专利名称：驱动晶体管的方法、驱动元件以及显示板和显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动晶体管的方法、利用该方法的驱动元件、以及具有该驱动元件的显示板和显示设备。
背景技术：
现有液晶显示器(LCDs)具有多种特性，例如高亮度、高效率、亮度均匀、寿命长、厚度小、重量轻、以及成本低等。这些显示器典型地包括有机电致发光显示器(OELD)。
OELD利用有机材料或者聚合物的电致发光来显示图像。OELD不包括背光，并具有多种特性，例如厚度小、成本低、宽视角、发光亮等。
OELD还包括有源矩阵型OELD和无源矩阵型OELD。有源矩阵型OELD包括一个位于单位像素中的开关元件。无源矩阵型OELD不包括位于单位像素中的开关元件。
图1为示出了传统OELD 100的电路图。图2为示出了施加到图1的OELD 100的单位像素上的数据电压(Vd)的时序图。参照图1和图2，OELD100的单位像素包括开关元件(QS)、驱动晶体管(QD)、存储电容器(CST)和有机电致发光元件(EL)。
OELD 100的亮度低于诸如阴极射线管(CRT)显示器之类的显示器的亮度。然而，有源矩阵型OELD的效率高于无源矩阵型OELD的效率，因此有源矩阵型OELD在OELD 100中频繁使用。
多晶硅的可移动性大于非晶硅的可移动性。非晶硅不包括正型(P型)晶体管，此外由于非晶硅易碎，所以它受到偏置应力。因此，OELD 100可包括多晶硅晶体管，即使它比非晶硅晶体管昂贵得多。然而，OELD 100也可包括非晶硅晶体管，它包括具有负型(N型)晶体管的驱动电路。
流经电流驱动OELD的有机电致发光元件EL的电流可能会被调整以显示灰色。为了响应于从外部施加到有机电致发光元件EL的数据信号而控制流经该有机电致发光元件EL的电流，薄膜晶体管(TFT)与有机电致发光元件EL串联，以便把该数据信号施加到该驱动晶体管QD的栅极上，从而响应于该驱动晶体管QD的栅-源电压(Vgs)来控制沟道电导。
当驱动晶体管QD包括P型晶体管时，偏置线(VL)充当源极，从而可由通过数据线(DL)施加到驱动晶体管QD的栅极上的数据电压确定施加到驱动晶体管QD的栅-源电压Vgs的大小。
当驱动晶体管QD包含N型晶体管时，有机电致发光元件EL充当源极，施加到与驱动晶体管QD和有机电致发光元件EL电气连接的节点上的电压是不稳定的。施加到该节点上的电压也依赖于来自先前帧的数据。此外，施加到驱动晶体管QD的栅-源电压Vgs的范围比从该驱动晶体管QD的外部施加到包括该驱动晶体管QD和有机电致发光元件EL的有源区上的数据电压的范围窄。因此，OELD 100可包括含有P型晶体管的驱动电路。
当具有相同极性的数据电压被施加到非晶硅TFT的栅极上持续较长周期时，非晶硅TFT的输出特性恶化。换句话说，如图2所示，当具有相同或者恒定极性(例如正极性)的数据电压被施加到响应于栅极电压而控制输出电流的驱动晶体管的栅极上持续一个延长的周期时，非晶硅TFT的特性恶化。
输出电流的大小也会响应于非晶硅TFT的特性变化而改变，从而导致驱动晶体管发生故障。该故障与运行时间成比例增加，并因此非晶硅TFT的寿命下降。
为了用输出电流控制有机电致发光元件EL，将预定电压施加到非晶硅TFT的栅极上。施加到栅极上的电压电平可以改变，但是可将具有正极性的恒定电压施加到源极或者漏极上。
当非晶硅TFT的特性恶化时，电荷被注入到栅绝缘体和栅极之间的界面上，该电荷在栅绝缘体和栅极之间被捕获，并在非晶硅层上形成缺陷，从而改变阈值电压(Vth)和输出电流。因此，注入的电荷和导致的缺陷与非晶硅TFT的运行时间成比例增加。这样，就有必要减小非晶硅TFT中注入的电荷的影响。
发明内容
在本发明的一个实施例中，一种驱动晶体管的方法，包含在驱动晶体管的第一电极接收偏置电压；当一条选择线被激活以驱动有机显示元件时，从开关晶体管的第一电极将具有第一极性的第一信号输出到电容器和驱动晶体管的控制电极；并当该选择线被激活以驱散驱动晶体管中的电荷和减活该有机显示元件时，从开关晶体管的第一电极将具有第二极性的第二信号输出到电容器和驱动晶体管的控制电极。
该第二极性与第一极性相反。在图像显示周期期间输出第一信号。在输出第一信号之后的一个单一帧中和多个图像显示帧之后的非图像显示周期期间，输出所述第二信号。在驱动晶体管的第一电极处从一条偏置线接收偏置电压。在开关晶体管的第二电极处从一条数据线接收第一和第二信号。该开关晶体管为非晶硅薄膜晶体管(TFT)和多晶硅TFT之一，并且该驱动晶体管为非晶硅TFT和多晶硅TFT之一。驱动晶体管响应于第一信号而控制偏置电压以使有机显示元件发光。该有机显示元件位于液晶显示器(LCD)器件中。
在本发明的另一个实施例中，一种驱动有机显示单元的驱动器，包含第一开关晶体管，用于当激活一条选择线时，有选择地将具有第一极性的第一信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上，还用于当激活所述选择线时，将具有第二极性的第二信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上；以及第一驱动晶体管，用于响应于所述第一信号而驱动有机显示单元，还用于响应于该第二信号而驱散第一驱动晶体管中的第一电荷并减活该有机显示单元。
所述第一极性为正，而所述第二极性为负。所述第一开关晶体管包含第一电极、第二电极、和第一栅极，其中该第一栅极与选择线相连，该第一电极与第一数据线相连，并且该第二电极与第一驱动晶体管及第一电容器相连。所述第一驱动晶体管包含第三电极、第四电极和第二栅极，其中该第二栅极与第一开关晶体管及第一电容器相连，该第三电极与偏置电压线相连，并且该第四电极与有机显示单元相连。
