本公開內容涉及一種有源矩陣有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器。

背景技術：

因為平板顯示器(FPD)在實現小型化和輕量化方面很有效，所以FPD廣泛用于臺式顯示器、便攜式電腦、個人數字助理(PDA)和任何其他移動電腦或移動電話終端。FPD包括液晶顯示器(LCD)、等離子顯示面板(PDP)、場發(fā)射顯示器(FED)和有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器。

OLED顯示器具有快速響應速度和寬視角，并且能夠以較高的發(fā)光效率產生亮度。自發(fā)光的OLED采用圖1中所示的結構。OLED包括陽極電極、陰極電極、以及形成在陽極電極與陰極電極之間的有機化合物層。有機化合物層包括空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EML)、電子傳輸層(ETL)和電子注入層(EIL)。一旦驅動電壓施加至陽極電極和陰極電極，穿過HTL的空穴和穿過ETL的電子就移動至EML，由此形成激子。結果，EML產生可見光。

一般來說，OLED顯示器使用由掃描信號導通的掃描晶體管給驅動晶體管的柵極電極施加數據電壓，并且使用驅動晶體管提供的數據電壓而使得OLED能夠發(fā)光。此外，OLED顯示器還使用發(fā)光控制信號執(zhí)行驅動晶體管和高電位電壓輸入端子的切換。

產生掃描信號和發(fā)光控制信號的驅動電路可以以面板內柵極(Gate In Panel，GIP)方法形成在顯示面板的邊框區(qū)域中。近來，已研究了用于減小邊框區(qū)域的方法，以滿足用戶的需求。然而，由于GIP電路，很難減小邊框區(qū)域的尺寸。

技術實現要素：

根據本公開內容的有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器包括像素和用于驅動布置在像素中的晶體管的移位寄存器。所述移位寄存器用于同時將第一掃描信號施加至沿兩個相鄰的水平線布置的像素。第二掃描信號級用于按順序將第二掃描信號施加至沿兩個相鄰的水平線布置的像素。發(fā)光控制信號級產生要被施加至第四晶體管和第五晶體管的發(fā)光控制信號。

附圖說明

被包括來給本發(fā)明提供進一步理解并結合在本說明書中組成本說明書一部分的附圖圖解了本發(fā)明的實施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：

圖1是圖解有機發(fā)光二極管(OLED)如何發(fā)光的原理的示圖；

圖2是圖解根據本公開內容一實施方式的OLED顯示器的示圖；

圖3是圖解根據本公開內容一實施方式的移位寄存器的示圖；

圖4是圖解一對相鄰像素的結構的示圖；

圖5是圖解施加至圖4中所示的像素的數據信號和柵極信號的示圖；

圖6A、6B和6C是根據本公開內容一實施方式的像素的等效電路；

圖7是圖解根據本公開內容另一實施方式的像素結構的示圖；

圖8是圖解根據本公開內容另一實施方式的移位寄存器的示圖；

圖9是圖解施加至圖7中所示的像素的數據信號和柵極信號的示圖。

具體實施方式

下文中，將參照附圖詳細描述本申請中公開的實施方式，盡管在不同的圖中描述，但相同或相似的元件由相同的參考標記表示，并將省略其多余的描述。在本公開內容的實施方式中，像素的晶體管全部由N型晶體管實現。然而，本公開內容的各方面不限于此，晶體管可由P型晶體管實現。

圖2是圖解根據本公開內容一實施方式的有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器的示圖。

參照圖2，根據本公開內容一實施方式的OLED顯示器包括：以矩陣形式布置有像素P的顯示面板100、數據驅動器120、柵極驅動器130和140、以及時序控制器110。

