專利名稱：通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)黑畫面插入的負脈沖退火方法，尤其涉及一種應(yīng)用在有源矩 陣有機發(fā)光顯示器中的以數(shù)據(jù)寫入方式實現(xiàn)負脈沖退火的方法。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光顯示器件(0LED)是主動發(fā)光器件。相比現(xiàn)在的主流平板顯示技術(shù)薄膜 晶體管液晶顯示器(TFT-LCD) ， 0LED具有高對比度、廣視角、低功耗、體積更薄等 優(yōu)點，是目前平板顯示技術(shù)中受到關(guān)注最多的技術(shù)之一。OLED可以用被動矩陣(PM)驅(qū)動，也可以用主動矩陣驅(qū)動(AM)。相比PM驅(qū)動， AM驅(qū)動具有顯示的信息容量較大、功耗較低、器件壽命長，畫面對比度高等優(yōu)點。而 PM驅(qū)動適用于低成本的、簡單的顯示器件。在玻璃基板上制作的用于AM驅(qū)動0LED的器件，目前有多種類型的器件被嘗試， 包括非晶硅(a-Si)薄膜晶體管(TFT)、微晶硅(u-Si)與低溫多晶硅(LTPS) TFT以 及采用其他材料的TFT器件如氧化鋅TFT或者有機物材料TFT等。在商業(yè)化生產(chǎn)的實 踐中，a-Si是一種目前最廣泛應(yīng)用的可以大面積均勻且相對低成本成膜的材料，a-Si TFT成為大尺寸產(chǎn)品有競爭力的陣列基板器件。對于TFT器件，包括a-Si、 u-Si與LTPS TFT，其長期工作在直流電壓偏置狀態(tài) 下會發(fā)生器件特性的漂移，其中尤以a-SiTFT最為明顯。如果不采取某種措施處理這 種漂移，發(fā)生特性漂移的器件驅(qū)動OLED的電流下降，顯示器件亮度降低，會導(dǎo)致器件 過早失效。除了特性漂移之外，a-SiTFT還存在"滯后"效應(yīng)(hysteresis)，由于 該效應(yīng)的存在，T T開啟和關(guān)閉過程中，當柵電極(柵極)電壓分別從小到大與從大 到小變化的時候，相同的電壓偏置狀態(tài)處于上升和下降的不同過程中時通過器件的電 流并不相等。因此，如果不采取措施控制，相同的驅(qū)動信號，可能會得到不同的器件 電流，也就不能實現(xiàn)期望的發(fā)光亮度值，進而影響顯示器件的圖像質(zhì)量。為了抑制TFT，特別是a-SiTFT的特性衰減與"滯后"效應(yīng)，已經(jīng)有多種方案被 提出。TFT特性衰減主要是由于驅(qū)動OLED器件的TFT柵極長時間置于正向偏置，從而絕緣層中，并且在溝道半導(dǎo)體層中產(chǎn)生缺陷態(tài)，使TFT闊值電壓 升高。研究發(fā)現(xiàn)，對于在柵極施加正向電壓發(fā)生特性漂移的TFT器件，如果在其柵極 施加負電壓偏置一段時間，其漂移的特性會有不同程度的恢復(fù)。利用這個特點， 一種 被稱為"負脈沖退火"的方法被提出，在器件工作的時候， 一部分時間將負電壓偏置 施加到器件的柵電極，用于減輕TFT特性衰減的程度，延長AMOLED的使用壽命。通過 控制電壓器件施加電壓時的電壓變化遵循從小到大的固定掃描方向，可以避免"滯后" 效應(yīng)。 .S,G. Park， J,H. Lee, W,K. Lee, M,K. Han， ASID2006, pp.64-7, New Dalhi, 8-12， Oct., 2006.公開了一種抑制特性漂移和"滯后"效應(yīng)的像素電路，如圖l所示， 數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)線111傳輸，柵極掃描信號通過柵極線110傳輸。電源線112提供 直流電壓，為發(fā)光器件0LED104顯示提供電流。在通過TFT101寫入像素電壓數(shù)據(jù)以 及寫入數(shù)據(jù)以后的一幀時間中的大部分時間，節(jié)點113連接的信號CLK處于高電壓， 節(jié)點100處的TFT (該TFT為驅(qū)動TFT 102提供放電通路)關(guān)閉，電壓信號被保持在 節(jié)點100上，并依靠存儲電容103維持該信號電壓。受數(shù)據(jù)電壓信號控制的TFT 102 (用于驅(qū)動OLED器件)的源極與漏極之間通過一定的電流，并提供給OLED 104，保 持其發(fā)光。在下次寫入新的顯示數(shù)據(jù)電壓之前，信號CLK被設(shè)定到低電壓一段特定時 間。在該時間內(nèi)，TFT 102的柵極電壓相對源極變?yōu)樨撝?，實現(xiàn)了 TFT 102柵極的負 電壓偏置，從而實現(xiàn)抑制TFT特性漂移的功能。