专利名称：有机发光显示器及驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，特别涉及有机发光显示器及驱动方法。
技术背景
有机发光显示器(OLED)相比现在的主流显示技术薄膜晶体管液晶显示器 (TFT-LCD)，具有广视角、高亮度、高对比度、低能耗、体积更轻薄等优点，是目前平板显示技 术关注的焦点。
有机发光显示器的驱动方法分为被动矩阵式(PM)和主动矩阵式(AM)两种。相比 被动矩阵式驱动，主动矩阵式驱动具有显示信息大、功耗低、器件寿命长、画面对比度高等 优点。
参照图1所示，现有技术的一种主动矩阵式有机发光显示器的像素单元的等效电 路包括开关管Tl、驱动管T2、存储电容Cst以及有机发光二极管D1。其中，开关管Tl在 栅极被扫描信号Vsel选通时打开，引入数据信号Vdata。驱动管T2 —般工作在饱和区，其 栅源电压Vgs决定了流过其电流的大小，进而提供有机发光二极管Dl稳定的电流。Vdd为 稳压或者稳流电源，提供有机发光二极管Dl发光需要的能源。存储电容Cst的作用是在一 帧时间内维持驱动管T2栅电压的稳定。
图2为对具有图1所示像素单元的有机发光显示器进行驱动时的扫描信号Vsel 及驱动数据信号Vdata的部分波形简易示意图。结合图1和图2所示，当扫描信号Vsel 的第一个高电平开始时，假定第η行像素单元被选通，将该行像素单元中的开关管Tl打开 (通常一行像素单元中的开关管Tl的栅极都接收同一个扫描信号Vsel)，引入数据信号驱 动Vdata。通过驱动数据信号Vdata的高电平，将该行的像素单元所需的电压充电到驱动管 T2的栅极和存储电容Cst。当该行像素单元充电完成后，通过扫描信号Vsel的第一个低电 平关闭该行像素单元的开关管Tl。此时，存储电容Cst维持充电时的电压，维持该行像素单 元的驱动管T2输出稳定的电流，使得该行像素单元的有机发光二极管Dl持续发光直到一 帧时间结束。所述一帧时间通常为同一行像素单元连续两次被扫描信号选通的时间间隔， 也即图2中扫描信号Vsel的一个完整周期(一个连续的高电平+低电平)。
在第η行像素单元的充电完成后，扫描信号选通第η+1行像素单元，将第η+1行像 素单元的开关管Tl打开，引入驱动数据信号进行同样的充电过程，充电完成后通过像素单 元中的存储电容Cst维持充电时的电压，维持驱动管输出稳定电流，使得第η+1行像素单元 的有机发光二极管Dl持续发光直到一帧时间结束。如此依序下去，当对于最后一行像素单 元充电完成后，便又从第一行像素单元开始按行重新充电。当对第η行像素单元重新充电 时，也就是图2中扫描信号Vsel的第二个高电平开始的时间。
上述现有技术像素单元的缺点在于，驱动管Τ2有时由于例如阈值漂移等原因引 起电流不稳定，因而不能向有机发光二极管Dl提供足够稳定的电流如此，将影响整个有机 发光显示器的发光质量。发明内容
本发明解决的问题是现有技术有机发光显示器的像素单元中，驱动管由于阈值漂 移而不能提供稳定电流。
为解决上述问题，本发明提供一种有机发光显示器，包括多条扫描线、多条数据线 以及电源线，所述扫描线和数据线交叉排列，所述扫描线和数据线定义出多个像素单元，所 述像素单元包括驱动MOS管、第一开关MOS管、存储电容有机发光二极管及阈值补偿电路， 其中，
第一开关MOS管，根据像素单元所在行的扫描线扫描信号，引入像素单元所在列 的数据线的驱动数据信号；
存储电容，存储由该第一开关MOS管引入的驱动数据信号；
驱动MOS管，根据该存储于存储电容中的驱动数据信号，控制该电源线驱动该发 光二极管；
阈值补偿电路，用于补偿驱动MOS管的阈值漂移。
相应地，本发明还提供一种上述有机发光显示器的驱动方法，包括在电源线上施 加稳压或稳流电源，通过扫描信号逐行选通像素单元，其中，在通过扫描信号打开像素单元 中的第一开关MOS管维持选通期间，根据该行像素单元的显示需要，经由该行像素单元中 的第一开关MOS管向该行像素单元输入对应驱动数据信号，所述驱动数据信号开始衰减的 时间晚于该行像素单元对应的扫描信号选通结束时间。
