专利名称：用于补偿发光不均匀的oled像素结构及驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光显示器件像素结构，其能够对OLED器件的退化、TFT驱动管的阈值电压非均匀性、以及背板电源的压降(IRdrop)所导致的发光不均匀进行补偿。本发明还涉及用于驱动上述像素结构的方法。
背景技术：
有机发光显示二极管(OLED)作为一种电流型发光器件已越来越多地被应用于高性能显示中。随着显示尺寸的增大，传统的无源矩阵有机发光显示器件(Passive Matrix0LED)需要更短的单个像素的驱动时间，因而需要增大瞬态电流，增加功耗。同时大电流的应用会造成ITO线上压降过大，并使OLED工作电压过高，进而降低其效率。而有源矩阵有机发光显示器件(Active Matrix 0LED)通过开关管逐行扫描输入OLED电流，可以很好地 解决这些问题。在AMOLED背板设计中，主要需要解决的问题是像素和像素之间的亮度非均匀性。首先，AMOLED多采用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)构建像素电路为OLED器件提供相应的电流。与一般的非晶硅薄膜晶体管(amorphous-Si TFT)相比，LTPS TFT具有更高的迁移率和更稳定的特性，更适合应用于AMOLED显示中。但是由于晶化工艺的局限性，在大面积玻璃基板上制作的LTPS TFT，常常在诸如阈值电压、迁移率等电学参数上具有非均匀性，这种非均匀性会转化为OLED显示器件的电流差异和亮度差异，并被人眼所感知，即云纹现象(mura)。第二，在大尺寸显示应用中，由于背板电源线存在一定电阻，且所有像素的驱动电流都由ARVDD提供，因此在背板中靠近ARVDD电源供电位置区域的电源电压相比较离供电位置较远区域的电源电压要高，这种现象被称为电阻压降(IR Drop) 0由于ARVDD的电压与电流相关，IR Drop也会造成不同区域的电流差异,进而在显示时产生mura。第三，OLED器件在蒸镀时由于膜厚不均也会造成电学性能的非均匀性。此外，在长时间工作后，其内部电学性能的退化会造成阈值电压升高，发光效率较低，亮度下降。如图6(a)所示，OLED器件随着使用时间的增加，亮度将逐渐降低，而阈值电压会逐渐升高。如何补偿OLED器件的退化目前已成为一个重要课题，OLED退化会造成在长时间显示固定画面的区域出现图像残影(Image Sticking),影响显示效果。如图6b、图6c所示，OLED阈值电压的升高与亮度损失基本呈线性关系，而OLED电流与亮度的关系也是线性关系，在补偿OLED退化时，可以通过使OLED阈值电压增大时，驱动电流线性增加，从而补偿亮度损失。AMOLED按照驱动类型可以划分为三大类数字式、电流式和电压式。其中数字式驱动方法通过将TFT作为开关控制驱动时间的方式实现灰阶，无需补偿非均匀性，但是其工作频率随显示尺寸增大而成倍上升，导致很大的功耗，并在一定范围内达到设计的物理极限，因此不适合大尺寸显示应用。电流式驱动法通过直接提供大小不同的电流给驱动管的方式实现灰阶，它可以较好地补偿TFT非均匀性及IRDrop，但是在写入低灰阶信号时，小电流对数据线上较大的寄生电容充电会造成写入时间过长，这一问题在大尺寸显示中尤其严重并且难以克服。电压式驱动方法与传统AMLCD驱动方法类似，由驱动IC提供一个表示灰阶的电压信号，该电压信号会在像素电路内部被转化为驱动管的电流信号，从而驱动OLED实现亮度灰阶，这种方法具有驱动速度快，实现简单的优点，适合驱动大尺寸面板，被业界广泛采用，但是需要设计额外的TFT和电容器件来补偿TFT非均匀性及IR Drop0图7为最传统的采用2个TFT晶体管，I个电容组成的电压驱动型像素电路结构(2T1C)。其中开关管T2将数据线上的电压传输到驱动管Tl的栅极，驱动管将这个数据电压转化为相应的电流供给OLED器件，在正常工作时，驱动管Tl应处于饱和区，在一行的扫描时间内提供恒定电流。如下式(I)所示，驱动电流可表示为
