CN100405443C - 一种提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示技术领域，是一种提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法。本发明改变了传送的数据信号时序，将原来的某象素数据时序通过开关管1TFT数据线传送到驱动管2TFT的栅极上，驱动管2TFT上的栅信号波形能使驱动管2TFT的阈值向上单调漂移(增大)，结果使通过的电流减少。在上述象素的偶数帧不传送该象素信号，而是变换成一个相反的电压信号，驱动管2TFT在偶数帧的负波形使其阈值向下单调漂移(减少)，即在每二帧间使阈值抑制在初始值上。本发明在数据信号帧与帧之间增加一帧反向电压信号，就能使驱动管2TFT的栅电压变为正负交替的信号，即可以抑制其阈值的单调变化，使驱动管2TFT电流稳定，实现有机电致发光二极管达到发光稳定的要求。

Description

一种提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，涉及一种数据信号时序控制，具体地说就是隔帧显示，即在象素的帧与帧数据间增加了一个反向的电压来抑制晶体管阈值漂移，达到控制有机电致发光二极管发光亮度稳定性的方法。

技术背景

有机电致发光二极管(OLED)显示由于具有重量轻厚度薄、自主发光、高亮度、高对比度、宽视角和快速响应等优点，是当前显示领域的研究热点。有机电致发光二极管显示有两种驱动方法，即无源驱动和有源驱动。无源驱动在大尺寸高分辨率时无法克服交叉串扰现象，因此在要求大尺寸和高清晰度时无法得到推广。有源驱动由于采用比较成熟的薄膜晶体管(TFT)技术，在驱动有机电致发光二极管显示上得到很好的应用。由于多晶硅薄膜晶体管(p-Si-TFT)制作成本高，实现大尺寸难等缺点，应用过程中受到一定局限。高品质非晶硅薄膜晶体管(a-Si-TFT)由于也能很好地驱动有机电致发光二极管显示，能与大规模薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)生产相匹配，成为现在的研究热点。

在有源驱动方式中，现在主要有双管TFT如图1和四管TFT如图2驱动。在双管驱动中，一个薄膜晶体管1TFT又叫开关管，另一个薄膜晶体管2TFT又叫驱动管。双管驱动在现有的数据时序中，如信号电压全大于零或全小于零，不能解决有机电致发光二极管亮度不均匀性的问题。这种原因主要是由于驱动管2TFT在现有数据时序中存在阈值漂移，因此影响了通过有机电致发光二极管的电流稳定性，即影响了其发光的均匀性。为了解决这个问题，提出了四管TFT驱动方案。四管TFT驱动方案虽然很好地解决了亮度均匀性的问题，但又不可避免地降低了象素开口率。

发明内容

为了克服上述现有技术中有机电致发光二极管显示有源驱动的缺点，本发明在有源驱动中仍然采用双管TFT驱动，但数据时序经过处理变化。用这种改进的数据时序如图4来抑制驱动管的阈值漂移，达到有机电致发光二极管亮度均匀性的要求，目的是提供一种提高a-si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法。

因为薄膜晶体管的栅信号电压如果始终为正(n沟道TFT)或始终为负(p沟道TFT)，TFT阈值电压会单调地升高或降低。变化趋势如图3所示。在双管TFT驱动方案中，数据信号时序的电压设计为全大于零(n沟道TFT)或全小于零(p沟道TFT)，这种数据信号经过开关管1TFT传到驱动管2TFT的栅线上，作为其栅信号，即驱动管2TFT的栅信号电压都大于零或小于零，这就造成其阈值电压单调地增大或减小。根据TFT工作在饱和区的开态电流公式 $I_{\mathrm{on}}=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_P{C}_{\mathrm{ox}}\frac{W}{L}{(V_G-V_{\mathrm{TH}})}^2$ 可以看出如果阈值电压V_TH单调变化，则开态电流I_on下降。

为了使阈值电压V_TH不产生变化，保持开态电流I_on稳定，本发明改变了传送的数据信号时序，如图4所示。图4中A是原来的某象素数据时序，它通过开关管1TFT数据线传送到驱动管2TFT的栅极上，驱动管2TFT上就得到了图5中C的驱动波形。如上述分析，这个栅信号波形能使控制管2TFT的阈值向上单调漂移(增大)，结果使通过的电流减少，即有机电致发光二极管发光亮度下降。如果在象素的偶数帧不传送该象素信号，而是变换成一个相反电压的信号，如图4中B的波形，则在驱动管2TFT上得到如图5中D的栅信号波形。驱动管2TFT在第二帧的负波形使其阈值向下单调漂移(减少)，即在每两帧间使阈值抑制在初始值上。这种交替正负变化的栅控制信号就实现了抑制驱动管2TFT阈值漂移。

