CN1866339A - 用于驱动平板显示器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动平板显示器的方法以其提高其图像质量和寿命。该驱动平板显示器的方法包括以下步骤：a)经由连接到数据线的象素晶体管存储容纳在数据线的寄生电容器和各个象素中的象素存储电容器(Cst)中的电荷，该数据线在不同于由数据电流写操作引起的发光时间的预定时间内进入浮动状态，直至当前电压达到象素晶体管的阀电压；以及b)经由象素晶体管执行数据电流的写入，从而平板显示器发光，其中该数据电流对应于由数据线驱动的象素。

Description

用于驱动平板显示器的方法
本申请要求于2005年5月17日提交的韩国专利申请No.2005-41204的优先权，由此该专利申请通过引用被结合，如同在此充分描述一样。
技术领域
本发明涉及一种用于驱动平板显示器的方法，并且特别是一种用于驱动有机电致发光(EL)平板显示器的方法，从而其提高了图像质量以及有机EL平板显示器的有效寿命。
背景技术
通常，有机EL显示器电激发荧光有机化合物，从而其能够发光。有机EL显示器使用电压或电流信号驱动N×M个有机EL单元，从而其显示所期望的图像。
下面参考图1描述传统的有机EL显示器。
图1是示意传统的有机EL显示器的结构图。
参考图1，传统的有机EL显示单元具有由ITO构成的阳极、有机薄膜，以及由金属构成的阴极层。
有机薄膜以多层结构的形式构成，其包括发光层(EML)、电子传输层(ETL)，和空穴传输层(HTL)，从而其由于电子和空穴的平衡而提高了发光效率。而且，有机薄膜还包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。
上述有机EL单元被划分成无源矩阵(PM)有机EL单元和有源矩阵(AM)有机EL单元。根据一种解决方案，PM式有机EL单元形成相互正交的阳极和阴极，并且选择适宜的线路，从而其被驱动。AM式有机EL单元将薄膜晶体管(TFT)和电容器连接到各个ITO象素电极，并且利用电容保持电压，从而其被驱动。
根据从驱动电路所接收的信号类型(即电压或电流)，PM式有机EL单元或者AM式有机EL单元被划分成电压写入方案和电流写入方案。
图2是示意传统的AM-OLED(有机发光二极管)面板的象素结构的电路图。图2是用于利用TFT驱动OLED的传统的AM电压写入象素电路，并且示出N×M个象素的代表性实例。
参考图2，电流驱动型晶体管(Mb)连接到OLED，从而用于发光的电流信号被写入OLED。
在此情形，电流驱动型晶体管(Mb)的电流容量由经由开关晶体管(Ma)接收的数据电压进行控制。为了在预定的时间内保持该数据电压，将电容器连接在电流驱动型晶体管(Mb)的源极和栅极之间。
第N选择信号线(Select[n])连接到开关晶体管(Ma)的栅极，并且数据线(Data[m])连接到开关晶体管(Ma)的源极。
下面将参考图2描述具有上述结构的象素的操作。
如果开关晶体管(Ma)由施加到开关晶体管(Ma)的栅极的选择信号(Select[n])打开，则数据电压(V DATA)经由数据线被施加到驱动型晶体管(Mb)的栅极(节点A)。
响应于施加到节点A的数据电压(V DATA)，电流信号经由驱动型晶体管(Mb)写入OLED，从而完成发光操作。
由于驱动型晶体管的阀电压偏差和迁移率偏差，用于驱动具有上述结构的OLED的传统方法能够意外地改变象素之间的亮度，从而其不可避免地降低了显示屏的均匀性。
而且，由于象素所消耗的功率(P＝I*V)以及由该功率所产生的热量，驱动型晶体管和OLED会退化，并且它们的寿命降低，从而传统的OLED难以在商业上应用。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于驱动平板显示器的方法，其基本消除了由于相关技术的限制和缺点而产生的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种用于驱动平板显示器的方法，其在平板显示器工作期间提高了显示屏幕的均匀性和对比度，并且同时延长了平板显示器的有效寿命。
