显示驱动器和使用该显示驱动器的显示装置的制作方法

显示驱动器和使用该显示驱动器的显示装置
1.本技术要求于2020年8月18日提交的韩国专利申请no.10-2020
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0103548的权益，为了所有目的通过引用将该专利申请的整个内容并入本 文，如同在本文完全阐述一样。
技术领域
2.本发明涉及一种显示驱动器和使用该显示驱动器的显示装置。具体地， 本发明涉及一种使用可变刷新率(vrr)模式的电致发光显示装置，本发 明被设计为通过基于输入数据的亮度值适应性地控制和提供为了防止数据供 给晶体管的漏电流而施加的保护电压或搁置电压(parking voltage)，改善 数据供给晶体管的漏电流防止效果。


背景技术：

3.使用诸如有机发光二极管之类的电致发光器件的电致发光显示装置可通 过各种驱动频率进行驱动。
4.近来，作为显示装置所需的各种功能之一，还需要可变刷新率 (vrr)。vrr是一种以恒定频率驱动显示装置、并且当需要高速驱动时 通过提高刷新率来激活像素、而当需要降低功耗或需要低速驱动时通过降低 刷新率来激活像素的技术。
5.当显示装置在vrr模式中进行驱动时，可以以刷新帧和保持帧的组合 来驱动显示装置。在刷新帧中，新的数据电压vdata被充入并施加至驱动晶 体管dt的栅极电极，而在保持帧中，在前帧的数据电压vdata被保持并照 原样使用。
6.同时，在保持帧区段(hold frame section)中，在前帧的数据电压 vdata被保持并照原样使用，不施加新的数据电压vdata。因此，向驱动晶 体管提供数据信号的数据供给晶体管(data supply transistor)长时间保持截 止状态。在数据供给晶体管长时间保持截止状态的时间段期间，由于数据供 给晶体管的源极电极与漏极电极之间的电位差，会发生漏电流。漏电流导致 驱动晶体管的栅极-源极电压差的变化，结果，在保持帧区段期间电致发光 器件的驱动电流发生变化，导致图像质量的劣化。


技术实现要素：

7.本发明涉及一种使用可变刷新率(vrr)模式的电致发光显示装置， 本发明被设计为通过基于输入数据的亮度值适应性地控制和提供为了防止数 据供给晶体管的漏电流而施加的搁置电压，来改善数据供给晶体管的漏电流 防止效果。
8.本发明提供了用于解决上述问题的手段并且具有以下实施方式。
9.一个实施方式是一种显示驱动器，包括：控制器，所述控制器在刷新帧 期间提供在高电平与低电平之间摆动的时钟信号，并且在保持帧期间提供具 有直流电压的时钟信号，其中在所述刷新帧中在像素中写入数据电压，在所 述保持帧中写入到所述像素中的数据电压被保持；数据驱动器，所述数据驱 动器根据所述控制器的数据控制信号在所述刷新帧期间向所述像素提供所述 数据电压；和电源，所述电源在所述保持帧期间向所述像素提供搁置电压。
10.所述电源基于所述控制器输出的当前亮度产生所述搁置电压。所述控制 器基于输入图像的平均图像电平输出所述当前亮度。
11.所述控制器包含每个频段的最大亮度并输出所述当前亮度。
12.所述电源包括寄存器，在所述寄存器中存储与所述当前亮度匹配的搁置 电压。
13.所述电源包括寄存器，在所述寄存器中预先存储与每个频段的最大亮度 匹配的搁置电压。
14.另一个实施方式是一种显示装置，包括：显示面板，所述显示面板包括 电致发光器件和与所述电致发光器件连接的像素电路；栅极驱动器，所述栅 极驱动器向所述显示面板提供栅极信号；数据驱动器，所述数据驱动器在刷 新帧期间向所述显示面板提供数据电压；控制器，所述控制器在向所述显示 面板提供所述数据电压的所述刷新帧期间向所述栅极驱动器提供在高电平与 低电平之间摆动的时钟信号，并且在保持帧期间向所述栅极驱动器提供具有 直流电压的时钟信号，其中在所述保持帧中写入到所述像素电路中的数据电 压被保持；和电源，所述电源在所述保持帧期间向所述像素电路提供搁置电 压。
15.所述像素电路包括：驱动晶体管，所述驱动晶体管具有第一电极、第二 电极和栅极电极，并且向所述电致发光器件提供驱动电流；和数据供给晶体 管，所述数据供给晶体管配置为根据从所述控制器提供的扫描信号将被施加 所述数据电压或所述搁置电压的数据线与所述驱动晶体管的第一电极或第二 电极连接。
16.所述控制器提供所述扫描信号，使得所述数据供给晶体管在所述保持帧 期间执行截止操作。
17.所述显示装置进一步包括开关元件(sw)，所述开关元件配置为根据 所述控制器的搁置电压使能信号(vpark_en)将所述电源与所述数据线连 接。
18.所述控制器输出所述搁置电压使能信号(vpark_en)，使得所述开关 元件(sw)在所述保持帧期间执行导通操作。
19.所述电源基于所述控制器输出的当前亮度产生所述搁置电压，并且所述 控制器基于输入图像的平均图像电平输出所述当前亮度。
20.所述控制器包含每个频段的最大亮度并输出所述当前亮度。
21.所述电源包括寄存器，在所述寄存器中存储与所述当前亮度匹配的搁置 电压。
22.所述电源包括寄存器，在所述寄存器中预先存储与每个频段的最大亮度 匹配的搁置电压。
