CN1885394A - 有机发光二极管的驱动电路及使用该驱动电路的显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合用于防止有机发光二极管驱动设备的特性变化的有机发光二极管驱动电路，以及使用该驱动电路的有机发光二极管显示器。根据本发明的实施例的有机发光二极管驱动电路包括：有机发光二极管，其通过电流发光；第一晶体管，其响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；第二晶体管，其通过第一节点上的数据电压控制流入有机发光二极管的电流；及应力补偿电路，其响应复位脉冲对第一节点放电。

Description

有机发光二极管的驱动电路及使用该驱动电路的显示器
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管显示器，并且更具体地，涉及一种适合于防止有机发光二极管驱动设备的特性变化的有机发光二极管驱动电路，以及使用该驱动电路的有机发光二极管显示器。
背景技术
近来，已经出现了能够减小其重量和尺寸(重量高和尺寸大是阴极射线管CRT的缺点)的各种平板显示器。平板显示器包括液晶显示器LCD、场致发射显示器FED、等离子显示板PDP、发光二极管(此后称作“LED”)显示器等。
在这些显示器中，LED显示器使用通过重组电子和空穴使磷光体发光的LED。LED显示器被分为使用无机化合物作为磷光体的无机发光二极管LED显示器和使用有机化合物作为磷光体的有机发光二极管OLED显示器。因为OLED显示器具有诸如低电压驱动、自发光、轻薄、宽视角、响应速度快和对比度高的诸多优点，所以OLED显示器有望成为下一代显示器。
OLED通常由在阴极与阳极之间淀积的电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层组成。在这种OLED中，如果在阳极与阴极之间施加指定电压，则从阴极产生的电子通过电子注入层和电子传输层移动到发光层，并且从阳极产生的空穴通过空穴注入层和空穴传输层移动到发光层。因此，从电子传输层提供的电子和从空穴传输层提供的空穴在发光层重新结合，从而发光。
如图1所示，使用这种OLED的有源矩阵型OLED显示器包括：OLED板13，其具有布置在由n条选通线Gl至Gn(n是正整数)与m条数据线Dl至Dm(m是正整数)的交叉所定义的区域中的以n×m的矩阵形状布置的n×m个像素P[i，j](P[i，j]是位于i行、j列的像素，i是等于或小于n的正整数，并且j是等于或小于m的正整数)；驱动OLED板13的选通线Gl至Gn的选通驱动电路12；驱动OLED板13的数据线Dl至Dm的数据驱动电路11；及m条电源电压供电线Sl至Sm，其与数据线Dl至Dm并行布置，以将高电势的电源电压Vdd提供给各个像素P[i，j]。
选通驱动电路12将扫描脉冲提供到选通线G1至Gn，从而依次驱动该选通线Gl至Gn。
数据驱动电路11将从外部输入的数字数据电压转换为模拟数据电压。并且，当扫描脉冲被提供时，数据驱动电路11将该模拟数据电压提供到数据线Dl至Dm。
当将扫描脉冲提供给第i条选通线Gi时，每个像素P[i，j]从第j条数据线Dj接收数据电压，以生成与该数据电压相对应的光。
为此，每个像素P[i，j]包括：OLED，其阳极与第j条电源电压供电线Sj连接；和OLED驱动电路15，其连接到OLED的阴极，并且连接到第i条选通线Gi以及第j条数据线Dj，以提供低电势电源电压Vss。
OLED驱动电路15包括：第一晶体管T1，其响应来自第i条选通线Gi的扫描脉冲，将来自第j条数据线Dj的数据电压提供到第一节点N1；第二晶体管T2，其响应第一节点N1的电压，控制流入OLED的电流；和存储电容器Cs，被第一节点N1上的电压充电。
OLED驱动电路15的驱动波形如图2所示。在图2中，‘1F’为一个帧周期，‘1H’为一个水平周期，‘Vg_i’为从第i条选通线Gi提供的选通电压，‘Psc’为扫描脉冲，‘Vd_j’为从第j条数据线Dj提供的数据电压，‘VN1’为第一节点N1上的电压，及‘IOLED’为流过OLED的电流。
