CN103065584B - 有源有机电致发光显示器扫描驱动器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了有源有机电致发光显示器的扫描驱动器及其驱动方法，驱动器包括第一级扫描驱动电路、第二级扫描驱动电路、第三级扫描驱动电路以及第四级扫描驱动电路，每级扫描驱动电路包含一个输入端VIN，三个时序信号输入端，两个输出端和三个电源端，所述第一级扫描驱动电路的输入信号由外围提供，此后每一级单元电路的输出信号COUT（N）为下一级单元电路的输入信号VIN(N+1)。本发明扫描驱动器只需一种传输类型的薄膜晶体管，避免了采用传统的非门，或非门等结构，确保信号全摆幅输出，满足显示器的驱动需求，该驱动器采用三根流水线方式的时序控制信号，采用输出反馈到输入回路抑制漏电流的方式，使得电路更加稳定工作，信号全摆幅输出。

Description

有源有机电致发光显示器扫描驱动器及其驱动方法

技术领域

本发明涉及发光二极管显示器的扫描驱动技术，尤其涉及有源有机电致发光显示器的扫描驱动电路及其驱动方法。

背景技术

有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode，OLED）显示器是非常具有发展潜力的下一代显示技术。AMOLED显示屏上的外围集成驱动电路包括数据驱动芯片和行驱动芯片，传统的AMOLED驱动电路需要专门的驱动芯片，通过COG工艺，将芯片压在玻璃基板上驱动像素电路。Arokia Nathan等人提出了氢化非晶硅TFT电路可集成在玻璃和塑料上驱动OLED，大大降低显示屏的制作成本，并分析了OLED阵列像素等效模型与寄生参数，验证电路的可行性，开创了TFT集成在玻璃背板上的先河。薄膜晶体管制作的行集成驱动电路代替专门的行驱动芯片，也成为背板TFT技术近年来研究热点，其优点在于：首先，TFT行集成驱动电路与像素电路制作在同一阵列，合理的布局可以避免走线长度不一而导致阵列不同的延时，影响显示效果；其次，可以节约基板面积，减少工艺步骤，降低成本，应用在小尺寸显示屏，可以实现窄边框，符合人们审美需求。

玻璃基板上制作的薄膜晶体管，传输类型单一，全N型或者是全P型管，采用单一传输类型的管构成传统结构的逻辑电路，会出现一些不可避免问题，如单管构成的非门，或非门等，输出信号不能实现全摆幅；该类非门和或非门工作时，二极管接法的TFT是常开的，会引起额外功耗；采用非门，或非门等电路结构，设计时需要考虑器件的沟道电阻比，输出信号取决于沟道电阻的比值等一些问题，因此设计行扫描驱动电路时，有必要避免采用传统的结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可以使电路更加稳定工作、信号全摆幅输出的有源有机电致发光显示器扫描驱动器。

本发明的另一个目的在于提供一种基于上述扫描驱动器的驱动方法。

为了达到上述第一发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，包括第一级扫描驱动电路、第二级扫描驱动电路、第三级扫描驱动电路以及第四级扫描驱动电路，每级扫描驱动电路包含一个输入端VIN，三个时序信号输入端，两个输出端和三个电源端，所述两个输出端分别为第一输出端COUT和第二输出端OUT，所述三个电源端分别为第一电源端VDD、第二电源端VSS、和第三电源端VSSL，所述第一级扫描驱动电路的输入信号由外围提供，此后每一级单元电路的输出信号COUT（N）为下一级单元电路的输入信号VIN(N+1)，输出信号OUT(N)为第N行像素阵列的扫描信号。

优选的，第一级扫描驱动电路的三个时序信号输入端分别按顺序接第一时序控制线、第二时序控制线和第三时序控制线；三个时序控制线构成流水线形式的驱动模式，第一时序控制线最先跳变成高电平，维持一个脉冲时间；到下一个脉冲时间来到，第一时序控制线跳变成低电平，第二时序控制线跳变成高电平，维持一个脉冲时间；第三个脉冲到来，第二时序控制线跳变成低电平，第三时序控制线跳变成高电平，维持一个脉冲时间；下个脉冲时间，回到时序控制线1跳变成高电平，一根信号的周期为三个脉冲时间。

