专利名称：一种有源驱动有机发光显示器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有源驱动有机发光显示器件，属于发光显示 器件技术领域。
背景技术：
有机发光器件(0LED)可以用被动矩阵(PM)驱动，也可以用主 动矩阵驱动(AM)。相比PM驱动，AM驱动具有显示的信息容量较大， 功耗较低，器件寿命长，画面对比度高等优点。而PM驱动适用于低 成本的、简单的显示器件。
在玻璃基板上制作的用于AM驱动0LED的器件，目前基本上有两 种，即非晶硅(a-Si)薄膜晶体管(TFT)与低温多晶硅(LTPS) TFT。
TFT器件长期工作在直流电压偏置状态下会发生器件特性的漂 移。如果不采取某种措施处理这种漂移，发生特性漂移的器件驱动 OLED的电流下降，显示器件亮度降低，会导致器件过早失效。除了特 性漂移之外，a-Si TFT还存在"滞后"效应(hysteresis),由于 该效应的存在，TFT开启和关闭过程中，当栅极电压分别从小到大与 从大到小变化的时候，相同的电压偏置状态处于上升和下降的不同过 程中时通过器件的电流并不相等。因此，如果不采取措施控制，相同 的驱动信号，可能会得到不同的器件电流，也就不能实现期望的发光 亮度值，进而影响显示器件的图像质量。
为抑制TFT，特别是a-SiTFT得特性衰减与"滞后"效应，已经 有多种方案被提出。TFT特性衰减主要是由于驱动0LED器件的TFT栅极长时间置于正向偏置，从而引起电荷被俘获在栅绝缘层中，并且
在沟道半导体层中产生缺陷态，使TFT阈值电压升高。研究发现，对 于在栅极施加正向电压发生特性漂移的TFT器件，如果在其栅极施加 负电压偏置一段时间，其漂移的特性会有一定程度的恢复。利用这个 特点， 一种被称为"负脉冲退火"的方法被提出，在器件工作的时候， 一部分时间将负电压偏置施加到器件的栅电极，用于减轻TFT特性衰 减的程度，延长AMOLED的使用寿命。通过控制电压器件施加电压时 的电压变化从小到大的扫描方向，可以避免"滞后"效应。
图l表示了一种抑制特性漂移和"滞后"效应的方案。数据信号 通过数据线111传输，栅极扫描信号通过栅极线110传输。电源线112 提供直流电压，为发光器件OLED104显示提供电流。在通过TFTIOI 写入电压数据以及写入数据以后的一帧时间中的大部分时间，节点 113连接的信号CLK处于高电压，TFT 100关闭，电压信号被保持在 节点100上，并靠存储电容103维持该信号电压。受数据电压信号控 制的TFT 102的源极与漏极之间通过与其栅电极电压偏置对应的一定 数值的电流，并提供给0LED104,保持其发光。在下次写入新的显示 数据电压之前，信号CLK被设定到低电压一段特定时间。在该时间内， TFT 102导通使节点IOO放电到低电压，TFT 102的栅极电压相对源 极变为负值，实现了TFT 102的负偏置，从而实现抑制TFT 102特性 漂移的功能。与此同时，存储电容103得以充分放电，可以保证接下 来的数据写入过程节点IOO上面的信号电压变化是从低电压向高电压 变化，从而避免了 "滞后"效应的影响。
图2表示了抑制特性漂移与"滞后"效应的另一技术方案。该 电路工作机制如下在写入信号之前，首先将节点203信号VSCAN与节点205信号VEMISSI0N同时置于高电压，TFT 212、 213、 215、 216 打开，节点204被充电到高电压。接下来，节点205信号VEMISSI0N 变为低电压，TFT212、 216关闭，节点204上电压开始下降至 VDATA+VTH，其中VTH为TFT214的阈值电压。此时，存储电容211上 面电压为VDATA+VTH-VSS， VSS为节点201上的低电平直流偏置电压。 此后，节点203信号VSCAN变为低电压，节点205信号VEMISSI0N变 为高电压，TFT 213、 215关闭，216、 212打开，TFT 214的源漏极 电流即为0LED217的电流。由于VTH值已经预先存储在电容211上， 电流大小与VTH无关，达到了抑制特性漂移的目的。
在下一次写入数据之前的特定时间内，节点200信号CLK电压被 置于更低的电平，节点204的信号通过TFT210被下拉至低电压。保 证了接下来的数据写入过程节点204上面的信号电压变化是从低电压 向高电压变化，从而避免了 "滞后"效应的影响。
现有技术虽然能够实现对特性漂移与"滞后"效应的抑制，却存 在一些缺点。图l所示方法的缺点在于两个方面。首先，该电路需要 为每个像素引入一个负电压脉冲信号，因此每行像素都需要额外增加 一条信号导线，降低了像素开口率。第二，需要外部的系统驱动电路 提供与扫描驱动信号配合的负脉冲产生电路，提高了系统驱动电路的 复杂性。
