專(zhuān)利名稱(chēng)：有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器交流像素驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管顯示器的像素驅(qū)動(dòng)技術(shù)，尤其涉及有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器交流像素驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(Active-MatrixOrganic Light Emitting Diode =AMOLED)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自主發(fā)光、亮度高、可視角度大、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，吸引了廣泛的注意。目前，應(yīng)用于AMOLED顯示的薄膜晶體管主要有非晶硅薄膜晶體管(a_Si:H TFT) 和多晶硅薄膜晶體管(Poly-Si TFT)。然而，由于非晶硅材料的亞穩(wěn)定性，a_Si:H TFTs的閾值電壓因電應(yīng)力的作用而隨時(shí)間發(fā)生嚴(yán)重漂移。由于多晶硅材料上晶粒間界的隨機(jī)分布， Poly-Si TFTs的閾值電壓在像素之間分布不均勻，導(dǎo)致顯示區(qū)域灰階不均勻。逐漸成為研究熱門(mén)的氧化鋅基TFT和有機(jī)TFT也有類(lèi)似的閾值電壓漂移的問(wèn)題。因此，傳統(tǒng)的兩個(gè)晶體管一個(gè)電容0T1C)像素電路結(jié)構(gòu)不適合高質(zhì)量的AMOLED顯示。此外，還需考慮OLED的特性退化，OLED的退化會(huì)引起自身開(kāi)啟電壓的升高，從而引起顯示屏亮度的下降。OLED的特性退化可具體表述為一從電學(xué)特性上，OLED兩端加載相同的電壓流過(guò)OLED的電流減?。?二從光學(xué)特性上，OLED流過(guò)一樣的電流發(fā)光亮度下降。當(dāng)OLED器件制備出來(lái)后，器件結(jié)構(gòu)、 有機(jī)材料、電極材料及制備工藝已經(jīng)確定，驅(qū)動(dòng)方式將對(duì)OLED的可靠工作產(chǎn)生重要影響， 選擇良好的驅(qū)動(dòng)方式有助于延長(zhǎng)OLED的工作壽命。有諸多文獻(xiàn)(如1. S. A. Van Slyke, C. H. Chen and C. W. Tang, App 1. Phys. Lett.，69 (15)，Oct. 1996 :2160-2162 ；2. D. Zou, Μ. Yahiro and Τ. Tsutsui, Jpn. J. Appl. Phys. , Vol. 37(1998) :L1406-L1408 ；3. D. Zou, Μ. Yahiro and Τ. Tsutsui,Appl. Phys. Lett. ,72(19) ,May 1998 :2484-2486.)指出，包含一反向偏置分量的脈沖驅(qū)動(dòng)方式可有效提高OLED的工作壽命，這就是OLED的交流驅(qū)動(dòng)方式。 OLED的反向偏置可以減少OLED中有機(jī)層的電荷累積，有助于OLED從退化中恢復(fù)過(guò)來(lái)，可改善OLED的電流-電壓特性而提高能量利用效率，但是不會(huì)影響量子效率。目前，大部分的AMOLED像素電路設(shè)計(jì)要么實(shí)現(xiàn)OLED的交流驅(qū)動(dòng)以延緩OLED的特性退化從而提高其工作壽命，但未能補(bǔ)償TFT閾值電壓漂移和OLED特性退化；要么實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償TFT閾值電壓漂移和OLED特性退化，但未實(shí)現(xiàn)OLED的交流驅(qū)動(dòng)。綜合上述分析，一個(gè)比較理想的像素電路拓?fù)涫窃诎琌LED的交流驅(qū)動(dòng)方式基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償TFT閾值電壓漂移和OLED特性退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器交流像素驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明交流像素驅(qū)動(dòng)電路可促進(jìn)有機(jī)發(fā)光二極管從退化中恢復(fù)特性，有效提高有機(jī)發(fā)光二極管的工作壽命，并且有效補(bǔ)償有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器中驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓漂移和發(fā)光二極管開(kāi)啟電壓的退化，從而大大提高發(fā)光二極管顯示器發(fā)光亮度的均勻性。本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器交流像素驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管、 第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、發(fā)光二極管；這些晶體管為多晶硅薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管、氧化鋅基薄膜晶體管或有機(jī)薄膜晶體管中的任意一種。所述第一晶體管的漏極接數(shù)據(jù)線(xiàn)，柵極接第一掃描控制線(xiàn)，源極接存儲(chǔ)電容的A 端，所述第一晶體管為數(shù)據(jù)電壓寫(xiě)入到第二晶體管的柵極并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電容提供通路；所述第二晶體管漏極接第三晶體管的源極，柵極接存儲(chǔ)電容的A端，源極接第四晶體管的漏極以及存儲(chǔ)電容的B端，并通過(guò)有機(jī)發(fā)光二極管與地相連，所述第二晶體管驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光；所述第三晶體管漏極接電源線(xiàn)，柵極接發(fā)光控制線(xiàn)，所述第三晶體管為第二晶體管閾值電壓存儲(chǔ)提供充電通路并為驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光提供通路；所述第四晶體管柵極接第二掃描控制線(xiàn)，源極接參考電位，所述第四晶體管提供有機(jī)發(fā)光二極管放電通路使B點(diǎn)電位降至參考電位，促使有機(jī)發(fā)光二極管兩端電壓反向， 并避免有機(jī)發(fā)光二極管在特性恢復(fù)階段發(fā)光。