23.所述像素电路进一步包括补偿晶体管，所述补偿晶体管配置为将所述驱 动晶体管的第一电极或第二电极与所述栅极电极连接。
附图说明
24.给本发明提供进一步理解并且并入本技术组成本技术一部分的附图图解 了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
25.图1是示意性地示出根据本发明实施方式的电致发光显示装置的框图；
26.图2是根据本发明实施方式的电致发光显示装置的像素电路的电路图；
27.图3a至图3k是用于描述图2所示的显示装置的像素电路中，刷新帧 的电致发光器件和像素电路的驱动的示图；
28.图4a至图4c是用于描述图2所示的显示装置的像素电路中，保持帧 的电致发光器件和像素电路的驱动的示图；
29.图5是示出根据本发明实施方式的显示装置中包括的像素的另一示例的 电路图；
30.图6示出了刷新帧区段和保持帧区段中的驱动波形；
31.图7是用于描述控制器、电源、数据驱动器和每个像素之间的连接关系 的示图；
32.图8是控制器中包括的图像处理单元的框图；
33.图9是用于描述控制器、电源和开关元件之间的连接关系的示图。
具体实施方式
34.本发明的特征和优点及实现方法将从以下详细描述的实施方式以及附图 变得更加清楚。然而，本发明不限于以下公开的实施方式，可以以各种不同 的形式实现。这些实施方式是为了使本发明的公开内容完整，提供这些实施 方式仅用来使所属领域技术人员充分理解本发明的范围。本发明仅由所附权 利要求书的范围来限定。在整个说明书中相同的附图标记对应于相同的元 件。
35.当一个部件被称为“连接至”或“接合至”另一部件时，其包括一个部件直 接连接或接合至另一部件的情况以及在它们之间插置再一个部件的情况。同 时，当一个部件被称为“直接连接至”或“直接接合至”另一部件时，其表示在 它们之间未插置再一个部件。术语“和/或”包括所提及的项目的每一个以及 其一个或多个的全部组合。
36.提供本技术中使用的术语仅是为了描述本发明的具体实施方式，并非旨 在限制。本技术中使用的术语“包括”和/或“包含”旨在指定本技术中提及的 特性、数量、步骤、操作、部件、部分或其任意组合，不旨在排除至少另一 个特性、数量、步骤、操作、部件、部分或其任意组合的存在或添加。
37.尽管可使用诸如第一和第二等之类的术语描述各种部件，但这些部件不 受上述术语限制。这些术语仅用于区分一个部件与其他部件。
38.因此，在本发明的精神内，下面描述的第一部件可以是第二部件。除非 有不同定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有 与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，除非 在本技术中明确且具体地定义了相关术语，否则词典中定义的常用术语不应 被理想地或过度地解释。
39.本技术中使用的“模块”或“部分”可指软件组件或硬件组件，比如现场可 编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)。“部分”或“模块”执行具体 功能。然而，“部分”或“模块”不意味着限于软件或硬件。“部分”或“模块”可 配置为置于可寻址存储介质中或者恢复一个或多个处理器。因而，作为一个 例子，“部分”或“模块”可包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件 和任务组件，并且可包括进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、 驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变 量。提供在“部分”或“模块”中的功能和组件可通过更少量的组件和“部分”或
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模块”组合，或者可进一步划分为附加组件和“部分”或“模块”。
40.与本发明的一些实施方式相关地描述的方法或算法步骤可直接由硬件或 通过处理器运行的软件模块实现，或者可直接由它们的组合实现。软件模块 可驻留在ram、闪存、rom、eprom、eeprom、寄存器、硬盘、可移 除盘、cd-rom、或所属领域技术人员已知的任何其
他类型的记录介质上。 示例性的记录介质结合至处理器，处理器可从记录介质读取信息并且可将信 息记录在存储介质中。以另外的方式，记录介质可与处理器集成地形成。处 理器和记录介质可驻留在专用集成电路(asic)内。asic可驻留在用户的 终端内。
41.图1是示意性地示出根据本发明实施方式的电致发光显示装置的框图。
42.参照图1，电致发光显示装置100包括：包括多个像素的显示面板 110；向多个像素的每一个提供栅极信号的栅极驱动器130；向多个像素的 每一个提供数据信号的数据驱动器140；向多个像素的每一个提供发光信号 的发光信号产生器150；向多个像素的每一个提供第一电源电压elvdd和 第二电源电压elvss的电源160；和控制器120。第一电源电压elvdd可 以是比第二电源电压elvss具有更高电位的电压。其中，控制器120、数 据驱动器140和电源160可构成本发明的显示驱动器。