参照图1和图2，当通过选通线Gi提供了扫描脉冲时，第一晶体管T1被导通，从而将从数据线Dj提供的数据电压Vd提供到第一节点N1。提供到第一节点N1的数据电压Vd对存储电容器Cs充电，并且被提供给第二晶体管T2的栅极端。这样，如果所提供的数据电压Vd导通了第二晶体管T2，则电流流过OLED。此刻，由高电势电源电压Vdd产生了流过OLED的电流，并且此电流与施加到第二晶体管T2的数据电压Vd的大小成比例。并且，即使第一晶体管T1截止，也能由来自存储电容器Cs的第一节点电压VN1将第二晶体管T2保持在导通状态，以控制流过OLED的电流，直到提供下一帧的数据电压Vd。
另一方面，OLED驱动电路15具有如下问题。
参照图2，将正数据电压Vd长时间施加给第二晶体管T2的栅极。如图3所示，由长时间施加的正数据电压Vd在第二晶体管中产生了累积栅偏压应力(gate bias stress)。并且，如图4A所示，累积的栅偏压应力所引起的劣化使得在晶体管T2中产生特性变化。图4A表示由正的栅偏压应力引起的晶体管的特性变化，图4B表示由负的栅偏压应力引起的晶体管的特性变化。图4A和图4B中的箭头标志表示晶体管的阈值电压移动。这样，由栅偏压应力产生的诸如第二晶体管T2的OLED驱动器件的特性变化，改变了流入OLED的电流，使得OLED驱动电路15的操作的可靠性劣化，并且进一步使得OLED显示器的操作的可靠性劣化。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种适用于防止有机发光二极管驱动设备的特性变化，以确保OLED驱动电路的操作的可靠性，并且进一步确保OLED显示器的操作的可靠性的有机发光二极管驱动电路，以及使用这种驱动电路的有机发光二极管显示器。
为了实现本发明的这些及其它目的，根据本发明的一方面的有机发光二极管驱动电路包括：有机发光二极管，其通过电流发光；第一晶体管，其响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；第二晶体管，其通过第一节点上的数据电压控制流入有机发光二极管的电流；及应力补偿电路，其响应复位脉冲对第一节点放电。
所述应力补偿电路包括第三晶体管。
在该有机发光二极管驱动电路中，在从产生扫描脉冲的时间点延迟了指定时间的时间点产生复位脉冲。
在该有机发光二极管驱动电路中，在从产生扫描脉冲的时间点延迟了1/2帧周期的时间点产生复位脉冲。
在该有机发光二极管驱动电路中，复位脉冲延迟于扫描脉冲，数据电压从第一低电势基准电压升高，而扫描脉冲和复位脉冲从低于第一低电势基准电压的第二低电势基准电压升高。
在该有机发光二极管驱动电路中，第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
根据本发明的另一方面的有机发光二极管驱动电路包括：第一晶体管，其响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；第二晶体管，其通过第一节点上的数据电压控制流入有机发光二极管的电流；以及应力补偿电路，其将极性与第一节点中充电的数据电压的极性不同的补偿电压提供到第一节点。
在该有机发光二极管驱动电路中，该应力补偿电路包括第三晶体管，其在第一晶体管之后导通以将低于数据电压的低电势基准电压的电压提供到第一节点。
根据本发明的又一方面的有机发光二极管显示器包括：彼此交叉的数据线和选通线；选通驱动电路，其将扫描脉冲提供到选通线；数据驱动电路，其将视频数据电压提供到数据线；有机发光二极管，其通过电流发光；有机发光二极管驱动电路，其具有：第一晶体管，响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；第二晶体管，通过第一节点上的电压控制流入有机发光二极管的电流；以及第三晶体管，响应复位脉冲对第一节点放电。
在该有机发光二极管显示器中，在从产生扫描脉冲的时间点延迟了指定时间的时间点产生复位脉冲。
在该有机发光二极管显示器中，在从产生扫描脉冲的时间点延迟了1/2帧周期的时间点产生复位脉冲。
在该有机发光二极管显示器中，复位脉冲延迟于扫描脉冲，数据电压从第一低电势基准电压升高，而扫描脉冲和复位脉冲从低于第一低电势基准电压的第二低电势基准电压升高。
在该有机发光二极管显示器中，第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