图2所示方法的缺点在于三个方面。第一，该设计需要顶部发射 的0LED器件结构，0LED制作实现难度较大；第二，相比基本的AM0LED 像素，该电路额外引入了多个控制信号，布线复杂，系统驱动电路复杂性大幅提高；第三，该像素电路中器件数目较多，工艺中像素失效 可能性提高，会导致产品良率下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种有源驱动有机发光显示器件， 该发光显示器件，不用额外的负脉冲引线，也不需要外部系统驱动电 路提供负脉冲信号，同时相比图l所示方法不增加像素内元件的数量， 在实现抑制特性漂移与"滞后"效应的同时，能够降低显示器件的布 线和系统驱动电路的复杂性，提高工艺良率。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是像素电路包括三
个晶体管第一TFT311、第二TFT313、第三TFT 314，第一电容312， 与第一 0LED 310。 TFT 311接受其栅电极即节点302上面的电压信号 控制，向0LED 310供电；TFT 313接受栅极扫描线304的信号控制， 用以将数据线305上面的信号写入节点302; TFT 3M接受栅极扫描 线303的控制，提供节点302到栅极扫描线304的放电通路，用于在 合适的时间段内将节点302放电至负电压；电容312用于存储节点302 上面的电荷，以保持节点302的电压值，从而保持TFT 311向0LED 的电流供给能力在正常显示时间段内保持不变。
在像素写入新数据之前的某段时间内，将驱动0LED的TFT的VGS 设定为负偏压状态。在写入数据以及写入数据之后，下次负偏压激活 之前，保持新写入的数据，OLED发光亮度为期望值。由于负偏压的设 定时间很短，不会引起画面质量的明显下降。VGS负偏压能够抑制TFT的特性漂移，同时，将控制电压复位到 低电平，保证了接下来的数据电压写入过程中，TFT栅极电压变化过 程中数值从小到大变化，避免了 "滞后"效应。
本实用新型有益效果能够通过给驱动0LED的TFT施加一定时间 的栅极负电压偏置，可以抑制有源驱动0LED显示器件中驱动0LED器 件的TFT的特性漂移。利用每一次写入数据之前对电压进行复位的特 点，可以避免"滞后"效应。因此，器件寿命得以延长。相比现有技 术，本实用新型像素电路结构简单，在不增加像素原件数目的情况下， 省去了为每个像素施加负电压偏置信号的信号线，因此可以提高像素 面积利用率，提高良率，降低成本；同时，免除驱动额外的电压偏置 信号的系统电路，降低了系统驱动电路的复杂性，可以降低系统驱动 电路的设计难度与实施成本。
图1为现有技术抑制特性漂移和"滞后"效应方案的像素电路图2为现有技术抑制特性漂移和"滞后"效应另一技术方案的像 素电路图3为本实用新型的一个实施例的像素等效电路与其信号波形； 其中，
300:直流低电压接入节点；
301:像素电极节点；
302:数据电压信号存储节点；
8303:第n-l行栅极导线接入节点； 304:第n行栅极导线接入节点；
305:数据线导线所连接的像素节点； 306:像素电源线所连接的像素节点；
310: 0LED;
311:驱动0LED的TFT; 312:存储电容；
313:控制数据电压信号写入的TFT;
314:提供节点302放电通路的TFT; 图4为本实用新型的像素版图的像素等效电路。 其中，
401:像素透明电极；
402:用于数据电压信号存储节点的第一层金属层; 403:用作第n-l行栅极导线的第一层金属层； 404:用作第n行栅极导线的第一层金属层； 405:用作数据线导线的第二层金属； 406:用作像素电源线的第二层金属；411:驱动OLED的TFT的沟道区域； 412:构成存储电容的第一层与第二层金属的交叠区域； 413:控制数据电压信号写入的TFT的沟道区域； 414:提供节点302放电通路的TFT的沟道区域； 421:半导体层；
422:连接金属层与透明电极的接触孔。
具体实施方式
本实用新型是通过像素电路的设计，使引入负偏压的信号通过像 素内部或者像素与临近像素之间的连接实现，避免为产生负偏压信号 而额外增加信号布线。负偏压的偏置电压信号通过栅极线产生。
参照图3,这是本实用新型实施例的像素等效电路与其信号波形图。
