CN101777305B

CN101777305B - 一种可以消除图像残影的amoled驱动装置及方法

Info

Publication number: CN101777305B
Application number: CN201010028035A
Authority: CN
Inventors: 田朝勇
Original assignee: Sichuan CCO Display Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan CCO Display Technology Co Ltd
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-01-06
Also published as: CN101777305A

Abstract

本发明涉及一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置及方法。所述AMOLED由多个呈矩阵排列的发光象素单元组成，每个发光象素单元包括：开关单元、驱动单元、储存单元和发光单元。在发光象素单元的图像帧周期Tv内，所述扫描信号依次包括一复位选通期Ts₀、扫描寻址期Ts₁和扫描截止期Ts₂；所述数据信号依次包括一复位期Trst和一发光期Temt；所述扫描信号的复位选通期Ts₀内，所述数据线输入足以使驱动单元截止的复位电压Voff，使驱动单元回到截止工作点，所述复位电压Voff位于复位期Trst内。本发明的有益效果是：解决了图像残影的问题的同时，不但技术方案简单易行，有利于保证像素发光面积及提高生产良率，具有很好的应用价值。

Description

一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置及方法

技术领域

本发明属于平面显示技术领域，尤其涉及一种AMOLED平面显示器件。

背景技术

OLED，即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)或有机发光二极显示器(Organic Light-Emitting Display)，又称为有机电发光显示(Organic Electroluminesence Display，OELD)。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。OLED根据驱动方式分为主动矩阵有机发光显示器(AMOLED)和被动矩阵有机发光显示器(PMOLED)。

在平板显示技术中，主动矩阵有机发光显示器(AMOLED)以其轻薄、主动发光、快响应速度、广视角、色彩丰富及高亮度、低功耗、耐高低温等众多优点而被业界公认为是继LCD之后的第三代显示技术，目前已越来越多地应用在手机、数码相机等便携式产品中，中等尺寸的AMOLED电视屏也即将开始规模生产，但AMOLED仍存在低温多晶硅(LTPS)性能不稳定、TFT电性能不均匀以及图像残影的问题。AMOLED出现图像残影的原因可分为两类，一是因有机发光材料老化所导致的永久性图像残影，是不可恢复性的；另一种是暂时的可恢复性的图像残影，目前研究证实TFT的迟滞特性是产生可恢复性图像残影的主要原因。前一种图像残影在器件寿命期内不会出现，对正常使用影响不大，且可通过改进器件结构设计及提高材料的稳定性加以改善；而后一种将在正常使用期间影响图像显示质量。下面结合附图1、图2和图3对可恢复性的图像残影出现的机理进行详细的描述，图1为显示的前一幅棋盘方格图像，棋盘由纯黑和纯白两种颜色的方格组成，图2为随后显示的亮度在纯黑和纯白之间的某一灰色的全屏图像，由于前一幅图像的残影，实际显示的图像变得亮暗不均。以P型TFT为例，其转移特性曲线如图3和图4所示，可见栅源电压V_GS沿不同方向变化时，相应的漏源电流I_DS的变化曲线并不重合。当显示灰色全屏图像时，虽然加到TFT栅极栅源电压V_GSB相同，但原来图像较亮的部分，相应TFT的漏源电流I_DS沿C→B′→A曲线段方向变化，电流值I_DS1较小；原来图像较暗的部分，相应TFT的漏源电流I_DS沿A→B→C曲线段方向变化，电流值I_DS2较大。由于OLED亮度与漏源电流I_DS成正比，因此最终显示的图像就变得亮暗不均，这就是所说的前一幅图像的残影，这种残影是暂时的可恢复性的图像残影。

现有技术中，主要通过改进LTPS结晶化工艺或增加像素补偿电路等技术方案来消除后一种图像残影。改进LTPS结晶化工艺或增加像素补偿电路均会显著增加成本，并且还增加了像素结构的复杂程度，因此存在像素发光面积减小及不利于提高TFT基板生产良率的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术中为了消除图像残影而采用的改进LTPS结晶化工艺或增加像素补偿电路等传统技术的不足，一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置及方法。

本发明所述的驱动装置的技术方案是：一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，所述AMOLED由多个呈矩阵排列的发光象素单元组成，每个发光象素单元包括：

