專利名稱：有機發(fā)光二極管顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，更具體地說涉及一種 能夠延長其壽命并改善顯示質(zhì)量的有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器及其驅(qū)動 方法。
背景技術(shù)：
近來，人們一直在發(fā)展各種與基于陰極射線管(CRT)的顯示器相比重量 降低和體積減小的平板顯示器(FPD)。這些FPD包括液晶顯示器(LCD)、 場發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)、和電致發(fā)光設(shè)備。
因為PDP的結(jié)構(gòu)和制造工藝簡單，所以PDP作為一種輕、薄、短、和小 的顯示器以及用于大屏幕顯示應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)點而倍受關(guān)注。然而，PDP具有低 的發(fā)光效率和亮度以及大的功耗。其中以TFT作為開關(guān)器件的薄膜晶體管 (TFT) LCD是使用最廣泛的FPD之一。然而，因為TFT LCD是非發(fā)光設(shè)備， 所以TFTLCD具有窄的視角和低的響應(yīng)速度。
根據(jù)發(fā)射層的材料不同，電場發(fā)光設(shè)備被分類為無機發(fā)光二極管顯示器或 者有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器。具體地，OLED顯示器由于使用自發(fā)射 器件，而響應(yīng)速度高并且且具有高的發(fā)光效率、亮度、和寬的視角。
圖1示出一種用于顯示器的OLED。該OLED包括形成于陽極和陰極之間 的有機化合物層，諸如空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)射層(EML)、 電子傳輸層(ETL)、和電子注入層(EIL)。
有機化合物層包括空穴注入層(HIL) 78e、空穴傳輸層(HTL) 78d、發(fā) 射層(EML) 78c、電子傳輸層(ETL) 78b、和電子注入層(EIL) 78a。
當在陽極和陰極之間施加驅(qū)動電壓的時候，通過HTL 78d的空穴和通過ETL78b的電子在發(fā)射層(EML) 78c里復(fù)合，以形成激子。結(jié)果，EML 78c 產(chǎn)生可視光。
OLED顯示器包括由像素構(gòu)成的矩陣，每個像素都包括OLED，并且該 OLED顯示器根據(jù)數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的灰度級控制由掃描脈沖選擇的像素的亮度。
OLED顯示器可以使用無源矩陣法或者使用其中以TFT作為開關(guān)器件的 有源矩陣法來工作。
在有源矩陣法中，作為有源器件而使用的TFT被選擇性地導(dǎo)通，以選擇 像素，并且用存儲電容器中所保持的電壓來保持像素的亮度。
圖2是一電路圖，其示意性地示出采用有源矩陣法的OLED顯示器中的 一個像素。
參照圖2，有源矩陣法中的OLED顯示器的像素包括OLED、彼此交叉的 數(shù)據(jù)線DL和柵極線GL、開關(guān)TFTSW、驅(qū)動TFT DR、和存儲電容器Cst。 使用N型MOS-FET來實現(xiàn)開關(guān)TFT SW和驅(qū)動TFT DR。開關(guān)TFT SW響應(yīng)于來自柵線GL的掃描脈沖而導(dǎo)通，以允許電流流過其 源極電極和漏極電極之間的電路。在開關(guān)TFTSW的導(dǎo)通時間內(nèi)，將來自數(shù)據(jù) 線DL的數(shù)據(jù)電壓經(jīng)由開關(guān)TFT SW的源極電極和漏極電極施加到驅(qū)動TFT DR的柵極電極和存儲電容器Cst。
驅(qū)動TFT DR根據(jù)其柵極電極和源極電極之間的電壓差Vgs控制流過 OLED的電流。
存儲電容器Cst存儲施加到其一個電極上的數(shù)據(jù)電壓，以對于一幀保持提 供給驅(qū)動TFTDR的柵極電極的電壓。
OLED具有圖1所示的結(jié)構(gòu)。將OLED連接在驅(qū)動TFTDR的源極電極和 低電位驅(qū)動電壓源VSS之間。
圖2所示的像素的亮度與流過OLED的電流成正比。流過OLED的電流
由驅(qū)動TFTDR的柵極電壓和源極電壓之電壓差、驅(qū)動TFTDR的閾值電壓、
和數(shù)據(jù)電壓決定，如等式1所示。 [等式1] = Fg _ Ks在式1中，Vgs代表驅(qū)動TFTDR的柵極電壓Vg和源極電壓Vs之間的電 壓差，Vdata代表數(shù)據(jù)電壓，Vss代表低電位驅(qū)動電壓，Ioled代表驅(qū)動電流， Vth代表驅(qū)動TFT DR的閾值電壓，而k代表由驅(qū)動TFT DR的遷移性和寄生 電容決定的常數(shù)值。
如式1所示，OLED的電流Ioled受到驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth的顯 著影響。
通常，當將同一極性的柵電壓長時間施加到驅(qū)動TFT DR的柵極電極上 時，柵極偏壓應(yīng)力(gate-bias stress)增加，以致驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth 增加，因而改變了驅(qū)動TFTDR的工作特性。圖3示出驅(qū)動TFTDR的工作特 性的改變的實驗結(jié)果。
圖3示出當將正柵極偏壓應(yīng)力施加到其溝道寬度/溝道長度W/L為120 u m/6li m的A-Si:HTFT上時樣品的氫化非晶硅(A-Si:H) TFT的特性曲線變化 的情況。在圖3中，橫軸代表作為該樣品的A-Si:H TFT的柵極電壓V，而縱 軸代表作為樣品的A-Si:HTFT的源極電極和漏極電極間的電流A。