43.控制器120将从外部输入的图像数据rgb处理为适合于显示面板110 的尺寸和分辨率并将其提供至数据驱动器140。控制器120通过使用从外部 输入的同步信号(sync)，例如，点时钟信号clk、数据使能信号de、 水平同步信号hsync和垂直同步信号vsync，产生多个栅极控制信号 gcs、多个数据控制信号dcs和多个发光控制信号ecs。控制器120通过 将产生的多个栅极控制信号gcs、多个数据控制信号dcs和多个发光控制 信号ecs分别提供至栅极驱动器130、数据驱动器140和发光信号产生器 150来控制栅极驱动器130、数据驱动器140和发光信号产生器150。
44.控制器120可根据安装的装置接合至各种处理器，例如，微处理器、移 动处理器、应用处理器等。
45.控制器120产生信号，使得可以以各种刷新率驱动像素。就是说，控制 器120产生与驱动相关的信号，使得在可变刷新率(vrr)模式中驱动像 素或者在第一刷新率与第二刷新率之间可切换地驱动像素。例如，控制器 120简单地改变时钟信号的速度，产生同步信号以产生水平消隐(blank)或 垂直消隐，或者以掩藏方法(mask method)驱动栅极驱动器130，由此以 各种刷新率驱动像素。
46.此外，控制器120产生用于以第一刷新率驱动像素驱动电路的各种信 号。具体地，当以第一刷新率驱动像素驱动电路时，控制器120产生发光控 制信号ecs，以使发光信号产生器150产生具有第一占空比的发光信号 em。然后，控制器120进行操作，从而以第二刷新率驱动像素驱动电路， 为此，控制器120产生用于以第二刷新率进行驱动的各种信号。具体地，当 以第二刷新率驱动像素驱动电路时，控制器120产生发光控制信号ecs， 以使发光信号产生器150产生具有与第一占空比不同的第二占空比的发光信 号em。
47.在实施方式中，控制器120可在刷新帧(其中在像素中写入数据电压) 期间向栅极驱动器130提供在高电平与低电平之间摆动的栅极时钟信号，并 且可在保持帧(其中写入到像素中的数据电压被保持)期间向栅极驱动器 130提供具有直流电压的栅极时钟信号。
48.栅极驱动器130根据从控制器120提供的栅极控制信号gcs向栅极线 线gl提供扫描信号sc。在图1中，栅极驱动器130被示出为与显示面板 110的一侧隔开地布置。然而，栅极驱动器130的数量和布置位置不限于 此。就是说，栅极驱动器130可以以面板内栅极(gate in panel，gip)方 法设置在显示面板110的一侧或两侧。
49.数据驱动器140根据从控制器120提供的数据控制信号dcs将图像数 据rgb转换为数据电压vdata，并且通过数据线dl将转换的数据电压提供 至像素。
50.在显示面板110中，多条栅极线gl、多条发光线el和多条数据线dl 彼此交叉，并且多个像素的每一个连接至栅极线gl、发光线el和数据线 dl。具体地，一个像素通过栅极线gl从栅极驱动器130接收栅极信号， 通过数据线dl从数据驱动器140接收数据信号，通过发光线el接收发光 信号em，并且通过电源线接收各种电力。在此，栅极线gl提供扫描信号 sc，发光线el提供发光信号em，并且数据线dl提供数据电压vdata。 然而，根据各实施方式，栅极线gl可包括多条扫描信号线，数据线dl可 进一步包括多条电源线vl。此外，发光线el也可包括多条发光信号线。 此外，一个像素接收高电位电压elvdd和低电位电压elvss。此外，一 个像素可通过多条电源线vl接收第一偏置电压v1和第二偏置电压v2。
51.另外，每个像素包括电致发光器件和控制电致发光器件的驱动的像素驱 动电路。在此，电致发光器件包括阳极、阴极、以及在阳极与阴极之间的有 机发光层。像素驱动电路包括多个开关元件sw(见图5)、驱动开关元件 dt和电容器。在此，开关元件sw可由tft构成。在像素驱动电路中，驱 动tft根据基准电压和充入在电容器中的数据电压之间的差来控制提供至 电致发光器件的电流量，并且控制电致发光器件的发光量。此外，多个开关 tft接收通过栅极线gl提供的扫描信号sc和通过发光线el提供的发光 信号em，并且将数据电压vdata充入在电容器中。
52.根据本发明实施方式的电致发光显示装置100包括：用于驱动包括多个 像素的显示面板110的栅极驱动器130、数据驱动器140和发光信号产生器 150；以及用于控制栅极驱动器130、数据驱动器140和发光信号产生器150 的控制器120。在此，发光信号产生器150配置为能够控制发光信号em的 占空比。例如，发光信号产生器150可包括用于控制发光信号em的占空比 的移位寄存器、锁存器等。发光信号产生器150可配置为当根据由控制器 120产生的发光控制信号ecs以第一刷新率驱动像素驱动电路时产生具有第 一占空比的发光信号并将其提供至像素驱动电路，并且可配置为当以第二刷 新率驱动像素驱动电路时产生具有与第一占空比不同的第二占空比的发光信 号并将其提供至像素驱动电路。