与现有技术相比，上述方案有机发光显示器及驱动方法具有以下优点上述有机 发光显示器的阈值补偿电路与驱动MOS管的栅极相连。在对所述有机发光显示器驱动时， 所述阈值补偿电路补偿驱动MOS管的阈值漂移，使得流过驱动MOS管的电流不受驱动MOS 管的阈值漂移的影响，从而驱动MOS管提供给有机发光二极管的电流保持稳定。相应地，整 个有机发光显示器的发光质量得到了提高。
并且，上述有机发光显示器由于无需借助外部补偿电路来进行阈值补偿，因而也 相应简化了外围驱动电路的设计复杂度，降低了研发及制造成本。
图1是现有技术的一种主动矩阵式有机发光显示器的像素单元的等效电路示意 图2是对具有图1所示像素单元的有机发光显示器进行驱动时的扫描信号及驱动 数据信号的波形示意图3是本发明有机发光显示器中像素单元的一种实施例的等效电路示意图4是对具有图3所示像素单元的有机发光显示器进行驱动时的扫描信号及数据 信号的波形示意图。
具体实施方式
本发明有机发光显示器的一种实施方式包括多条扫描线、多条数据线以及电源 线，所述扫描线和数据线交叉排列，所述扫描线和数据线定义出多个像素单元，所述像素单 元包括驱动MOS管、第一开关MOS管、存储电容有机发光二极管及阈值补偿电路，其中，
第一开关MOS管，根据像素单元所在行的扫描线扫描信号，引入像素单元所在列 的数据线的驱动数据信号；
存储电容，存储由该第一开关MOS管引入的驱动数据信号；
驱动MOS管，根据该存储于存储电容中的驱动数据信号，控制该电源线驱动该发 光二极管；
阈值补偿电路，用于补偿驱动MOS管的阈值漂移。
上述有机发光显示器的实施方式中，通过设置于像素单元中的阈值补偿电路补偿 驱动MOS管的阈值漂移，使得流过驱动MOS管的电流不受驱动MOS管的阈值漂移的影响，从 而驱动MOS管提供给有机发光二极管的电流保持稳定。
以下通过具体实例对上述有机发光显示器的结构及工作过程进一步说明。
本发明有机发光显示器的一种实施例包括扫描信号控制单元及与其电连接的M 条扫描线、数据信号控制单元及与其电连接的N条数据线、以及1条或N条电源线，所述扫 描线和数据线交叉排列，所述扫描线和数据线定义多个像素单元，所述多个像素单元形成M (M=l,2,3......)行N (N = 1，2，3......)列的像素单元阵列，其中第一行像素单元为冗余像素单元。参照图3所示，第2 M行的像素单元的等效电路包括驱动MOS管T11、第 一开关MOS管T12、镜像MOS管T13、第二开关MOS管T14、存储电容C11、耦合电容C12以及 有机发光二极管D11，其中，
第一开关MOS管T12，其栅极与像素单元所在行的扫描线相连，接收所述行像素单 元对应的扫描信号vn(n ^ 2)，漏极与像素单元所在列的数据线相连，接收所述列的驱动数 据信号Vdata，并在所述行像素单元被扫描信号Vn选通时打开，引入驱动数据信号Vdata ；
存储电容Cl 1，其两端分别连接于第一开关MOS管T12的源极以及驱动MOS管Tll 的漏极；
耦合电容C12，其两端分别连接于第一开关MOS管T12的源极以及驱动MOS管Tll 的栅极；
镜像MOS管T13，其栅极和漏极共同连接于驱动MOS管Tll的栅极，源极连接于第 一开关MOS管T12的源极，其具有与驱动MOS管Tll相同的阈值漂移特性；
第二开关MOS管T14，其栅极与像素单元所在行的上一行扫描线相连，接收所述上 一行的扫描信号Vlri，漏极接于第一开关MOS管T12的源极，源极接于公共电极电压，并在所 述上一行像素单元被扫描信号Vlri选通时，形成镜像MOS管T13对公共电极电压的通路；
驱动MOS管Tll，其漏极接于电源线Vdd，源极接于有机发光二极管Dll的正极；
有机发光二极管D11，其负极接于公共电极电压。
上述第2 M行像素单元的等效电路中，公共电极电压通常为接地电压，或者根据 电路工作要求而设置的低电压。稳压或稳流电源线Vdd用于通过驱动MOS管Tll提供有机 发光二极管Dll发光所需能源。