上述有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器交流像素驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括下列步驟(1)特性恢復(fù)階段第一掃描控制線(xiàn)、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)處于高電平，發(fā)光控制線(xiàn)處于低電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)置為地電位電平，第一晶體管和第四晶體管導(dǎo)通，第三晶體管關(guān)斷，A點(diǎn)電位通過(guò)第一晶體管被重置為地電位電平，陽(yáng)極存儲(chǔ)的電荷放電直至其電位與參考電位相等；這時(shí)的陰極電位大于陽(yáng)極電位，由此有機(jī)發(fā)光二極管兩端實(shí)現(xiàn)反向偏置而使有機(jī)發(fā)光二極管處于特性恢復(fù)階段，從而實(shí)現(xiàn)有源有機(jī)發(fā)光二極管像素的交流驅(qū)動(dòng)。在此階段，第三晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)導(dǎo)致第二晶體管不能流過(guò)電流，因而不會(huì)影響有機(jī)發(fā)光二極管陽(yáng)極的放電。(2)閾值電壓存儲(chǔ)階段第一掃描控制線(xiàn)保持原來(lái)的高電平，交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)跳至低電平，發(fā)光控制線(xiàn)跳至高電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)和A點(diǎn)電位維持為地電位電平，第一晶體管和第三晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，第四晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，電源通過(guò)第三晶體管、第二晶體管對(duì)有機(jī)發(fā)光二極管陽(yáng)極B點(diǎn)進(jìn)行充電直到第二晶體管截止，此時(shí)，存儲(chǔ)電容兩端電壓即為第二晶體管的閾值電壓。(3)數(shù)據(jù)電壓寫(xiě)入階段第一掃描控制線(xiàn)為高電平，交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)和發(fā)光控制線(xiàn)為低電平，第一晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，第三晶體管和第四晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，數(shù)據(jù)電壓通過(guò)第一晶體管寫(xiě)入到第二晶體管的柵極并由存儲(chǔ)電容保持至下一幀更新。(4)發(fā)光階段第一掃描控制線(xiàn)、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)為低電平，發(fā)光控制線(xiàn)為高電平，第一晶體管和第四晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，第三晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，第二晶體管驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光階段第二晶體管的柵源電壓保持不變，從而維持有機(jī)發(fā)光二極管在一幀時(shí)間內(nèi)亮度不變直到下一幀圖像刷新。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)及效果在于本發(fā)明提出的有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路，在實(shí)現(xiàn)有源有機(jī)發(fā)光二極管交流驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，還可有效補(bǔ)償晶體管閾值電壓漂移和有機(jī)發(fā)光二極管開(kāi)啟電壓退化，從而提高有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的顯示畫(huà)面亮度均勻性及其工作壽命。


圖1是本發(fā)明有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路圖；圖2是圖1的信號(hào)時(shí)序圖。其中第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第三晶體管T3、第四晶體管T4、存儲(chǔ)電容 Cs、第一掃描控制線(xiàn)Vscanl、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)VsCan2、發(fā)光控制線(xiàn)Vems、參考電位線(xiàn)Vref、 電源線(xiàn)Vdd、地線(xiàn)Vss、數(shù)據(jù)線(xiàn)Vdata、有機(jī)發(fā)光二極管OLED。