圖3示出當作為例子，將+30V的電壓施加到A-Si:HTFT的柵極電極時隨 電壓施加時間的增加而引起的閾值電壓和TFT透射特性曲線的漂移。如圖3 所示，隨著施加給A-Si:H TFT的柵極電極的正電壓的持續(xù)時間的增加，TFT 的透射特性曲線移到右邊，并且A-Si:H TFT的閾值電壓增加。在該所示的例 子中，閾值電壓從Vthl增加到Vth4。
驅(qū)動TFTDR的閾值電壓的增加使得驅(qū)動TFTDR的工作點不穩(wěn)定，因此 縮短了顯示器的壽命。例如，在圖2所示的像素電路中，當驅(qū)動TFTDR的閾 值電壓Vth從1.5V增加到2V時，盡管施加同樣的數(shù)據(jù)電壓，但是驅(qū)動電流 的量減小到初始值的70%。此夕卜，當在相同周期內(nèi)像素是由具有不同幅值的數(shù) 據(jù)電壓驅(qū)動時，其上累計施加有相對大的數(shù)據(jù)電壓的像素的驅(qū)動TFTDR的惡 化程度比其上累計施加有相對小的數(shù)據(jù)電壓的像素的驅(qū)動TFT DR的惡化程 度要大。因此，當將同樣的數(shù)據(jù)電壓相繼施加到像素上時，流過OLED的電 流的量隨每個像素而改變，由此降低了顯示質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，其基本上克服了因現(xiàn)有技術(shù)的局限和不足引起的一個或者多個問題。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種能夠防止流過OLED的電流受驅(qū)動TFT的閾值 電壓的改變影響的有機OLED顯示器及其驅(qū)動方法，以延長顯示器的壽命， 并且改善顯示質(zhì)量。
本發(fā)明其他的特征和優(yōu)點將在隨后的描述中加以闡述，并且部分地，可從 描述中顯然獲知，或者可通過應(yīng)用本發(fā)明而習(xí)得。本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點 將通過所書的說明書及其權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和 獲得。
為了實現(xiàn)本發(fā)明所述的這些目的和其他優(yōu)點，如這里廣泛和具體地描述
的，本發(fā)明提供一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，其包括多條數(shù)據(jù)線，
向其提供數(shù)據(jù)電壓；多個柵極線對，每一對都包括向其提供第一掃描脈沖的第
一柵極線和向其提供與該第一掃描脈沖部分重疊且相位相反的第二掃描脈沖
的第二柵極線；高電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生高電位驅(qū)動電壓；低電位驅(qū)動電
壓源，用于產(chǎn)生低電位驅(qū)動電壓；保持驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生保持驅(qū)動電壓，
該保持驅(qū)動電壓的值位于該高電位驅(qū)動電壓和該低電位驅(qū)動電壓之間；
OLED，響應(yīng)于從該高電位驅(qū)動電壓源流到該低電位驅(qū)動電壓源且流過該
OLED的電流而發(fā)光；驅(qū)動設(shè)備，用于根據(jù)施加于與第一節(jié)點相連的柵極電極
和與該低電位驅(qū)動電壓源相連的源極之間的柵極-源極電壓而控制流過該
OLED的電流；存儲電容器，其連接在該第一節(jié)點和該第二節(jié)點之間；和開關(guān)
電路，用于在第一周期內(nèi)以復(fù)位電壓充電該第一節(jié)點，用于放電該復(fù)位電壓，
以便將該第一節(jié)點的電位保持為該驅(qū)動設(shè)備的閾值電壓和該低電位驅(qū)動電壓
之和，并在該第一周期之后的第二周期內(nèi)將該數(shù)據(jù)電壓提供給該第二節(jié)點，并
且用于響應(yīng)該第一和第二掃描脈沖，在該第二周期之后的第三周期內(nèi)，使該第
二節(jié)點的電位從該數(shù)據(jù)電壓增加該保持驅(qū)動電壓和該數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差。 該第一周期是復(fù)位周期，其在該第一掃描脈沖的上升沿和比該第一掃描脈
沖的該上升沿更晚產(chǎn)生的該第二掃描脈沖的下降沿之間；該第二周期是閾值電
壓感應(yīng)周期，其位于該第二掃描脈沖的下降沿和在產(chǎn)生該第一掃描脈沖的下降
沿的時刻產(chǎn)生的該第二掃描脈沖的上升沿之間；而第三周期是發(fā)射周期，其被
定義為從該第一掃描脈沖的該下降沿開始的第一掃描脈沖的低邏輯周期和從
該第二掃描脈沖的上升沿開始的第二掃描脈沖的高邏輯周期。
可通過下式得到在該發(fā)射周期內(nèi)流過該OLED的電流Fg = r愿_ Ftfato + +剛，Ky = Fm = F"皿一 Fiifi(to +附
=5 (7馬_陸to +附-,2
其中，Vgs代表驅(qū)動TFT的柵極電壓Vg和源極電壓Vs之間的電壓差， Vsus代表保持驅(qū)動電壓，Vdata代表數(shù)據(jù)電壓，Vth代表驅(qū)動TFT的閾值電壓， Vss代表低電位驅(qū)動電壓，而k代表由該驅(qū)動TFT的遷移性和寄生電容決定的 常數(shù)值。
