CN102968956B

CN102968956B - 有源有机电致发光显示器的扫描驱动器及其驱动方法

Info

Publication number: CN102968956B
Application number: CN201210505333.0A
Authority: CN
Inventors: 吴为敬; 张立荣; 周雷; 徐苗; 王磊; 彭俊彪
Original assignee: GUANGZHOU NEW VISION OPTOELECTRONIC CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: GUANGZHOU NEW VISION OPTOELECTRONIC CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102968956A

Abstract

本发明公开了一种有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，包括N级单元扫描驱动器；每个单元扫描驱动器包括输入信号采样模块，信号耦合模块，电路的输出级，电路电荷泄放模块；本发明只需一种传输类型的薄膜晶体管，在减少了漏电通路，降低了额外功耗方面做了改进优化；每个单元扫描驱动器只需外围一个输入，一个时钟控制线，一正电源线，二条负电源线，大大减低驱动难度，并且输出端接入直流电源，避免了时钟跳变对输出级晶体管寄生电容所产生的耦合效应，和电容充放电所产生的功耗。

Description

有源有机电致发光显示器的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，特别涉及有源有机电致发光显示器的扫描驱动器及其驱动方法。

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。扫描驱动器，扫描每一行像素，保证显示器每帧数据更新。对于有源有机发光二极管显示器来说，每个像素电路需要外围扫描信号控制灰阶数据写入和更新，并实现显示功能，是有源显示不可缺少的一部分，扫描驱动器技术指标主要有：速度，功耗以及驱动能力等。

传统的扫描驱动器采用CMOS工艺，制作成芯片，然后通过COG机器将芯片压在显示器外围的接触键。由于芯片成本高，芯片面积和阵列引线消耗面积大，需要特定的COG机器压芯片，造成整个过程非常大的成本消耗，并且不利于实现窄边框，不符合人眼审美观。

随着显示技术的发展，对扫描驱动器的要求越来越高，不仅在功能上要符合驱动的需求，还要消耗面积越来越少，实现可弯曲或者折叠。在有源有机发光二级管显示器玻璃基板上集成扫描驱动器成为最近研究的热点，在玻璃基板上集成扫描驱动器，不仅降低成本，减少基板面积消耗，减少工艺步骤，还可以把扫描驱动器制作在柔性基板上，实现柔性显示。但是随之而来的不得不解决的问题，玻璃基板上制作的薄膜晶体管，迁移率低，传输类型单一，全N型或者是全P型管，长时间加电压会出现阈值电压漂移等问题，会使扫描驱动器功能失常，功耗突变，输出摆幅变小等一些毁灭性的结果，因此在设计扫描驱动器时，也是一个非常大的挑战。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，只需一种传输类型的薄膜晶体管的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器。

本发明的另一目的在于提供上述源有机电致发光显示器的驱动方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，包括N级单元扫描驱动器；每个单元扫描驱动器包括一个输入端IN，一个时钟信号输入端CLK，一个复位端RESET，第一输出端COUT和第二输出端OUT；第一级单元扫描驱动器的输入端IN接收开始输入信号；第1～N-1级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为下一级单元扫描输入端IN的输入信号；第2～N级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为上一级单元扫描驱动器复位端RESET的启动信号；

每个单元扫描驱动器包括：

输入采样模块，包括第一、第二、第三和第四晶体管；其中第一、第二晶体管在时钟高电位时导通，控制第三、第四晶体管导通情况，从而对输入信号采样；

信号耦合模块包括第五晶体管和一个电容Cp，采样信号控制第五晶体管的导通状态，电容Cp根据时钟信号耦合采样信号，控制输出信号；

电路的输出级包括第六、第七、第八、第九、第十、第十一晶体管；其中第六，第七晶体管构成非门，为采样信号的反相；第八、第九、第十、第十一晶体管构成两个输出端，第八、第十晶体管接正电源，提供高电平输出；第九、第十一晶体管分别接两个负电平，提供负电平的输出；

电路电荷泄放模块包括第十二、第十三、第十四、第十五晶体管；第十二、第十三、第十四、第十五晶体管构成对采样信号的保持和泄放回路，第十三晶体管受输入信号控制，确保输入信号高电平时，输出级为低电平；第十二、第十四、第十五晶体管受下一级单元扫描驱动器的输出信号控制，当下一级单元扫描驱动器的输出信号为高时，第十二、第十四、第十五晶体管导通，泄放电荷。