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路圖，包括第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第三晶體管T3、第四晶體管T4、存儲(chǔ)電容Cs、第一掃描控制線(xiàn) Vscanl、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)Vscan2、發(fā)光控制線(xiàn)Vems、電源線(xiàn)Vdd、地線(xiàn)Vss、參考電位線(xiàn)Vref、 數(shù)據(jù)線(xiàn)Vdata、有機(jī)發(fā)光二極管OLED (以下僅以O(shè)LED表示)。上述這些晶體管可以采用多晶硅薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管、氧化鋅基薄膜晶體管或有機(jī)薄膜晶體管中的任意一種。所述第一晶體管Tl的漏極接數(shù)據(jù)線(xiàn)Vdata，柵極接第一掃描控制線(xiàn)Vscanl，源極接存儲(chǔ)電容Cs的A端，所述第一晶體管Tl為數(shù)據(jù)電壓寫(xiě)入到第二晶體管T2的柵極并存儲(chǔ)于Cs提供通路；所述第二晶體管T2漏極接第三晶體管T3的源極，柵極接存儲(chǔ)電容Cs的A端，源極接第四晶體管T4的漏極以及存儲(chǔ)電容的B端，并通過(guò)OLED與地相連，所述第二晶體管T2 驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光；所述第三晶體管T3漏極接電源線(xiàn)Vdd，柵極接發(fā)光控制線(xiàn)Vems，所述第三晶體管 T3為第二晶體管T2閾值電壓存儲(chǔ)提供充電通路并為驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光提供通路；所述第四晶體管T4柵極接交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)VsCan2，源極接參考電位Vref，所述第四晶體管T4提供OLED放電通路使B點(diǎn)電位降至參考電位Vref，并避免OLED在特性恢復(fù)階段發(fā)光。像素驅(qū)動(dòng)電路工作時(shí)，第一晶體管Tl、第三晶體管T3和第四晶體管T4均工作于線(xiàn)性區(qū)，起驅(qū)動(dòng)作用的第二晶體管T2工作在飽和區(qū)。各信號(hào)線(xiàn)的輸入時(shí)序如圖2所示。該像素驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)以下方法步驟實(shí)現(xiàn)(1)在特性恢復(fù)階段，第一掃描控制線(xiàn)Vscanl、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)VsCan2處于高電平，發(fā)光控制線(xiàn)Vems處于低電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)置為地電位電平Vss，第一晶體管Tl和第四晶體管 T4導(dǎo)通，第三晶體管T3關(guān)斷，A點(diǎn)電位通過(guò)第一晶體管Tl被重置為Vss，OLED陽(yáng)極存儲(chǔ)的電荷放電直至其電位與參考電位Vref相等；這時(shí)OLED的陰極電位Vss大于陽(yáng)極電位Vref， 由此OLED兩端實(shí)現(xiàn)反向偏置而使OLED處于特性恢復(fù)階段，從而實(shí)現(xiàn)有源OLED像素的交流驅(qū)動(dòng)。注意，在此階段，第三晶體管T3處于關(guān)斷狀態(tài)導(dǎo)致第二晶體管T2不能流過(guò)電流，因而不會(huì)影響OLED陽(yáng)極的放電。(2)在閾值電壓存儲(chǔ)階段，第一掃描控制線(xiàn)Vscanl保持原來(lái)的高電平，交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)VsCan2跳至低電平，發(fā)光控制線(xiàn)Vems跳至高電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)和A點(diǎn)電位維持為地電位電平Vss，第一晶體管Tl和第三晶體管T3處于導(dǎo)通狀態(tài)，第四晶體管T4處于關(guān)斷狀態(tài)，電源Vdd通過(guò)第三晶體管T3、第二晶體管T2對(duì)OLED陽(yáng)極B點(diǎn)進(jìn)行充電直到第二晶體管T2截止，此時(shí)，B點(diǎn)電位值為地電位電平減去第二晶體管T2的閾值電壓Vth，即Vb = _Vth，則存儲(chǔ)電容Cs兩端電壓即為第二晶體管T2的閾值電壓。(3)在數(shù)據(jù)電壓寫(xiě)入階段，第一掃描控制線(xiàn)Vscanl為高電平，交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)VsCan2和發(fā)光控制線(xiàn)Vems為低電平，第一晶體管Tl處于導(dǎo)通狀態(tài)，第三晶體管T3 和第四晶體管T4處于關(guān)斷狀態(tài)，數(shù)據(jù)電壓Vdata通過(guò)第一晶體管Tl寫(xiě)入到第二晶體管T2的柵極并由存儲(chǔ)電容Cs保持至下一幀更新；此時(shí)根據(jù)電容耦合效應(yīng)B點(diǎn)電位為
權(quán)利要求
1.有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、存儲(chǔ)電容、第一掃描控制線(xiàn)、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)、發(fā)光控制線(xiàn)、電源線(xiàn)、地線(xiàn)、參考電位線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、有機(jī)發(fā)光二極管；所述第一晶體管的漏極接數(shù)據(jù)線(xiàn)，柵極接第一掃描控制線(xiàn)，源極接存儲(chǔ)電容的A端，所述第一晶體管為數(shù)據(jù)電壓寫(xiě)入到第二晶體管的柵極并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電容提供通路；所述第二晶體管漏極接第三晶體管的源極，柵極接存儲(chǔ)電容的A端，源極接第四晶體管的漏極以及存儲(chǔ)電容的B端，并通過(guò)有機(jī)發(fā)光二極管與地相連，所述第二晶體管驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