开关单元，其上具有输入端和输出端，所述输入端分别连接数据线和扫描线，所述数据线和扫描线用于输入数据信号和扫描信号；

驱动单元，其上具有输入端和输出端，所述输入端分别连接电源线和上述开关单元的输出端，所述电源线用于输入供电电源；

储存单元，其上一端连接电源线，另一端连接上述开关单元的输出端与驱动单元输入端的连接处，所述储存单元用于存储与数据信号对应的电压；

发光单元，其上一端和驱动单元的输出端连接，另一端与供电电源连接或接地；在发光象素单元的图像帧周期Tv内，所述扫描信号依次包括一复位选通期Ts₀、扫描寻址期Ts₁和扫描截止期Ts₂；所述数据信号依次包括一复位期Trst和一发光期Temt；所述扫描信号的复位选通期Ts₀内，所述数据线输入足以使驱动单元截止的复位电压Voff，使驱动单元回到截止工作点，所述复位电压Voff位于复位期Trst内。

本发明所述的驱动方法的技术方案是：一种可以消除图像残影的AMOLED驱动方法，所述AMOLED由多个呈矩阵排列的发光象素单元组成，每个发光象素单元包括：

本发明的有益效果是：本发明所述驱动方法及装置在每次刷新像素数据时，先在驱动TFT栅极施加复位电压使TFT预先回到截止工作点A，这样无论当前显示图像与前一幅图像在亮度上有何变化关系，驱动TFT的栅源电压均沿同一方向变化，相应地漏源电流只可能沿A→B→C同一曲线段方向变化，从而避免了因迟滞特性而可能存在的相同栅极电压不同漏源电流的情况，也就解决了图像残影的问题。特别地，本发明所述驱动方法及装置不改变现有像素的驱动电路结构，不增加TFT及扫描线，只在现有驱动时序的基础上增加复位时间并同时在数据线输出复位电压即可，因此不但技术方案简单易行，有利于保证像素发光面积及提高生产良率，具有很好的应用价值，而且因本发明涉及AMOLED最核心的LTPS TFT技术难题，因此具有较高的技术价值。

附图说明

图1为显示的前一幅棋盘方格图像。

图2为随后显示的亮度在纯黑和纯白之间的某一灰色的全屏图像。

图3为TFT的转移特性曲线示意图。

图4是现有技术的驱动时序图。

图5是本发明驱动装置的电路结构示意图。

图6是本发明驱动方法的驱动时序图。

图7是实施例1的驱动装置的电路结构图。

图8是实施例1的驱动方法的驱动时序图。

图9是实施例2的驱动装置的电路结构图。

图10是实施例2的驱动方法的驱动时序图。

图11是实施例3的驱动装置的电路结构图。

图12是实施例3的驱动方法的驱动时序图。

图13是一帧周期内各行驱动时序图。

具体实施方式

如图4是现有技术的驱动时序图。由图可知，每一发光象素单元的一个图像帧周期Tv内，所述扫描信号SCAN依次包括一扫描寻址期Ts1和扫描截止期Ts2；所述数据信号DATA包括发光期Temt，当进入下一图像帧周期时，数据信号直接由当前图像帧的发光期Temt的电压值变化为下一图像帧的发光期Temt的电压值，由于TFT存在如图3所示的转移特性(迟滞特性)，因而会出现“残影”缺陷。如图5和图6分别是本发明驱动装置的电路结构示意图和本发明驱动方法的驱动时序图。图中发光象素单元包括：开关单元，其上具有输入端和输出端，所述输入端分别连接数据线和扫描线，所述数据线和扫描线用于输入数据信号和扫描信号；驱动单元，其上具有输入端和输出端，所述输入端分别连接电源线和上述开关单元的输出端，所述电源线用于输入供电电源；储存单元，其上一端连接电源线，另一端连接上述开关单元的输出端与驱动单元输入端的连接处，所述储存单元用于存储与数据信号对应的电压；发光单元，其上一端和驱动单元的输出端连接，另一端与供电电源连接或接地；在发光象素单元的图像帧周期Tv内，所述扫描信号依次包括一复位选通期Ts₀、扫描寻址期Ts₁和扫描截止期Ts₂；所述数据信号依次包括一复位期Trst和一发光期Temt；所述扫描信号的复位选通期Ts₀内，所述数据线输入足以使驱动单元截止的复位电压Voff，使驱动单元回到截止工作点，所述复位电压Voff位于复位期Trst内。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

进一步的，如图13表示的是一帧周期内各行驱动时序图。由图可知，在当前帧的发光期Temt时间内传送的不仅仅是当前行(Scan_Line 1)像素数据，由于是逐行扫描显示，因此仅当前行的扫描寻址期Ts₁时间内传的是当前行(的像素数据，在一帧周期内的后续若干连续扫描寻址期Ts₁时间内，依次传送的是后续若干行(Scan_Line 2～Scan_Line n)的像素数据，但是针对同一行而言，由于开关单元(开关三极管T1)的作用，扫描寻址期Ts₁之后的数据不影响当前行显示。