本发明的另一个目的在于提供一种用于根据交叉驱动方案(corss-driving scheme)或分划驱动方案(division-drive scheme)驱动DEMUX型显示面板的方法，从而其提高了显示面板的均匀性、图像质量，以及有效寿命。
本发明其它的优点、目的，和特征将部分地在随后的描述中阐明并且将部分地通过研究下述内容而对本领域普通技术人员变得明显或者可从实施本发明中而获得。通过在书面的说明书及其权利要求以及附图中所具体指明的结构，可实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点并且根据如在这里所体现的和一般性描述的本发明的目的，一种用于驱动平板显示器的方法包括以下步骤：a)经由连接到数据线的象素晶体管存储容纳在数据线的寄生电容器和各个象素中的象素存储电容器(Cst)中的电荷，该数据线在不同于由数据电流写操作引起的发光时间的预定时间内进入浮动状态，直至当前电压达到象素晶体管的阀电压；以及b)如果当前电压达到阀电压，经由象素晶体管执行数据电流的写入，从而平板显示器发光，其中该数据电流对应于由数据线驱动的象素。
优选的，步骤a)包括以下步骤：a1)在数据线进入浮动状态之前，向数据线的寄生电容器和各个象素的存储电容器输送预充电电压，由此执行预充电操作。
优选的，预充电电压低于象素晶体管的阀电压。
优选的，步骤a)、b)和a1)对于各个帧被重复驱动。
优选的，步骤a)包括不具有发光操作的预定停止(OFF)时间。
优选的，当步骤b)在多条数据线的任何一条处执行时，步骤a)在另一条数据线处开始，从而步骤a)和步骤b)被交叉驱动。
优选的，预充电步骤可在阀电压被存储之前执行。
优选的，预充电步骤可在波形信号被施加到另一条数据线之前执行。
在本发明的另一个方面中，提供一种通过交叉驱动多个数据线组用于驱动平板显示器的方法，包括以下步骤：a)执行第一数据线组的预充电操作；b)向第二数据线组的象素晶体管施加数据波形信号，并且使得连接到第一数据线组的象素晶体管进入浮动状态；以及c)向第一数据线组的象素晶体管施加数据波形信号。
在本发明的又一个方面中，提供一种用于驱动平板显示器的方法，包括以下步骤：a)使得连接到平板显示器的数据线的象素晶体管进入浮动停止状态，从而存储电容器放电；以及b)经由数据线向各个象素施加驱动电流信号。
应当理解，本发明前面的一般性描述以及随后的具体描述均是示例性的和解释性的，并且旨在提供如在权利要求中所限定的对本发明的进一步的解释。
附图说明
所附用于对本发明提供进一步描述并且被结合并构成本申请一部分的附图，示意了本发明实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在图中：
图1是示意传统的OLED的结构图；
图2是示意传统AM-OLED的象素结构的电路图；
图3是示意根据本发明的用于驱动平板显示器的方法的概念图；
图4是示意根据本发明优选实施例的AM-OLED象素结构的电路图；
图5是示意根据本发明优选实施例的AM-OLED面板的电路图；
图6是示意根据本发明的用于驱动平板显示器的方法的时序图；
图7是示意根据本发明省略预充电阶段的驱动平板显示器的方法的概念图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，其实例示意于附图中。在可能的情形中，在所有附图中使用相同的附图标记以指示相同或相似的部件。
在对本发明进行描述之前，应该指出在本发明中公开的大多数的术语对应于在本领域中公知的一般性的术语，但是有些术语已经根据需要由申请人选择并且在下面将在本发明的如下描述中被公开。因此，优选的是由申请人所定义的术语应该基于它们在本发明中的含义加以理解。
下面参考附图描述一种根据本发明的用于驱动平板显示器的方法。