光；所述第三晶體管漏極接電源線(xiàn)，柵極接發(fā)光控制線(xiàn)，所述第三晶體管為第二晶體管閾值電壓存儲(chǔ)提供充電通路并為驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光提供通路；所述第四晶體管柵極接交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)，源極接參考電位，所述第四晶體管提供放電通路使B點(diǎn)電位降至參考電位，并避免在特性恢復(fù)階段發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管，為多晶硅薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管、氧化鋅基薄膜晶體管或有機(jī)薄膜晶體管中的任意一種晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，包括下列步驟(1)特性恢復(fù)階段第一掃描控制線(xiàn)、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)處于高電平，發(fā)光控制線(xiàn)處于低電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)置為地電位電平，第一晶體管和第四晶體管導(dǎo)通，第三晶體管關(guān)斷，A點(diǎn)電位通過(guò)第一晶體管被重置為地電位，有機(jī)發(fā)光二極管陽(yáng)極存儲(chǔ)的電荷放電直至其電位與參考電位相等；這時(shí)有機(jī)發(fā)光二極管的陰極電位大于陽(yáng)極電位，由此有機(jī)發(fā)光二極管兩端實(shí)現(xiàn)反向偏置而使有機(jī)發(fā)光二極管處于特性恢復(fù)階段，實(shí)現(xiàn)有源有機(jī)發(fā)光二極管像素的交流驅(qū)動(dòng)；在此階段，第三晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)導(dǎo)致第二晶體管不能流過(guò)電流，不會(huì)影響OLED陽(yáng)極的放電；(2)閾值電壓存儲(chǔ)階段第一掃描控制線(xiàn)保持原來(lái)的高電平，交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)跳至低電平，發(fā)光控制線(xiàn)跳至高電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)和A點(diǎn)電位維持為地電位電平，第一晶體管和第三晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，第四晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，電源通過(guò)第三晶體管、第二晶體管對(duì)陽(yáng)極B 點(diǎn)進(jìn)行充電直到第二晶體管截止，此時(shí)，存儲(chǔ)電容兩端電壓即為第二晶體管的閾值電壓；(3)數(shù)據(jù)電壓寫(xiě)入階段第一掃描控制線(xiàn)為高電平，交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)和發(fā)光控制線(xiàn)為低電平，第一晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，第三晶體管和第四晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，數(shù)據(jù)電壓通過(guò)第一晶體管寫(xiě)入到第二晶體管的柵極并由存儲(chǔ)電容保持至下一幀更新；(4)發(fā)光階段第一掃描控制線(xiàn)、交流驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)為低電平，發(fā)光控制線(xiàn)為高電平，第一晶體管和第四晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，第三晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，第二晶體管驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光階段第二晶體管的柵源電壓保持不變，從而維持有機(jī)發(fā)光二極管在一幀時(shí)間內(nèi)亮度不變直到下一幀圖像刷新。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了有源有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的交流像素驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法，包括驅(qū)動(dòng)晶體管，開(kāi)關(guān)晶體管，存儲(chǔ)電容和OLED，第一晶體管的漏極接數(shù)據(jù)線(xiàn)，柵極接第一掃描控制線(xiàn)，源極接存儲(chǔ)電容A端，第二晶體管漏極接第三晶體管的源極，柵極接存儲(chǔ)電容A端以及第一晶體管的源極，源極接第四晶體管的漏極以及存儲(chǔ)電容B端，并通過(guò)有機(jī)發(fā)光二極管與地相連，第三晶體管漏極接電源線(xiàn)，柵極接發(fā)光控制線(xiàn)，第四晶體管的柵極接第二掃描控制線(xiàn)，源極接參考電位。本發(fā)明使OLED工作于交流驅(qū)動(dòng)方式從而促進(jìn)OLED從退化中恢復(fù)特性，有效提高OLED工作壽命，并可有效補(bǔ)償薄膜晶體管閾值電壓漂移和OLED開(kāi)啟電壓的退化而提高顯示畫(huà)面的均勻性。
文檔編號(hào)G09G3/32GK102222468SQ20111017057
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者吳為敬, 周雷, 張立榮, 彭俊彪, 王磊, 許偉 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)