該開關(guān)電路包括第一開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于該第二掃描脈沖在該高電 位驅(qū)動電壓源和該低電位驅(qū)動電壓源之間形成電流路徑；第二開關(guān)器件，其用 于響應(yīng)該第一掃描脈沖在該驅(qū)動設(shè)備的漏極電極和該第一節(jié)點之間形成電流 路徑；第三開關(guān)器件，其用于響應(yīng)該第一掃描脈沖在該數(shù)據(jù)線和該第二節(jié)點之 間形成電流路徑；和第四開關(guān)器件，其用于響應(yīng)該第二掃描脈沖在該保持驅(qū)動 電壓源和該第二節(jié)點之間形成電流路徑。
該OLED包括連接到該高電位驅(qū)動電壓源的陽極；和連接到該第一開 關(guān)器件的漏極電極的陰極。
該驅(qū)動設(shè)備的該漏極電極共同地連接到該第一開關(guān)器件的源極電極和該 第二開關(guān)器件的漏極電極。
該第一開關(guān)器件包括連接到該第二柵極線的柵極電極、連接到該OLED 的該陰極的漏極、和共同地連接到該驅(qū)動設(shè)備的漏極電極和該第二開關(guān)器件的 漏極電極的源極電極。該第二開關(guān)器件包括連接到該第一柵極線的柵極電極、 共同地連接到該驅(qū)動設(shè)備的漏極電極和該第一開關(guān)器件的源極電極的漏極電 極、和連接到該第一節(jié)點的源極電極；該第三開關(guān)器件包括連接到該第一柵極 線的柵極電極、連接到該數(shù)據(jù)線的漏極電極、和連接到該第二節(jié)點的源極電極。 該第四開關(guān)器件包括連接到該第二柵極線的柵極電極、連接到該保持驅(qū)動電壓 源的漏極電極、和連接到該第二節(jié)點的源極電極。
本發(fā)明的另一方面提供一種用于驅(qū)動OLED顯示器的方法，該OLED顯 示器包括多條數(shù)據(jù)線，向其提供數(shù)據(jù)電壓；多個柵極線對，每一對柵極線都 包括向其提供第一掃描脈沖的第一柵極線和向其提供與該第一掃描脈沖部分重疊且相位相反的第二掃描脈沖的第二柵極線；高電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生 高電位驅(qū)動電壓；低電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生低電位驅(qū)動電壓；保持驅(qū)動電 壓源，用于產(chǎn)生保持驅(qū)動電壓，該保持驅(qū)動電壓的值位于該高電位驅(qū)動電壓和 該低電位驅(qū)動電壓之間；OLED，響應(yīng)于從該高電位驅(qū)動電壓源流到該低電位 驅(qū)動電壓源且流過該OLED的電流而發(fā)光；驅(qū)動設(shè)備，其用于控制流過該 OLED的該電流，其中該電流取決于施加于與第一節(jié)點相連的柵極電極和與該 低電位驅(qū)動電壓源相連的源極電極之間的柵極-源極電壓；存儲電容器，其連 接在該第一節(jié)點和該第二節(jié)點之間；開關(guān)電路，用于在第一周期內(nèi)以復(fù)位電壓 充電該第一節(jié)點，用于放電該復(fù)位電壓，以便將該第一節(jié)點的電位保持為該驅(qū) 動設(shè)備的閾值電壓和該低電位驅(qū)動電壓之和，并在該第一周期之后的第二周期 內(nèi)將該數(shù)據(jù)電壓提供給該第二節(jié)點，并且用于響應(yīng)于該第一和第二掃描脈沖， 在該第二周期之后的第三周期內(nèi)，使該第二節(jié)點的電位從該數(shù)據(jù)電壓增加該保 持驅(qū)動電壓和該數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差。該方法包括在該第一周期內(nèi)以該復(fù) 位電壓充電該第一節(jié)點；放電該復(fù)位電壓，以便將該第一節(jié)點的該電位保持為 該驅(qū)動設(shè)備的閾值電壓和該低電位驅(qū)動電壓之和，并在該第二周期內(nèi)將該數(shù)據(jù) 電壓提供給該第二節(jié)點；并且在第三周期內(nèi)將該第二節(jié)點的電位從該數(shù)據(jù)電壓 增加該保持驅(qū)動電壓和該數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差。
應(yīng)該理解，前面一般性的描述和后面具體的描述都是示例性和解釋性的， 并且本發(fā)明意在提供如權(quán)利要求書的對本發(fā)明的進一步的解釋。


這些附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解并且構(gòu)成本說明書的一部分，它們 解釋了本發(fā)明的實施例并且連同說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
在圖中
圖1是用于解釋普通的OLED顯示器的亮度原理的框圖2是用于等效地解釋有源矩陣法的現(xiàn)有技術(shù)OLED顯示器的一個像素 的電路圖3示出一個例子，其中驅(qū)動薄膜晶體管(TFT)的閾值電壓由于正柵極 偏壓應(yīng)力而增加；
圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例的OLED顯示器的框圖；圖5是用于顯示提供給圖4的顯示器的像素的一對掃描脈沖和數(shù)據(jù)電壓的 時序圖6是用于解釋根據(jù)本發(fā)明該實施例的OLED顯示器中的第[j，k]個像素的 等效電路圖7是在圖5的復(fù)位周期Tl內(nèi)像素的等效電路圖； 圖8是在圖5的閾值電壓感應(yīng)周期T2內(nèi)像素的等效電路圖； 圖9是在圖5的發(fā)射周期T3內(nèi)像素的等效電路圖；禾口 圖IO示出一仿真結(jié)果，其顯示根據(jù)與驅(qū)動TFT的閾值電壓的改變的流過 OLED的驅(qū)動電流量的改變。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細地討論本發(fā)明的實施例，附圖中的圖4到圖IO示出了一些例子。 圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明實施例的有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器的 框圖。圖5是用于顯示提供給圖4的顯示器的像素122的一對掃描脈沖Sl和 S2以及數(shù)據(jù)電壓Vdata的時序圖。