为了便于描述和更好地理解本发明，将与用以驱动AM-OLED面板的传统方法相对照地描述根据本发明的用于驱动AM-OLED面板的方法。
根据本发明，OLED将作为典型的电流驱动型发光二极管进行描述。
本发明涉及配备有OLED面板的显示器。更具体的，本发明涉及一种用于使用TFT和单晶硅晶体管驱动大面积和高灰度级的OLED显示面板的方法。
图3是示意根据本发明的用于驱动平板显示器的方法的概念图。图4是示意根据本发明优选实施例的AM-OLED象素结构的电路图。
图3是单个象素单元的概念图。各个象素被划分为发光阶段和非发光阶段。本发明特征在于在非发光阶段或时间内，阀电压被存储或者预先充电，并且存储得到的阀电压。
非发光阶段或时间表示与由数据电流写操作引起的OLED发光时间不同的时间。
参考图4详细描述示于图3中的象素单元。将示例性地描述一种具体情形，其中在非发光时间内，执行预充电操作，同时阀电压被存储。
图4示出单个象素的内部结构。下面将描述通过向上述象素结构应用图3的创造性概念而驱动平板显示器的方法。
传统的平板显示器驱动方法在上述发光时间内执行预充电操作，同时存储阀电压。因此，为了实际的发光操作由数据电流的写操作引起的电流驱动阶段被缩短，从而异常执行发光操作，从而导致图像质量降低。
而且，由数据电流写操作引起的发光操作必须在给定的时间内发生，从而用于执行预充电同时存储阀电压的步骤执行得不充分。结果，未实现各个象素的均匀性，并且各个象素的亮度寿命被缩短。
为了改进图像质量并且提供均匀的亮度和延长的寿命，本发明提出一种用于在非发光时间内对各个象素进行预充电同时存储阀电压的方法，从而在发光时间内仅执行由数据电流写操作引起的发光操作，以解决传统技术中的问题。
参考图3，本发明主要划分成发光阶段和非发光阶段。如果数据驱动器向数据线输送预充电电压，则数据线的寄生电容器和各个象素的存储电容器形成预充电电压(即预充电阶段)。
此后，数据线进入浮动状态(也称为悬浮状态)，并且经由连接到数据线、具有二极管结构的象素晶体管将数据线和象素存储电容器充电。
在此情形，持续地进行上述充电操作，直至当前电压达到阀电压，并且前述操作被称为“Vth存储阶段”。
如果数据线和象素存储电容器在上述非发光阶段中被充分充电，并且当前电压达到象素晶体管的阀电压，则非发光阶段被切换到发光阶段。结果，在发光阶段中，经由接通的象素晶体管在数据线中接收电流信号，各个象素以与所接收的电流信号成比例的特定亮度发射光线，并且前述操作被称为“电流驱动阶段”。
各个象素在非发光阶段和发光阶段中发光，并且对于每个帧顺序地重复前述多个阶段，从而可实现各个象素的均匀亮度和高对比度。而且，由于预充电操作被充分执行并且阀电压被存储，因此产生恒定的关闭时期，从而提高了OLED的亮度/寿命。
根据本发明的另一个目的，用于驱动面板的方法还可被应用于MUX型平板显示器的交叉驱动操作，并且将参考图5-6给出其详细描述。
应该指出上述MUX型平板显示器的基本结构与图4所示的结构相同。
然而，与图4不同的是，图5的MUX型平板显示器使用包含在多条数据线中的MUX(多路复用器)电路交叉驱动数据线，而非将数据线连接到每个象素。
图5是示意AM-OLED面板的电路图，其被设计成使用MUX电路来驱动配备有图4象素结构的面板。图6是示意根据本发明的用于驱动图5的AM-OLED面板的方法的时序图。
参考图5-6描述优选实施例。在此假定本发明包括执行预充电操作同时存储阀电压的步骤，并且为便于描述和更好地理解本发明，连接到图5的MUX电路的象素数目被设定为“2”。
参考图6，MUX电路交叉选择两条数据线A和B。
从栅极驱动器接收两条扫描线SCAN[n]和SCAN[n]’。扫描线SCAN[n]提供与连接到数据线A的象素相关的扫描信号。扫描线SCAN[n+1]表示与前述数据线A相关的下一个扫描信号。
扫描线SCAN[n]’提供与连接到数据线B的象素相关的扫描信号。扫描线SCAN[n+1]’表示与数据线B相关的下一个扫描信号。