对于第1～N级单元扫描驱动器：第一晶体管的源极接第二晶体管的漏极和第三晶体管的栅极，第一晶体管的栅极接时钟控制线，第一晶体管的漏极接该级单元扫描驱动器的输入信号线；第二晶体管的栅极接时钟控制线，第二晶体管的源极接第四晶体管的栅极和第十二晶体管的漏极；第三晶体管的漏极接正电源线，第三晶体管的源极接第四晶体管的漏极；第四晶体管的源极接第十三、第十四晶体管的漏极，以及第五、第七、第八、第十晶体管的栅极和电容Cp的一端；

第五晶体管的漏极接时钟信号，第五晶体管的源极接第十五晶体管的漏极，以及电容Cp的另一端；

第六晶体管的漏极和栅极接正电源VDD，第六晶体管的源极接第七晶体管的漏极以及第九、第十一晶体管的栅极；第七晶体管的源极接第一负电源VSSL；第八晶体管的漏极接正电源VDD；第九晶体管的源极接第一负电源VSSL，第十晶体管的漏极接正电源VDD，第十一晶体管的源极接第二负电源VSS；

第十二晶体管的栅极接下一级单元扫描驱动器输出的RESET信号，第十二晶体管的源极接第二负电源VSS；第十三晶体管的栅极接该级扫描驱动器的输入信号线，源极接第一负电源VSSL；第十四晶体管的源极接第一负电源VSSL，第十五晶体管的源极接第二负电源VSS；

对第1级单元扫描驱动器：第八晶体管的源极接第九晶体管的漏极，以及下一级单元扫描驱动器的输入端；第十晶体管的源极接第十一晶体管的漏极以及像素阵列；第十四晶体管的栅极接下一级单元扫描驱动器输出的RESET信号；

对于第N级单元扫描驱动器：第八晶体管的源极接第九晶体管的漏极，以及上一级单元扫描驱动器的RESET端；第十晶体管的源极接第十一晶体管的漏极；

对于第2～N-1级单元扫描驱动器；第八晶体管的源极接第九晶体管的漏极，以及上一级单元扫描驱动器的RESET端，下一级单元扫描驱动器的输入端；第十晶体管的源极接第十一晶体管的漏极以及像素阵列；第十四晶体管的栅极接下一级单元扫描驱动器输出的RESET信号；第十五晶体管的栅极接下一级单元扫描驱动器输出的RESET信号。

所述单元扫描驱动器中的第一～十五晶体管为N型晶体管。

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，包括以下步骤：

时钟信号的前半周期为低电平，下半周期为高电平；VIN信号的脉冲宽度为一个周期的时钟信号；

在时钟信号的第n周期，在时钟信号跳变高电平时，第n级单元扫描驱动器接收输入信号，开始进行输入采样阶段；

在时钟信号进入第n+1周期时，第n级单元扫描驱动器结束输入采样阶段，进行信号耦合输出；同时，第n+1级单元扫描驱动器以第n级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号为输入信号，在时钟信号进入第n+1周期的下半周期时开始进行输入采样阶段；

在时钟信号的第n+2周期，第n+1级单元扫描驱动器结束输入采样阶段，进行信号耦合输出阶段；同时，第n级单元扫描驱动器以第n+1级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为复位端RESET的启动信号，第n级单元扫描驱动器的第一输出端COUT和第二输出端OUT的输出信号均被置位到负电位，开始进行信号泄放阶段；其中n＝1,2，…，N-1。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，只需一种传输类型的薄膜晶体管，可以满足显示器的驱动需求，在阈值电压漂移的范围内，正常工作，并且具有较少的漏电通路，可以降低额外功耗。

2、本发明的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的单元扫描驱动器，只需外围一个输入，一个时钟控制线，一正电源线，二条负电源线，大大减低驱动难度，并且输出端接入直流电源，避免了时钟跳变对输出级晶体管寄生电容所产生的耦合效应，和电容充放电所产生的功耗。