顯示面板100包括布置有像素P以顯示圖像的顯示部100A、以及布置有移位寄存器140且不顯示圖像的非顯示部100B。

顯示面板100包括多個像素P，并且基于像素P顯示的灰度級來顯示圖像。像素P沿第一水平線HL1到第n水平線HL(n)布置。

每個像素P與沿列線布置的數據線DL相連接，并且與沿水平線HL布置的柵極線GL相連接。如圖4中所示，柵極線GL包括第一掃描線SL1、第二掃描線SL2和發(fā)光控制信號線EML。此外，每個像素P還包括OLED、驅動晶體管DT、第一到第五晶體管T1到T5、以及存儲電容器Cst。晶體管DT和T1到T5的每一個可由包括氧化物半導體層的氧化物薄膜晶體管(TFT)實現。然而，本公開內容的各方面不限于此，晶體管的半導體層可由非晶硅半導體或氧化物半導體形成。

參照圖2，時序控制器110用于控制數據驅動器120以及柵極驅動驅動器130和140的操作時序。為此，時序控制器110重新排列從外部接收的數字視頻數據RGB，以符合顯示面板100的分辨率，并將重新排列的數字視頻數據RGB提供至數據驅動器120。此外，時序控制器110還基于諸如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、點時鐘DCLK和數據使能信號DE之類的時序信號，產生用于控制數據驅動器120的操作時序的數據控制信號DDC和用于控制柵極驅動驅動器130和140的操作時序的柵極控制信號GDC。

數據驅動器120用于驅動數據線DL。為此，基于數據控制信號DDC，數據驅動器120將從時序控制器110接收的數字視頻數據RGB轉換為模擬數據電壓，并將該模擬數據電壓提供至數據線DL。

柵極驅動器130和140包括電平轉換器130和移位寄存器140。電平轉換器130以集成電路(IC)的形式形成在與顯示面板100相連接的印刷電路板(PCB)(未示出)上。移位寄存器140通過使用面板內柵極(GIP)方案而形成在顯示面板100的非顯示部100B上。

電平轉換器130在時序控制器的控制下執(zhí)行時鐘信號CLK和起始信號VST的電平轉換，并提供電平轉換后的時鐘信號CLK和電平轉換后的起始信號VST。移位寄存器140通過使用GIP方案，以多個TFT(下文簡稱為晶體管)的組合的形式形成在顯示面板100的非顯示部100B中。移位寄存器140由多個級構成，所述多個級響應于時鐘信號CLK和起始信號VST對掃描信號進行移位，并輸出移位后的掃描信號。

參照圖3，顯示了移位寄存器140的級，所述級用于驅動沿第j水平線布置的像素Pj和沿第(j+1)水平線布置的像素Pj+1。如圖3中所示，沿第j水平線布置的像素Pj包括第j發(fā)光控制信號線EML(j)和第(j+1)發(fā)光控制信號線EML(j+1)。

為了驅動沿兩條相鄰的水平線HLj和HL(j+1)布置的像素，移位寄存器140包括第j個第一掃描信號級SCAN1_STG(j)、第j個第二掃描信號級SCAN2_STG(j)、第(j+1)個第二掃描信號級SCAN2_STG(j+1)、第j個發(fā)光控制信號級EM_STG(j)、以及第(j+1)個發(fā)光控制信號級EM_STG(j+1)。

第j個第一掃描信號級SCAN1_STG(j)產生第j個第一掃描信號SCAN1(j)，并將第j個第一掃描信號SCAN1(j)施加至沿第j水平線布置的第j個第一掃描線SL1(j)以及沿第(j+1)水平線布置的第(j+1)個第一掃描線SL1(j+1)。即，所述第j個第一掃描信號級SCAN1_STG(j)將第j個第一掃描信號SCAN1(j)施加至沿第j水平線和第(j+1)水平線布置的像素Pj和Pj+1中的第一晶體管T1和第二晶體管T2，j表示自然數。

第j個第二掃描信號級SCAN2_STG(j)產生第j個第二掃描信號SCAN2(j)，并將第j個第二掃描信號SCAN2(j)施加至沿第j水平線布置的第j個第二掃描線SL2(j)。即，所述第j個第二掃描信號級SCAN2_STG(j)將第j個第二掃描信號SCAN2(j)施加至沿第j水平線布置的像素Pj中的第三晶體管T3。