优选的，第一级扫描驱动电路在第三时序控制线跳变成高电平时产生的输出信号COUT(1)，为第二级扫描驱动电路的输入信号VIN(2)，所述第二级扫描驱动电路的信号输入端接时序控制线的顺序为：3、1、2；第三级扫描驱动电路的信号输入端接时序控制线的顺序为：2、3、1；第四级扫描驱动电路的信号输入端接时序控制线的顺序为：1、2、3。

优选的，每级扫描驱动电路包括第一晶体管~第十二晶体管，第一晶体管源极接第二晶体管的漏极和第十一晶体管的源极,栅极接第二根时钟控制线，漏极接上一级扫描驱动电路的输出信号，即为该级的输入信号线；第二晶体管栅极接第二根时钟控制线，源极接第三晶体管的漏极、第七晶晶体管和第九晶体管的栅极，以及第一存储电容C1的一端；第三晶体管源极接第一负电源线，栅极接第四晶体管源极、第五晶体管的漏极、第八晶体管和第十晶体管的栅极，以及第二存储电容C2的一端；第四晶体管的漏极接正电源线，栅极接第一根时序控制线；第五晶体管栅极接该级的输入信号，源极接第六晶体管的漏极和第十二晶体管的源极；第六晶体管的源极接第二负电源线，栅极接该级的输入信号线；第七晶体管的漏极接第三根时序控制线，源极接第八晶体管的漏极、第十一晶体管和第十二晶体管的栅极以及第一存储电容C1的另一端；第八晶体管的源极接第二负电源线。

优选的，所述第七晶体管和第八晶体管构成行扫描驱动电路的一个输出级电路，为下一级提供输入信号。

优选的，所述第九晶体管和第十晶体管构成行扫描驱动电路输出电路，连接像素阵列，驱动像素电路。

优选的，所述的第十一晶体管和第十二晶体管的漏极接第三根时序控制线，构成输出反馈到输入级的回路。

优选的，每级扫描驱动电路中所采用的晶体管均为N型的薄膜晶体管。

为了达到上述第二发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的驱动方法，包括下述步骤：

行驱动电路的初始化阶段，具体步骤如下：

第一根时序控制线控制第四晶体管的开关状态，第二根时序控制线控制第一晶体管和第二晶体管的开关状态，第三根时序控制线接输出级、第六晶体管和第八晶体管的漏极，提供输出驱动信号；

第一根时序控制线为高电平，第二和第三根时序控制线为低电平，输入信号为低电平，第四晶体管导通，正电源给A点充电至VDD，电荷存储在储存电容C2，使第八晶体管、第十晶体管和第三晶体管导通，B点电位放电至VSS，关断第七晶体管和第九晶体管；第一晶体管、第二晶体管、第五晶体管和第六晶体管关断；输出级的COUT(N)和OUT(N)分别输出为：第一负电平VSSL和第二负电平VSS；

行驱动电路的信号写入阶段；其具体步骤如下：

第二根时序控制线为高电平，第一根和第三根时序控制线为低电平，输入信号为高电平，第一晶体管、第二晶体管导通，输入信号存储在第一存储电容C1的一端B点处，使得第七晶体管和第九晶体管导通；第一根时序控制线将第四晶体管关断，输入信号将第五晶体管和第六晶体管导通，储存在电容C2的电荷，通过第五晶体管和六晶体管放电至第二负电平VSSL，使得第三晶体管、第八晶体管和第十晶体管关断，输出级信号COUT(N)和OUT(N)输出与第三根时序控制线相对应的低电平；