实施例1：如图7所示的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，它是典型的2Tr1C结构的AMOLED像素驱动电路，包括一个作为发光单元的OLED、一个作为驱动单元的驱动三极管T2、一个作为开关单元的开关三级管T1、一个作为存储单元的存储电容C及与开关管T1输入端连接的用以输入扫描信号的扫描线Scan、用以输入数据信号的数据线Data和用以输入供电电源的电源线。其中T1、T2均为PMOS TFT，扫描线Scan连接T1的栅极，数据线Data连接T1的源极，T1的漏极同时与T2的栅极及电容C的一端相连，电容C另一端与T2源极相连后再接8V供电电源(供电电源正极)，T2的漏极与OLED的阳极相连，OLED阴极与-3V供电电源(供电电源负极)相连。

图8给出了图7所示的驱动装置的驱动时序图。下面结合附图对驱动时序图和驱动方法进行详细的描述。当OLED的刷新频率为60Hz时，那么每一发光象素单元的一个图像帧周期Tv约为16.7ms(1000ms/60)。每个图像帧周期Tv内的扫描信号依次包括一时间约为0.2ms的复位选通期Ts0、时间约为0.2ms扫描寻址期Ts1和时间约为16.3ms扫描截止期Ts2；所述数据信号依次包括一时间约为0.2ms的复位期Trst和一时间约为16.5ms的发光期Temt；在输入新的图像帧的数据信号之前约0.2ms的t0时刻，扫描线Scan输入约-10V的低电压，T1导通，此时数据线Data输入约8V的高电压，该电压通过T1加到T2的栅极同时对电容C充放电，T2复位处于关断状态直至t1时刻，此时T2的栅源电压VGS为零；在t1时刻，扫描线Scan仍为-10V，T1继续导通，而数据线Data输入与图像亮度对应的0～5V电压的数据信号，该电压通过T1加到T2的栅极同时对电容C充放电，使T2从关断状态转移到有效驱动状态，此时T2的栅源电压VGS为-3～-8V之间，OLED有电流流过而发光；在t2时刻，扫描线Scan输入约10V电压，T1关断，但因存储电容C的作用，T2工作状态不变，OLED持续发光直至下一个周期。由此可见，在输入新的图像帧的像素数据时，驱动三极管T2的栅源电压VGS总是从截止电压沿一个方向变化，即如图3所示沿A→B→C同一曲线段方向变化，因而避免了TFT迟滞特性对输出电流的影响，解决了图像残影问题。由于扫描线Scan及数据线Data可通过驱动IC编程控制，因此采用本实施例所述驱动方法对驱动IC也不需特别的更改。特别地，在本实施例中，复位选通期Ts₀与复位期Trst对应并相等，复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁具有相同并连续的低电平信号，因而简化了扫描线Scan的波形。当然，也可以在复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁之间连续的低电平信号内加入小段高电平信号以严格区分复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁。

实施例2：如图9所示的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，它包括一个作为发光单元的OLED、一个作为驱动单元的驱动三极管T2、一个作为开关单元的开关三级管T1、一个作为存储单元的存储电容C及与开关管T1输入端连接的用以输入扫描信号的扫描线Scan、用以输入数据信号的数据线Data和用以输入供电电源的电源线。其中T1、T2均为PMOS TFT，扫描线Scan连接T1的栅极，数据线Data连接T1的源极，T1的漏极同时与T2的栅极及电容C的一端相连，电容C另一端接地，T2的漏极与OLED的阳极相连，OLED阴极接地。

图10给出了图9所示的驱动装置的驱动时序图。本实施例中的一个图像帧周期内的驱动时序图与实施例1相同。在输入新的图像帧的数据信号之前约0.2ms的t₀时刻，扫描线Scan输入约-10V的低电压，T1导通，此时数据线Data输入约8V的高电压，该电压通过T1加到T2的栅极同时对电容C充放电，T2复位处于关断状态直至t₁时刻，此时T2的栅源电压V_GS为零；在t₁时刻，扫描线Scan仍为-10V，T1继续导通，而数据线Data输入与图像亮度对应的0～5V电压的数据信号，该电压通过T1加到T2的栅极同时对电容C充放电，使T2从关断状态转移到有效驱动状态，此时T2的栅源电压V_GS为-3～-8V之间，OLED有电流流过而发光；在t₂时刻，扫描线Scan输入约10V电压，T1关断，但因存储电容C的作用，T2工作状态不变，OLED持续发光直至下一个周期。由此可见，在输入新的图像帧的像素数据时，驱动三极管T2的栅源电压V_GS总是从截止电压沿一个方向变化，即如图3所示沿A→B→C同一曲线段方向变化，因而避免了TFT迟滞特性对输出电流的影响，解决了图像残影问题。

实施例3：如图11所示的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，它的电路结构与实施例1基本相同，所不同的是其开关三级管T1和驱动三极管T2均为NMOS TFT。