第(j+1)個第二掃描信號級SCAN2_STG(j+1)產生第(j+1)個第二掃描信號SCAN2(j+1)，并將第(j+1)個第二掃描信號SCAN2(j+1)施加至沿第(j+1)水平線布置的第(j+1)個第二掃描線SL2(j+1)。

第j個發(fā)光控制信號級EM_STG(j)產生第j個發(fā)光控制信號EM(j)，并將第j個發(fā)光控制信號EM(j)施加至沿第j水平線布置的第j個發(fā)光控制信號線EML(j)以及沿第(j-1)水平線布置的第(j-1)個發(fā)光控制信號線EML(j-1)。即，所述第j個發(fā)光控制信號級EM_STG(j)將第j個發(fā)光控制信號EM(j)施加至沿第j水平線布置的像素Pj中的第五晶體管T5和沿第(j-1)水平線布置的像素Pj-1中的第四晶體管T4。

第(j+1)個發(fā)光控制信號級EM_STG(j+1)產生第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)，并將第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)施加至沿第(j+1)水平線布置的第(j+1)個發(fā)光控制信號線EML(j+1)以及沿第j水平線布置的第j個發(fā)光控制信號線EML(j)和EML(j)。即，所述第(j+1)個發(fā)光控制信號級EM_STG(j+1)將第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)施加至沿第(j+1)水平線布置的像素Pj+1中的第五晶體管T5和沿第j水平線布置的像素Pj中的第四晶體管T4。

如此，第一掃描信號SCAN1施加至沿著包括兩條相鄰水平線的一對水平線布置的像素Pj和Pj+1，從而可使用n/2個第一掃描信號級驅動沿n條水平線布置的像素。也就是說，可減小移位寄存器140的整體區(qū)域，并因而甚至減小非顯示部10B的邊框區(qū)域。

圖4是顯示根據本公開內容一實施方式的像素結構的示圖。圖5是顯示施加至圖4中所示的像素的數據信號和柵極信號的波形圖。

參照圖4，布置在第j像素行(j表示自然數)上的每個像素Pj包括OLED、驅動晶體管DT、第一到第五晶體管T1到T5、以及存儲電容器Cst。

OLED通過從驅動晶體管DT提供的驅動電流而發(fā)光。如圖1中所示，多個有機化合物層形成在OLED的陽極電極與陰極電極之間。有機化合物層包括空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EML)、電子傳輸層(ETL)和電子注入層(EIL)。OLED的陽極電極連接至節(jié)點D，且OLED的陰極電極連接至低電位驅動電壓ELVSS的輸入端子。

驅動晶體管DT使用其柵極-源極電壓Vgs來控制施加至OLED的驅動電流。驅動晶體管DT包括連接至節(jié)點A的柵極電極、連接至節(jié)點B的漏極電極、以及連接至節(jié)點C的源極電極。

第一晶體管T1連接在節(jié)點A與節(jié)點B之間，并且根據第j個第一掃描信號SCAN1(j)導通/截止。第一晶體管T1包括連接至被施加第j個第一掃描信號SCAN1(j)的第j個第一掃描線SL1(j)的柵極電極、連接至節(jié)點B的漏極電極、以及連接至節(jié)點A的源極電極。

第二晶體管T2連接在節(jié)點D與初始化電壓Vini的輸入端子之間，并且根據第j個第一掃描信號SCAN1(j)導通/截止。第二晶體管T2包括連接至被施加第j個第一掃描信號SCAN1(j)的第j個第一掃描線SL1(j)的柵極電極、連接至節(jié)點D的漏極電極、以及連接至初始化電壓Vini的輸入端子的源極電極。

第三晶體管T3連接在數據線DL與節(jié)點C之間，并且根據第j個第二掃描信號SCAN2(j)導通/截止。第三晶體管T3包括連接至被施加第j個第二掃描信號SCAN2(j)的第j個第二掃描線SL2(j)的柵極電極、連接至數據線DL的漏極電極、以及連接至節(jié)點C的源極電極。