參照圖4禾n圖5，根據(jù)本發(fā)明實施例的OLED包括其中形成有mXn個像 素122的矩陣的顯示面板116，用于向數(shù)據(jù)線Dl到Dm提供模擬數(shù)據(jù)電壓的 數(shù)據(jù)驅(qū)動電路120，用于向第一柵極線Gll到Gin順序提供第一掃描脈沖SI 并向第二柵極線G21到G2n順序提供第二掃描脈沖S2的柵極驅(qū)動電路118， 和用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路120和柵極驅(qū)動電路118的驅(qū)動時序的時序控制器 124。
顯示面板116包括形成于成對的柵極線G11G21， G12G22， ，和
GlnG2n與數(shù)據(jù)線Dl到Dm交叉處的像素122，在此成對的柵極線中，第一 和第二柵極線彼此一對一地對應(yīng)以形成每個對。在顯示面板116中形成用于給 像素122提供高電位驅(qū)動電壓Vdd的信號布線a、用于給像素122提供低電位 驅(qū)動電壓Vss的信號布線b、和用于提供其電位在高電位驅(qū)動單元Vdd和低電 位驅(qū)動電壓Vss之間的保持驅(qū)動電壓Vsus的信號布線c。
數(shù)據(jù)驅(qū)動電路120響應(yīng)來自時序控制器124的數(shù)據(jù)控制信號DDC將數(shù)字 視頻數(shù)據(jù)RGB轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)電壓(以下將其稱之為數(shù)據(jù)電壓)，以向數(shù)據(jù)線 Dl到Dm提供模擬數(shù)據(jù)電壓。將數(shù)據(jù)電壓經(jīng)由數(shù)據(jù)線Dl到Dm提供給像素
12122。
柵極驅(qū)動電路118響應(yīng)來自時序控制器124的柵控制信號GDC向成對柵 極線G11G21， G12G22， ，和GlnG2n提供圖5所示的一對掃描脈沖Sl
和S2。在這對掃描脈沖Sl和S2中，將第一掃描脈沖Sl經(jīng)由第一柵極線Gll 到Gln提供給像素122，而將第二掃描脈沖S2經(jīng)由第二柵極線G21到G2n提 供給像素122。
時序控制器124向數(shù)據(jù)驅(qū)動電路120提供來自外部的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB 并使用垂直/水平同步信號H、 Vsync和時鐘信號CLK產(chǎn)生用于控制柵極驅(qū)動 電路118和數(shù)據(jù)驅(qū)動電路120的工作時序的控制信號DDC和GDC。
在圖5的時序圖中，Tl代表復(fù)位周期，T2代表閾值電壓感應(yīng)(sensing) 周期，而T3代表發(fā)射周期。在復(fù)位周期Tl中，使形成于像素122內(nèi)的驅(qū)動TFT的柵極電壓初始化為 大約等于高電位驅(qū)動電壓Vdd的復(fù)位電壓。將復(fù)位周期T1定義為位于第一掃 描脈沖Sl的上升沿和第二掃描脈沖S2的下降沿之間的周期。
在閾值電壓感應(yīng)周期T2內(nèi)，驅(qū)動TFT的柵極電壓從復(fù)位電壓值放電到閾 值電壓值，以感應(yīng)(sense)驅(qū)動TFT的閾值電壓。將閾值電壓感應(yīng)周期T2 定義為位于第二掃描脈沖S2的下降沿和第二掃描脈沖S2的上升沿之間的周 期。
在發(fā)射周期T3內(nèi)，OLED通過包括感應(yīng)的閾值電壓的在驅(qū)動TFT的柵極 和源極之間的電壓差發(fā)光。將發(fā)射周期T3定義為從第一掃描脈沖Sl的下降 沿開始的第一掃描脈沖Sl的低邏輯周期和從第二掃描脈沖S2的上升沿開始 的第二掃描脈沖S2的高邏輯周期。
參照圖7到圖9詳細地描述在復(fù)位周期T1、閾值電壓感應(yīng)周期T2、和發(fā) 射周期T3內(nèi)像素122的工作。
用于向像素122提供高電位驅(qū)動電壓Vdd的高電位驅(qū)動電壓源VDD、用 于提供低電位驅(qū)動電壓Vss的低電位驅(qū)動電壓源VSS、和其電位在高電位驅(qū)動 電壓和低電位驅(qū)動電壓之間的保持驅(qū)動電壓源VSUS連接到顯示面板116?？?將從低電位驅(qū)動電壓源VSS提供的低電壓驅(qū)動單元Vss公共地設(shè)為地電壓 Ground 。
每個像素122包括OLED、驅(qū)動TFT DR、四個開關(guān)TFT SW1到SW4、和存儲電容器Cst，如圖6所示。
圖6是等效電路圖，其示出根據(jù)本發(fā)明實施例的包括在OLED顯示器中 的第[j,k]個像素122。
參照圖6，根據(jù)本發(fā)明實施例的像素122包括形成于第k條數(shù)據(jù)線Dk和 第j對柵極線Gjl和Gj2的交叉處的OLED、驅(qū)動TFTDR、開關(guān)電路130、和 存儲電容器Cst。
OLED的陽極連接到高電位驅(qū)動電壓源VDD， OLED的陰極連接到開關(guān) 電路130。 OLED具有圖1所示的結(jié)構(gòu)，并通過由驅(qū)動TFTDR控制的驅(qū)動電 流發(fā)光。