行驱动电路信号输出阶段；其具体步骤如下：

第三根时序控制线为高电平，第一和第二根时序控制线为低电平，输入信号为低电平，第一根时序控制线继续将第四晶体管关断，第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管关断，第七和第八晶体管保持导通，输出信号COUT(N)和OUT(N)随着第三根时序控制线的变化，跳变成高电平；上述输出阶段输出的信号COUT(N)为下一级扫描驱动电路的输入信号VIN(N+1)。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明的扫描驱动器只需一种传输类型的薄膜晶体管，避免了采用传统的非门，或非门等结构，确保信号全摆幅输出，满足显示器的驱动需求，该驱动器采用三根流水线方式的时序控制信号，一根正电源线，二根负电源线，采用输出反馈到输入回路抑制漏电流的方式，使得电路更加稳定工作，信号全摆幅输出。

附图说明

图1是本发明的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的示意原理图；

图2为图1的时序图；

图3为本发明的有源有机电致发光显示器的单元扫描驱动电路原理图；

图4a和图4b是本发明的单元扫描驱动电路另外两种实现方式；

图5图3的时序图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，所述的扫描驱动器包括：第一级扫描驱动电路11、第二级扫描驱动电路12、第三级扫描驱动电路13以及第四级扫描驱动电路14，每级的扫描驱动电路包含了一个输入端VIN，三个时序信号输入端1、2、3，两个输出端COUT,OUT，三个电源端VDD、VSS、VSSL。第一级的扫描驱动电路的输入信号由外围提供，此后每一级单元电路的输出信号COUT（N）为下一级单元电路的输入信号VIN(N+1)，输出信号OUT(N)为第N行像素阵列的扫描信号。

如图2所示，第一级扫描驱动电路11的三个时序信号输入端1、2、3分别按顺序接三根时序控制线1、2、3，三个时序控制线构成流水线形式的驱动模式，第一时序控制线1最先跳变成高电平，维持一个脉冲时间；到下一个脉冲时间来到，第一时序控制线1跳变成低电平，第二时序控制线2跳变成高电平，维持一个脉冲时间；第三个脉冲到来，第二时序控制线2跳变成低电平，第三时序控制线3跳变成高电平，维持一个脉冲时间；下个脉冲时间，回到第一时序控制线1跳变成高电平，一根信号的周期为三个脉冲时间。

第一级扫描驱动电路11在时序控制线3跳变成高电平时产生的输出信号COUT(1)，为下一级单元扫描驱动器12的输入信号VIN(2)，因此第二级扫描驱动电路12信号输入端接时序控制线的顺序为：3、1、2；第三级扫描驱动电路13信号输入端接时序控制线的顺序为：2、3、1；第四级扫描驱动电路14信号输入端接时序控制线的顺序为：1、2、3。

参照图3，每级扫描驱动电路具体结构描述如下：

第一晶体管源极接第二晶体管的漏极和第十一晶体管的源极,栅极接第二根时钟控制线，漏极接上一级扫描驱动电路的输出信号，即为该级的输入信号线；第二晶体管栅极接第二根时钟控制线，源极接第三晶体管的漏极和第七晶和第九晶体管的栅极，以及存储电容C1的一端；第三晶体管源极接第一负电源线，栅极接第四晶体管源极、第五晶体管的漏极和第八和第十晶体管的栅极，以及存储电容C2的一端；第四晶体管的漏极接正电源线，栅极接第一根时序控制线；第五晶体管栅极接该级的输入信号，源极接第六晶体管的漏极和第十二晶体管的源极；第六晶体管的源极接第二负电源线，栅极接该级的输入信号线；第七晶体管的漏极接第三根时序控制线，源极接第八晶体管的漏极、第十一和第十二晶体管的栅极以及存储电容C1的另一端；第八晶体管的源极接第二负电源线。

所述的第七和第八晶体管构成行扫描驱动电路的一个输出级电路，为下一级提供输入信号。

第九晶体管漏极接第三根时序控制线和第十一晶体管的漏极，源极接第十晶体管的漏极；第十晶体管的源极接第一负电源线。

所述的第九和第十晶体管构成行扫描驱动电路输出电路，连接像素阵列，驱动像素电路。

所述的第十一和第十二晶体管的漏极接第三根时序控制线，构成输出反馈到输入级的回路。

上述单元扫描驱动电路所采用的晶体管均为N型的薄膜晶体管。

上述有源有机电致发光显示器的单元扫描驱动电路的驱动方法，包括下列步骤：

如图5所示，第一根时序控制线控制第四晶体管的开关状态，第二根时序控制线控制第一和第二晶体管的开关状态，第三根时序控制线接输出级第六和第八晶体管的漏极，提供输出驱动信号。