所述第一电容器与第一开关晶体管的第二电极和第一驱动晶体管的第二栅极以及偏置电压线相连。从第一数据线接收所述第一和第二信号。在图像显示周期期间输出所述第一信号。在输出第一信号后的一个单一帧中和在多个图像显示帧之后的非图像显示周期期间，输出所述第二信号。所述开关晶体管为非晶硅薄膜晶体管(TFT)和多晶硅TFT之一，所述驱动晶体管为非晶硅TFT和多晶硅TFT之一。所述驱动晶体管响应于该第一信号而控制偏置电压，以驱动有机显示单元。所述有机显示单元是有机电致发光元件。所述有机显示单元在液晶显示器(LCD)器件中。
该驱动器还包含第二开关晶体管，用于当激活所述选择线时，将具有第三极性的第三信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上，还用于当激活所述选择线时，将具有第四极性的第四信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上；以及第二驱动晶体管，用于响应于所述第三信号而驱动该有机显示单元，还用于响应于该第四信号而驱散第二驱动晶体管中的第二电荷并减活该有机显示单元。
所述第三极性为正，而第四极性为负。从第二数据线接收所述第三和第四信号。所述第二电容器与该电极开关晶体管的第四电极和第二驱动晶体管的第四栅极以及偏置电压线相连。
在本发明的另一个实施例中，一种液晶显示器(LCD)设备，包含LCD显示器，包含多条用于接收第一数据信号的第一数据线；多条用于接收第一偏置电压的第一偏置线；多条用于接收第一扫描信号的第一扫描线；以及用于驱动有机显示单元的第一驱动器，包含第一开关晶体管，用于当激活所述多条扫描线之一时，将具有第一极性的第一信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上，还用于当激活所述多条扫描线之一时，将具有第二极性的第二信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上；第一驱动晶体管，用于响应于所述第一信号而驱动该有机显示单元，还用于响应于该第二信号而驱散第一驱动晶体管中的第一电荷并减活该有机显示单元。
所述第二极性与第一极性相反。所述多条第一数据线沿垂直方向延伸。所述多条第一偏置线沿垂直方向延伸。所述多条第一扫描线沿水平方向延伸。在第一开关晶体管处从多条第一数据线接收所述第一和第二信号。所述第一驱动晶体管响应于第一信号而控制第一偏置电压，以使有机显示单元发光。在图像显示周期期间输出所述第一信号。在输出第一信号后的一个单一帧中并在多个图像显示帧之后的非图像显示周期期间，输出所述第二信号。
该LCD设备还包含定时控制器，用于输出一个图像信号和多个定时信号；数据驱动器，用于响应于多个定时信号之一而接收图像信号并输出第一数据信号；和扫描驱动器，用于响应于多个定时信号之一而接收多个定时信号之一并输出第一扫描信号；和电源，用于接收多个定时信号之一并提供多个功率信号。
所述LCD板进一步包含多条用于接收第二数据信号的第二数据线；多条用于接收第二偏置电压的第二偏置线；多条用于接收第二扫描信号的第二扫描线；用于驱动有机显示单元的第二驱动器，包含第二开关晶体管，用于当激活所述选择线时，将具有第三极性的第三信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上，还用于当激活所述选择线时，将具有第四极性的第四信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上；和第二驱动晶体管，用于响应于第三信号而驱动有机显示单元，还用于响应于第四信号而驱散第二驱动晶体管中的第二电荷并减活该有机显示单元。所述第四极性与第三极性相反。在所述第二开关晶体管处从多条第二数据线接收所述第三和第四信号。
该LCD设备进一步包含定时控制器，用于输出一个图像信号和多个定时信号；数据驱动器，用于响应于所述多个定时信号之一来接收该图像信号和输出第二数据信号；以及扫描驱动器，用于响应于所述多个定时信号之一来接收多个定时信号之一和输出第二扫描信号。
前述特征属于有代表性的实施例并被提出以帮助理解本发明。应当理解的是，它们不意欲限制由权利要求或者权利要求的等同内容所限定的本发明。因此，不能认为这些特征的概要对确定等同内容具有决定性。根据附图和权利要求，本发明的其他特征在下面的描述中将变得很清楚。
通过参考附图对本发明的示例实施例进行详细描述，本发明的上述特点对本领域普通技术人员而言将变得更加清楚，其中图1为示出了传统有机电致发光显示器(OELD)的电路图；图2为示出了施加到图1的传统OELD的单位像素上的数据电压的时序图；图3为示出了根据本发明一个示例实施例的OELD的单位像素的电路图；图4为示出了施加到图3所示的OELD的单位像素的数据电压的时序图；图5为示出了施加到图3所示的OELD的单位像素的另一个数据电压的时序图；图6为示出了施加到图3所示的OELD单位像素的另一个数据电压的时序图；图7为示出了根据本发明另一个示例实施例的OELD的示意图；图8为示出了根据本发明另一个示例实施例的OELD的单位像素的电路图；图9A和图9B为示出了施加到图8所示的OELD上的第一数据信号和第二数据信号的时序图；图10A和图10B为示出了施加到图8所示的OELD上的另一个第一数据信号和另一个第二数据信号的时序图；图11为示出了根据本发明另一个示例实施例的OELD的示意图；图12A和图12B为表示输出电流与数据电压之间关系的曲线图；和图13为表示输出电流与具有负极性的数据电压之间关系的曲线图。