53.图2是根据本发明实施方式的电致发光显示装置的像素电路的电路图。 图2仅为了描述而示例性地示出了像素驱动电路(或像素电路)，只要像素 驱动电路具有被提供发光信号em并且能够控制电致发光器件eld的发光 的结构即可，不存在特别限制。例如，像素驱动电路可包括附加的扫描信 号、与扫描信号连接的开关tft、和被施加附加的初始化电压的开关 tft。此外，开关元件sw之间的连接关系或电容器的连接位置可进行各种 布置。就是说，由于根据发光信号em的占空比的变化控制电致发光器件 eld的发光，所以只要能够根据刷新率控制发光，就可使用具有各种结构 的像素驱动电路。例如，可使用各种像素驱动电路，比如3t1c、4t1c、 6t1c、7t1c和7t2c等。下文中，为了便于描述，将描述具有图2的7t1c 的像素驱动电路的电致发光显示装置。
54.参照图2，多个像素p的每一个可包括：具有驱动晶体管dt的像素电 路(pc)；和与像素电路连接的电致发光器件eld。
55.像素电路(pc)可通过控制流过电致发光器件eld的驱动电流(id) 来驱动电致发光器件eld。像素电路(pc)可包括驱动晶体管dt、第一至 第六晶体管t1至t6、和存储电容器c
st
。晶体管dt和t1至t6的每一个 可包括第一电极、第二电极和栅极电极。第一电极和第二电极中的一个可以 是源极电极，并且第一电极和第二电极中的另一个可以是漏极电极。
56.晶体管dt和t1至t6的每一个可以是pmos晶体管或nmos晶体 管。下文中，将作为示
例描述第一晶体管t1是nmos晶体管并且其他晶体 管dt和t2至t6是pmos晶体管的情况。因此，第一晶体管t1通过被施 加高电压而导通，其他晶体管dt和t2至t6通过被施加低电压而导通。
57.根据一示例，构成像素电路(pc)的第一晶体管t1可用作补偿晶体 管，第二晶体管t2可用作数据供给晶体管，第三晶体管t3和第四晶体管 t4可用作发光控制晶体管，第五晶体管t5和第六晶体管t6可用作偏置晶 体管。
58.电致发光器件eld可包括像素电极(或阳极电极)和阴极电极。电致 发光器件eld的像素电极可与第五节点n5连接，并且阴极电极可与第二 电源电压elvss连接。
59.驱动晶体管dt可包括与第二节点n2连接的第一电极、与第三节点n3 连接的第二电极、和与第一节点n1连接的栅极电极。驱动晶体管dt可基 于第一节点n1的电压(或存储在稍后描述的电容器c
st
中的数据电压)向 电致发光器件eld提供驱动电流(id)。
60.第一晶体管t1可包括与第一节点n1连接的第一电极、与第三节点n3 连接的第二电极、和接收第一扫描信号sc1(n)的栅极电极。第一晶体管t1 可响应于第一扫描信号sc1(n)导通并且可将数据电压v
data
传输至第一节 点n1。第一晶体管t1在第一节点n1与第三节点n3之间进行二极管连 接，由此采样驱动晶体管dt的阈值电压(vth)。第一晶体管t1可以是补 偿晶体管。
61.c
st
可连接或形成在第一节点n1与第四节点n4之间。c
st
可存储或保 持提供的数据电压v
data
。
62.第二晶体管t2可包括与数据线dl连接(或接收数据电压v
data
)的 第一电极、与第二节点n2连接的第二电极、和接收第三扫描信号sc3(n)的 栅极电极。第二晶体管t2可响应于第三扫描信号sc3(n)导通并且可将数据 电压v
data
传输至第二节点n2。第二晶体管t2可以是数据供给晶体管。
63.第三晶体管t3和第四晶体管t4(或第一发光控制晶体管和第二发光控 制晶体管)可连接在第一电源电压elvdd与电致发光器件eld之间，并 且可形成供由驱动晶体管dt产生的驱动电流(id)移动的电流移动路径。
64.第三晶体管t3可包括与第四节点n4连接并且接收第一电源电压elvdd的第一电极、与第二节点n2连接的第二电极、和接收发光信号 em(n)的栅极电极。
65.类似地，第四晶体管t4可包括与第三节点n3连接的第一电极、与第 五节点n5(或电致发光器件eld的像素电极)连接的第二电极、和接收发 光信号em(n)的栅极电极。
66.第三晶体管t3和第四晶体管t4响应于发光信号em(n)导通。在这种 情况下，驱动电流(id)被提供至电致发光器件eld，并且电致发光器件 eld可发射具有与驱动电流(id)对应的亮度的光。
67.第五晶体管t5包括与第三节点n3连接的第一电极、接收第一偏置电 压v1的第二电极、和接收第二扫描信号sc2(n)的栅极电极。
68.第六晶体管t6可包括与第五节点n5连接的第一电极、接收第二偏置 电压v2的第二电极、和接收第二扫描信号sc2(n)的栅极电极。在图2中， 第五晶体管t5和第六晶体管t6的栅极电极配置为共同地接收第二扫描信 号sc2(n)。然而，本发明不必限于此，第五晶体管t5和第六晶体管t6的 栅极电极可配置为分别接收单独的扫描信号并且被独立地控制。
69.第六晶体管t6可包括与第五节点n5连接的第一电极、与第二偏置电 压v2连接的