第一行像素单元的等效电路与第2 M行像素单元的等效电路基本相同，区别仅 在于第一开关MOS管T12的栅极和漏极空置，第二开关MOS管T14的栅极空置。由于所述 空置的设置，第一行像素单元除了稳压或稳流电源外，无任何外接信号，因此形成冗余像素 单元。
优选的，所述驱动MOS管T11、第一开关MOS管T12、镜像MOS管T13及第二开关MOS管T14均为NMOS管。
优选的，所述电源线被配置为施加稳压或稳流电源。
优选的，所述数据信号控制单元包括锁存器，用于锁存驱动数据信号，并在一行像 素单元被选通时，向该行像素单元输入对应驱动数据信号。
以下结合附图对上述等效电路的工作过程进行举例说明。需要说明的是，以下所 涉及的高电平及低电平仅为示例性地表示逻辑上的选通及关闭，并非用以限制对应的电压 的高低。并且，以下对各行像素单元的扫描仍如现有技术一样按行进行。此外为方便说明， 定义各MOS管均为NMOS管，所述公共电极电压为接地电压。
结合图3和图4所示，在扫描信号选通第n-1行像素单元时，第n_l行像素单元对 应的扫描信号Vlri为高电平，第二开关MOS管T14保持开启，而第η行像素单元对应的扫描 信号\为低电平，第一开关MOS管Τ12关闭。
此时，驱动MOS管Tll的栅极处A的电压，以及第一开关MOS管Τ12的源极处B的 电压均开始下降，耦合电容C12两端的电压也随着变化。A点电压下降到镜像MOS管Τ13的 阈值电压Vth_T13，或者可以描述成Vtcht13+ Δ Vth_T13 (VTQ_T13为不考虑阈值变化时镜像MOS管T13 的阈值初始值，AVth_T13为镜像MOS管T13的阈值电压变化值)，从而镜像MOS管T13关闭， 耦合电容C12两端的电压的大小也变化为镜像MOS管T13的阈值电压Vth_T13。而B点电压 下降至接地电压。
在扫描信号选通第η行像素单元时，第n-1行像素单元对应的扫描信号Vlri为低 电平，第二开关MOS管T14关闭。而第η行像素单元对应的扫描信号Vn为高电平，第一开 关MOS管Τ12开启，引入数据线上的驱动数据信号Vdata，对该存储电容Cll充电以存储该 驱动数据信号Vdata。
随后，数据信号Vdata使得B点电压抬升到Vdata，由于耦合电容C12的作用，A点 电压也抬升Vdata。此时，A点电压变成Vdata+VTO_T13+ Δ Vth_T13。
此时，若A点电压大于驱动MOS管Tll的阈值电压，驱动MOS管Tll开启，电源线通 过驱动MOS管Tll向该发光二极管输出电流以驱动该发光二极管发光。流过所述驱动MOS 管Tll的电流可以下述公式表达
I = k (Vgs-Vth)2(1)
此处，k为一常数，而驱动MOS管Tll的栅源电压Vgs = Vg-Vs。驱动MOS管Tll的 栅极电压Vg就是A点电压，而驱动MOS管Tll的源极电压Vs为有机发光二极管Dll的开启 电压Vdii。因此，驱动MOS管Tll的栅源电压Vgs为
Vgs = Vdata+VT0_T13+AVth_T13-VD11 (2)
而驱动MOS管Tll的阈值电压Vth_T11可以表示为
Vth_T11 = VTO-Tll + AVth-T11(3)
其中Vtchtii为不考虑阈值变化时驱动MOS管Tll的阈值初始值，Δ Vth_T11为驱动MOS 管Tll的阈值电压变化值。
将公式(2)、(3)代入(1)得，
I = k (Vgs-Vth)2 = k (Vdata+VT0_T13+ Δ Vth_T13-VD11-VT0_T「Δ Vth_T1)2 (4)
由于驱动MOS管Tll的栅极与镜像MOS管Τ13的栅极连接在一起，因此可以认为驱 动MOS管Tll和镜像MOS管T13的栅电压始终相同。由于MOS管的阈值漂移受其栅电压影响，且由于驱动MOS管Tll和镜像MOS管T13的阈值漂移特性相同，因此在相同栅电压下， 驱动MOS管Tll和镜像MOS管T13阈值漂移情况，即阈值电压的变化一致，即，
AVth_T13 = AVth_T11(5)
将公式(5)代入公式⑷可得，