具体实施例方式
图3为示出了根据本发明一个示例实施例的有机电致发光显示器(OELD)的单位像素300的电路图。参照图3，该OELD的单位像素300包括多条数据线(DL)、多条偏置线(VL)、多条扫描线(SL)、开关晶体管(QS)、存储电容器(CST)、驱动晶体管(QD)和有机电致发光元件(EL)。开关晶体管QS、存储电容器CST和驱动晶体管QD形成一个有机电致发光驱动器152，它控制流经该有机电致发光元件EL的电流。
数据线DL沿垂直方向延伸，数据电压(Vd)从OELD的外部施加到开关晶体管QS上。偏置线VL也沿垂直方向延伸，偏置电压(Vdd)从OELD的外部施加到存储电容器CST和驱动晶体管QD上。扫描线SL沿水平方向延伸，并且扫描信号从OELD的外部施加到开关晶体管QS上。
当与开关晶体管QS的第一栅极电气相连的扫描线SL被激活时，开关晶体管QS输出一个从数据线DL经过开关晶体管QS的第一源极而施加到存储电容器CST和驱动晶体管QD上的数据信号。数据线DL与开关晶体管QS的第一漏极电气相连。数据信号可以包括正极性或者负极性。数据信号包括在图像显示周期内的正极性，还包括用于改善驱动晶体管QD特性的负极性。因此，从开关晶体管QS的第一源极输出以便施加到驱动晶体管QD的第二栅极的数据信号在图像显示周期内具有一个预定的极性(例如正极性)，而该数据信号在非显示周期期间具有相反的极性。
在图像显示周期期间，用有机电致发光元件EL来显示图像，并且有机电致发光元件EL在非显示周期内不显示图像。该显示周期对应于一帧的初始时间，非显示周期为该帧的剩余时间。
存储电容器CST的第一端部与开关晶体管QS的第一源极和驱动晶体管QD的第二栅极电气相连。存储电容器CST的第二端部与偏置线VL中的一条电气相连。当开关晶体管QS关断时，不将数据信号施加到驱动晶体管QD的第二栅极。在这种情况下，存储电容器CST将存储的电荷施加到驱动晶体管QD的第二栅极。
当数据信号经过驱动晶体管QD的第二栅极而施加到开关晶体管QS的第一源极上时，驱动晶体管QD响应于该数据信号而控制施加到驱动晶体管QD的第二漏极的偏置电压，以提供使有机电致发光元件EL发光的电流。
当具有正极性的数据信号被施加到用于显示图像的驱动晶体管QD的第二源极上时，驱动晶体管导通，从而响应于随着该数据信号而调整的偏置电压Vdd而将电流经过驱动晶体管QD的第二源极施加到有机电致发光元件EL上。
当具有负极性的数据信号被施加到驱动晶体管QD的第二源极上以改善驱动晶体管QD的特性时，驱动晶体管QD将聚集在其第二栅极和栅绝缘层之间部分上的电荷驱散，从而防止聚集的电荷被捕获以及可能在非晶硅层上形成的缺陷。因此，驱动晶体管QD的特性得以改善。
应当理解的是，开关晶体管QS和驱动晶体管QD可包括多晶硅负型(N型)晶体管或者正型(P型)晶体管。应当理解的是，本发明中使用的晶体管可以是非晶硅薄膜晶体管(TFT)或者多晶硅TFT。
图4为示出了施加到图3所示的OELD的单位像素300上的数据电压(Vd)的时序图。应当理解的是，当显示一幅图像时，具有正极性或者负极性的栅压被施加到OELD上，并当没有显示该图像时，具有相反极性的栅压被施加到OELD上。
参照图4，数据电压Vd在图像显示周期(例如驱动周期)内具有正极性。更具体地，当与施加到OELD公共电极上的公共电压(VCOM)相比较时，数据电压Vd具有正极性。该数据电压Vd在非显示周期(例如非驱动周期)期间具有相反的极性，可能是负极性。更具体地，当与公共电压VCOM相比较时，该数据电压Vd具有相反的极性。具有负极性的数据电压Vd的大小与具有正极性的数据电压Vd的大小相近。例如，当具有正极性的数据电压Vd最大值约为+10V时，具有负极性的数据电压Vd最小值约为-10V。
当有机电致发光元件EL工作时将公共电压VCOM施加到驱动晶体管QD的第二栅极上时，有机电致发光元件EL显示与数据电压Vd的最小值相对应的黑色。响应于数据电压Vd的数量，有机电致发光元件EL也会发光。
应当理解的是，有机电致发光元件EL的发光量由电流控制，该电流响应于施加到驱动晶体管QD的第一或者第二栅极上的电压量而改变，从而避免例如LCD的显示器的色彩再现能力恶化。
当具有恒定极性(例如，恒定的正极性)的数据电压Vd被施加到驱动晶体管QD上来操作有机电致发光元件EL时，驱动晶体管QD的特性发生变化，并且该驱动晶体管QD的特性恶化。然而，当具有相反极性(例如负极性)的数据电压Vd在非显示周期内被施加到驱动晶体管QD上时，驱动晶体管QD的特性得以改善。
图5为示出了施加到图3所示的OELD的单位像素300上的另一个数据电压Vd的时序图。参照图5，该数据电压Vd在一个帧的初始时间期间具有预定的极性。具体说，当在该帧的初始时间期间与公共电压(VCOM)相比较时，该数据电压Vd具有正极性。
在该帧的剩余时间内，数据电压Vd具有相反的极性，即负极性。具有负极性的数据电压Vd的大小与具有正极性的数据电压Vd的大小相近。例如，当具有正极性的数据电压Vd的最大值约为+10V时，具有负极性的数据电压Vd的最小值约为-10V。如图5所示，负极性的值彼此相近。
在具有负极性的数据电压Vd在该帧的剩余时间内被施加到驱动晶体管QD上以关断该驱动晶体管QD之后，具有正极性的数据电压Vd被施加到驱动晶体管QD上，从而改善驱动晶体管QD的特性。