如图所示，本实用新型包括三个晶体管第一TFT 311、第二TFT 313、第三TFT 314，第一电容312，与第一OLED 310。 TFT 311接受 其栅电极即节点302上面的电压信号控制，向0LED TFT 310供电； TFT 313接受栅极扫描线304的信号控制，用以将数据线305上面的 信号写入节点302; TFT 314接受栅极扫描线303的控制，提供节点 302到栅极扫描线304的放电通路，用于在合适的时间段内将节点302 放电至负电压；电容312用于存储节点302上面的电荷，以保持节点 302的电压值，从而保持TFT311向OLED的电流供给能力在正常显示 时间段内保持不变。
10栅极扫描信号与数据信号的电压波形如图3 (b)所示。该电路 的工作过程描述如下控制第n-1， n行的像素数据写入的信号分别 通过栅极线Gn-l， Gn传输到节点303与304上。当图示像素数据写 入的时候，节点303被置于低电平，TFT 314关闭；节点304被置于 高电压，TFT 313打开，像素电压数据通过数据线DATA传输到节点 305上，并通过TFT 313传递到节点302上，控制TFT 311处于与像 素显示灰度相对应栅极偏置状态，控制从电源线VDD提供给OLED器 件310期望的电流值。处于电源线VDD上的节点306被置于固定的直 流电压状态。写入的电压信号保持在连接于节点306与302之间的存 储电容312上，使得在显示画面的一帧时间内，流经0LED器件310 的电流保持基本恒定。
在下一帧写入第n-l行数据的时候，节点303被置于高电压，节 点304被置于比低电压更低的低电压，称为退火电压。TFT314打开， 节点302通过TFT 314放电被下拉至更低电压。由于退火电压低于节 点300的电压，而节点301则处于不低于节点300的电压，因此节点 302与301之间的电压差为负值，即TFT311的VGS处于负电压偏置。 当写入第n行电压数据时，节点303与304分别被置于低电压与高电 压，重复上述第n行电压数据写入过程。
栅极的负电压偏置一方面实现抑制TFT 311特性漂移的功能，同 时保证了每次写入电压数据时电压从低电压变化到一定数值的高电 压，避免了 "滞后"效应的影响。
参照图4，这是本实用新型实施例的像素版图的实施例。遵循同样的思路，将TFT的栅电极连接在更前面一行的栅极线 Gn-2上，或者将存储电容连接到电源线的电极改连接到栅极线Gn-l 上，也可以实现类似的效果。
权利要求1、一种有源驱动有机发光显示器件，其特征在于其像素电路包括第一、第二、第三TFT，第一电容，第一二极管OLED，第一与第二栅极扫描信号线，数据信号线线和电源信号线；当前行像素的第二栅极扫描线由临近像素行的第一栅极扫描线构成；第一TFT，用于接受其栅电极的电压信号控制，向第一二极管供电；第二TFT，用于接受第一栅极扫描信号的控制，将数据线上面的信号写入第一TFT的栅电极节点；第三TFT，用于接受第二栅极扫描信号的控制，提供第一TFT栅电极节点到第一栅极扫描信号线节点的放电通路，在合适的时间段内将第一TFT的栅电极节点放电至负电压；第一电容用于存储第一TFT栅电极节点上面的电荷，以保持该节点的电压值；发光二极管OLED 310，用于执行发光操作。
2、如权利要求1所述的有源驱动有机发光显示器件，其特征在于 所述的第一电容，其两个电极分别连接于第一 TFT的栅电极与电源信号
3、 如权利要求1所述的有源驱动有机发光显示器件，其特征在于:所述的第一电容，其两个电极分别连接于第一 TFT的栅电极与第一二极 管的阳极。
4、 如权利要求1所述的有源驱动有机发光显示器件，其特征在于:所述的第一电容，其两个电极分别连接于第一TFT的栅电极与第二栅极 扫描信号线。
5、 如权利要求1所述的有源驱动有机发光显示器件，其特征在于-所述的第三TFT，其源电极连接于第一栅极扫描信号线。
6、 如权利要求1所述的有源驱动有机发光显示器件，其特征在于 所述的第三TFT，其源电极连接于临近像素行的栅电极扫描信号线。
专利摘要本实用新型改善有源矩阵有机发光器件寿命的像素电路，包括第一、第二、第三TFT，第一电容，第一二极管OLED，第一与第二栅极扫描信号线，数据信号线和电源信号线；当前行像素的第二栅极扫描线由临近像素行的第一栅极扫描线构成；第一TFT控制向第一二极管供电；第二TFT控制数据线上面的信号何时写入第一TFT的栅电极节点；第三TFT提供第一TFT栅电极节点到第一栅极扫描信号线节点的放电通路，电容用于存储电荷，以保持相应节点的电压值；发光二极管OLED 310，用于执行发光操作。
文档编号G09G3/32GK201266474SQ20082015357
公开日2009年7月1日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者李俊峰 申请人:上海广电光电子有限公司