第二电极、和接收第二扫描信号sc2(n)的栅极电极。在电致发 光器件eld发光之前(或在电致发光器件eld发光之后)，第六晶体管 t6可响应于第二扫描信号sc2(n)导通并且可通过使用第二偏置电压v2将 电致发光器件eld的像素电极(或阳极电极)初始化。电致发光器件eld 可具有形成在像素电极与阴极电极之间的寄生电容器。此外，在电致发光器 件eld发光时，寄生电容器被充电，使得电致发光器件eld的像素电极可 具有具体电压(specific voltage)。因此，通过经由第六晶体管t6向电致发 光器件eld的像素电极施加第二偏置电压v2，可将累积在电致发光器件 eld中的电荷量初始化。
70.本发明涉及使用可变刷新率(vrr)模式的电致发光显示装置。vrr 是一种以恒定频率驱动显示装置、并且当需要高速驱动时通过提高数据电压 v
data
更新的刷新率来激活像素、而当需要降低功耗或需要低速驱动时通过 降低刷新率来激活像素的技术。
71.可在一秒内通过刷新帧和保持帧的组合来驱动多个像素p的每一个。 在本技术中，一个组(one set)被定义为刷新帧(其中数据电压v
data
更 新)进行重复。此外，一个组区段(one set section)是刷新帧(其中数据电 压v
data
更新)进行重复的周期。
72.当以120hz的刷新率驱动像素时，可仅通过刷新帧驱动像素。就是 说，在一秒内可驱动120次刷新帧。一个刷新帧区段(refresh framesection)为1/120＝8.33ms，一个组区段也为8.33ms。
73.当以60hz的刷新率驱动像素时，可交替驱动刷新帧和保持帧。就是 说，刷新帧和保持帧可在一秒内分别被交替驱动60次。一个刷新帧区段和 一个保持帧区段分别为0.5/60＝8.33ms，一个组区段为16.66ms。
74.当以1hz的刷新率驱动像素时，可用一个刷新帧以及在一个刷新帧之 后的119个保持帧来驱动一帧。一个刷新帧区段和一个保持帧区段分别为 1/120＝8.33ms，一个组区段为1s。
75.图3a至图3k是用于描述图2所示的显示装置的像素电路中，刷新帧 的电致发光器件和像素电路的驱动的示图。
76.图4a至图4c是用于描述图2所示的显示装置的像素电路中，保持帧 的电致发光器件和像素电路的驱动的示图。
77.在刷新帧中，新的数据电压v
data
被充入并施加至驱动晶体管dt的栅 极电极，而在保持帧中，在前帧的数据电压v
data
被保持并使用。同时，保 持帧也被称为跳帧(skip frame)，其中向驱动晶体管dt的栅极电极施加 新的数据电压v
data
的过程被省略。
78.多个像素p的每一个可在刷新帧区段期间将充入或残留在像素电路 (pc)中的电压初始化。具体地，多个像素p的每一个可在刷新帧中去除 在前帧中存储的驱动电压(vdd)和数据电压v
data
的影响。因此，多个 像素p的每一个可在保持帧区段中显示与新的数据电压v
data
对应的图像。
79.多个像素p的每一个可通过在保持帧区段期间向电致发光器件eld提 供对应于数据电压v
data
的驱动电流来显示图像，并且可保持电致发光器件 eld的开启状态。
80.首先，将参照图3a至图3k描述刷新帧的电致发光器件和像素电路的 驱动。刷新帧的操作可包括：至少一个偏置区段、初始化区段、采样区段、 和发光区段。然而，这仅仅是实施方式，不必限于这个顺序。
81.图3a至图3c示出了第一偏置区段。
82.在图3a中，示出了其中第一偏置电压v1从第一电压变为第二电压的 区段。发光信号em呈现高电压，并且第三晶体管t3和第四晶体管t4截 止。第一电压呈现为v1_l，第二电压呈现为v1_h。v1_h高于v1_l，优 选的是v1_h高于数据电压v
data
。第一扫描信号sc1(n)是低电压，第一晶 体管t1截止。第二扫描信号sc2(n)和第三扫描信号sc3(n)是高电压，第二 晶体管t2、第五晶体管t5和第六晶体管t6截止。与第一节点n1连接的 驱动晶体管dt的栅极电极的电压是v
data
(n-1)-|vth|，即，在前帧n-1的数 据电压vdata(n-1)与驱动晶体管dt的阈值电压vth之间的差。
83.在图3b中，输入低的第二扫描信号sc2(n)，第五晶体管t5和第六晶 体管t6导通。由于第五晶体管t5导通，所以第一偏置电压v1(v1_h) 施加至与第二节点n2连接的驱动晶体管dt的第一电极。与第二节点n2 连接的驱动晶体管dt的第一电极的电压增加至电压v1_h。驱动晶体管 dt可以是pmos晶体管，在这种情况下，第一电极可以是源极电极。在 此，驱动晶体管dt的栅极与源极之间的电压vgs为vgs＝v
data
(n-1)-|vth|
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v1_h。
84.在此，第一偏置电压v1＝v1_h被提供至第三节点n3，即，驱动晶体 管dt的漏极电极，使得在发光区段中可减小第五节点n5(即，电致发光 器件eld的阳极电极)的电压的充电时间或充电延迟。驱动晶体管dt保 持更强的饱和。例如，随着第一偏置电压v1＝v1_h增加，第三节点n3 (即，驱动晶体管dt的漏极电极)的电压可增加，并且驱动晶体管dt的 栅极-源极电压或漏极-源极电压可减小。因此，优选的是第一偏置电压 v1_h至少高于数据电压v
data
