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TW201218163A - Driving circuit for pixels of an active matrix organic light-emitting diode display and method for driving pixels of an active matrix organic light-emitting diode display - Google Patents

Driving circuit for pixels of an active matrix organic light-emitting diode display and method for driving pixels of an active matrix organic light-emitting diode display Download PDF

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TW201218163A
TW201218163A TW099136144A TW99136144A TW201218163A TW 201218163 A TW201218163 A TW 201218163A TW 099136144 A TW099136144 A TW 099136144A TW 99136144 A TW99136144 A TW 99136144A TW 201218163 A TW201218163 A TW 201218163A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
capacitor
voltage
switch
thin film
film transistor
Prior art date
Application number
TW099136144A
Other languages
English (en)
Inventor
Chien-Ming Nieh
Tsung-Ting Tsai
Original Assignee
Au Optronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Au Optronics Corp filed Critical Au Optronics Corp
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Priority to US13/071,510 priority patent/US8773332B2/en
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Description

201218163 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種主動矩陣有機發光二極體顯示器之像素的 驅動電路及驅動方法，尤指關於一種不受薄膜電晶體製程上的差異 以及有機發光二極體的跨壓所影響的主動矩陣有機發光二極體顯示 器之像素的驅動電路及驅動方法。 【先前技術】 由於主動矩陣有機發光二極體(actjveolED，AMOLED) 顯示器的像素之驅動電路的共同低電位端的金屬、線具有阻抗，因此 驅動不同錢發光二極體的N型細電晶體的雜端(制低電位 端)的電壓可能有所不同。如此，使得流經有機發光二極體的驅動電 流有所不同。因為有機發光二極體的亮度係由驅動電流控制，因此， 上述驅動電流不同的狀況會導致面板亮度不均勻。 ★另外由於綱電晶體製㈣影響，轉每—有機發光二極體 的薄膜電晶體的閥值(VTH)不4相同，因此，即使給予相同的資 料電壓’其所產生的驅動電流仍然會有差異，導致面板亮度不均句； 加上有機發光二極體在操作一段時間後，其上的跨壓會因為材料劣 化而上升’因此在原有㈣料電壓操作下，像素的亮度會較低，產 生殘影(image sticking)的現象。 201218163 【發明内容】 本毛明的-實施例提供一種主動矩陣有機發光二極體顯示器之 像素的驅動電路。該驅動電路包含—第―關、一第二開關、一第 -開關N型薄臈電晶體、一第一電容及一有機發光二極體。