I = k(Vdata+VT0_T3-VD11-VT0_T1)2(6)
从公式(6)可以看到，流过驱动MOS管Tll的电流与阈值电压的变化无关。也就 是说，当驱动MOS管Tll出现阈值漂移，即阈值电压发生变化时，流过驱动MOS管Tll的电 流也不会受到阈值漂移的影响，因此实现了阈值补偿作用。由于流过驱动MOS管Tll的电 流不会受到阈值漂移的影响，所述驱动MOS管Tll提供给有机发光二极管Dll的电流就较 稳定，也保证了有机发光二极管Dll的发光质量。相应地，由于单个像素单元中发光二极管 Dll的发光质量得到了保证，整个有机发光显示器的发光质量也获得了提高。
从上述说明可以看到，对于第η行像素单元，其实质上通过耦合电容C12、镜像MOS 管Τ13、第二开关MOS管Τ14构成阈值补偿结构，利用了第η-1行像素单元对应的扫描信号， 将镜像MOS管Τ13的阈值写入驱动MOS管Τ11，以协助实现最终的阈值补偿。由于上述像素 单元的实施例无需借助外部补偿电路来进行阈值补偿，因而也相应简化了外围驱动电路的 设计复杂度，降低了研发及制造成本。
相应地，本发明还提供一种有机发光显示器的驱动方法。根据所述驱动方法的一 种实施方式，其包括对驱动MOS管的漏极提供稳压或稳流电源，通过扫描信号逐行选通像 素单元，其中，在通过扫描信号打开像素单元中的第一开关MOS管维持选通期间，根据该行 像素单元的显示需要，经由该行像素单元中的第一开关MOS管向该行像素单元输入对应驱 动数据信号，所述驱动数据信号开始衰减的时间晚于该行像素单元对应的扫描信号选通结 束时间。
在对应具有图3所示像素单元的有机发光显示器的驱动过程中，所述驱动数据信 号对应的电压值与镜像MOS管的阈值电压的和大于驱动MOS管的阈值电压。
上述驱动方法中，各行像素单元对应的扫描信号的一个周期的时间均相同，即前 述的一帧时间。
上述驱动方法中，对应一行像素单元的数据信号被预先锁存，在该行像素单元被 选通时，所述数据信号同时经由第一开关MOS管输入该行像素单元。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应 当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种有机发光显示器，包括多条扫描线、多条数据线以及电源线，所述扫描线和数据 线交叉排列，所述扫描线和数据线定义出多个像素单元，所述像素单元包括驱动MOS管、 第一开关MOS管、存储电容、有机发光二极管及阈值补偿电路，其中，第一开关MOS管，根据像素单元所在行的扫描线扫描信号，引入像素单元所在列的数 据线的驱动数据信号；存储电容，存储由该第一开关MOS管引入的驱动数据信号；驱动MOS管，根据该存储于存储电容中的驱动数据信号，控制该电源线驱动该发光二 极管；阈值补偿电路，用于补偿驱动MOS管的阈值漂移。
2.如权利要求1所述的有机发光显示器，其特征在于，所述阈值补偿电路包括一耦合 电容和一镜像MOS管，所述镜像MOS管具有与所述驱动MOS管相同的阈值漂移特性，所述耦 合电容存储该镜像MOS管的阈值，并将所述阈值耦合所述存储电容的驱动数据信号以补偿 驱动MOS管的阈值漂移。
3.如权利要求2所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第一开关MOS管，其栅极与像素单元所在行的扫描线相连，源极与像素单元所在 列的数据线相连；所述存储电容，其两端分别连接于所述第一开关MOS管的漏极以及所述驱动MOS管的 漏极；所述驱动MOS管，其漏极接于电源线，源极接于所述有机发光二极管的正极；所述有机发光二极管，其负极接于公共电极电压。
4.如权利要求3所述的有机发光显示器，其特征在于，所述耦合电容，其两端分别连接于所述第一开关MOS管的漏极以及所述驱动MOS管的 栅极；所述镜像MOS管，其栅极和漏极共同连接于所述驱动MOS管的栅极，源极连接于所述第 一开关MOS管的漏极。