根据本发明的又一方面的有机发光二极管显示器包括：彼此交叉的数据线和选通线；选通驱动电路，其将扫描脉冲提供到选通线；数据驱动电路，其将视频数据电压提供到数据线；有机发光二极管，其通过电流发光；有机发光二极管驱动电路，具有：第一晶体管，响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；第二晶体管，通过第一节点上的数据电压控制流入有机发光二极管的电流；应力补偿电路，其将极性与第一节点所负载的数据电压的极性不同的补偿电压提供到第一节点。
在该有机发光二极管显示器中，应力补偿电路包括：第三晶体管，其响应复位脉冲在第一晶体管之后导通以将低于数据电压的低电势基准电压的电压提供到第一节点。
在该有机发光二极管显示器中，在从产生扫描脉冲的时间点延迟了指定时间的时间点产生复位脉冲。
在该有机发光二极管显示器中，在从产生扫描脉冲的时间点延迟了1/2帧周期的时间点产生复位脉冲。
在该有机发光二极管显示器中，第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的实施例的详细描述，本发明的这些及其它目的将显而易见，在附图中：
图1是示出了现有技术的有机发光二极管显示器的示意图；
图2是示出了图1的有机发光二极管驱动电路的驱动波形的示意图；
图3是表示对应于电压提供时间的累积栅偏压应力的示意图；
图4A是表示由正栅偏压应力引起的器件的特性变化的示意图；
图4B是表示由负栅偏压应力引起的器件的特性变化的示意图；
图5是表示根据本发明的实施例的有机发光二极管显示器的示意图；
图6是表示图5的有机发光二极管驱动电路的驱动波形的示意图；
图7A和图7B是表示通过有机发光二极管驱动电路来减少栅偏压应力的示意图；
图8A和8B是表示与图6的驱动波形不同的驱动波形的示意图；
图9是表示根据本发明的另一实施例的有机发光二极管显示器的示意图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。
下面将参照图5到9解释本发明的实施例。
参照图5，根据本发明的OLED显示器包括：OLED板103，其具有布置在由n条选通线Gl至Gn(n是正整数)与m条数据线Dl至Dm(m是正整数)的交叉所定义的区域中的以n×m的矩阵形状布置的n×m个像素P[i，j](P[i，j]是位于i行、j列的像素，i是等于或小于n的正整数，并且j是等于或小于m的正整数)；选通驱动电路102，其驱动OLED板103的选通线Gl至Gn；数据驱动电路101，其驱动0LED板103的数据线Dl至Dn；m个电源电压供电线Sl至Sm，将其与数据线Dl至Dm并行布置，用以将高电势电源电压Vdd提供给各个像素P[i，j]；以及复位线Rl至Rn，其与选通线Gl至Gn并行布置，以将复位信号提供给各个像素P[i，j]。
选通驱动电路102将扫描脉冲提供给选通线Gl至Gn从而依次驱动选通线Gl至Gn。
数据驱动电路101将从外部输入的数字数据电压转换为模拟数据电压。并且，当提供了扫描脉冲时，数据驱动电路101将模拟数据电压提供到数据线Dl至Dm。
当将扫描脉冲Psc提供给第i条选通线Gi时，各个像素P[i，j]从第j条数据线Dj接收数据电压Vd_j，以产生与该数据电压相对应的光。
为此，每个像素P[i，j]都包括：OLED，其阳极连接到第j条电源电压供电线Sj；和OLED驱动电路105，其连接到OLED的阴极，并且连接到第i条选通线Gi、第j条数据线Dj以及第i条复位线Ri以提供低电势电源电压Vss。
OLED驱动电路105包括：第一晶体管T1，其响应于来自第i条选通线Gi的扫描脉冲将来自第j条数据线Dj的数据电压提供到第一节点N1；第二晶体管T2，其响应第一节点N1的电压控制流入OLED的电流；和第三晶体管T3，其响应来自第i条复位线Ri的复位脉冲对第一节点N1放电。第三晶体管T3作为应力补偿电路，通过控制第一节点来补偿第二晶体管的应力。
OLED驱动电路105的驱动波形如图6所示。在图6中，‘1F’是一个帧周期，‘1H’是一个水平周期，‘Vg_i’是从第i条选通线Gi提供的选通电压，‘Psc’是扫描脉冲，‘Vd_j’是从第j条数据线Dj提供的数据电压，‘Vr_i’是从第i条复位线Ri提供的复位电压Vr_i，‘Prs’是复位脉冲，‘VN1’是第一节点N1上的电压，并且‘IOLED’是流过OLED的电流。