图6为示出了施加到图3所示的OELD的单位像素300上的另一个数据电压(Vd)的时序图。参照图6，数据电压Vd在一帧的初始时间内具有预定的极性。尤其是，当在该帧的初始时间内与公共电压(VCOM)相比较时，该数据电压Vd具有正极性。
在该帧的剩余时间内，数据电压Vd具有相反的极性，即负极性。具有负极性的数据电压Vd与具有正极性的数据电压Vd的大小相近。例如，当具有正极性的数据电压Vd的最大值约为+5V时，具有负极性的数据电压Vd的最小值约为-5V。此外，当具有正极性的数据电压Vd的最大值约为+10V时，具有负极性的数据电压Vd的最小值约为-10V。
当具有负极性的数据电压Vd在该帧的剩余时间内被施加到驱动晶体管QD上以关断该驱动晶体管QD之后，具有正极性的数据电压Vd被施加到驱动晶体管QD上，从而改善驱动晶体管QD的特性。
图7为示出了根据本发明另一个示例实施例的OELD 700的示意图。参照图7，OELD 700包括定时控制器110、数据驱动器120、扫描驱动器130、电源140和有机电致发光显示器(OELD)板150。数据驱动器120响应于图像信号而输出数据信号。扫描驱动器130响应于定时信号而输出扫描信号。电源140提供多个电压。OELD板150响应于扫描信号和数据信号而控制电流，以利用有机电致发光元件(EL)来显示图像。
如图7所示，外部图形控制器(未示出)施加第一图像信号(R，G，B)和用于控制来自定时控制器110的第一图像信号R、G、B的输出的控制信号(Vsync，Hsync)，该定时控制器110产生第一定时信号和第二定时信号(TS1和TS2)，并把第一定时信号(TS1)和第二图像信号(R’、G’、B’)输出到数据驱动器120中。定时控制器110也把第三定时信号(TS3)输出到电源140中。
数据驱动器120接收第二图像信号R’、G’、B’以及第一定时信号TS1，以将数据信号(D1、D2...Dk...Dn)输出到OELD板150中。数据信号D1、D2...Dk...Dn与灰度色标相对应。数据信号D1、D2...Dk...Dn也具有正极性以显示图像，具有负极性以改善驱动晶体管QD的特性。从OELD板150的开关晶体管QS的第一源极输出的数据信号D1、D2...Dk...Dn之一被施加到驱动晶体管QD的第二栅极上。这一数据信号包括图像显示周期内的预定极性和非显示周期内的相反极性。
如图7所示，该扫描驱动器130接收第二定时信号TS2，用于将扫描信号(S1、S2...Sk...Sn)输出到OELD板150中。电源140接收第三定时信号TS3，以将栅极开/关和/或电压(VON/VOFF)信号输出到扫描驱动器130中。电源140也将公共电压(VCOM)和偏置电压(VDD)施加OELD板150上。
该OELD板150包括多条数据线(DL)、多条偏置线(VL)、多条扫描线(SL)、有机电致发光驱动器152以及有机电致发光元件EL。在彼此邻近的数据线DL和扫描线SL所定义的区域中形成该有机电致发光驱动器152，它包括一个非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)。该有机电致发光元件EL与有机电致发光驱动器152电气相连。
数据线DL沿垂直方向延伸，并沿水平方向排列。数据驱动器120将数据信号D1、D2...Dk...Dn经过数据线DL施加到有机电致发光驱动器152上。偏置线VL沿垂直方向延伸，并沿水平方向排列。电源140将偏置电压VDD经过偏置线VL施加到有机电致发光驱动器152上。扫描线SL沿水平方向延伸，并沿垂直方向排列。扫描驱动器130将扫描信号S1、S2...Sk...Sn经过扫描线SL施加到有机电致发光驱动器152上。
在一个可替换的实施例中，OELD 700可以包括一条把公共电压VCOM直接提供给有机电致发光元件EL的公共电压线。在这个可替换的实施例中，电源140将公共电压VCOM经过公共电压线提供给OELD板150。
该有机电致发光驱动器152包括开关晶体管(QS)、驱动晶体管(QD)和存储电容器(CST)。当利用驱动和开关晶体管QD和QS控制电流时，可在一层或者堆叠在彼此顶端的两层中形成晶体管QD和QS。当有机电致发光驱动器152包括QD和QS这两个晶体管时，施加到晶体管QD和QS中每一个上的电压下降，以改善晶体管QD和QS的特性，从而增加晶体管QD和QS的寿命。
图8为示出了根据本发明另一个示例实施例的OELD的单位像素800的电路图。参照图8，该单位像素800包括多条第一数据线(DL1)、多条第二数据线(DL2)、多条偏置线(VL)、多条扫描线(SL)、第一有机电致发光驱动器252、第二有机电致发光驱动器254以及有机电致发光元件(EL)。
所述第一数据线DL1沿垂直方向延伸。外部提供的第一数据信号(Vd1)经过第一数据线DL1中的一条被施加到第一有机电致发光驱动器252上。第二数据线DL2沿垂直方向延伸。外部提供的第二数据信号(Vd2)经过第二数据线DL2中的一条被施加到第二有机电致发光驱动器254上。
偏置线VL沿垂直方向延伸。外部提供的偏置电压(Vdd)被施加到第一和第二有机电致发光驱动器252和254上。扫描线SL沿水平方向延伸。外部提供的扫描信号被施加到第一和第二有机电致发光驱动器252和254上。
第一有机电致发光驱动器252包括第一开关晶体管(QS1)、第一存储电容器(CST1)和第一驱动晶体管(QD1)。第一有机电致发光驱动器252控制流经有机电致发光元件EL的电流。