驅(qū)動TFT DR的柵極電極G連接到第一節(jié)點nl ，驅(qū)動TFT DR的漏極電 極D連接到開關(guān)電路130，驅(qū)動TFTDR的源極電極S連接到低電位驅(qū)動單元 VSS。驅(qū)動TFTDR根據(jù)施加到其柵極電極G的柵極電壓和施加到其源極電極 S的源極電壓之間的電壓差Vgs控制流過OLED的電流的量。這里，以N型 電金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管實現(xiàn)驅(qū)動TFT DR。驅(qū)動TFT DR的半導(dǎo)體 層包括非晶硅層。
開關(guān)電路130包括第一到第四開關(guān)TFT SW1到SW4。開關(guān)電路130響應(yīng) 提供給第j對柵極線Gjl和Gj2的一對掃描脈沖Sl和S2將第一節(jié)點nl充電 到復(fù)位電壓；以二極管的方式連接(diode-connect)驅(qū)動TFTDR以放電該復(fù) 位電壓，以使第一節(jié)點nl的電位保持為驅(qū)動TFT DR的閾值電壓；允許電流 流過數(shù)據(jù)線Dk和第二節(jié)點n2之間的電路，以將數(shù)據(jù)電壓Vdata提供給第二節(jié) 點n2;并允許電流流過保持驅(qū)動電壓源VSUS和第二節(jié)點n2之間的電路，以 將保持驅(qū)動電壓提供給第二節(jié)點n2。
因此，使第一開關(guān)TFT SW1的柵極電極G連接到第j對柵極線Gjl和Gj2 中的第二柵極線Gj2，使第一開關(guān)TFT SW1的漏極電極D連接到OLED的陰 極，并使第一開關(guān)TFT SW1的源極電極S連接到驅(qū)動TFT DR的漏極電極D。 使第二開關(guān)TFT SW2的柵極電極G連接到第j對柵極線Gjl和Gj2中的第一 柵極線Gjl，使第二開關(guān)TFT SW2的漏極電極D公共地連接到第一開關(guān)TFT SW1的源極電極S和驅(qū)動TFTDR的漏極電極D，并使第二開關(guān)TFT SW2的 源極電極S連接到第一節(jié)點nl。響應(yīng)于第一和第二掃描脈沖Sl和S2驅(qū)動第 一和第二開關(guān)TFTSW1和SW2，從而以大約為高單位驅(qū)動電壓的復(fù)位電壓充電第一節(jié)點nl，并連接驅(qū)動TFT DR從而起到二極管的作用，放電該復(fù)位電
壓并使第一節(jié)點nl的電位匯集(converge)為驅(qū)動TFTDR的閾值電壓和低電
位驅(qū)動電壓Vss之和。
使第三開關(guān)TFT SW3的柵極電極G連接到第j對柵極線Gjl和Gj2中的
第一柵極線Gj 1 ，使第三開關(guān)TFT SW3的漏極電極D連接到第k條數(shù)據(jù)線Dk，
并使第三開關(guān)TFT SW3的源極電極S連接到第二節(jié)點n2。第三開關(guān)TFT SW3
響應(yīng)于第一掃描脈沖而導(dǎo)通，從而電流流過數(shù)據(jù)線Dk和第二節(jié)點n2之間的
電流路徑，以將數(shù)據(jù)電壓Vdata提供給第二節(jié)點n2。
使第四開關(guān)TFT SW4的柵極電極G連接到第j對柵極線Gjl和Gj2中的
第二柵極線Gj2，使第四開關(guān)TFT SW4的漏極電極D連接到保持驅(qū)動電壓源
VSUS,并使第四開關(guān)TFT SW4的源極電極S連接到第二節(jié)點n2。第四開關(guān)
TFT SW3允許電流流過保持驅(qū)動電壓源VSUS和第二節(jié)點n2之間的電流路
徑，從而將保持驅(qū)動電壓提供給第二節(jié)點n2。保持驅(qū)動電壓將第二節(jié)點n2的
電位從所存儲的數(shù)據(jù)電壓Vdata改變?yōu)樵摫３烛?qū)動電壓和該數(shù)據(jù)電壓之電壓
差，以通過存儲電容器Cst對第一節(jié)點nl的電位進行升壓。
使存儲電容器Cst的一個電極連接到第一節(jié)點nl并使得存儲電容器Cst
的另一電極連接到第二節(jié)點n2。存儲電容器Cst將包括驅(qū)動TFT DR的閾值電
壓在內(nèi)的升壓的第一節(jié)點的電位在OLED發(fā)光的周期內(nèi)保持不變。
將參照圖7到圖9分階段地描述像素122的工作。
圖7是在圖5的復(fù)位周期Tl中像素122的等效電路圖。
參照圖7，在復(fù)位周期T1內(nèi)，產(chǎn)生具有高邏輯電壓電平的第一掃描脈沖
Sl，從而將第二開關(guān)TFTSW2導(dǎo)通，并產(chǎn)生具有該高邏輯電壓電平的第二掃
描脈沖S2，從而將第一開關(guān)TFT SW1導(dǎo)通。
因此，將根據(jù)等式2的復(fù)位電壓Vrs提供給第一節(jié)點nl。
在等式2中，Vdd代表高電位驅(qū)動電壓，Vto代表OLED的閾值電壓，Vth 代表驅(qū)動TFTDR的閾值電壓。
另一方面，在復(fù)位周期Tl內(nèi)，第三和第四開關(guān)TFT SW3和SW4響應(yīng)于 第一和第二掃描脈沖Sl和S2而導(dǎo)通，從而將保持驅(qū)動電壓和數(shù)據(jù)電壓Vdata
15的平均電壓提供給第二節(jié)點n2。
圖8是在圖5的閾值電壓感應(yīng)周期T2內(nèi)像素122的等效電路圖。 參照圖8，在閾值電壓感應(yīng)周期T2內(nèi)，第一掃描脈沖Sl保持在高邏輯電
壓，以保持第二開關(guān)TFTSW2和第三開關(guān)TFTSW3處于導(dǎo)通狀態(tài)，并使第二
掃描脈沖S2反轉(zhuǎn)為低邏輯電壓，以使第一開關(guān)TFT SW1和第四開關(guān)TFT SW4關(guān)斷。
因此，經(jīng)過通過象二極管一樣工作(以虛線示出)的驅(qū)動TFTDR的放電 過程，第一節(jié)點nl的電位從復(fù)位電壓匯集到驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth和 低電位驅(qū)動電壓Vss之和，第二節(jié)點n2的電位從保持驅(qū)動單元和數(shù)據(jù)電壓 Vdata的平均電壓匯集到數(shù)據(jù)電壓Vdata。第一和第二節(jié)點nl和n2的電位因 其間設(shè)置的存儲電容器Cst而保持相等。