参考符号“V Data(n)”表示与数据线A相关的各个时区的驱动波形。参考符号“V Data(n)”表示与数据线B相关的各个时区的驱动波形。
参考图6描述与各个阶段相关的图5所示电路的操作。
首先，描述用作第一阶段的预充电阶段。
如果在预充电阶段中，图5的MUX电路选择数据线A，同时第N扫描线的电压被降低，晶体管T1和T3接通，并且预充电电压从数据驱动器输送到MUX电路的数据线，则数据线和存储电容器(Cst)被充有预充电电压。
在此情形，晶体管T2和接通的晶体管T1具有二极管结构，T2晶体管断开，从而OLED元件也被关闭。
本发明特征在于该预充电电压低于驱动TFT的阀电压。
一般的，预充电操作表明被预先充电以补偿由于象素的迟缓响应特性而造成的数据充电操作不充分。与用于施加高于驱动TFT的阀电压的预充电电压的传统方法相比，本发明施加低于驱动TFT的阀电压的预充电电压，从而本发明可避免数据电流在电容器(Cst)被充分充电之前流入数据线中。而且，由于充分的充电操作本发明可保持均匀的亮度。
在此情形，上述预充电阶段可根据需要而被省略。
下面将描述用作第二阶段以存储阀电压的“Vth存储阶段”。
在Vth存储阶段中，图5所示的MUX电路选择数据线B，从而数据线A进入浮动状态。
在此情形，第N扫描线的电压以与前述预充电阶段相同的方式被降低，从而晶体管T1和T3接通。
浮动状态数据线的寄生电容器和象素存储电容器中容纳的电荷被施加到驱动TFT和T1晶体管，它们具有二极管结构，从而如果数据线电压和存储电容器电压满足预定的条件则充电操作停止进行，在使用PMOS TFT的情形中，所述条件由“{VDD-EL-Vdata(＝VCst)}＝Vth_driving TFT(即驱动TFT的阀电压)”表示。
如果不考虑PMOS TFT的Vth的负值符号，则所述预定的条件由“{VDD-EL-Vdata(＝VCst)}＝Vth_driving TFT”表示。亦即，存储电容器电压条件由“Vdata(＝VCst)＝VDD-EL+Vth”表示，其也适用于使用NMOS TFT的情形。
如果数据线和存储电容器被充分充电，则前述“Vth存储阶段”改变为作为第三阶段的“电流驱动阶段”。
在电流驱动阶段中，图5的MUX电路再次选择数据线A。第N扫描线的电压以与上述第一和第二阶段相同的方式被降低，从而T1和T3晶体管接通。
在上述电流驱动阶段，对应于由数据线驱动的象素的数据电流信号经由晶体管T1和T3从驱动TFT输送到数据线，从而通过具有二极管结构的驱动TFT在数据线的寄生电容器和象素的存储电容器中形成对应于相应的数据电流值的栅极-源极电压。
在上述第三阶段中，第N扫描线的电压升高，由前述升高的电压所形成的电压被存储在存储电容器中，相应的电流信号被施加到OLED，从而OLED发光并且OLED的发光操作被保持直至达到下一帧。
对于各个帧，重复驱动上述第一到第三阶段，从而在屏幕上显示出理想的图像。
如从图6可以看出的，图5所示的MUX型AM-OLED面板被交叉驱动，从而其能够在不产生不必要的时间消耗的情况下被驱动。
根据本发明的前述驱动方法不仅被应用于图4所示的象素结构，也可应用于所有的电流驱动型象素结构。
本发明特征在于电流驱动型象素结构具有预充电阶段，Vth存储阶段，以及电流驱动阶段。
在此情形，如上所述的，预充电阶段可被省略，并且下面将参考图7对其详细描述。
图7是示意根据本发明省略预充电阶段的驱动平板显示器的方法的概念图。
参考图7，根据本发明的用于驱动平板显示器的方法被划分成具有预充电阶段的第一情形和不具有预充电阶段的第二情形。
图7中的上图表示前述的在非发光时间中具有预充电阶段的第一情形，从而非发光时间包括预充电时间和用于存储阀电压的时间。
图7中的下图表示前述的在非发光时间中不具有预充电阶段的第二情形，并且在非发光时间中仅存储阀电压。
前述第二情形包括用于存储阀电压的非发光时间以及由数据电流写操作引起的发光时间。
如从上面的描述可知道的，据本发明的用于驱动平板显示器的方法根具有下面的效果。