当与第一开关晶体管(QS1)的第一栅极电气相连的扫描线(SL)中的一条被激活时，第一开关晶体管QS1输出第一数据信号(Vd1)，该信号从第一数据线DL1中的一条经过第一源极施加到第一存储电容器CST1和第一驱动晶体管QD1上。第一数据线DL1与第一开关晶体管QS1的第一漏极电气相连。
第一存储电容器CST1包括与第一开关晶体管QS1的第一源极和第一驱动晶体管QD1的第二栅极电气相连的第一端部以及与偏置线VL中的一条电气相连的第二端部。当第一开关晶体管QS1关断时，第一存储电容器CST1将存储的电荷提供给第一驱动晶体管QD1的第二栅极。
图9A和图9B为示出了施加到图8所示的OELD上的第一数据信号Vd1和第二数据信号Vd2的时序图。应当理解的是，将具有正极性的栅压和具有负极性的栅压连续施加到图8中的OELD上。
当把第一数据信号Vd1(如图9A所示)从第一开关晶体管QS1的第一源极施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极上时，第一驱动晶体管QD1响应于第一数据信号Vd1而控制施加到第二漏极上的偏置电压，从而将电流施加到有机电致发光元件EL，使该有机电致发光元件EL发光。再次参照图9A，具有预定极性的第一数据信号Vd1被施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极上以便在奇数帧期间显示图像。因此，第一驱动晶体管QD1导通以施加与偏置电压相对应的电流，其中响应于第一数据信号Vd1而控制该偏置电压。
具有相反极性的第一数据信号Vd1在偶数帧期间被施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极上。第一驱动晶体管QD1关断以驱散聚集在第二栅极和栅绝缘层之间部分上的电荷，从而避免聚集的电荷被捕获以及在第一开关晶体管QS1和第一驱动晶体管QD1的非晶硅层上形成缺陷。因此，第一开关晶体管QS1和第一驱动晶体管QD1的特性得以改善。
图8中的第二有机电致发光驱动器254包括第二开关晶体管(QS2)、第二存储电容器(CST2)和第二驱动晶体管(QD2)。第二有机电致发光驱动器254控制流经该有机电致发光元件EL的电流。
当与第三开关晶体管QS2的第三栅极电气相连的扫描线SL中的一条被激活时，第二开关晶体管QS2输出第二数据信号(Vd2)，该信号从第二数据线DL2中的一条经过第三源电极施加到第二存储电容器CST2和第二驱动晶体管QD2上。第二数据线DL2与第二开关晶体管QS2的第三漏极电气相连。
第二存储电容器CST2包括与第二开关晶体管QS2的第三源极和第二驱动晶体管QD1的第四栅极电气相连的第三端部以及与偏置线VL中的一条电气相连的第四端部。当第二开关晶体管QS2关断时，第二存储电容器CST2将存储的电荷施加到第二驱动晶体管QD2的第四栅极上。
当把第二数据信号Vd2(如图9B所示)从第二开关晶体管QS2的第三源极施加到第二驱动晶体管QD2的第四栅极上时，第二驱动晶体管QD2响应于第二数据信号Vd2而控制施加到第四漏极上的偏置电压，从而将电流施加到有机电致发光元件EL使其发光。
参照图9B，具有相反极性的第二数据信号Vd2在偶数帧期间被施加到第二驱动晶体管QD2的第四栅极上。第二驱动晶体管QD2关断以驱散聚集在第四栅极和栅绝缘层之间部分上的电荷，从而避免聚集的电荷被捕获以及在第二开关晶体管QS2和第二驱动晶体管QD2的非晶硅层上形成缺陷。这样，第二开关晶体管QS2和第二驱动晶体管QD2的特性得以改善。
在奇数帧期间，具有预定极性的第二数据信号Vd2被施加到第二驱动晶体管QD2的第四栅极上以显示图像。因此，第二驱动晶体管QD2导通以施加与偏置电压相对应的电流，其中响应于该第二数据信号Vd2而控制该偏置电压。
第一数据信号Vd1的反向电压量可能与第二数据信号Vd2的反向电压量相近。可替换地，第一和第二数据信号Vd1和Vd2的反向电压量可能依赖于具有正极性的电压量。
图10A和10B为示出了施加到图8所示的OELD上的另一个第一数据信号(Vd1)和另一个第二数据信号(Vd2)的时序图。应当理解的是，具有正极性的栅压和具有负极性的栅压被连续施加到OELD上。
参照图10A和10B，具有预定极性的第一数据电压Vd1和具有相反极性的第二数据信号Vd2在奇数帧期间被分别施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极和第二驱动晶体管QD2的第四栅极上。该预定极性可能是正极性，该相反极性可能是负极性。将第一数据信号Vd1施加到第二栅极上以显示图像，并将第二信号Vd2施加到第四栅极上以改善第二驱动晶体管QD2的特性。相对于公共电压(VCOM)，具有负极性的第二数据信号Vd2与第一数据信号Vd1的大小相近。
在偶数帧期间将具有相反极性的第一数据信号Vd1和具有预定极性的第二数据信号Vd2分别施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极和第二驱动晶体管QD2的第四栅极上。该预定极性可能是正极性，该相反极性可能是负极性。将第一数据信号Vd1施加到第二栅极上以改善第二驱动晶体管QD2的特性，将第二信号Vd2施加到第四栅极上以显示图像。相对于公共电压(VCOM)，具有负极性的第二数据信号Vd2与第一数据信号Vd1大小相近。
图11为示出了根据本发明另一个示例实施例的OELD 1100的示意图。参照图11，该OELD 1100包括定时控制器210、数据驱动器220、扫描驱动器230、电源240和OELD板250。该数据驱动器220响应于图像信号而输出数据信号。扫描驱动器230响应于定时信号而输出扫描信号。电源240提供多个电压。OELD板250响应于扫描信号和数据信号而对电流进行控制以利用有机电致发光元件(EL)显示图像。