。在此，流过驱动晶体管dt的漏极-源极电 流(id)的幅度可减小，并且在正偏置应力情况下驱动晶体管dt的应力减 小，由此消除第三节点n3的电压的充电延迟。换句话说，在驱动晶体管 dt的阈值电压vth被采样之前，驱动晶体管dt的vgs偏置到v
data
，使 得可减轻驱动晶体管dt的滞后。因此，导通偏置应力(on-bias stress)可 被定义为在非发光区段期间直接向驱动晶体管dt施加合适的偏置电压(例 如，v1＝v1_h)的操作。
85.此外，由于第六晶体管t6在第一偏置区段中导通，所以与第五节点 n5连接的电致发光器件eld的像素电极(或阳极电极)被初始化为第二偏 置电压v2。然而，第五晶体管t5和第六晶体管t6的栅极电极可配置为分 别接收单独的扫描信号并且被独立地控制。就是说，在第一偏置区段中不是 必需同时向驱动晶体管dt的源极电极和电致发光器件eld的像素电极施 加偏置电压。
86.在图3c中，输入高的第二扫描信号sc2(n)，并且第一偏置电压v1从 v1_h变为v1_l。由于输入高的第二扫描信号sc2(n)，所以第五晶体管t5 和第六晶体管t6截止。
87.图3d示出了初始化区段。在初始化区段中，驱动晶体管dt的栅极电 极的电压被初始化。
88.在图3d中，第一扫描信号sc1(n)呈现高电压，第一晶体管t1导通。 第二扫描信号sc2(n)呈现低电压，第五晶体管t5和第六晶体管t6导通。 由于第一晶体管t1和第五晶体管t5导通，所以与第一节点n1连接的驱动 晶体管dt的栅极电极的电压被初始化为电压v1_l。此外，由于第六晶体 管t6导通，所以电致发光器件eld的像素电极(或阳极电极)被初始化为 第二偏置电压v2。然而，如上所述，第五晶体管t5和第六晶体管t6的栅 极电极可配置为分别接收单独的扫描信号并且被独立地控制。就是说，在第 一偏置区段中不是必需同时向驱动晶体管dt的源极电极和电致发光器件 eld的像素电极同时施加偏置电压。
89.图3e至图3g示出了采样区段。在采样区段中，驱动晶体管dt的阈 值电压vth和数
据电压被采样并存储在第一节点n1中。
90.在图3e中，输入高的第二扫描信号sc2(n)，第五晶体管t5和第六晶 体管t6截止。第一晶体管t1保持导通状态。
91.在图3f中，输入低的第三扫描信号sc3(n)，第二晶体管t2导通。由 于第二晶体管t2导通，所以当前帧n的v
data
(n)的电压被施加至与第二节 点n2连接的驱动晶体管dt的源极电极。此外，第一晶体管t1保持导通 状态。由于在第一晶体管t1导通的状态下驱动晶体管dt进行二极管连 接，所以与第一节点n1连接的驱动晶体管dt的栅极电极的电压为 v
data
(n)-|vth|。就是说，第一晶体管t1在第一节点n1与第三节点n3之间 进行二极管连接，由此采样驱动晶体管dt的阈值电压vth。
92.在图3g中，输入高的第三扫描信号sc3(n)，第二晶体管t2截止。
93.图3h至图3j示出了第二偏置区段。
94.由于第二偏置区段中的驱动波形与第一偏置区段的驱动波形相同，所以 将省略其详细描述。
95.在图3h中，第一偏置电压v1从v1_l变为v1_h。
96.在图3i中，由于第五晶体管t5导通，所以与第二节点n2连接的驱动 晶体管dt的第一电极的电压增加至电压v1_h。在此，驱动晶体管dt的 栅极与源极之间的电压vgs为vgs＝v
data
(n)-|vth|-v1_h。就是说，驱动晶 体管dt保持更强的饱和。此外，由于第六晶体管t6导通，所以电致发光 器件eld的像素电极(或阳极电极)被初始化为第二偏置电压v2。与第一 节点n1连接的驱动晶体管dt的栅极电极的电压保持v
data
(n)-|vth|。
97.在图3j中，输入高的第二扫描信号sc2(n)，并且第一偏置电压v1从 v1_h变为v1_l。由于输入高的第二扫描信号sc2(n)，所以第五晶体管t5 和第六晶体管t6截止。与第一节点n1连接的驱动晶体管dt的栅极电极 的电压保持v
data
(n)-|vth|。
98.图3k示出了发光区段。在发光区段中，采样的阈值电压vth被抵消， 并且使电致发光器件eld以与采样的数据电压对应的驱动电流发光。
99.在图3k中，发光信号em呈现低电压，第三晶体管t3和第四晶体管 t4导通。
100.由于第三晶体管t3导通，所以与第四节点n4连接的第一电源电压 elvdd通过第三晶体管t3施加至与第二节点n2连接的驱动晶体管dt的 源极电极。通过驱动晶体管dt经由第四晶体管t4提供至电致发光器件 eld的驱动电流变为与驱动晶体管dt的阈值电压vth的值无关，使得驱动 晶体管dt的阈值电压vth被补偿而进行操作。
101.接下来，将参照图4a至图4c描述保持帧的电致发光器件和像素电路 的驱动。保持帧可包括至少一个偏置区段、和发光区段。
102.如上所述，刷新帧和保持帧的不同之处在于，在刷新帧中，新的数据电 压v
data
被充入并施加至驱动晶体管dt的栅极电极，而在保持帧中，在前 帧的数据电压v
data
被保持并使用。因此，与刷新帧不同，保持帧不需要初 始化区段和采样区段。
103.图4a和图4b示出了第一偏置区段和第二偏置区段，图4c示出了发光 区段。