第四晶體管T4連接在高電位電壓VDD的輸入端子與節(jié)點B之間，并且根據第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)導通/截止。第四晶體管T4包括連接至被施加第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)的第(j+1)個發(fā)光控制信號線EML(j+1)的柵極電極、連接至高電位電壓VDD的輸入端子的漏極電極、以及連接至節(jié)點B的源極電極。

第五晶體管T5連接在節(jié)點D與節(jié)點C之間，并且根據第j個發(fā)光控制信號EM(j)導通/截止。第五晶體管T5包括連接至被施加第j個發(fā)光控制信號EM(j)的第j個發(fā)光控制信號線EML(j)的柵極電極、連接至節(jié)點C的漏極電極、以及連接至節(jié)點D的源極電極。

存儲電容器Cst連接在節(jié)點A與節(jié)點D之間。

下面描述具有上述結構的像素P的操作。圖5是顯示施加至圖4中所示的像素P的信號EM、SCAN和DATA的波形圖。在各附圖中，第j個水平周期jH表示沿第j水平線HLj布置的像素P的掃描周期。

圖6A到6C是像素P在初始化周期Pi、采樣周期Ps和發(fā)光周期Pe中的等效電路。在圖6A到6C中，實線表示啟用的元件或電流路徑，虛線表示未啟用的元件或電流路徑。

如圖5中所示，一個幀周期可劃分為：初始化周期Pi，用于將節(jié)點A和節(jié)點D初始化；采樣周期Ps，用于對驅動晶體管DT的閾值電壓Vth進行采樣，并將采樣的閾值電壓Vth存儲在節(jié)點A中；以及發(fā)光周期Pe，用于對驅動晶體管DT的柵極-源極電壓Vgs進行編程(柵極-源極電壓Vgs包括采樣的閾值電壓Vth)，并且通過基于編程后的柵極-源極電壓Vgs的驅動電流Ioled來驅動OLED以發(fā)光。

本公開內容在第(j-1)個水平周期(j-1)H中將沿第j水平線HLj布置的像素Pj初始化，可以使得第j個水平周期jH僅僅用來執(zhí)行采樣操作。如果采樣周期Ps被確保足夠長，則可更精確地采樣驅動晶體管DT的閾值電壓。

下面是關于沿第j水平線HLj布置的像素Pj的操作的描述。

參看圖5，在初始化周期Pi期間，以導通電平施加第j個第一掃描信號SCAN1(j)和第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)，并且以截止電平施加第j個第二掃描信號SCAN2(j)和第j個發(fā)光控制信號EM(j)。參看圖6A，在初始化周期Pi中，第一晶體管T1和第二晶體管T2響應于第j個第一掃描信號SCAN1(j)導通，第四晶體管T4響應于第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)導通，并且第五晶體管T5響應于第j個發(fā)光控制信號EM(j)截止。因此，節(jié)點A被初始化為高電位電壓VDD，并且節(jié)點D被初始化為初始化電壓Vini。在采樣操作之前將節(jié)點A和D初始化的原因是為了防止OLED不必要的發(fā)光。為此，初始化電壓Vini是從比OLED的驅動電壓足夠低的電壓范圍內選擇的。也就是說，初始化電壓Vini可設為等于或小于低電位電壓VSS。

參看圖5，在采樣周期Ps期間，以導通電平施加第j個第一掃描信號SCAN1(j)和第j個第二掃描信號SCAN2(j)，并且以截止電平施加第j個發(fā)光控制信號EM(j)和第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)。參看圖6B，在采樣周期Ps中，第一晶體管T1和第二晶體管T2響應于第j個第一掃描信號SCAN1(j)導通，第三晶體管T3響應于第j個第二掃描信號SCAN2(j)導通，并且第五晶體管T5響應于第j個發(fā)光控制信號EM(j)截止。因此，驅動晶體管DT是二極管連接的(這表示驅動晶體管DT的柵極電極和漏極電極被短路，從而驅動晶體管DT充當二極管)，數據電壓Vdata(j)施加至節(jié)點C。在此，足夠低的數據電壓Vdata(j)<VDD-Vth被施加作為數據電壓Vdata(j)，使得驅動晶體管DT可在采樣周期Ps中導通。在采樣周期Ps中，在驅動晶體管DT的漏極電極與源極電極之間流動電流Ids，節(jié)點A的電位被電流Ids減小至Vdata(j)+Vth，其是數據電壓Vdata(j)和驅動晶體管DT的閾值電壓Vth之和。