权利要求
1.一种有机发光显不器件像素结构，包括第一至第五薄膜晶体管、电容器、和有机发光显示器件，其中第一薄膜晶体管的漏极通过有机发光显示器件连接至背板的负电平，第一薄膜晶体管的源极连接至第三薄膜晶体管的漏极，第三薄膜晶体管的源极连接至背板的正电平，电容器的一端连接至第一与第三薄膜晶体管之间，电容器的另一端连接至第二薄膜晶体管以及第四薄膜晶体管的源极，第二薄膜晶体管的漏极连接至第一薄膜晶体管的漏极和有机发光显示器件，第四薄膜晶体管的漏极连接至第五薄膜晶体管的漏极与第一薄膜晶体管的栅极，其中第五薄膜晶体管的源极连接至数据线，第五和第二薄膜晶体管的栅极连接至扫描线，第一控制信号(EM)提供至第三薄膜晶体管的栅极，第二控制信号(EMD)提供至第四薄膜晶体管的栅极。
2.根据权利要求I的像素结构，其中在预充电周期内，扫描线上的行扫描电压和第一控制信号为低电平，第二控制信号为高电平，数据电压通过第五薄膜晶体管传输到第一薄膜晶体管的栅极上，第四薄膜晶体管断开，第一、第二、第三以及第五薄膜晶体管导通。
3.根据权利要求2的像素结构，其中在补偿周期内，扫描线上的行扫描电压为低电平，第一控制信号和第二控制信号为高电平，数据电压通过第五薄膜晶体管传输到第一薄膜晶体管的栅极上，第三和第四薄膜晶体管断开，第一、第二、和第五薄膜晶体管导通。
4.根据权利要求3的像素结构，其中在发光周期内，扫描线上的行扫描电压为高电平，第一控制信号和第二控制信号为低电平，第二和第五薄膜晶体管断开，第一、第三、和第四薄膜晶体管导通。
5.根据权利要求I的像素结构，其中在预充电周期和补偿周期内，所述数据线上的信号(DATA)为实际数据电压。
6.根据权利要求I至5任一项的像素结构，其中所述第一至第五薄膜晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管。
7.根据权利要求I的像素结构，其中第一薄膜晶体管的宽长比被设置为能够补偿由于有机发光显示器件的退化所导致的亮度损失。
8.用于有机发光显示器件像素结构的驱动方法， 其中所述驱动方法在每一帧图像刷新过程中执行如下步骤 在预充电周期，扫描线和第一控制信号(EM)为低电平，第二控制信号(EMD)为高电平，使得第四薄膜晶体管断开，第一、第二、第三以及第五薄膜晶体管导通； 在补偿周期，扫描线为低电平，第一控制信号(EM)和第二控制信号(EMD)为高电平，使得第三和第四薄膜晶体管断开，第一、第二、和第五薄膜晶体管导通；以及 在发光周期，扫描线为高电平，第一控制信号(EM)和第二控制信号(EMD)为低电平，使得第二和第五薄膜晶体管断开，第一、第三、和第四薄膜晶体管导通。
全文摘要
本发明提供了一种有机发光显示器件像素结构及其驱动方法，该像素结构包括第一至第五薄膜晶体管、电容器、和OLED器件，并且其中第一薄膜晶体管的宽长比被设置为能够补偿由于OLED器件的退化所导致的亮度损失。在每一帧图像刷新过程中针对该像素结构执行如下步骤在预充电周期，扫描线和第一控制信号(EM)为低电平，第二控制信号(EMD)为高电平；在补偿周期，扫描线为低电平，第一控制信号(EM)和第二控制信号(EMD)为高电平；以及在发光周期，扫描线为高电平，第一控制信号(EM)和第二控制信号(EMD)为低电平。
文档编号G09G3/32GK102651195SQ20111027111
公开日2012年8月29日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者吴仲远 申请人:京东方科技集团股份有限公司