與此同時，存儲電容103得以充分放 電，可以保證接下來的數(shù)據(jù)寫入過程節(jié)點IOO上面的信號電壓變化是從低電壓向高電 壓變化，從而避免了 "滯后"效應(yīng)的影響。J,H. Lee， B,H. You, C,W. Han， K,S. Shin, M,K. Han， Proceeding SID2005, p.228-231, 2005.公開了另一種抑制特性漂移與"滯后"效應(yīng)的像素電路，如圖2所 示，該電路工作機制如下在寫入信號之前，首先將節(jié)點203信號V，與節(jié)點205信 號V謹，同時置于高電壓，TFT 212、 213、 215、 216打開，節(jié)點204被充電到高電 壓。接下來，節(jié)點205信號V隨薩變?yōu)榈碗妷?，TFT212、 216關(guān)閉，節(jié)點204上電壓 開始下降至V。ATA+VTH，其中VTH為TFT214的閾值電壓。此時，存儲電容211上面電壓為 VDATA+VTH-VSS， Vss為節(jié)點201上的低電平直流偏置電壓。此后，節(jié)點203信號V,變?yōu)榈?電壓，節(jié)點205信號V腿通變?yōu)楦唠妷海琓FT213、 215關(guān)閉，TFT 216、 212打開，TFT 214的源漏極電流即為OLED 217的電流。由于VTH值已經(jīng)預(yù)先存儲在電容211上，電流大小與VTH無關(guān)，達到了抑制特性漂移的目的。在下一次寫入數(shù)據(jù)之前的特定時間內(nèi)，節(jié)點200信號CLK電壓被置于更低的電平， 節(jié)點204的信號通過TFT 210被下拉至低電壓。這樣， 一方面使TFT 214的柵極電壓 相對源極變?yōu)樨撝?，實現(xiàn)了負電壓脈沖退火；另一方面保證了接下來的數(shù)據(jù)寫入過程 節(jié)點204上面的信號電壓變化是從低電壓向高電壓變化，從而避免了 "滯后"效應(yīng)的 影響?，F(xiàn)有技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對特性漂移與"滯后"效應(yīng)的抑制，卻存在一些缺點，主 要表現(xiàn)在通過像素電路設(shè)計的現(xiàn)有技術(shù)增加了像素的復(fù)雜性與像素驅(qū)動的復(fù)雜性，對 像素補償不能實現(xiàn)差異化。如圖l所示電路結(jié)構(gòu)，該電路需要為每個像素引入一個負 電壓脈沖信號，因此每行像素都需要額外增加一條信號導(dǎo)線，降低了像素開口率。在 顯示器件長期使用的過程中，不同像素顯示的圖像信息有所區(qū)別，因此不同像素中的 器件衰減程度是有差異的，可能形成不同程度的"燒灼圖像"(Burn-in Image)殘留。 該電路由于引入的負脈沖信號的幅值與寬度對所有像素是相同的，不能夠?qū)崿F(xiàn)像素的 差別化補償，不能防止燒灼圖像的產(chǎn)生。圖2所示電路同樣具有上述圖l存在的缺點。此外，該電路需要將TFT基板上 的像素電極連接OLED器件的陰極，OLED器件制作的工藝難度較大。該電路額外引入 了多個控制信號，.布線復(fù)雜，系統(tǒng)驅(qū)動電路復(fù)雜性大幅提高，像素開口率受到影響。 該像素電路中器件數(shù)目較多，工藝中像素失效可能性提高，會導(dǎo)致產(chǎn)品良率下降。另 外，該像素電路對不同的像素不能實現(xiàn)差異化的退火補償，不能夠防止燒灼圖像的產(chǎn) 生。圖3是一種本申請人已經(jīng)提起申請(申請?zhí)?00810034062.9)的一種驅(qū)動 方法的實施示意圖，請參見圖3，在一幀的顯示數(shù)據(jù)完整寫入后，圖像得以正常顯示， 如圖3中的301所示。在緊隨其后的掃描周期內(nèi)，退火電壓偏置數(shù)據(jù)通過行掃描的方 式逐行寫入。在寫入未完成的時候，即在寫入退火電壓偏置數(shù)據(jù)的掃描周期中間，部 分行的像素被寫入退火偏置電壓數(shù)據(jù)，OLED不發(fā)光；部分行像素仍然保持前面一個寫 入顯示數(shù)據(jù)的掃埤周期內(nèi)寫入的顯示數(shù)據(jù)，OLED根據(jù)寫入數(shù)據(jù)值發(fā)光，顯示圖像。因 此，圖像顯示如圖3中的302所示，部分呈現(xiàn)黑畫面，如圖3中的3021所示，部分 仍然顯示圖像，如圖3中的3022所示。在退火偏置數(shù)據(jù)寫入完成，即寫入退火電壓 偏置數(shù)據(jù)的掃描周期末尾，所有像素被寫入退火電壓偏置數(shù)據(jù)，顯示器件呈現(xiàn)黑畫面，如圖3中的303所示。