該 ^-開關具有—第—端、—第二端及—第三端，該第—端用以接收 -參考電壓或-資料電壓，該第二端用以接收—第—開關訊號；該 ^二^關具有—第—端、—第二端及—第三端，該第-端用以接收 第二端及一第三端，該第一端用以接收一第一電壓， 該第二端用以接收—第三·訊號；該N型薄膜電晶體具有一第一 端、-第二端及一第三端’該第一端耦接於該第三開關的該第三端， 該第二端減於該第-開_該第三端，及該第三端耦接於該第二 開關的該第三端；該第-電容具有—第—端及—第二端，該第一端 耦接於該第-開關的該第三端，及該第二端_接於該第二開關的 該第三端；及該有機發光二極體具有-第—端及—第二端，該第一 端麵接於該N·膜電晶體的該第三端，及該第二端係減於一第 二電壓。 重。又電壓，該第二端用以接收一第二開關訊號；該第三開關具有 一第一端、一@ -- - 本發明的另-實關提供-種驅動主動轉錢發光二極體顯 示器的像素之方法。該方法包含使用一參考電壓對一第一電容的第 一端充電和，重設賴對該第-電容的第二端充電，以及同時開啟 一第三開關，其中該參考電壓較該重設電壓高；浮接該第一電容的 第-^ ;根據一資料電壓對該第-電容的第—端充電，並關閉該第 201218163 三開關；及浮接該第一電容的第一端，並開啟該第三開關。 本發明所提供的-種主動矩陣有機發光二極體顯示器之像素的 驅動電路及驅動主動矩陣有機發光二極體顯示器的像素之方法，藉 由利用四薄膜電晶體、二電容(4T2C)的，_電路，產生和一薄: 電晶體製程上的差異以及-有機發光二極體辦壓無關的一驅動電 流。因此’本發明可降低;^同晝棚驅動電流的差異，改善該有機 發光二極體亮度衰減和面板亮度不均的情形。 【實施方式】 請參照第1圖，第1 @係說明主動矩陣有機發光二極體⑽外 matrix 〇LED’ AM〇LED)顯示器的像素之驅動電路刚之示意圖。 如第1圖所示，驅動電路1〇〇係為2T1C的電路，包含1型薄膜 電晶體102、104、電容106及有機發光二極體_。N型薄膜電晶 體1〇2係為開關’ N型薄膜電晶體1〇4係提供有機發光二極體_ 驅動電流i0LED，其中面板上每個像素之驅動電路1〇〇的〇vss端都 電連接在& ’且OVDD&也都電連接在一起。當驅動電路1〇〇驅 動像素時，ovss端會有驅動電流i〇led流過。 凊參照第2圖，第2圖係說明主動矩陣有機發光二極體顯示器 之像素的驅動電路200之示意圖，動電路2〇〇包含第_開關如、 第二開關204、第三開關206、N型薄膜電晶體2〇8、第一電容21〇、 第一電容212及有機發光二極體叫。第一開關2〇2具有第一端用 201218163 乂接收參考t壓Vr*ef及冑料賴vdata 訊號si，衫^第：_綱具有收第一= ⑽，第：端用以接收第二_訊號S2，及=接收重設電壓广 Vref較重設電壓⑽高；第三 其中參=電^ —第二端用以接收第三開關訊號:第：用=電
型薄膜電晶體: 關係為__電晶體。N 、θ_具有第—端墟糾三開_ 206 6^
=於第-開關2。2的第•及第，接於上二 ^^第-電容具有第一端耦接於第—開_的第三端， 及第-喊接於第二開關2〇4的第三端；第二電容212具有第一端 1於第三開關206的第三端，及第二端搞接於N型薄膜電晶_ 的—端，有機發光二極體214具有第一端輕接於N型薄膜電晶體 208的第三端’及第二端耦接於第二電壓〇vss。 請參照第3圖，第3圖係說明第一開關訊號以、第二開關訊號 S2以及第三開關訊號S3的操作時序之示意圖。如第3圖所示，第 一開關訊號S1、第二開關訊號S2以及第三開關訊號S3具有不同的 操作時序。 請參照第4圖，第4圖係說明驅動主動矩陣有機發光二極體顯 示器的像素之方法之流程圖。第4圖之方法係利用第2圖的驅動電 路200說明，梦驟如下： 7 201218163 步驟400 :開始； 步驟4〇2 :使轉考賴而對第—電容2關第—端充電和重設 電壓Vsus對第一電容21〇的第二端充電，以及同時提供 驅動電流I0LED至N型薄膜電晶體208之第一端，N型 >專膜電晶體208之第二端輕接第一電容21〇的第一端， N型溥膜電晶體208之第三端耦接第一電容21〇的第二 端； 步驟404 .斤接第-電容21。的第二端，以根據驅動電流】。咖對第 一電谷210的第二端充電，使得第一電容21〇儲存一 償電壓值Vt ; 步驟4〇6:使用資料電壓vdata對第—電容別的第一端充電使 得貝料電廢Vdata透過N型薄膜電晶體2〇8的第二端控 制驅動電流I0LED的大小； 步驟408 :浮接第-電容210的第一端，並根據資料電壓別吻以 及參考電壓Vref的塵差，決定驅動電流以驅動有 機發光二極體214 ; 步驟410 :結束。 