附图说明

图1为本发明有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的整体示意原理图。

图2为本发明有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的时序图。

图3为本发明有源有机电致发光显示器的单元扫描驱动器的原理图。

图4为本发明有源有机电致发光显示器的单元扫描驱动器的时序图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，包括N级单元扫描驱动器(图中示出第1级单元扫描驱动器11、第2级单元扫描驱动器12；第3级单元扫描驱动器13；第4级单元扫描驱动器14；第5级单元扫描驱动器15；第6级单元扫描驱动器16)；每个单元扫描驱动器包括一个输入端IN，一个时钟信号输入端CLK，一个复位端RESET，第一输出端COUT和第二输出端OUT；第一级单元扫描驱动器的输入端IN接收开始输入信号；第1～N-1级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为下一级单元扫描驱动器输入端IN的输入信号；第2～N级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为上一级单元扫描驱动器复位端RESET的启动信号；1～N-1级单元扫描驱动器的第二输出端OUT(1)～OUT(N-1)分别连接扫描线SCAN(1)～(N-1)。

如图2所示，每个单元扫描驱动器包括：

输入采样模块01，包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4；中第一、第二晶体管在时钟高电位时导通，控制第三、第四晶体管导通情况，从而对输入信号采样；

信号耦合模块02，包括第五晶体管T5和一个电容Cp，采样信号控制第五晶体管的导通状态，电容Cp根据时钟信号耦合采样信号，控制输出信号；

电路的输出级03，包括第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9、第十晶体管T10、第十一晶体管T11；其中第六，第七晶体管构成非门，为采样信号的反相；第八、第九、第十、第十一晶体管构成两个输出端，第八、第十晶体管接正电源，提供高电平输出；第九、第十一晶体管分别接两个负电平，提供负电平的输出；

电路电荷泄放模块04，包括第十二晶体管T12、第十三晶体管T13、第十四晶体管T14、第十五晶体管T15；第十二、第十三、第十四、第十五晶体管构成对采样信号的保持和泄放回路，第十三晶体管受输入信号控制，确保输入信号高电平时，输出级为低电平；第十二、第十四、第十五晶体管受下一级单元扫描驱动器的输出信号控制，当下一级单元扫描驱动器的输出信号为高时，第十二、第十四、第十五晶体管导通，泄放电荷。

对于第1～N级单元扫描驱动器：第一晶体管的源极接第二晶体管的漏极和第三晶体管的栅极，第一晶体管的栅极接时钟控制线，第一晶体管的漏极接该级单元扫描驱动器的输入信号线；第二晶体管的栅极接时钟控制线，第二晶体管的源极接第四晶体管的栅极和第十二晶体管的漏极；第三晶体管的漏极接正电源线，第三晶体管的源极接第四晶体管的漏极；第四晶体管的源极接第十三、第十四晶体管的漏极，以及第五、第七、第八、第十晶体管的栅极和电容Cp的一端C端；

第五晶体管的漏极接时钟信号，第五晶体管的源极接第十五晶体管的漏极，以及电容Cp的另一端D端；

上述单元扫描驱动器中的第一～十五晶体管为N型晶体管。

如图3所示，本实施例的有源有机电致发光显示器的扫描驱动器的驱动方法，包括以下步骤：

时钟信号的前半周期为低电平，下半周期为高电平；VIN信号的脉冲宽度为一个周期的时钟信号；在时钟信号的第n周期，在时钟信号跳变高电平时，第n级单元扫描驱动器接收输入信号，开始进行输入采样阶段；在时钟信号进入第n+1周期时，第n级单元扫描驱动器结束输入采样阶段，进行信号耦合输出；同时，第n+1级单元扫描驱动器以第n级单元扫描驱动器的第一输出端COUT(n)的输出信号为输入信号，在时钟信号进入第n+1周期的下半周期时开始进行输入采样阶段；在时钟信号的第n+2周期，第n+1级单元扫描驱动器结束输入采样阶段，进行信号耦合输出阶段；同时，第n级单元扫描驱动器以第n+1级单元扫描驱动器的第一输出端COUT(n+1)的输出信号作为复位端RESET的启动信号，第n级单元扫描驱动器的第一输出端COUT(n)和第二输出端OUT(n)的输出信号均被置位到负电位，开始进行信号泄放阶段；其中n＝1，2，…，N-1。