類似地，在新的幀顯示周期內(nèi)，顯示數(shù)據(jù)寫入周期內(nèi)畫面再次 呈現(xiàn)如圖3中的304所示的，部分為顯示圖像3041，部分為黑畫面3042。驅(qū)動信號 的寫入如上所述循環(huán)。圖4是對應(yīng)圖3示例的驅(qū)動OLED的TFT柵電壓狀態(tài)的示意圖，示例地表示了在 三個幀顯示周期內(nèi)，某個像素中驅(qū)動OLED的TFT柵極電壓偏置狀態(tài)變化情況。在第一 個幀顯示周期401內(nèi)，顯示數(shù)據(jù)掃描周期4011內(nèi)，柵極偏置為V1D，在隨后的退火偏 置數(shù)據(jù)寫入周期4012內(nèi)，驅(qū)動0LED的TFT的柵極電壓為根據(jù)與V1D對應(yīng)的V1A,用 于針對TFT在掃描周期4011內(nèi)柵極偏置發(fā)生的特性漂移進行負電壓退火，以恢復(fù)其特 性。在后續(xù)的兩個掃描周期內(nèi)，TFT柵極分別為V2D與V3D，分別由其對應(yīng)的退火電壓 偏置數(shù)據(jù)寫入周期寫入退火電壓V2A與V3A進行特性恢復(fù)。圖3所示發(fā)明對OLED器件應(yīng)用也存在不足之處。由于插入了一個掃描周期的 黑畫面，因此，在時間的積分效果上，畫面亮度下降。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方 法，可以有效抑制有源驅(qū)動OLED顯示器件中驅(qū)動OLED器件的TFT的特性漂移， 使器件壽命得以延長，且不損失亮度。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn) 負脈沖退火的方法，所述方法包括如下步驟a. 對每幀顯示數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，若小于設(shè)定值則進行擴展調(diào)整，并存儲調(diào)整標記；b. 在第一掃描周期內(nèi)，輸出預(yù)處理后的顯示數(shù)據(jù)；C.在第二掃描周期內(nèi)，對無調(diào)整標記的顯示數(shù)據(jù)，繼續(xù)輸出顯示數(shù)據(jù)以保證亮 度，同時對該幀對應(yīng)存儲單元存儲累積退火需求；對有調(diào)整標記的顯示數(shù)據(jù)，輸出退 火數(shù)據(jù)。上述的通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法中，所述設(shè)定值可為一半最大亮度 對應(yīng)的灰階數(shù)據(jù)；所述擴展調(diào)整為將顯示數(shù)據(jù)調(diào)整為兩倍于原有灰階數(shù)據(jù)對應(yīng)亮度 所對應(yīng)的灰階數(shù)據(jù)。上述的通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法中，所述輸出退火數(shù)據(jù)為若該幀對應(yīng)存儲單元顯示無累積退火需求，根據(jù)所述預(yù)處理后的顯示數(shù)據(jù)，査表確定退火數(shù) 據(jù)；若對應(yīng)存儲單元有累積退火需求，則將退火數(shù)據(jù)設(shè)定為最大程度退火數(shù)據(jù)， 并更新累積退火需求。本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明通過退火數(shù)據(jù)給驅(qū)動0LED的TFT 施加一定時間的柵極負電壓偏置，可以有效抑制有源驅(qū)動OLED顯示器件中驅(qū)動0LED 器件的TFT的特性漂移，使器件壽命得以延長。由于交替寫入顯示數(shù)據(jù)和退火數(shù)據(jù)， 保證數(shù)據(jù)電壓的寫入使驅(qū)動OLED的TFT偏置掃描方向總是從負電壓到正電壓的單向過 程，從而避免"滯后"效應(yīng)。由于退火數(shù)據(jù)有針對性地對像素每一幀顯示受到偏置的 程度進行補償，可以避免器件在工作中由于顯示畫面內(nèi)容的差別產(chǎn)生的漂移程度的差 異化，保持器件的均勻性，消除燒灼畫面的產(chǎn)生。此外，依照本發(fā)明所述的驅(qū)動方法， 只有當?shù)谝恢芷趯译A數(shù)據(jù)作了擴展調(diào)整才在第二周期進行退火數(shù)據(jù)寫入，否則等下 一周期再進行退火數(shù)據(jù)處理。因此，依照本發(fā)明所述技術(shù)驅(qū)動AMOLED，可以解決亮度 損失的問題。