各步驟之詳細說明如下： 步驟402，請參照第5A圖和第5B圖，其係說明驅動電路_ 在第-時段τι的操作狀態以及操作時序之示意圖。如第5a圖和第 5B圖所示，因為第-開關訊號S卜第二開關訊找以及第三開關 訊號S3係在邏輯高電位’所以第一開關2〇2、第二開關2〇4和第三 201218163 開關206呈現開啟狀態。因此，參考電壓Vref對第一電容2i〇的第 -端充電和重設電壓Vsus對第一電容21〇的第二端充電，以及驅動 電"IL I〇LED透過第二開關206流向N型薄膜電晶體208的第一端， 其中重汉電壓Vsus係為DC電壓。步驟4〇2係利用參考電壓Vref 和重設電壓Vsus對第-電容210的兩端電壓做重新寫入(rese〇的動 作，目的疋為了讓驅動新晝面的像素之資料電壓Vdata可以正確寫 入。此時，節點A的電壓Va為參考電壓Vref，節點B的電壓Vb 為重設電壓Vsus。 步驟404，請參照第6A圖和第6B圖，其係說明驅動電路2⑻ 在第二時段T2的操作狀態以及操作時序之示意圖。如第6A圖和第 6B圖所示，因為第一開關訊號S1在邏輯高電位、第二開關訊號幻 在邏輯低電位’所以第一開關202開啟、第二開關204關閉。此時， 參考電壓Vref依然對第一電容210的第一端充電(Va仍為參考電壓 Vref)，而第一電容210的第二端因為第二開關204關閉，而呈現浮 接狀態。但因為第三開關206在開啟狀態，所以節點b的電壓vB 改由驅動電流I0LED決定。因此，節點B的電壓VB會被驅動電流i〇led 充電到Vref-Vt，因為此時N型薄膜電晶體208的第二端和第三端 的電壓差為Vt，導致N型薄膜電晶體208關閉，i〇LH)降為零，其 中Vt係為N型薄膜電晶體208的閥值電壓。因為，節點A的電壓 VA為Vref以及節點B的電壓Vb為Vref-Vt，所以，第一電容2iq 儲存補償電壓值Vt(亦即節點A的電壓\^減去節點b的電壓Vb)。 201218163 步驟406，請參照第7A圖和第7B圖，其係說明驅動電路2〇q 在第三時段T3的操作狀態以及操作時序之示意圖。如第7A圖和第 7B圖所示’因為第一開關訊號si在邏輯高電位，第二開關訊^S2 和第三開關訊號S3都在邏輯低電位，所以第一開關202開啟，第 二開關204和第三開關206關閉。此時，資料電壓Vdata透過第〜 開關202對第一電容210的第一端充電，而第一電容210的第二端 呈現浮接狀態。資料電壓Vdata透過N型薄膜電晶體208的第二端 控制驅動電流I〇LED的大小，而驅動電流I〇LED的大小則對應於有機 發光二極體214的灰階值。因為節點A的電壓VA由第6B圖的第二 時段T2中的參考電壓Vref轉變成資料電壓Vdata，而第一電容210 的第二端又呈現浮接狀態，所以此時節點B的電壓vB(VB等於N楚 薄膜電晶體208的第三端電壓Vs)係根據式⑴決定： VB = Vref - Vt + a(Vdata - Vref), a = —,1、 C1 + C2 ⑴ 式(1)中，Vdata係為資料電壓，Vref係為參考電壓，C1係為第 一電容210的電容值及C2係為第二電容212的電容值，其中第一 電容210和第二電容212係用以分壓N型薄膜電晶體208的第二端 之一變動電壓Vdata-Vref。 步驟408，請參照第8A圖和第8B圖，其係說明驅動電路2〇〇 在第四時段T4的操作狀態以及操作時序之示意圖。如第8A圖和第 8B圖所示，因為第一開關訊號S1和第二開關訊號幻在邏輯低電 位，第三開關訊號在邏輯高電位’所以第一開關202和第二開 201218163 關204關閉’第三開關206開啟。驅動電流I〇led透過第三開關206 驅動有機發光二極體214，所以N型薄膜電晶體208的第三端電壓 Vs係為第二電壓OVSS加上有機發光二極體214的跨壓VOLED。 而因為第一開關202關閉，所以N型薄膜電晶體208的第二端在第 四時段T4的一開始是呈現浮接狀態，而後N型薄膜電晶體208的 第二端電壓VG(亦即節點A的電壓VA)係由式(2)決定： VG = Vdata + Vt - Vref - a(Vdata - Vref) + OVSS + VOLED (2) 由於N型薄膜電晶體208的第二端電壓VG和第三端電壓vs皆 已知’所以N型薄膜電晶體208的第二端和第三端的電壓差VGS可 根據式⑶決定： VGS = V。