參看圖5，在發(fā)光周期Pe中以截止電平施加第j個第一掃描信號SCAN1(j)和第j個第二掃描信號SCAN2(j)，并且在從發(fā)光周期Pe中的時間起始點開始已經經過一個水平周期1H之后，施加第j個發(fā)光控制信號EM(j)和第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)變?yōu)閷娖健?/p>

參看圖6C，在發(fā)光周期Pe中，第四晶體管T4響應于第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)導通，由此將高電位電壓VDD連接至驅動晶體管DT的漏極電極。此外，在發(fā)光周期Pe中，第五晶體管T5響應于第j個發(fā)光控制信號EM(j)導通，由此使節(jié)點C和D的電位等于OLED的工作電壓Voled。

在發(fā)光周期Pe中，節(jié)點D的電位從初始化電壓Vini變?yōu)镺LED的工作電壓Voled。在發(fā)光周期Pe中，節(jié)點A浮置并且經由存儲電容器Cst耦合至節(jié)點D。結果，節(jié)點A的電位也從采樣周期Ps中設置的電壓Vdata(j)+Vth變?yōu)楣?jié)點D的電位變化Voled-Vini。也就是說，節(jié)點C和節(jié)點D的電位被設為“Voled”，且相應地柵極-源極電壓Vgs被編程為“Vdata(j)+Vth-Vini”，所述柵極-源極電壓Vgs是驅動晶體管DT的柵極電壓Vg減去其源極電壓Vs。

與發(fā)光周期Pe中在OLED中流動的驅動電流Ioled有關的相關函數如下面的方程1表示。OLED通過所述驅動電流發(fā)光，由此產生理想的灰度級。

[方程1]

在方程1中，k表示由驅動晶體管DT的電子遷移率、寄生電容和溝道容量確定的比例因子。

驅動電流Ioled的表達式為k(Vgs-Vth)²/2，但在發(fā)光周期Pe中編程的柵極-源極電壓Vgs已包括驅動晶體管DT的閾值電壓分量Vth。因而，如方程1中所示，從驅動電流Ioled的表達式中去除了驅動晶體管DT的閾值電壓分量Vth。通過這樣的方式，閾值電壓Vth的變化的影響不會影響驅動電流Ioled。

同時，使OLED顯示器的發(fā)光均勻性劣化的另一個因素是每一位置的IP降的偏差。IP降的偏差導致施加至每個像素的高電位電壓VDD的偏差。然而，本公開內容在驅動電流Ioled的表達式中不包括高電位電壓分量VDD，使得IP降的偏差的任何影響都無法影響驅動電流Ioled。

圖7是圖解根據本公開內容另一實施方式的像素結構的示圖，圖8是圖解用于驅動圖7中所示的像素P的移位寄存器的示圖。

在圖4中所示的上述實施方式中，第四晶體管T4接收在后端級中產生的發(fā)光控制信號。也就是說，在圖4中，第(j+1)個發(fā)光控制信號EM(j+1)施加至沿第j水平線布置的像素的第四晶體管T4，并且施加至沿第(j+1)水平線布置的像素的第五晶體管。在第j水平線的采樣周期Ps結束之后緊隨的一個水平周期對應于第(j+1)水平線的采樣周期Ps。在第(j+1)水平線的采樣周期Ps中，第五晶體管T5必須保持截止，從而在該采樣周期Ps結束之后的一個水平周期開始第j水平線的發(fā)光周期Pe。與之不同，在圖7所示的像素結構中，發(fā)光控制信號EM施加至沿每個水平線布置的每個單獨像素P，因而緊隨采樣周期Ps結束之后開始發(fā)光周期Pe。