外部图形控制器(未示出)施加第一图像信号(R，G，B)和用于控制来自定时控制器210的第一图像信号R、G、B的输出的控制信号(Vsync，Hsync)，该定时控制器210产生第一定时信号和第二定时信号(TS1和TS2)，并把第一定时信号TS1和第二图像信号(R’、G’、B’)输出到数据驱动器220中。定时控制器210也把第三定时信号(TS3)输出到电源240中。
数据驱动器220接收第二图像信号R’、G’、B’以及第一定时信号TS1，用于将第一数据信号D11、D21...Dk1...Dn1和第二数据信号D12、D22...Dk2...Dn2输出到OELD板250中。第一数据信号D11、D21...Dk1...Dn1包括在奇数帧期间与灰度色标相对应的具有正极性的电压以显示图像，还包括具有负极性的电压以改善第一驱动晶体管QS1的特性。
具有正极性的第一数据信号(例如Dk1)从第一开关晶体管QS1的第一源极施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极上以在奇数帧期间显示图像。具有负极性的第一数据信号Dk1被从第一开关晶体管QS1的第一源极施加到第一驱动晶体管QD1的第二栅极上以在奇数帧期间改善第一驱动晶体管QD1的特性。
第二数据信号D12、D22...Dk2...Dn2包括在奇数帧期间具有负极性的电压以改善第二驱动晶体管QS2的特性，还包括与灰度色标相对应的具有正极性的电压以显示图像。
具有负极性的第二数据信号(例如Dk2)被从第二开关晶体管QS2的第三源极施加到第二驱动晶体管QD2的第四栅极上以在奇数帧期间改善第二驱动晶体管QS2的特性。具有正极性的第二数据信号Dk2被从第二开关晶体管QS2的第三源极施加到第二驱动晶体管QD2的第四栅极上以便在奇数帧期间显示图像。
如图11所示，扫描驱动器230接收第二定时信号TS2，用于将多个扫描信号(S1、S2...Sk...Sn)输出到OELD板250中。电源240接收第三定时信号TS3，用于将门开/关和/或电压(VON/VOFF)信号输出到扫描驱动器230中。电源240也将公共电压(VCOM)和偏置电压(VDD)施加到OELD板250上。
OELD板250包括多条第一数据线(DL1)、多条第二数据线(DL2)、多条偏置线(VL)、多条扫描线(SL)、第一有机电致发光驱动器252、第二有机电致发光驱动器254和有机电致发光元件(EL)。在彼此相邻的第一数据线DL1、偏置线VL和扫描线SL所定义的区域中形成第一有机电致发光驱动器252，它包括第一a-Si TFT。在彼此相邻的第二数据线DL2、偏置线VL和扫描线SL定义的区域中形成第二有机电致发光驱动器254，它包括第二a-Si TFT。该有机电致发光元件EL与第一和第二有机电致发光驱动器252和254电气相连。
第一数据线DL1沿垂直方向延伸，并沿水平方向排列。数据驱动器220将第一数据信号D11、D21...Dk1...Dn1经过第一数据线DL1施加到第一有机电致发光驱动器252上。
第二数据线DL2沿垂直方向延伸，并沿水平方向排列。该数据驱动器220将第二数据信号D12、D22...Dk2...Dn2经过第二数据线DL2施加到第二有机电致发光驱动器254上。
偏置线VL沿垂直方向延伸，并沿水平方向排列。该电源240将偏置电压VDD经过偏置线VL施加到第一和第二有机电致发光驱动器252和254上。
扫描线SL沿水平方向延伸，并沿垂直方向排列。扫描驱动器230将扫描信号经过扫描线SL施加到第一和第二有机电致发光驱动器252和254上。
在一个可替换的实施例中，OELD1100可以进一步包括一条把公共电压VCOM直接施加到第一和第二有机电致发光元件EL上的公共电压线。在这个可替换的实施例中，电源240把公共电压VCOM经过公共电压线施加到OELD板250上。
图11进一步表明，该第一有机电致发光驱动器252包括第一开关晶体管(QS1)、第一驱动晶体管(QD1)和第一存储电容器(CST1)。第二有机电致发光驱动器254包括第二开关晶体管(QS2)、第二驱动晶体管(QD2)和第二存储电容器(CST2)。
当利用四个晶体管QS1、QS2、QD1和QD2控制电流时，可以在一层或者堆叠在彼此顶端的多层中形成晶体管QS1、QS2、QD1和QD2。当有机电致发光驱动器252和254包括驱动和开关晶体管时，施加到晶体管QS1、QS2、QD1和QD2中每一个上的电压下降以改善晶体管QS1、QS2、QD1和QD2的特性，从而增加晶体管QS1、QS2、QD1和QD2的寿命。
图12A和12B为表示输出电流(Iout)和数据电压(Vd)之间关系的曲线图。用于说明输出电流Iout和数据电压Vd之间关系的晶体管沟道宽度为200μm，晶体管沟道长度为3.5μm。该晶体管的栅压为8V，并且该晶体管的漏电压为15V。该晶体管的输出电流为45μA。
图12A表示当具有正极性的栅压被施加到具备上述特性的晶体管的栅极上10个小时的时候，输出电流Iout与数据电压Vd之间的关系。参照图12A，当具有正极性的电压被施加到栅极上时，由该具有正极性的电压所形成的电流在初始时刻不小于4.59μA。然而，该电流最多为4.40μA。这样，输出电流减小了4％。
