显示装置，包括绝缘基底；多条栅极线，形成在绝缘基底上；多条数据线，与栅极线交叉；多个像素，与栅极线和数据线连接；数据驱动器，将数据电压提供给像素；第一开关组件，在数据驱动器和数据线之间，用来响应第一选择信号将数据电压传输到数据线，第二开关组件，用来响应第二选择信号将反相电压传输到数据线。
文档编号H05B33/08GK1828709SQ20061005860
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月2日 优先权日2005年3月4日
发明者高春锡, 许宗茂, 金南德 申请人:三星电子株式会社