5.如权利要求4所述的有机发光显示器，其特征在于，第1行像素单元的阈值补偿电路 还包括第二开关MOS管，其栅极空置，漏极接于第一开关MOS管的漏极，源极接于公共电极 电压，以及，所述第1行像素单元的第一开关MOS管的栅极和漏极空置。
6.如权利要求5所述的有机发光显示器，其特征在于，第η(η ^ 2)行像素单元的阈值 补偿电路还包括第二开关MOS管，其栅极与第η-1行像素单元所在行的扫描线相连，接收所述第η-1行 像素单元对应的扫描信号，漏极接于第一开关MOS管的漏极，源极接于公共电极电压，并在 所述第η-1行像素单元被扫描信号选通时打开，形成镜像MOS管对公共电极电压的通路。
7.如权利要求1至6任一项所述的有机发光显示器，其特征在于，所述驱动MOS管、第 一开关MOS管、镜像MOS管及第二开关MOS管均为NMOS管。
8.如权利要求1至6任一项所述的有机发光显示器，其特征在于，所述电源线被配置为 施加稳压或稳流电源。
9.如权利要求1至6任一项所述的有机发光显示器，其特征在于，还包括扫描信号控制单元，与所述多条扫描线电连接，控制施加于扫描线上的扫描信号以逐 行选通像素单元；以及数据信号控制单元，与所述多条数据线电连接，在一行像素单元被选通期间，向该 行像素单元输入对应驱动数据信号。
10.如权利要求9所述的有机发光显示器，其特征在于，所述数据信号控制单元包括锁 存器，用于锁存驱动数据信号，并在一行像素单元被选通时，向该行像素单元输入对应驱动 数据信号。
11.一种如权利要求1所述的有机发光显示器的驱动方法，包括在电源线上施加稳压 或稳流电源，通过扫描信号逐行选通像素单元，其中，在通过扫描信号打开像素单元中的第 一开关MOS管维持选通期间，根据该行像素单元的显示需要，经由该行像素单元中的第一 开关MOS管向该行像素单元输入对应驱动数据信号，所述驱动数据信号开始衰减的时间晚 于该行像素单元对应的扫描信号选通结束时间。
12.如权利要求11所述的有机发光显示器的驱动方法，其特征在于，对应一行像素单 元的数据信号被预先锁存，在该行像素单元被选通时，所述数据信号同时经由第一开关MOS 管输入该行像素单元。
13.如权利要求11所述的有机发光显示器的驱动方法，其特征在于，各行像素单元对 应的扫描信号的一个周期的时间均相同，为一帧的时间。
14.一种如权利要求2所述的有机发光显示器的驱动方法，包括在电源线上施加稳压 或稳流电源，通过扫描信号逐行选通像素单元，其中，在通过扫描信号打开第η行像素单元 中的第一开关MOS管维持选通期间，根据该行像素单元的显示需要，经由该行像素单元中 的第一开关MOS管向该行像素单元输入对应驱动数据信号，所述驱动数据信号对应的电压 值与镜像MOS管的阈值电压的和大于驱动MOS管的阈值电压，所述驱动数据信号开始衰减 的时间晚于该行像素单元对应的扫描信号选通结束时间。
15.如权利要求14所述的有机发光显示器的驱动方法，其特征在于，对应一行像素单 元的数据信号被预先锁存，在该行像素单元被选通时，所述数据信号同时经由第一开关MOS 管输入该行像素单元。
16.如权利要求14所述的有机发光显示器的驱动方法，其特征在于，各行像素单元对 应的扫描信号的一个周期的时间均相同，为一帧的时间。
全文摘要
一种有机发光显示器及驱动方法。有机发光显示器包括多条扫描线、多条数据线以及电源线，所述扫描线和数据线交叉排列，所述扫描线和数据线定义出多个像素单元，所述像素单元包括驱动MOS管、第一开关MOS管、存储电容、有机发光二极管及阈值补偿电路，其中，所述阈值补偿电路用于补偿驱动MOS管的阈值漂移，使得流过驱动MOS管的电流不受驱动MOS管的阈值漂移的影响。所述有机发光显示器的发光质量得到了提高，且无需借助外部补偿电路来进行阈值补偿，因而也相应简化了外围驱动电路的设计复杂度，降低了研发及制造成本。
文档编号G09G3/32GK102034426SQ20091019688
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者何为, 凌志华, 吴勇, 李忠丽, 霍思涛, 黄文 申请人:上海天马微电子有限公司