圖9是在圖5的發(fā)射周期T3內(nèi)像素122的等效電路圖。
參照圖9，在發(fā)射周期T3內(nèi)，使第一掃描脈沖S1反轉(zhuǎn)為低邏輯電壓，以 使第二開關(guān)TFT SW2和第三開關(guān)TFT SW3關(guān)斷，并使第二掃描脈沖S2反轉(zhuǎn) 為高邏輯電壓，以使第一開關(guān)TFT SW1和第四開關(guān)TFT SW4導(dǎo)通。
因此，由于將保持驅(qū)動電壓從保持驅(qū)動電壓源VSUS提供給第二節(jié)點n2，
因此第二節(jié)點n2的電位從之前存儲的數(shù)據(jù)電壓Vdata改變了保持驅(qū)動電壓和
數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差A(yù)n2二VSUS-Vdata。由于第一節(jié)點nl連接到第二節(jié)點
n2，且具有夾于其間的存儲電容器Cst，因此，當?shù)诙?jié)點n2的電位改變時，
第一節(jié)點nl的電位改變第二節(jié)點n2的電位的改變量An2。例如，當保持驅(qū)動
電壓具有比數(shù)據(jù)電壓Vdata更大的值時，第二節(jié)點n2的電位增加并且也通過
存儲電容器Cst對第一節(jié)點nl的電位進行升壓。也即，第一節(jié)點nl的電位從
之前存儲的和Vth+Vss增加改變量An2。第一節(jié)點nl的電位在發(fā)射周期T3
內(nèi)通過連續(xù)提供給第二節(jié)點n2的保持驅(qū)動電壓而保持不變。由于在第一節(jié)點
nl中充電的電壓具有與驅(qū)動TFTDR的柵極電壓Vg相同的電位，因此通過等
式3而得到流過OLED的驅(qū)動電流Ioled。 [等式3]Fg = F皿一 Woto + Fm +附，Ky = = Fras — Ft/ato +剛
=—(F"愿—陸ta +附—附)2
在式3中，Vgs代表驅(qū)動TFT DR的柵極電壓Vg和源極電壓Vs之間的電 壓差，Vsus代表保持驅(qū)動電壓，Vdata代表數(shù)據(jù)電壓，Vth代表驅(qū)動TFT DR 的閾值電壓，Vss代表低電位驅(qū)動電壓，而k代表由驅(qū)動TFTDR的遷移性和 寄生電容決定的常數(shù)值。
由于驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth和低電位驅(qū)動電壓Vss不被包括在等式 3的函數(shù)中，因此流過OLED的驅(qū)動電流Ioled不受驅(qū)動TFT DR的閾值電壓 Vth和低電位驅(qū)動電壓Vss的電位的改變的影響。因此，因像素當中驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth的改變的差異和像素當中低電位驅(qū)動單元Vss的電位之差 引起的顯示質(zhì)量的惡化達到最小。
圖10示出一仿真結(jié)果，其顯示根據(jù)驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth的改變 的流過OLED的驅(qū)動電流量的改變。在圖10中，縱軸代表驅(qū)動電流Ioled，橫 軸代表驅(qū)動TFTDR的閾值電壓Vth。在仿真的條件下，保持驅(qū)動電壓VSUS 是7V，高電位驅(qū)動電壓Vdd是14V，低電位驅(qū)動電壓Vss是0V，掃描脈沖 Sl和S2是-5V到20V，數(shù)據(jù)電壓Vdata在OV到7V之間，而存儲電容器Cst 的電容是300fF。
參照圖10，根據(jù)本發(fā)明的該實施例，注意到，盡管驅(qū)動TFTDR的閾值 電壓Vth因柵極偏壓應(yīng)力增加到3V，但是與在同一數(shù)據(jù)電壓下閾值電壓Vth 增加之前的初始狀態(tài)相比，流過OLED的電流量保持不少于其90X。這表明， 考慮到當現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動TFTDR的閾值電壓Vth從1.5V僅增加到2V時驅(qū) 動電流量就減小到不超過初始值的70%,根據(jù)本發(fā)明的OLED的電流保持率 CHR (%)得到顯著的增加。因此，在根據(jù)本發(fā)明實施例的OLED中，盡管 驅(qū)動TFTDR的閾值電壓Vth改變，但是流過OLED的電流量不會有那么實質(zhì) 的改變，因此顯示質(zhì)量能夠得到顯著的提高。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，盡管驅(qū)動電流Ioled理論上不受驅(qū)動TFTDR的閾值電壓Vth的影響，但是由于由驅(qū)動TFTDR的遷移性和寄生電容決定的k 值和用于提供保持驅(qū)動電壓Vsus的布線的電位值都被包括在等式3的函數(shù)中， 因此驅(qū)動電流Ioled實際上會稍微受到驅(qū)動TFT DR的閾值電壓Vth的改變的 影響，如圖10所示。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的OLED顯示器及其驅(qū)動方法中，驅(qū)動TFT的 閾值電壓不被包括在驅(qū)動TFT的柵極-源極電壓中，因此流過OLED的電流不 受驅(qū)動TFT的閾值電壓的改變的影響，從而提高了顯示的質(zhì)量，并且顯著的 延長了 OLED顯示器的壽命。此外，在根據(jù)本發(fā)明的OLED顯示器及其驅(qū)動 方法中，作驅(qū)動TFT的源極的電壓的低電位驅(qū)動電壓被包括在驅(qū)動TFT的柵 極-源極電壓中，使得流過OLED的電流不受低電位驅(qū)動電壓的電位的改變的 影響，從而提高了顯示的質(zhì)量。