图12B表示当具有正极性及相反极性的栅压被施加到晶体管的栅极上10个小时的时候，输出电流Iout与数据电压Vd之间的关系。与相反极性相对应的栅压每小时施加10秒，大小为-10V。参照图12B，当这个具有负极性的电压被间歇地施加到栅极上时，初始时刻的输出电流Iout与10小时后的输出电流Iout之间的差别可以忽略不计。
如图12A和12B所示，当数据电压Vd被施加到晶体管(例如驱动晶体管)上时，恶化程度依赖于施加数据电压Vd时采用的方法。这样，通过给驱动晶体管施加具有相反极性的电压，晶体管的寿命增加。
图13为表示输出电流(Iout)和具有负极性的数据电压(Vd)之间关系的曲线图。参照图13，在-8V的栅压被施加到晶体管上10小时以后，输出电流Iout减小。在-8V的栅压被施加到晶体管10小时之后，当具有负极性的电压施加了60秒或者1小时的时候，输出电流Iout增加。这样，具有相反极性(例如负极性)的电压在晶体管工作期间/之后被施加到晶体管上以改善晶体管的特性。根据本发明，当具有预定极性(例如正极性)和相反极性(例如负极性)的电压被施加到TFT的栅极上时，TFT的特性得以改善。
尽管参照本发明的示例实施例对本发明进行了具体图示和描述，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离以下权利要求及其等同所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的各种修改。
权利要求
1.一种驱动晶体管的方法，包含在驱动晶体管的第一电极处接收偏置电压；当激活选择线以驱动有机显示元件时，将具有第一极性的第一信号从开关晶体管的第一电极输出到电容器和所述驱动晶体管的控制电极；以及当激活所述选择线以驱散驱动晶体管中的电荷并减活该有机显示元件时，将具有第二极性的第二信号从开关晶体管的第一电极输出到电容器和驱动晶体管的控制电极。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二极性与第一极性相反。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在图像显示周期期间输出所述第一信号。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在输出第一信号之后的一个单一帧中的和多个图像显示帧之后的非图像显示周期期间，输出所述第二信号。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在该驱动晶体管的第一电极处从偏置线接收所述偏置电压。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在该开关晶体管的第二电极处从数据线接收所述第一和第二信号。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述开关晶体管为非晶硅薄膜晶体管(TFT)和多晶硅TFT之一，并且所述驱动晶体管为非晶硅TFT和多晶硅TFT之一。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述驱动晶体管响应于第一信号而控制偏置电压，以使有机显示元件发光。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述有机显示元件在液晶显示器(LCD)器件中。
10.一种驱动有机显示单元的驱动器，包含第一开关晶体管，用于当激活一条选择线时，有选择地将具有第一极性的第一信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上，还用于当激活所述选择线时，将具有第二极性的第二信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上；以及第一驱动晶体管，用于响应于所述第一信号而驱动有机显示单元，还用于响应于该第二信号而驱散第一驱动晶体管中的第一电荷并减活该有机显示单元。
11.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述第一极性为正，而所述第二极性为负。
12.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述第一开关晶体管包含第一电极、第二电极、和第一栅极，其中该第一栅极与选择线相连，该第一电极与第一数据线相连，并且该第二电极与第一驱动晶体管及第一电容器相连。
13.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述第一驱动晶体管包含第三电极、第四电极和第二栅极，其中该第二栅极与第一开关晶体管及第一电容器相连，该第三电极与偏置电压线相连，该第四电极与有机显示单元相连。
14.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述第一电容器与第一开关晶体管的第二电极和第一驱动晶体管的第二栅极以及偏置电压线相连。
15.如权利要求10所述的驱动器，其中，从第一数据线接收所述第一和第二信号。
16.如权利要求10所述的驱动器，其中，在图像显示周期期间输出所述第一信号。
17.如权利要求10所述的驱动器，其中，在输出第一信号后的一个单一帧中的和在多个图像显示帧之后的非图像显示周期期间，输出所述第二信号。
18.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述开关晶体管为非晶硅薄膜晶体管(TFT)和多晶硅TFT之一，所述驱动晶体管为非晶硅TFT和多晶硅TFT之一。