圖1是現(xiàn)有的像素電路與信號波形的示意圖。 圖2是現(xiàn)有的像素電路與信號波形的示意圖。 圖3是現(xiàn)有的圖像顯示順序示意圖。圖4是對應(yīng)圖3實施例的驅(qū)動0LED的TFT柵電壓狀態(tài)的示意圖。圖5是本發(fā)明數(shù)據(jù)處理方法示意圖。圖6是本發(fā)明的驅(qū)動電路框圖。圖7是本發(fā)明的數(shù)據(jù)位長擴展示意圖。圖8是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程圖。圖9是是本發(fā)明的電壓編程的簡單像素電路的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。圖5是本發(fā)明數(shù)據(jù)處理方法示意圖。顯示數(shù)據(jù)輸入為D1，對應(yīng)的亮度為Bl,兩 倍亮度2*B1對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)為Dl*，則數(shù)據(jù)調(diào)整后為Dl*。同理，顯示數(shù)據(jù)輸入為D2，對應(yīng)的亮度為B2，兩倍亮度2*B2對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)為D2*，則數(shù)據(jù)調(diào)整后為D2*。圖6是本發(fā)明的驅(qū)動電路框圖。每一幀顯示數(shù)據(jù)先通過數(shù)據(jù)處理電路，處理后輸 出顯示數(shù)據(jù)或退火數(shù)據(jù)至?xí)r序控制器，然后時序控制器分別驅(qū)動源極驅(qū)動電路和柵極 驅(qū)動電路進行顯示。時序控制器不對退火數(shù)據(jù)做修改。源極驅(qū)動器根據(jù)處理后數(shù)據(jù) 的顯示退火標志位執(zhí)行輸出退火數(shù)據(jù)還是顯示數(shù)據(jù)。在顯示退火標志位為退火的 狀態(tài)下，將退火數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換輸出退火電壓；在顯示退火標志位為顯示 的狀態(tài)下，將顯示數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換輸出顯示電壓。從顯示數(shù)據(jù)處理電路開始，包括后續(xù)的時序控制器，源極驅(qū)動電路，處理后 的顯示數(shù)據(jù)的位長增加1位。假定原來的顯示數(shù)據(jù)位長為8，則處理后的顯示數(shù)據(jù) 位長為9位。請參見圖7，擴展位701為退火顯示控制位，數(shù)據(jù)702為處理后的顯示 或退火數(shù)據(jù)。'圖8是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程圖。請參見圖8，圖8中流程的詳細處理請參見圖8，下面是對流程中各步驟的詳細描述o步驟S801:顯示數(shù)據(jù)輸入存儲，然后進入步驟S802。步驟S802:判斷顯示數(shù)據(jù)是否需要調(diào)整。如果是則進入步驟S803，否則進入步 驟S804。步驟S803:數(shù)據(jù)調(diào)整為對應(yīng)2倍亮度的數(shù)據(jù)，然后進入步驟S804。 步驟S804:設(shè)置當前像素為顯示狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸出到時序控制器，進入步驟S805。 步驟S805:'判斷一幀所有像素數(shù)據(jù)是否發(fā)送結(jié)束。如果是則進入步驟S806，否 則返回步驟S802。步驟S806:判斷顯示數(shù)據(jù)是否需要調(diào)整。如果是則進入步驟S807，否則進入步 驟S808。步驟S807:判斷像素對應(yīng)退火狀態(tài)存儲器存儲單元是否為0。如果是則進入步驟 S809，否則進入步驟S810。步驟S808:數(shù)據(jù)不改變，退火狀態(tài)存儲電路對應(yīng)存儲單元加l，設(shè)置當前像素為 顯示狀態(tài)，進入步驟S811。步驟S809:根據(jù)像素顯示數(shù)據(jù)計算或査表獲得退火數(shù)據(jù)；設(shè)置當前像素退火/顯 示狀態(tài)為退火；進入步驟S811。步驟S810:退火數(shù)據(jù)設(shè)定為最大值；設(shè)置當前像素退火/顯示狀態(tài)為退火；對應(yīng) 存儲單元減l;進入步驟S811。步驟S811:數(shù)據(jù)輸出到時序控制器。對于任何有源矩陣有機發(fā)光像素電路，凡是輸入的數(shù)據(jù)電壓可以傳導(dǎo)到特性發(fā)生 漂移的器件，本發(fā)明的方法皆可適用。