图12给出了图11所示的驱动装置的驱动时序图。本实施例中的一个图像帧周期内的驱动时序图与实施例1基本相同，所不同的是扫描信号的驱动时序的复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁的驱动电压的极性与实施例1相反，其电压取值为正电压10V，在输入新的图像帧的数据信号之前约0.2ms的t₀时刻，扫描线Scan输入约10V的高电压，T1导通，此时数据线Data输入约0V电压，该电压通过T1加到T2的栅极同时对存储电容C充放电，T2复位处于关断状态直至t₁时刻，此时T2的栅源电压V_GS为零；在t₁时刻，扫描线Scan仍为10V，T1继续导通，而数据线Data输入与图像亮度对应的3～8V电压的数据信号，该电压通过T1加到T2的栅极同时对电容C充放电，使T2从关断状态转移到有效驱动状态，此时T2的栅源电压V_GS为3～8V之间，OLED有电流流过而发光；在t₂时刻，扫描线Scan输入约0V电压，T1关断，但因存储电容C的作用，T2工作状态不变，OLED持续发光直至下一个周期。由此可见，在输入新的图像帧的像素数据时，驱动三极管T2的栅源电压V_GS总是从截止电压沿一个方向变化，即如图3所示沿A→B→C同一曲线段方向变化，因而避免了TFT迟滞特性对输出电流的影响，解决了图像残影问题。由于扫描线Scan及数据线Data可通过驱动IC编程控制，因此采用本实施例所述驱动方法对驱动IC也不需特别的更改。

本领域的普通技术人员应该会意识到，本发明所述的驱动装置的发光象素单元的具体机构并不限于上述描述的结构，不论何种发光象素单元，只要是可以等效为如图5所示的由开关单元、驱动单元、储存单元和发光单元所组成的象素电路结构，均可以由本发明的具体描述中显而易见的将本发明的装置和方法应用到这些等效的象素电路结构中。

本领域的普通技术人员同时也应该会意识到，本发明所述的驱动时序是人为定义的，考虑到图像帧周期Tv可以人为定义为不同取值，所述扫描信号的复位选通期Ts0、扫描寻址期Ts1和扫描截止期Ts2，数据信号的复位期Trst和发光期Temt的也可以人为定义为不同值，因而上述参数的具体取值与本发明的创新点无关，只要在发光象素单元的图像帧周期Tv内，在传输数据信号前，所述数据线输入足以使驱动单元截止的复位电压Voff，使驱动单元回到截止工作点，凡是不脱离该原理的装置和方法均应该在本发明的保护范围内。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。凡是根据上述描述做出各种可能的等同替换或改变，均被认为属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，所述AMOLED由多个呈矩阵排列的发光象素单元组成，每个发光象素单元包括：

发光单元，其上一端和驱动单元的输出端连接，另一端与供电电源连接或接地；

其特征在于，在发光象素单元的图像帧周期Tv内，所述扫描信号依次包括一复位选通期Ts₀、扫描寻址期Ts₁和扫描截止期Ts₂；所述数据信号依次包括一复位期Trst和一发光期Temt；所述扫描信号的复位选通期Ts₀内，所述数据线输入足以使驱动单元截止的复位电压Voff，使驱动单元回到截止工作点，所述复位电压Voff位于复位期Trst内。

2.根据权利要求1所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，其特征在于，所述扫描信号的复位选通期Ts₀与数据信号的复位期Trst对应并相等。

3.根据权利要求1所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，其特征在于，所述开关单元和驱动单元均由PMOS TFT组成，储存单元由存储电容组成，发光单元为OLED。

4.根据权利要求3所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，其特征在于，所述扫描信号的复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁内具有相同并连续的低电平信号。

5.根据权利要求1所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，其特征在于，所述开关单元和驱动单元均由NMOS TFT组成，储存单元由存储电容组成，发光单元为OLED。

6.根据权利要求5所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动装置，其特征在于，所述扫描信号的复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁内具有相同并连续的高电平信号。

7.一种可以消除图像残影的AMOLED驱动方法，所述AMOLED由多个呈矩阵排列的发光象素单元组成，每个发光象素单元包括：

8.根据权利要求7所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动方法，其特征在于，所述扫描信号的复位选通期Ts₀与数据信号的复位期Trst对应并相等。

9.根据权利要求7所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动方法，其特征在于，所述开关单元和驱动单元均由PMOS TFT组成，储存单元由存储电容组成，发光单元为OLED。

10.根据权利要求9所述的一种可以消除图像残影的AMOLED驱动方法，其特征在于，所述扫描信号的复位选通期Ts₀和扫描寻址期Ts₁内具有相同并连续的低电平信号。