19.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述驱动晶体管响应于该第一信号而控制偏置电压，以驱动有机显示单元。
20.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述有机显示单元是有机电致发光元件。
21.如权利要求10所述的驱动器，其中，所述有机显示单元在液晶显示器(LCD)器件中。
22.如权利要求10所述的驱动器，进一步包含第二开关晶体管，用于当激活所述选择线时，将具有第三极性的第三信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上，还用于当激活所述选择线时，将具有第四极性的第四信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上；以及第二驱动晶体管，用于响应于所述第三信号而驱动该有机显示单元，还用于响应于该第四信号而驱散第二驱动晶体管中的第二电荷并减活该有机显示单元。
23.如权利要求22所述的驱动器，其中，所述第三极性为正，而第四极性为负。
24.如权利要求22所述的驱动器，其中，从第二数据线接收所述第三和第四信号。
25.如权利要求22所述的驱动器，其中，所述第二电容器与该电极开关晶体管的第四电极和第二驱动晶体管的第四栅极以及偏置电压线相连。
26.一种液晶显示器(LCD)设备，包含LCD显示器，包含多条用于接收第一数据信号的第一数据线；多条用于接收第一偏置电压的第一偏置线；多条用于接收第一扫描信号的第一扫描线；以及用于驱动有机显示单元的第一驱动器，包含第一开关晶体管，用于当激活所述多条扫描线之一时，将具有第一极性的第一信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上，还用于当激活所述多条扫描线之一时，将具有第二极性的第二信号施加到第一电容器和第一驱动晶体管的第二栅极上；第一驱动晶体管，用于响应于所述第一信号而驱动该有机显示单元，还用于响应于该第二信号而驱散第一驱动晶体管中的第一电荷并减活该有机显示单元。
27.如权利要求26所述的LCD设备，其中，所述第二极性与第一极性相反。
28.如权利要求26所述的LCD设备，其中，所述多条第一数据线沿垂直方向延伸。
29.如权利要求26所述的LCD设备，其中，所述多条第一偏置线沿垂直方向延伸。
30.如权利要求26所述的LCD设备，其中，所述多条第一扫描线沿水平方向延伸。
31.如权利要求26所述的LCD设备，其中，在第一开关晶体管处从多条第一数据线接收所述第一和第二信号。
32.如权利要求26所述的LCD设备，其中，所述第一驱动晶体管响应于第一信号而控制第一偏置电压，以使有机显示单元发光。
33.如权利要求26所述的LCD设备，其中，在图像显示周期期间输出所述第一信号。
34.如权利要求26所述的LCD设备，其中，在输出第一信号后的一个单一帧中并在多个图像显示帧之后的非图像显示周期期间，输出所述第二信号。
35.如权利要求26所述的LCD设备，进一步包含定时控制器，用于输出一个图像信号和多个定时信号；数据驱动器，用于响应于多个定时信号之一而接收图像信号并输出第一数据信号；和扫描驱动器，用于响应于多个定时信号之一而接收多个定时信号之一并输出第一扫描信号。
36.如权利要求35所述的LCD设备，进一步包含电源，用于接收多个定时信号之一并提供多个功率信号。
37.如权利要求26所述的LCD设备，其中，所述LCD板进一步包含多条用于接收第二数据信号的第二数据线；多条用于接收第二偏置电压的第二偏置线；多条用于接收第二扫描信号的第二扫描线；用于驱动有机显示单元的第二驱动器，包含第二开关晶体管，用于当激活所述选择线时，将具有第三极性的第三信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上，还用于当激活所述选择线时，将具有第四极性的第四信号施加到第二电容器和第二驱动晶体管的第四栅极上；和第二驱动晶体管，用于响应于第三信号而驱动有机显示单元，还用于响应于第四信号而驱散第二驱动晶体管中的第二电荷并减活该有机显示单元。
38.如权利要求37所述的LCD设备，其中，所述第四极性与第三极性相反。
39.如权利要求37所述的LCD设备，其中，在所述第二开关晶体管处从多条第二数据线接收所述第三和第四信号。
40.如权利要求37所述的LCD设备，进一步包含定时控制器，用于输出一个图像信号和多个定时信号；数据驱动器，用于响应于所述多个定时信号之一来接收该图像信号和输出第二数据信号；以及扫描驱动器，用于响应于所述多个定时信号之一来接收多个定时信号之一和输出第二扫描信号。
全文摘要
提供了一种驱动晶体管的方法、利用该方法的驱动元件、以及具有该驱动元件的显示板和显示设备。该驱动晶体管的方法包含在驱动晶体管的第一电极处接收偏置电压；当激活一条选择线以驱动有机显示元件时，将具有第一极性的第一信号从开关晶体管的第一电极输出到电容器和该驱动晶体管的控制电极；以及当激活该选择线以驱散该驱动晶体管中的电荷并减活该有机显示元件时，将具有第二极性的第二信号从该开关晶体管的第一电极输出到该电容器和该驱动晶体管的控制电极。
文档编号G09G3/32GK1655036SQ20041005598
公开日2005年8月17日 申请日期2004年8月3日 优先权日2004年2月9日
发明者许宗茂, 崔埈厚, 朱仁秀, 崔凡洛 申请人:三星电子株式会社