盡管已經(jīng)相對于這些實施例對本發(fā)明進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會 理解，在不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明 可以作出各種變化和修改。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施例，驅(qū)動TFT是以N型 MOSFET來實現(xiàn)的。然而，本發(fā)明不限于此，驅(qū)動TFT能夠以P型MOSFET 來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明的范圍不限于本說明書的具體描述中所描述的實施例， 而是由權(quán)利要求書的范圍所決定。
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，包括多條數(shù)據(jù)線，向其提供數(shù)據(jù)電壓；多個柵極線對，每一對都包括向其提供第一掃描脈沖的第一柵極線和向其提供與該第一掃描脈沖部分重疊且相位相反的第二掃描脈沖的第二柵極線；高電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生高電位驅(qū)動電壓；低電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生低電位驅(qū)動電壓；保持驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生保持驅(qū)動電壓，該保持驅(qū)動電壓的值位于該高電位驅(qū)動電壓和該低電位驅(qū)動電壓之間；OLED，響應(yīng)于從高電位驅(qū)動電壓源流到低電位驅(qū)動電壓源且流過OLED的電流而發(fā)光；驅(qū)動設(shè)備，用于控制流過OLED的電流，其中該電流取決于施加于與第一節(jié)點相連的柵極電極和與低電位驅(qū)動電壓源相連的源極電極之間的柵極-源極電壓；存儲電容器，其連接在第一節(jié)點和第二節(jié)點之間；和開關(guān)電路，用于在第一周期內(nèi)以復(fù)位電壓對該第一節(jié)點進行充電，用于放電該復(fù)位電壓，以便將該第一節(jié)點的電位保持為該驅(qū)動設(shè)備的閾值電壓和該低電位驅(qū)動電壓之和，并以便在該第一周期之后的第二周期內(nèi)將該數(shù)據(jù)電壓提供給第二節(jié)點，并且用于響應(yīng)于該第一和第二掃描脈沖，在第二周期之后的第三周期內(nèi)，使該第二節(jié)點的電位從數(shù)據(jù)電壓增加該保持驅(qū)動電壓和該數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差。
2. 如權(quán)利要求1所述的OLED顯示器，其中該第一周期是復(fù)位周期，其位于第一掃描脈沖的上升沿和比該第一 掃描脈沖的上升沿更晚產(chǎn)生的第二掃描脈沖的下降沿之間，其中該第二周期是閾值電壓感應(yīng)周期，其位于第二掃描脈沖的下降沿和 在產(chǎn)生第一掃描脈沖的下降沿的時刻產(chǎn)生的第二掃描脈沖的上升沿之間，且其中第三周期是發(fā)射周期，其被定義為從該第一掃描脈沖的下降沿開始 的第一掃描脈沖的低邏輯周期和從該第二掃描脈沖的上升沿開始的第二掃描 脈沖的高邏輯周期。
3. 如權(quán)利要求2所述的OLED顯示器，其中在發(fā)射周期內(nèi)流過OLED的 電流(Ioled)是通過下面等式得到的<formula>formula see original document page 3</formula>其中，Vgs代表驅(qū)動TFT的柵極電壓Vg和源極電壓Vs之間的電壓差， Vsus代表保持驅(qū)動電壓，Vdata代表數(shù)據(jù)電壓，Vth代表驅(qū)動TFT的閾值電壓， Vss代表低電位驅(qū)動電壓，而k代表由該驅(qū)動TFT的遷移性和寄生電容決定的 常數(shù)值。
4. 如權(quán)利要求l所述的OLED顯示器，其中，所述開關(guān)電路包括 第一開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第二掃描脈沖形成在高電位驅(qū)動電壓源和低電位驅(qū)動電壓源之間的電流路徑；第二開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第一掃描脈沖形成在驅(qū)動設(shè)備的漏極電極 和第一節(jié)點之間的電流路徑；第三開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第一掃描脈沖形成在數(shù)據(jù)線和第二節(jié)點之 間的電流路徑；和第四開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第二掃描脈沖形成在保持驅(qū)動電壓源和第 二節(jié)點之間的電流路徑。
5. 如權(quán)利要求4所述的OLED顯示器，其中，所述OLED包括 連接到該高電位驅(qū)動電壓源的陽極；和 連接到第一開關(guān)器件的漏極電極的陰極。
6. 如權(quán)利要求4所述的OLED顯示器，其中，所述驅(qū)動設(shè)備的漏極電極 共同地連接到該第一開關(guān)器件的源極電極和該第二開關(guān)器件的漏極電極。