參照圖7和8，下面描述根據本公開內容另一實施方式的像素結構以及用于驅動像素的移位寄存器。在圖7和8中，通過相同的參考標記表示與前述各示例中所示的那些大致相同的組成元件、部件或結構，并在此省略其詳細描述。

在圖7中，沿第j水平線布置的像素Pj的第四晶體管T4通過第j個第二發(fā)光控制信號EM2(j)導通或截止。沿第j水平線布置的像素Pj的第五晶體管T5通過第j個第一發(fā)光控制信號EM1(j)導通或截止。

參照圖8，在第j個第一發(fā)光控制信號級EM1_STG(j)中產生第j個第一發(fā)光控制信號EM1(j)并施加至沿第j水平線布置的第j個第一發(fā)光控制信號線EML1(j)，即施加至沿第j水平線布置的像素Pj中的第五晶體管T5(參看圖7)。并且，在第j個第二發(fā)光控制信號級EM2_STG(j)中產生第j個第二發(fā)光控制信號EM2(j)并施加至沿第j水平線布置的第j個第二發(fā)光控制信號線EML2(j)，即施加至沿第j水平線布置的像素Pj中的第四晶體管T4(參看圖7)。

參照圖8，在第(j+1)個第一發(fā)光控制信號級EM1_STG(j+1)中產生第(j+1)個第一發(fā)光控制信號EM1(j+1)并施加至沿第(j+1)水平線布置的第(j+1)個第一發(fā)光控制信號線EML1(j+1)，即施加至沿第(j+1)水平線布置的像素Pj+1中的第五晶體管T5(參看圖7)。并且，在第(j+1)個第二發(fā)光控制信號級EM2_STG(j+1)中產生第(j+1)個第二發(fā)光控制信號EM2(j+1)并施加至沿第(j+1)水平線布置的第(j+1)個第二發(fā)光控制信號線EML2(j+1)，即施加至沿第(j+1)水平線布置的像素中的第四晶體管T4(參看圖7)。

圖9是顯示施加至圖7中所示的像素P的信號EM、SCAN和DATA的波形圖。使用圖9中所示的信號驅動圖7中所示的像素P的方法大致與上述實施方式相同。

也就是說，在沿第j水平線布置的像素Pj的初始化周期Pi中，使用第j個第一掃描信號SCAN1(j)導通第一晶體管T1和第二晶體管T2，使用第j個第二發(fā)光控制信號EM2(j)導通第四晶體管T4，并使用第j個第一發(fā)光控制信號EM1(j)截止第五晶體管T5，由此將節(jié)點A和節(jié)點D初始化。

在采樣周期Ps中，使用第j個第一掃描信號SCAN1(j)導通第一晶體管T1和第二晶體管T2，使用第j個第二掃描信號SCAN2(j)導通第三晶體管T3，使用第j個第二發(fā)光控制信號EM2(j)截止第四晶體管T4，并使用第j個第一發(fā)光控制信號EM1(j)截止所述第五晶體管T5，由此使驅動晶體管DT成為二極管連接的。

在發(fā)光周期Pe中，使用第j個第一發(fā)光控制信號EM1(j)和第j個第二發(fā)光控制信號EM2(j)將節(jié)點C和D設置為OLED的驅動電壓，然后向OLED提供電流。

盡管參照多個示例性的實施方式描述了實施方式，但應當理解，本領域技術人員能設計出多個其他修改例和實施方式，這落在本公開內容的原理的范圍內。更具體地說，在公開內容、附圖和所附權利要求的范圍內，在組成部件和/或主題組合構造的配置中可進行各種變化和修改。除了組成部件和/或配置中的變化和修改之外，可選擇的使用對于本領域技術人員來說也將是顯而易見的。