第一根时序控制线为高电平，第二和第三根时序控制线为低电平，输入信号为低电平，第四晶体管导通，正电源给A点充电至VDD，电荷存储在储存电容C2，使第八晶体管、第十晶体管和第三晶体管导通，B点电位放电至VSS，关断第七和第九晶体管；第一、第二、第五和第六晶体管关断；输出级的COUT(N)和OUT(N)分别输出为：第一负电平VSSL和第二负电平VSS。

所述的过程，称为行驱动电路的初始化阶段。

第二根时序控制线为高电平，第一根和第三根时序控制线为低电平，输入信号为高电平，第一、第二晶体管导通，输入信号存储在第一存储电容C1的一端B点处，使得第七和第九晶体管导通；第一根时序控制线将第四晶体管关断，输入信号将第五和第六晶体管导通，储存在第一存储电容C2的电荷，通过第五和六晶体管放电至第二负电平VSSL，使得第三、第八和第十晶体管关断，输出级信号COUT(N)和OUT(N)输出与第三根信号控制线相对应的低电平。

所述的过程称为行驱动电路的信号写入阶段。

第三根时序控制线为高电平，第一和第二根时序控制线为低电平，输入信号为低电平，第一根时序控制线继续将第四晶体管关断，第二、第三、第五和第六晶体管关断，第七和第八晶体管保持导通，输出信号COUT(N)和OUT(N)随着第三根时序信号的变化，跳变成高电平。

所述的过程为行驱动电路信号输出阶段。

上述输出阶段输出的信号COUT(N)为下一级扫描驱动电路的输入信号VIN(N+1)。

如图4(a)和图4(b)，是上述实施例的另外两种实现方式，图4（a）增加了一个晶体管与第三晶体管串联，输出反馈信号与串联节点相连，抑制了该回路的漏电流。

图4(b)去掉了第三晶体管，存储在C1上的电荷直接从第一和第二晶体管泄放，电路可以稳定工作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，包括第一级扫描驱动电路、第二级扫描驱动电路、第三级扫描驱动电路以及第四级扫描驱动电路，每级扫描驱动电路包含一个输入端VIN，三个时序信号输入端，两个输出端和三个电源端，所述两个输出端分别为第一输出端COUT和第二输出端OUT，所述三个电源端分别为第一电源端VDD、第二电源端VSS、和第三电源端VSSL，所述第一级扫描驱动电路的输入信号由外围提供，此后每一级单元电路的输出信号COUT(N)为下一级单元电路的输入信号VIN(N+1)，输出信号OUT(N)为第N行像素阵列的扫描信号；每级扫描驱动电路包括第一晶体管～第十二晶体管，第一晶体管源极接第二晶体管的漏极和第十一晶体管的源极,栅极接第二根时钟控制线，漏极接上一级扫描驱动电路的输出信号，即为该级的输入信号线；第二晶体管栅极接第二根时钟控制线，源极接第三晶体管的漏极、第七晶体管和第九晶体管的栅极，以及第一存储电容C1的一端；第三晶体管源极接第一负电源线，栅极接第四晶体管源极、第五晶体管的漏极、第八晶体管和第十晶体管的栅极，以及第二存储电容C2的一端；第四晶体管的漏极接正电源线，栅极接第一根时序控制线；第五晶体管栅极接该级的输入信号，源极接第六晶体管的漏极和第十二晶体管的源极；第六晶体管的源极接第二负电源线，栅极接该级的输入信号线；第七晶体管的漏极接第三根时序控制线，源极接第八晶体管的漏极、第十一晶体管和第十二晶体管的栅极以及第一存储电容C1的另一端；第八晶体管的源极接第二负电源线。