第一，本发明通过补偿象素的驱动TFT的阀电压偏差和迁移率偏差而获得了恒定的电流信号，从而其提高了均匀性并且改进了图像质量。结果，本发明解决了传统电流驱动方法的预充电问题。
第二，本发明使得OLED具有预定的关闭时间，并且恢复了OLED元件的特性。而且，本发明降低了由OLED元件消耗的功率所产生的热量的影响，并且延缓了元件特性的退化，从而其提高了OLED元件的寿命。
对于本领域技术人员显然的是，在不背离本发明精神和范围的前提下在本发明中可作出各种改进和改变。因此，本发明旨在涵盖包含在所附权利要求的范围中的对于本发明的改进和改变及其等价形式。

Claims (13)

1.一种用于驱动平板显示器的方法，包括以下步骤：
使连接到平板显示器的数据线的象素晶体管进入浮动状态，从而存储电容器存储所述象素晶体管的阈电压与偏压之和，
经所述数据线将驱动电流信号施加到各个象素。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：
在所述使连接到平板显示器的数据线的象素晶体管进入浮动状态的步骤之前，经所述数据线提供预充电电压，用于对所述存储电容器放电。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
在经所述数据线提供预充电电压的预充电步骤中，接通用于切换各个象素的扫描信号，并且当经所述数据线将驱动电流信号施加到各个象素用于向各个象素施加驱动电流的步骤终止时，断开所述扫描信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预充电电压低于所述象素晶体管的阈电压。
5.一种通过交叉驱动多个数据线用于驱动平板显示器的方法，包括以下步骤：
执行第一数据线的预充电操作；
向第二数据线的象素晶体管施加数据波形信号，并且使得连接到第一数据线的象素晶体管进入浮动状态；以及
向第一数据线的象素晶体管施加数据波形信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，连接到第二数据线组的象素晶体管至少在以下步骤中的一个中进入浮动状态：执行第一数据线的预充电操作的步骤，以及向第一数据线的象素晶体管施加数据波形信号的步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：
如果所述象素晶体管进入浮动状态，则在存储电容器中存储所述象素晶体管的阀电压。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：
如果所述象素晶体管进入浮动状态，则对存储电容器充以对应于所述象素晶体管的阀电压与偏压之和的特定电压。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤对于各个帧被重复驱动。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，在波形信号被施加到另一个数据线之前，进行所述执行第一数据线的预充电操作的步骤。
11.一种用于驱动平板显示器的方法，包括以下步骤：
向平板显示器的数据线施加对应于所述平板显示器的象素晶体管的阀电压与偏压之和的特定电压值；以及
经所述数据线向各个象素提供驱动电流信号。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：在向平板显示器的数据线施加对应于所述平板显示器的象素晶体管的阀电压与偏压之和的特定电压值的步骤之前，向所述平板显示器的数据线施加预充电电压。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述平板显示器处于浮动状态期间，进行所述向平板显示器的数据线施加对应于所述平板显示器的象素晶体管的阀电压与偏压之和的特定电压值的步骤。
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