- Vs (3) =Vdata + Vt - Vref - a(Vdata - Vref) + OVSS + VOLED - OVSS - VOLED = (1- a)(Vdata - Vref) + Vt 因此’此時驅動有機發光二極體的驅動電流IOLED係由式(4)決 定： • I〇led = k(V〇s - vt)2 = k[(l - aKVdata - Vref)]2 (4) 由式(4)可知，流過有機發光二極體的電流I0LED和N型薄膜電 晶體208的閥值電壓Vt，以及第二電壓OVSS無關。 另外，請參照第9圖和第1〇圖’第9圖係說明主動矩陣有機發 光二極體顯示器之像素的驅動電路9〇〇之示意圖，第1〇圖係說明主 動矩陣有機發光二極體顯示器之像素的驅動電路1000之示意圖。驅 動電路9〇〇和驅動電路200的差別在於第二電容212的第一端係耦 11 201218163 接於第三開關206的第-端，及第二端係搞接於N型薄膜電晶體观 的第三端；驅動電路1〇〇〇和驅動電路2〇〇的差別在於第二電容2以 的第一端係耦接於N型薄膜電晶體208的第三端，及第二端係耦接 於有機發光二極體214的第二端。然;而式⑴依然、適用於驅動電路 900和驅動電路100(^除此之外，驅動電路9〇〇和驅動電路， 驅動電路1_和驅動電路的其餘部分皆相同在此不再費述。 綜上所述，本發明所提供一種主動矩陣有機發光二極體顯示器 之像素的驅動電路及驅動主動矩陣有機發光二極體顯示器的像素= 方法’藉由利用四薄膜電晶H、二電容(4T2C)的驅動電路，產生 薄膜電晶體製程上的差異以及有機發光二鋪的跨壓無關的驅_ 流’來降低晝素_動錢的差異。糾，由於#雜發光 使用一段時間後，其跨壓會上升，導致亮度衰減，而本發啊= 有機發光二極體_壓上升雜況下，仍能維財機發光二極 驅動電流來改善亮度衰減和面板亮度不均的情形。 以上所述僅為本發明之齡實施例，凡依本判申請專利 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 係說明主動矩陣有機發光二極體顯示器的像素之_電_ 第2圖係說明主動矩陣有機發光二極體顯示器之像素的驅動電路之 201218163 * 示意圖。 第3圖係說明第—開關訊號、第二開關訊號以及第三開關訊號的操 作時序之示意圖。 第4圖係說明驅動主動矩陣有機發光二極體顯示器的像素之方法之 流程圖。 第5A圖係說明第3圖中的第-0寺段之示意圖。 第5B圖係說明驅動電路在第一時段的操作狀態之示意圖。 φ第6A圖係說明第3圖中的第二時段之示意圖。 第6B圖係說明驅動電路在第二時段的操作狀態之示意圖。 第7A圖係說明第3圖中的第三時段之示意圖。^ 第7B圖係說明驅動電路在第三時段的操作狀態之示意圖。 第8A圖係說明第3圖中的第四時段之示意圖。 第8B圖係說明驅動電路在第_段的操作狀態之示意圖。 第9圖係說明主動矩陣減發光二極_示器之像素的驅動電路之 示意圖。 Φ第10圖係說明主動矩陣有機發光二_顯示器之像素的驅動電路 之示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200、900、1000 驅動電路 106 電容 202 第一開關 204 第二開關 201218163 206 第三開關 102、104、208 N型薄膜電晶體 210 第一電容 212 第二電容 108 、 214 有機發光二極體 S 開關訊號 SI 第一開關訊號 S2 第二開關訊號 S3 第三開關訊號 I〇LED 驅動電流 Vref 參考電壓 Vdata 資料電壓 Vsus 重設電壓 OVDD 第一電壓 OVSS 第二電壓 A、B 節點 T1 第一時段 T2 第二時段 T3 第三時段 T4 第四時段 400-410 步驟
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Claims (1)

  1. 201218163 七、申請專利範圍： 1. 一種主動矩陣有機發光二極體顯示器之像素的驅動電路，包含： 一第一開關，具有一第一端、一第二端及一第三端，該第一端用 以接收一參考電壓或一資料電壓，該第二端用以接收一第一 開關訊號； 一第二開關，具有一第一端、一第二端及一第三端，該第一端用 以接收一重設電壓，該第二端用以接收一第二開關訊號； 一第三開關，具有一第一端、一第二端及一第三端，該第一端用 以接收一第一電壓，該第二端用以接收一第三開關訊號； 一 N型薄膜電晶體，具有一第一端、一第二端及一第三端，該 第一端耦接於該第三開關的該第三端，該第二端耦接於該第 一開關的該第三端，該第三端耦接於該第二開關的該第三端； 一第一電容，具有一第一端及一第二端，該第一端耦接於該第一 開關的該第三端，該第二端耦接於該第二開關的該第三端； 一有機發光二極體，具有一第一端及一第二端，該第一端耦接於 該N型薄膜電晶體的該第三端，該第二端耦接於一第二電壓。 2. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一開關訊號、該第二開關 訊號以及該第三開關訊號具有不同的時序。 3. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一電容係用以儲存一補償 電壓值。 15 201218163 4. 如請求項1所述之驅動電路，另包含一第二電容，具有一第一端 及一第二端，該第一端耦接於該第三開關的該第三端，該第二端 耦接於該N型薄膜電晶體的該第三端。 5. 如請求項4所述之驅動電路，其中該N型薄膜電晶體的該第二 端之一變動電壓係根據該第一電容和該第二電容分壓。 6. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第三開關係用以提供該有機 * 發光二極體一驅動電流。 7. 如請求項6所述之驅動電路，其中該資料電壓係用以控制該驅動 電流。 8. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一電容的該第一端充放電 係根據該第一開關的開啟與關閉。 籲 9. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一電容的該第二端充放電 係根據該第二開關的開啟與關閉。 10. 如請求項1所述之驅動電路，其中該參考電壓較該重設電壓高。 11. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一開關、該第二開關及該 . 第三開關係為N型薄膜電晶體。 16 201218163 12_如請求項1所述之驅動電路，另包含一第三電容，具有一第一端 及一第二端，該第一端耦接於該第三開關的該第一端，該第二端 耦接於該N型薄膜電晶體的該第三端。 13. 如請求項1所述之驅動電路，另包含一第四電容，具有一第一端 及一第二端，該第一端耦接於該N型薄膜電晶體的該第三端， 該第二端耦接於該有機發光二極體的該第二端。 14. 一種利用請求項1所述之驅動電路驅動主動矩陣有機發光二極 體顯示器的料之方法，包含： 根據該參考電壓對該第一電容的第一端充電和該重設電壓對該 第一電容的第二端充電，以及同時開啟該第三開關’其中該 參考電壓較該重設電壓高； 浮接該第一電容的第二端; 根據該資料電壓對該第一電容的第一端充電，並關閉該第三開 關；及 +接該第一電容的第一端，並開啟該第三開關。 15. 如4求項μ所述之方法，其中該參考電壓係透過該第一開關射 該第-電容的第一端充電，該重設電壓係透過該第二開關對該第 一電容的第二端充電。 17 201218163 16. 如請求項14所述之方法，其中浮接該第一電容的第二端係為關 閉該第二開關以浮接該第一電容的第二端。 17. 如請求項14所述之方法，其中浮接該第一電容的第二端後，該 N型薄膜電晶體的第二端電壓係為該參考電壓，該N型薄膜電 晶體的第三端電壓係根據下列方程式決定： Vs = Vref — Vt > 其中： η為該第一電容的第二端的電壓； Vref為該參考電壓，反 w為該N型薄膜電晶體的閥值電壓。 18. 如請求項14所述之方法，其中根據該資料電壓對該第一電容的 第一端充電，並關閉該驅動電流後，該N型薄膜電晶體的第二 端電壓係為該資料電壓，該N型薄膜電晶體的第三端電壓乂係 根據下列方程式決定： V, = Vref - Vt + a(Vdata - Vref), a =———; s C1 + C2 其中： Vdata係為該資料電壓；及 Cl係為該第一電容的電容值及C2係為一第二電容的電容值。 19. 如請求項14所述之方法，其中浮接該第一電容的第一端，並開 啟該驅動電流以驅動該有機發光二極體後，該N型薄膜電晶體 201218163 的第二端電壓以及該N型薄膜電晶體的第三端電壓係根據下列 方程式決定： VG = Vdata + Vt - Vref - a(Vdaa - Vref) + OVSS + VOLED , a =」人； 1 + Vs = OVSS + VOLED ； 其中： V。係為該N型薄膜電晶體的第二端電壓； C1係為該第一電容的電容值及C2係為該第二電容的電容值； ovss係為該有機發光二極體的一端電壓；及 VOLED係為該有機發光二極體的跨壓。 八、圖式：
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