2.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，第一级扫描驱动电路的三个时序信号输入端分别按顺序接第一时序控制线、第二时序控制线和第三时序控制线；三个时序控制线构成流水线形式的驱动模式，第一时序控制线最先跳变成高电平，维持一个脉冲时间；到下一个脉冲时间来到，第一时序控制线跳变成低电平，第二时序控制线跳变成高电平，维持一个脉冲时间；第三个脉冲到来，第二时序控制线跳变成低电平，第三时序控制线跳变成高电平，维持一个脉冲时间；下个脉冲时间，回到第一时序控制线跳变成高电平，一根信号的周期为三个脉冲时间。

3.根据权利要求2所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，第一级扫描驱动电路在第三时序控制线跳变成高电平时产生的输出信号COUT(1)，为第二级扫描驱动电路的输入信号VIN(2)，所述第二级扫描驱动电路的信号输入端接时序控制线的顺序为：第三时序控制线、第一时序控制线、第二时序控制线；第三级扫描驱动电路的信号输入端接时序控制线的顺序为：第二时序控制线、第三时序控制线、第一时序控制线；第四级扫描驱动电路的信号输入端接时序控制线的顺序为：第一时序控制线、第二时序控制线、第三时序控制线。

4.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，所述第七晶体管和第八晶体管构成行扫描驱动电路的一个输出级电路，为下一级提供输入信号。

5.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，所述第九晶体管和第十晶体管构成行扫描驱动电路输出电路，连接像素阵列，驱动像素电路。

6.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，所述的第十一晶体管和第十二晶体管的漏极接第三根时序控制线，构成输出反馈到输入级的回路。

7.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，每级扫描驱动电路中所采用的晶体管均为N型的薄膜晶体管。

8.一种根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的驱动方法，其特征在于，包括下述步骤：

行驱动电路的初始化阶段，具体步骤如下：

第一根时序控制线控制第四晶体管的开关状态，第二根时序控制线控制第一晶体管和第二晶体管的开关状态，第三根时序控制线接输出级、第六晶体管和第八晶体管的漏极，提供输出驱动信号；

第一根时序控制线为高电平，第二和第三根时序控制线为低电平，输入信号为低电平，第四晶体管导通，正电源给第三晶体管的栅极、与第四晶体管源极、第五晶体管的漏极以及第八晶体管和第十晶体管的栅极共同连接的连接点处充电至VDD，电荷存储在储存电容C2，使第八晶体管、第十晶体管和第三晶体管导通，第二晶体管的源极与第三晶体管的漏极、第七晶体管和第九晶体管的栅极共同连接的连接点处电位放电至VSS，关断第七晶体管和第九晶体管；第一晶体管、第二晶体管、第五晶体管和第六晶体管关断；输出级的COUT(N)和OUT(N)分别输出为：第一负电平VSSL和第二负电平VSS；

行驱动电路的信号写入阶段；其具体步骤如下：

第二根时序控制线为高电平，第一根和第三根时序控制线为低电平，输入信号为高电平，第一晶体管、第二晶体管导通，输入信号存储在第一存储电容C1的一端，即第二晶体管的源极与第三晶体管的漏极、第七晶体管和第九晶体管的栅极共同连接的连接点处，使得第七晶体管和第九晶体管导通；第一根时序控制线将第四晶体管关断，输入信号将第五晶体管和第六晶体管导通，储存在电容C2的电荷，通过第五晶体管和六晶体管放电至第二负电平VSSL，使得第三晶体管、第八晶体管和第十晶体管关断，输出级信号COUT(N)和OUT(N)输出与第三根时序控制线相对应的低电平；

行驱动电路信号输出阶段；其具体步骤如下：

第三根时序控制线为高电平，第一和第二根时序控制线为低电平，输入信号为低电平，第一根时序控制线继续将第四晶体管关断，第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管关断，第七和第八晶体管保持导通，输出信号COUT(N)和OUT(N)随着第三根时序控制线的变化，跳变成高电平；上述输出阶段输出的信号COUT(N)为下一级扫描驱动电路的输入信号VIN(N+1)。