参照图5和图6，当通过第i条选通线Gi提供了扫描脉冲Psc时，第一晶体管T1导通，从而将数据电压Vd从第j条数据线Dj提供到第一节点N1。将提供到第一节点N1的数据电压Vd提供到第二晶体管T2的栅极端。这样，如果所提供的数据电压Vd导通了第二晶体管T2，则电流流过OLED。此刻，通过高电势电源电压Vdd产生流过OLED的电流，并且该电流与施加到第二晶体管T2的数据电压Vd的大小成比例。并且，即使第一晶体管T1截止，也能通过数据电压Vd保持第一节点N1上的电压VN1，直到通过复位脉冲Prs将第三晶体管T3导通，而对第一节点N1放电为止。因此，第二晶体管T2保持在导通状态直到提供了复位脉冲Prs。在这里，对于各个帧周期，在与扫描脉冲有1/2帧周期的时间差处，产生从第i条复位线Ri提供的复位脉冲Prs。
通过产生的与扫描脉冲Psc有1/2帧周期的时差的复位脉冲Prs，使用第三晶体管T3将第一节点N1放电，从而第二晶体管T2具有1/2帧周期的应力恢复周期。即，如图7A所示的第二晶体管T2中的在1/2帧周期的导通周期中增大的累积栅偏压应力在处于截止的1/2帧周期中减小。
总之，第二晶体管T2，即，OLED驱动器件，保持导通状态1/2帧周期，然后第二晶体管T2保持截止状态1/2帧周期。因此，在其处于导通状态时产生的OLED驱动器件的特性变化在其处于截止状态时得以恢复，从而防止了由OLED驱动器件的劣化引起的特性变化，使得能够改善OLED驱动电路的操作的可靠性。
在图7A和图8A的情况下，由半周期驱动产生的正偏压应力在下半周期被恢复，从而提高可靠性。然而，在恢复周期将与源极电压相同的电压施加到OLED驱动器件(第二晶体管)的栅极，以改善可靠性。当然，即使在此情况下也存在恢复效应，因此能够改善可靠性。
在图7B和图8B的情况下，在恢复周期将比OLED驱动器件的栅极相对低的功率施加到源极，从而负偏压应力效应变得更大。即，通过使负偏压应力效应变得更大，能够更大地恢复OLED驱动器件的特性。通常，栅偏压应力与所施加的电压的大小成比例，因此通过利用低于OLED驱动器件的低电势基准电压的第二低电势基准电压来加强负偏压应力效应，能够大幅改善通常由驱动引起的特性变化所导致的可靠性的问题。
图8B表示用于通过加强负偏压应力来改善恢复特性的新驱动波形。此驱动波形的特征在于，复位电压Vr_i波形和选通电压Vg_i波形的低电势基准电压低于数据电压Vd_g的低电势基准电压。假设施加到OLED驱动器件的控制节点(第一节点)的累积偏压应力是与斜线区域成比例的，在如图8B所示驱动的情况下，能够使累积偏压应力最小化，从而使特性变化最小。此外，通过控制第二低电势基准电压(即，相对地低于数据电压Vd_g的低电势基准电压的复位电压和选通电压的低电势基准电压)，能够调节负偏压应力的大小，从而能够使累积偏压应力最小化。
同时，根据本发明的TFT可以为不定形MOS-TFT或单晶硅型MOS-TFT。另外，虽然在图8B中，复位电压Vr_i波形和选通电压Vg_i波形的低电势基准电压都低于数据电压Vd_g的低基准电压的驱动波形，但在另一实施例中，可以只有复位电压Vr_i波形的低电势基准电压低于数据电压Vd_g的低基准电压的驱动波形。如上所述，根据本发明的实施例的OLED驱动电路包括第三晶体管，其响应复位脉冲将OLED驱动器件的控制节点放电，从而能够防止由OLED驱动器件的劣化所引起的特性变化，以改善操作的可靠性。另外，施加使复位脉冲和扫描脉冲的低电势基准电压低于数据电压的低电势基准电压的驱动波形，以便能够确保进一步改善OLED驱动电路操作的可靠性。
另一方面，为了如图8B所示减小低电势基准电压，将负应力电压-Vstr施加到如图9和10所示的第三晶体管T3的源极，并且选通驱动电路202产生在选通高电压Vgh与负应力电压-Vstr之间摆动的扫描脉冲。
虽然通过上述附图中示出的实施例解释了本发明，但本技术领域的普通技术人员应该理解，本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明的精神的情况下，可进行各种改变和变型。因此，应该仅通过所附的权利要求及其等同物来确定本发明的范围。
本申请要求2005年6月20日提交的韩国专利申请P2005-53120的优先权，在此通过引用并入其内容。

Claims (24)

1、一种有机发光二极管驱动电路，包括：
有机发光二极管，其通过电流发光；
第一晶体管，其响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；
第二晶体管，其通过第一节点上的数据电压控制流入有机发光二极管的电流；以及
应力补偿电路，用于控制所述第一节点上的电压。