7. 如權(quán)利要求6所述的OLED顯示器，其中該第一開關(guān)器件包括連接到該第二柵極線的柵極電極、連接到該 OLED的陰極的漏極電極、和共同地連接到該驅(qū)動設(shè)備的漏極電極和該第二開 關(guān)器件的漏極電極的源極電極，其中該第二開關(guān)器件包括連接到該第一柵極線的柵極電極、共同地連接到該驅(qū)動設(shè)備的漏極電極和該第一開關(guān)器件的源極電極的漏極電極、和連接到 該第一節(jié)點的源極電極，其中該第三開關(guān)器件包括連接到該第一柵極線的柵極電極、連接到該數(shù) 據(jù)線的漏極電極、和連接到該第二節(jié)點的源極電極，且其中該第四開關(guān)器件包括連接到該第二柵極線的柵極電極、連接到該保 持驅(qū)動電壓源的漏極電極、和連接到該第二節(jié)點的源極電極。
8. —種用于驅(qū)動如權(quán)利要求l所述的OLED顯示器的方法，其包括 在第一周期內(nèi)以復(fù)位電壓對第一節(jié)點進行充電；放電復(fù)位電壓，以將第一節(jié)點的電位保持為驅(qū)動設(shè)備的閾值電壓和低電位驅(qū)動電壓之和，并在第二周期內(nèi)將數(shù)據(jù)電壓提供給第二節(jié)點；并且在第三周期內(nèi)將第二節(jié)點的電位從數(shù)據(jù)電壓增加保持驅(qū)動電壓和數(shù)據(jù)電 壓之間的電壓差。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中該第一周期是復(fù)位周期，其位于第一掃描脈沖的上升沿和比該第一 掃描脈沖的上升沿更晚產(chǎn)生的第二掃描脈沖的下降沿之間，其中該第二周期是閾值電壓感應(yīng)周期，其位于第二掃描脈沖的下降沿和 在產(chǎn)生該第一掃描脈沖的下降沿的時刻產(chǎn)生的第二掃描脈沖的上升沿之間，且其中第三周期是發(fā)射周期，將其定義為從第一掃描脈沖的下降沿開始的 第一掃描脈沖的低邏輯周期和從第二掃描脈沖的上升沿開始的第二掃描脈沖 的高邏輯周期。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述發(fā)射周期內(nèi)流過OLED的電流(Ioled)是通過下面等式得到的 Fg = — Wato + +附,Ks = Kys F"gs = F皿—+糊=5 (7逼_陸to +糊_糊)2其中，Vgs代表驅(qū)動TFT的柵極電壓Vg和源極電壓Vs之間的電壓差， Vsus代表保持驅(qū)動電壓，Vdata代表數(shù)據(jù)電壓，Vth代表驅(qū)動TFT的閾值電壓，Vss代表低電位驅(qū)動電壓，而k代表由該驅(qū)動TFT的遷移性和寄生電容決定的 常數(shù)值。
11. 一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，其包括 多條數(shù)據(jù)線，向其提供數(shù)據(jù)電壓；多個柵極線對，向其提供第一和第二掃描脈沖； 高電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生高電位驅(qū)動電壓； 低電位驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生低電位驅(qū)動電壓；保持驅(qū)動電壓源，用于產(chǎn)生保持驅(qū)動電壓，該保持驅(qū)動電壓的值位于高 電位驅(qū)動電壓和低電位驅(qū)動電壓之間；OLED，響應(yīng)于從該高電位驅(qū)動電壓源流到低電位驅(qū)動電壓源且流過該 OLED的電流而發(fā)光；驅(qū)動設(shè)備，其包括漏極電極、連接到第一節(jié)點的柵極電極、和連接到該 低電位驅(qū)動電壓源的漏極電極，以控制流過該OLED的電流；存儲電容器，其連接在該第一節(jié)點和該第二節(jié)點之間；和第一開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第二掃描脈沖對該OLED和該驅(qū)動設(shè)備的 漏極電極之間的電流路徑進行切換；第二開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第一掃描脈沖對該驅(qū)動設(shè)備的漏極電極和 第一節(jié)點之間的電流路徑進行切換；第三開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第一掃描脈沖對該數(shù)據(jù)線和第二節(jié)點之間 的電流路徑進行切換；和第四開關(guān)器件，其用于響應(yīng)于第二掃描脈沖對該保持驅(qū)動電壓源和第二 節(jié)點之間的電流路徑進行切換，其中該第一和第二掃描脈沖在位于該第一掃描脈沖的上升沿和在第一掃 描脈沖的上升沿之后產(chǎn)生的第二掃描脈沖的下降沿之間的周期以外的其它周 期內(nèi)具有相反的相位。
全文摘要
一種有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器包括多條數(shù)據(jù)線，向其提供數(shù)據(jù)電壓；多個柵極線對，每一對都包括向其提供第一掃描脈沖的第一柵極線和向其提供與該第一掃描脈沖部分重疊且相位相反的第二掃描脈沖的第二柵極線；OLED，其響應(yīng)于在該高電位驅(qū)動電壓源和該低電位驅(qū)動電壓源之間流過的電流而發(fā)光；驅(qū)動設(shè)備，用于控制流過該OLED的電流，其中該電流取決于施加于與第一節(jié)點相連的柵極電極和與低電位驅(qū)動電壓源相連的源極電極之間的柵極-源極電壓；存儲電容器，其連接在第一節(jié)點和第二節(jié)點之間；和開關(guān)電路。
文檔編號G09G3/32GK101515435SQ200810179128
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者南宇鎮(zhèn), 李相根, 黃淳載 申請人:樂金顯示有限公司