104.在保持帧的操作中，甚至一个偏置区段就足够了。然而，在本实施方式 中，为了驱动电路的方便，以与刷新帧的第二扫描信号sc2(n)相同的方式 驱动第二扫描信号sc2(n)，因而存在两个偏置区段。
105.参照图3a至图3k描述的刷新帧中的驱动信号与图4a至图4c的保持 帧中的驱动信
号的不同之处在于第一扫描信号sc2(n)和第三扫描信号 sc3(n)。在保持帧中不需要初始化区段和采样区段。因此，与刷新帧不同， 第一扫描信号sc2(n)总是处于低状态，第三扫描信号sc3(n)总是处于高状 态。就是说，第一晶体管t1和第二晶体管t2总是截止。
106.同时，在保持帧区段中，在前帧的数据电压v
data
被保持并照原样使 用，不施加新的数据电压v
data
。因此，向驱动晶体管提供数据信号的数据 供给晶体管长时间保持截止状态。在第二晶体管t2(或数据供给晶体管) 长时间保持截止状态的区段期间，由于第二晶体管t2(或数据供给晶体 管)的源极电极与漏极电极之间的电位差，可产生漏电流。漏电流导致驱动 晶体管dt的栅极-源极电压差的变化，结果，在保持帧区段期间电致发光 器件eld的驱动电流(id)发生变化，导致图像质量的劣化。
107.图5是示出根据本发明实施方式的显示装置中包括的像素的另一示例的 电路图。图6示出了刷新帧区段和保持帧区段中的驱动波形。
108.在图5中，每个像素p可包括：具有驱动晶体管dt的像素电路 (pc)、和与像素电路(pc)连接的电致发光器件eld。由于已参照图2 描述了像素p，所以将省略其重复的描述。
109.第二晶体管t2包括与数据线dl连接的第一电极、与第二节点n2连 接的第二电极、和接收第三扫描信号sc3(n)的栅极电极。第二晶体管t2从 与数据线dl连接的数据驱动器140接收数据电压v
data
并将其提供至第二 节点n2。
110.开关元件sw可由晶体管构成，该晶体管包括被施加搁置电压使能信号 vpark_en的栅极电极、被施加搁置电压(或保护电压)vpark的第一电 极、和与数据线连接的第二电极。开关元件sw可以是pmos晶体管。开 关元件sw的第一电极可以是漏极电极，第二电极可以是源极电极。可从控 制器120提供用于控制开关元件sw的导通/截止的搁置电压使能信号 vpark_en。可从电源160提供搁置电压vpark。
111.电源160可产生第一电源电压elvdd、第二电源电压elvss和搁置 电压vpark。电源160可在保持帧期间向每个像素p提供搁置电压vpark。 通过在保持帧期间施加搁置电压vpark，可防止在构成像素电路(pc)的第 二晶体管t2(或数据供给晶体管)中发生漏电流。如上所述，由于在保持 帧区段中保持并使用在前的数据信号，所以存在由于第二晶体管t2(或数 据供给晶体管)的源极电极与漏极电极之间的电位差而产生漏电流的问题。 根据本发明实施方式的驱动器在保持帧区段期间向像素p提供搁置电压 vpark，由此防止驱动电流因第二晶体管t2(或数据供给晶体管)的漏电流 而发生变化。如图6中所示，在刷新帧区段中，第六节点n6的电压v_n6 是从数据驱动器提供的数据电压vdata，在保持帧区段中，第六节点的电压 v_n6是从电源160提供的搁置电压vpark。
112.另一方面，根据另一实施方式的电源160可向每个像素p提供幅度不是 固定的而是基于输入图像数据的亮度值被控制的搁置电压vpark。
113.图7是用于描述控制器、电源、数据驱动器和每个像素之间的连接关系 的示图。
114.每个像素p与数据线连接并且接收数据电压或搁置电压vpark。数据驱 动器可在其输出端子处包括缓存器amp。数据驱动器140根据从控制器 120提供的数据控制信号dcs将图像数据rgb转换为数据电压vdata，并 且通过数据线dl将转换的数据电压vdata提供至像素p。
115.开关元件sw可在控制器120的控制下执行导通/截止操作。控制器120 可向开关元件sw的栅极电极施加搁置电压使能信号vpark_en。控制器 120可在刷新帧区段中控制数据
驱动器通过数据线将数据电压提供至每个像 素p。此外，控制器120可在保持帧区段中控制开关元件sw，使得电源 160通过数据线将搁置电压vpark提供至每个像素p。
116.根据实施方式的电源160可向每个像素p提供幅度不是固定的而是基于 由控制器120输出的当前亮度(下文中称为cl)控制的搁置电压vpark。 控制器120的控制信号可基于输入图像数据的亮度值。
117.图8是控制器中包括的图像处理单元的框图。
118.根据实施方式的控制器120可包括图像处理单元。
119.图像处理单元可基于输入图像的平均图像电平apl和每个频段 (band)的最大亮度计算当前亮度cl。
120.本发明的目的是在保持帧区段中防止第二晶体管t2(见图5)的漏电 流。为了防止第二晶体管t2(或数据供给晶体管)的漏电流，在保持帧区 段中向与第二晶体管t2(或数据供给晶体管)连接的数据线施加搁置电压 vpark。搁置电压vpark是用于通过消除第二晶体管t2(或数据供给晶体 管)的第一电极与第二电极之间的电位差来防止产生漏电流。