2、根据权利要求1所述的有机发光二极管驱动电路，其中所述应力补偿电路包括第三晶体管，其响应复位脉冲对所述第一节点放电；在从产生扫描脉冲的时间点延迟了指定时间的时间点产生所述复位脉冲。
3、根据权利要求2所述的有机发光二极管驱动电路，其中在从产生扫描脉冲的时间点延迟了1/2帧周期的时间点产生所述复位脉冲。
4、根据权利要求1所述的有机发光二极管驱动电路，其中所述应力补偿电路包括第三晶体管，其响应复位脉冲对所述第一节点放电；所述复位脉冲延迟于扫描脉冲，数据电压从第一低电势基准电压升高，扫描脉冲和复位脉冲两者或复位脉冲自己从低于第一低电势基准电压的第二低电势基准电压升高。
5、根据权利要求4所述的有机发光二极管驱动电路，其中在从产生扫描脉冲的时间点延迟1/2帧周期的时间点产生复位脉冲。
6、根据权利要求2所述的有机发光二极管驱动电路，其中第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
7、根据权利要求2所述的有机发光二极管驱动电路，其中第一晶体管至第三晶体管为单晶硅晶体管。
8、根据权利要求1所述的有机发光二极管驱动电路，其中所述应力补偿电路向所述第一节点提供补偿电压，所述补偿电压的极性与在所述第一节点充电的数据电压的极性不同。
9、根据权利要求8所述的有机发光二极管驱动电路，其中，所述应力补偿电路包括：
第三晶体管，其在第一晶体管之后导通，以将低于所述数据电压的低电势基准电压的电压提供到第一节点。
10、根据权利要求9所述的有机发光二极管驱动电路，其中第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
11、根据权利要求9所述的有机发光二极管驱动电路，其中第一晶体管至第三晶体管为单晶硅晶体管。
12、一种有机发光二极管显示器，包括：
彼此交叉的数据线和选通电路；
选通驱动电路，其将扫描脉冲提供到所述选通线；
数据驱动电路，其将视频数据电压提供到所述数据线；
有机发光二极管，其通过电流发光；
有机发光二极管驱动电路，其具有：第一晶体管，其响应扫描脉冲将数据电压提供到第一节点；第二晶体管，其通过第一节点上的数据电压控制流入有机发光二极管的电流；以及应力补偿电路，用于控制所述第一节点上的电压。
13、根据权利要求12所述的有机发光二极管显示器，其中所述应力补偿电路包括第三晶体管，其响应复位脉冲对所述第一节点放电；在从产生扫描脉冲的时间点延迟了指定时间的时间点产生所述复位脉冲。
14、根据权利要求13所述的有机发光二极管显示器，其中在从产生扫描脉冲的时间点延迟1/2帧周期的时间点产生复位脉冲。
15、根据权利要求12所述的有机发光二极管显示器，其中所述应力补偿电路包括第三晶体管，其响应复位脉冲对所述第一节点放电；所述复位脉冲延迟于扫描脉冲，数据电压从第一低电势基准电压升高，并且扫描脉冲和复位脉冲两者或仅复位脉冲从低于第一低电势基准电压的第二低电势基准电压升高。
16、根据权利要求15所述的有机发光二极管显示器，其中在从产生扫描脉冲的时间点延迟了1/2帧周期的时间点产生复位脉冲。
17、根据权利要求15所述的有机发光二极管显示器，其中第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
18、根据权利要求15所述的有机发光二极管显示器，其中第一晶体管至第三晶体管为单晶硅晶体管。
19、根据权利要求12所述的有机发光二极管显示器，其中所述应力补偿电路向所述第一节点提供补偿电压，所述补偿电压的极性与在所述第一节点充电的数据电压的极性不同。
20、根据权利要求19所述的有机发光二极管显示器，其中，所述应力补偿电路包括：第三晶体管，其响应于复位脉冲在第一晶体管之后导通，以将低于所述数据电压的低电势基准电压的电压提供到所述第一节点。
21、根据权利要求20所述的有机发光二极管显示器，其中在从产生扫描脉冲的时间点延迟了指定时间的时间点产生所述复位脉冲。
22、根据权利要求20所述的有机发光二极管显示器，其中在从产生扫描脉冲的时间点延迟1/2帧周期的时间点产生所述复位脉冲。
23、根据权利要求20所述的有机发光二极管显示器，其中第一晶体管至第三晶体管为无定形晶体管。
24、根据权利要求20所述的有机发光二极管驱动电路，其中第一晶体管至第三晶体管为单晶硅晶体管。
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