本发明通过改变栅线电路的时钟信号方向的办法，有效地控制驱动管2TFT阈值漂移，使开态电流I_on保持稳定，从而提高了有机发光二极管亮度稳定性。

附图说明

图1为双管a-Si-TFT有机电致发光二极管结构示意图；

图2为四管a-Si-TFT有机电致发光二极管结构示意图；

图3为在双管a-Si-TFT有机电致发光二极管驱动中，驱动管2TFT阈值漂移变化关系曲线；

图4为两种数据时序示意图，其中A是原象素数据时序，B是本发明改进的象素数据时序。图中，A₁为原象素第一帧数据时序，A₂原象素第二帧数据时序，A₃原象素第三帧数据时序，A₄原象素第四帧数据时序，B₁本发明第一帧数据时序，B₂本发明第二帧数据时序，B₃本发明第三帧数据时序，B₄本发明第四帧数据时序；

图5为控制管2TFT上的栅压信号示意图，其中C是输入原数据信号时序得到的栅压信号，D是输入本发明改进数据信号时序得到的栅压信号。图中，C₁为原象素第一帧栅压信号，C₂原象素第二帧栅压信号，D₁本发明第一帧栅压信号，D₂本发明第二帧栅压信号；

图6为数据信号时序变化和控制的电路框图；

图7为两种数据信号输入单个象素的示意图。

具体实施方式

图6是实现本发明的一种具体实施方式信号时序变化和控制的电路框图。在图7中的具体实施方式中，原象素数据时序信号A和本发明的象素数据时序信号B都是由函数发生器输出，通过调节函数发生器的频率、幅度和偏移量得到原象素数据信号数据时序信号A和本发明的象素数据时序信号B波形。

在图6中，通过记数器记录显示屏的栅线控制电路的时钟信号，当记录满第一帧栅时钟信号时，记数器向模拟转换开关发出指令，使数据时序信号转换成与原象素信号电压相反的信号，成为第二帧数据信号。同样，记数器在记录满第二帧栅时钟信号时，使数据时序信号转换成原象素数据信号。以此类推，隔帧显示，实现有机发光二极管发光亮度的稳定。

图6是本发明的一种TFT-OLED全屏驱动时的电路设计框图，计数器主要由单片机电路或下降沿计数器电路来实现，计数器对栅时钟的下降沿进行计数。当所计的下降时钟数和行数相等时，计数器发出控制命令，使模拟开关切换到产生与数据信号相反电压的电路，即第二帧输入负数据信号来补偿驱动管阈值的漂移，计数器发出控制信号的同时，计数器清零重新对栅时钟的下降沿进行计数；当所计的下降时钟数和行数相等时，计数器发出控制命令，使模拟开关切换到数据信号，即奇数帧显示偶数帧不显示。

下面结合实例进一步说明本发明。

如图7，用信号发生器产生两组信号，其中信号A作为原数据信号，信号B作为本发明的数据信号，它们分别为象素中1TFT的数据线输入，然后用一个电流表来检测2TFT导通电流的变化情况。实验中发现，输入信号B得到的电流稳定性比输入信号A有很大的提高。

Claims (5)

1.一种提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法，其特征是将原来的某象素数据时序通过开关管1TFT数据线传送到驱动管2TFT的栅极上，驱动管2TFT的栅信号波形能使驱动管2TFT的阈值向上单调漂移，结果使通过的电流减少；在上述象素的某帧的相邻一帧不传送该象素信号，而是变换成一个与该象素信号电压相反的信号，驱动管2TFT在第二帧的负波形使其阈值向下单调漂移，即在每两帧间使阈值抑制在初始值上。

2.根据权利要求1所述的提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法，其特征是通过记数器记录显示屏的栅线控制电路的时钟信号，当记录满第一帧栅时钟信号时，记数器向模拟转换开关发出指令，使数据时序信号转换成与原象素信号电压相反的信号，成为第二帧数据信号；同样，记数器在记录满第二帧栅时钟信号时，使数据时序信号转换成原象素数据信号；以此类推，隔帧显示。

3.根据权利要求2所述的提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法，其特征是原象素数据信号数据时序信号A和与原象素数据信号数据时序信号A电压相反、使驱动管2TFT阈值向下单调漂移的数据时序信号B都是由函数发生器输出；通过调节函数发生器的频率、幅度和偏移量得到原象素数据信号数据时序信号A和数据时序信号B波形。

4.根据权利要求3所述的提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法，其特征是计数器由单片机电路或下降沿计数器电路来实现，计数器对栅时钟的下降沿进行计数。

5.根据权利要求4所述的提高a-Si-TFT有机电致发光二极管亮度稳定性的方法，其特征是当计数器所计的下降时钟数和行数相等时，计数器发出控制命令，使模拟开关切换到产生与数据信号相反电压的电路，即第二帧输入负数据信号来补偿驱动管阈值的漂移，计数器发出控制信号的同时，计数器清零重新对栅时钟的下降沿进行计数；当所计的下降时钟数和行数相等时，计数器发出控制命令，使模拟开关切换到数据信号，即奇数帧显示偶数帧不显示。

Images