121.与第二晶体管t2(或数据供给晶体管)连接的第二节点n2的电压受 第一电源电压elvdd影响。此外，提供至每个像素p的第一电源电压 elvdd可根据施加至显示面板的电流量(i)而变化。根据显示面板中的电 阻成分(r)，实际施加至每个像素p的第一电源电压可下降并进行提供。 此压降(v)是由于显示面板中的电阻成分导致的并且与施加至显示面板的 电流量成比例(v＝i*r)。此外，随着输入图像的像素数据具有高灰度值或 随着输入图像的亮度增加，施加至显示面板的电流量增加。因此，需要根据 输入图像的亮度控制搁置电压vpark的幅度。
122.图像处理单元接收输入图像的像素数据(data)并且计算每帧的输入 图像的平均图像电平apl。平均图像电平apl可被计算为一帧图像数据中 最亮颜色的亮度平均值。
123.具体地，可通过等式(1)计算平均图像电平apl。
[0124][0125]
在此，r表示红色数据，g表示绿色数据，b表示蓝色数据。 max(r,g,b)是r、g和b之中的最大值，sum{max(r,g,b)}是r、g和b 之中的最大值之和。具有大量亮像素数据(bright pixel data)的图像具有较 高的平均图像电平apl。另一方面，具有少量亮像素数据的图像具有较低 的平均图像电平apl。当像素数据由8位构成时，峰值白色灰度级具有255 的灰度值。
[0126]
同时，为每个频段不同地设定显示装置的最大亮度。
[0127]
例如，当显示装置是移动装置时，显示装置需要在户外明亮地显示；在 比户外较暗的室内场所中，显示装置不需要与户外一样明亮地显示。因此， 在室内，显示装置可设为较暗地显示，以便降低功耗。
[0128]
可选择地，用户可通过经由ui控制亮度来进行显示。
[0129]
可通过控制第一电源电压elvdd，通过与峰值亮度控制(plc)曲线 的亮度成比例地控制伽马补偿电压，或者通过与plc曲线的亮度成比例地 控制输入图像的数据灰度级，为每个频段不同地设定显示装置的最大亮度。
[0130]
在此，当通过控制第一电源电压elvdd为每个频段不同地设定显示装 置的最大亮
度时，与图5的第二晶体管t2(或数据供给晶体管)连接的第 二节点n2的电压发生变化。在本技术中，为了在保持帧区段中防止第二晶 体管t2(或数据供给晶体管)的漏电流，向与第二晶体管t2(或数据供给 晶体管)连接的数据线施加搁置电压vpark。由于意图在保持帧区段中通过 消除第二晶体管t2(或数据供给晶体管)的第一电极与第二电极之间的电 压差来防止产生漏电流，所以对于搁置电压vpark来说，必须要考虑第二节 点n2的电压。此外，当通过控制第一电源电压elvdd为每个频段不同地 设定显示装置的最大亮度时，第一电源电压elvdd对于每个频段来说进行 变化，结果，第二节点n2的电压也变化。因而，为了防止第二晶体管t2 (或数据供给晶体管)的漏电流，需要在搁置电压vpark的幅度中反映每个 频段的最大亮度。
[0131]
可通过等式(2)计算当前亮度cl。
[0132][0133]
在此，bmb表示每个频段的最大亮度，255表示当像素数据由8位构 成时峰值白色灰度级的值。“g”表示伽马值，对“g”可应用2.2的标准伽马 值。
[0134]
图9是用于描述控制器120、电源160和开关元件sw之间的连接关系 的示图。
[0135]
如上所述，控制器120产生当前亮度cl并将其输出到电源160。电源 160向每个像素p提供其幅度基于亮度被控制的搁置电压vpark。此外，控 制器120将搁置电压使能信号vpark_en输出到配置为将电源160和数据线 连接的开关元件sw，搁置电压使能信号vpark_en用于控制开关元件sw 的导通/截止。
[0136]
电源160可进一步包括寄存器，其中存储与当前亮度cl匹配(具有映 射关系)的搁置电压vpark。
[0137]
搁置电压vpark与从控制器120接收的当前亮度cl之间的映射可归纳 为如以下的表1中所示，并且可通过实验导出。
[0138]
当前亮度cl搁置电压vpark10001.7v1502.1v2002.5v202.9v
[0139]
表1
[0140]
当从控制器120输入的当前亮度cl与寄存器中存储的当前亮度不匹 配，即，具有映射值之间的值时，可执行内插(interpolation)，以输出搁 置电压vpark。
[0141]
本发明涉及使用可变刷新率(vrr)模式的电致发光显示装置。根据 本发明的实施方式，可通过基于输入数据的亮度值适应性地控制和提供为了 防止数据供给晶体管的漏电流而施加的搁置电压，来防止数据供给晶体管的 漏电流。
[0142]
此外，根据实施方式的显示装置防止电致发光器件的驱动电流在保持帧 区段期间发生变化，从而不存在图像质量劣化的问题。
[0143]
尽管参考多个示例性的实施方式描述了实施方式，但应当理解，所属领 域技术人员能够设计出多个其他修改例和实施方式，这落在本发明的原理的 范围内。更具体地说，在说明书、附图和所附权利要求书的范围内，在组成 部件和/或主题组合构造的配置中可
进行各种变化和修改。除了组成部件和/ 或配置中的变化和修改之外，替代使用对于所属领域技术人员来说也将是显 而易见的。