圖9示出了一種可能的基本像素電路結(jié)構(gòu)。該 電路包括兩個TFT分別是Tsw，用于在柵極引線Gn的信號控制下降數(shù)據(jù)線上的信號 VMTA傳導(dǎo)到驅(qū)動TFT Tdr的柵極上，VDATA可以是顯示數(shù)據(jù)電壓，也可以是退火數(shù)據(jù) 電壓；TFT Tdr用于驅(qū)動OLED，電容Cst用于保持TFT Tdr柵極上面的電荷。本發(fā)明通過退火數(shù)據(jù)給驅(qū)動OLED的TFT施加一定時間的柵極負電壓偏置，可以 有效抑制有源驅(qū)動OLED顯示器件中驅(qū)動OLED器件的TFT的特性漂移，使器件壽命得 以延長。由于交替寫入顯示數(shù)據(jù)和退火數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)電壓的寫入使驅(qū)動OLED的TFT 偏置掃描方向總是從負電壓到正電壓的單向過程，從而避免"滯后"效應(yīng)。由于退火 數(shù)據(jù)有針對性地對像素每一幀顯示受到偏置的程度進行補償，可以避免器件在工作中 由于顯示畫面內(nèi)容的差別產(chǎn)生的漂移程度的差異化，保持器件的均勻性，消除燒灼畫 面的產(chǎn)生。此外，依照本發(fā)明所述的驅(qū)動方法，只有當?shù)谝恢芷趯译A數(shù)據(jù)作了擴展 調(diào)整才在第二周期進行退火數(shù)據(jù)寫入，否則等下一周期再進行退火數(shù)據(jù)處理。因此， 可以解決亮度損失的問題。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。
權(quán)利要求
1、一種通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟a.對每幀顯示數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，若小于設(shè)定值則進行擴展調(diào)整，并存儲調(diào)整標記；b.在第一掃描周期內(nèi)，輸出預(yù)處理后的顯示數(shù)據(jù)；c.在第二掃描周期內(nèi)，對無調(diào)整標記的顯示數(shù)據(jù)，繼續(xù)輸出顯示數(shù)據(jù)以保證亮度，同時對該幀對應(yīng)存儲單元存儲累積退火需求；對有調(diào)整標記的顯示數(shù)據(jù)，輸出退火數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法，其特征在于， 所述設(shè)定值為一半最大亮度對應(yīng)的灰階數(shù)據(jù)；所述擴展調(diào)整為將顯示數(shù)據(jù)調(diào)整為兩 倍于原有灰階數(shù)據(jù)對應(yīng)亮度所對應(yīng)的灰階數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法，其特征在于， 所述輸出退火數(shù)據(jù)為若該幀對應(yīng)存儲單元顯示無累積退火需求，根據(jù)所述預(yù)處理后 的顯示數(shù)據(jù)，查表確定退火數(shù)據(jù)；若對應(yīng)存儲單元有累積退火需求，則將退火數(shù)據(jù) 設(shè)定為最大程度退火數(shù)據(jù)，并更新累積退火需求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過數(shù)據(jù)寫入實現(xiàn)負脈沖退火的方法，該方法包括如下步驟對每幀顯示數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，若小于設(shè)定值則進行擴展調(diào)整，并存儲調(diào)整標記，在第一掃描周期內(nèi)，輸出調(diào)整后的顯示數(shù)據(jù)；在第二掃描周期內(nèi)，根據(jù)調(diào)整標記輸出顯示數(shù)據(jù)或退火數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的方法可抑制有源驅(qū)動OLED顯示器件中驅(qū)動OLED器件的TFT的特性漂移，延長該TFT器件壽命，且不損失亮度。
文檔編號G09G3/32GK101325032SQ20081003830
公開日2008年12月17日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者張曉建, 李俊峰 申請人:上海廣電光電子有限公司