如图4所示，输入采样阶段具体为：时钟控制线控制第一和第二晶体管的开关状态，时钟信号由高电平变低电平，输入信号由低电平变高电平，此时第一、第二晶体管关断，A、B两点保持低电平维持第三、第四晶体管关断状态，第十三晶体管导通，C点电位被拉低到第一负电源VSSL，使得第五、第七、第八和第十晶体管关闭，E经过第六晶体管被充电到正电源VDD，使得第九和第十一晶体管导通，输出信号为低电平；输入信号继续保持高电平，时钟信号由低电平变高电平，第一、第二晶体管同时导通，A、B两点采集输入信号，使得第三和第四晶体管同时导通，由于第十三晶体管被输入信号打开，C点电位维持第一负电源VSSL的电平，输出信号保持低电平状态。

如图4所示，信号耦合输出阶段：当输入信号由高电平变低电平，时钟信号也由高电平变低电平，因此第一、第二、第十三晶体管均关断，A、B两点维持高电平，第三和第四晶体管保持导通状态，正电源VDD对C点充电到正电源电平，同时将第五晶体管打开，电容Cp保持着C点电位，此时第八晶体管和第十晶体管导通，第七晶体管导通，E点电位拉低到第一负电源VSSL电平，使得第九和第十一晶体管关闭，正电源VDD通过第八和第十晶体管给输出端充电，输出高电平；当输入信号保持低电平，时钟信号也由低变高，第五晶体管继续保持导通，第九和第十一晶体管保持关闭，时钟信号给电容Cp的D端充电，C点随之跳变为更高的电平，使得第八晶体管和第十晶体管有更好的导通状态，使得输出端COUT和OUT的电平等于正电源电平。

如图4所示，信号泄放阶段：输入信号继续保持低电平，下一级单元扫描驱动器的输出RESET信号反馈回这一级单元扫描驱动器的信号泄放模块，打开第十二、第十四、第十五晶体管，将B点，C点，D点上的电荷泄放至第一负电压VSSL，和第二负电压VSS，同时E点电位升高，将第九和第十一晶体管打开，输出端COUT电位被拉低到第一负电压VSSL，和OUT被拉低到第二负电压VSS。

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所述实施例的限制，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

1.有源有机电致发光显示器的扫描驱动器，其特征在于，包括N级单元扫描驱动器；每个单元扫描驱动器包括一个输入端IN，一个时钟信号输入端CLK，一个复位端RESET，第一输出端COUT和第二输出端OUT；第一级单元扫描驱动器的输入端IN接收开始输入信号；第1～N-1级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为下一级单元扫描驱动器的输入端IN的输入信号；第2～N级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为上一级单元扫描驱动器复位端RESET的启动信号；

每个单元扫描驱动器包括：

信号耦合模块，包括第五晶体管和一个电容Cp，采样信号控制第五晶体管的导通状态，电容Cp根据时钟信号耦合采样信号，控制输出信号；

电路的输出级，包括第六、第七、第八、第九、第十、第十一晶体管；其中第六，第七晶体管构成非门，为采样信号的反相；第八、第九、第十、第十一晶体管构成两个输出端，第八、第十晶体管接正电源，提供高电平输出；第九、第十一晶体管分别接两个负电平，提供负电平的输出；

电路电荷泄放模块，包括第十二、第十三、第十四、第十五晶体管；第十二、第十三、第十四、第十五晶体管构成对采样信号的保持和泄放回路，第十三晶体管受输入信号控制，确保输入信号高电平时，输出级为低电平；第十二、第十四、第十五晶体管受下一级单元扫描驱动器的输出信号控制，当下一级单元扫描驱动器的输出信号为高时，第十二、第十四、第十五晶体管导通，泄放电荷。

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，

3.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，所述单元扫描驱动器中的第一～十五晶体管为N型晶体管。

4.如权利要求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，包括以下步骤：

在时钟信号的第n+2周期，第n+1级单元扫描驱动器结束输入采样阶段，进行信号耦合输出阶段；同时，第n级单元扫描驱动器以第n+1级单元扫描驱动器的第一输出端COUT的输出信号作为复位端RESET的启动信号，第n级单元扫描驱动器的第一输出端COUT和第二输出端OUT的输出信号均被置位到负电位，开始进行信号泄放阶段；其中n＝1，2，…，N-1。