OLED电流驱动像素电路制造技术

本发明专利技术提供了一种用于驱动有机发光二极管（ＯＬＥＤ）像素电路的方法。该方法包括：在设置像素电路（２００）的状态时，对ＯＬＥＤ（２２０）的端子施加第一信号（Ｖｄｄ１）；以及在观测状态时，对该端子施加第二信号（Ｖｄｄ２）。本发明专利技术还提供了一种用于ＯＬＥＤ像素电路的驱动器，其中该驱动器采用该方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机发光二极管(OLED)像素电路，更具体地说，本专利技术涉及一种用于驱动将对OLED提供电流的TFT器件的应力效应降低到最小的像素电路技术。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)像素可以采用在对其施加电流时发光的各种有机材料中的任何一种有机材料。OLED显示器包括多个被组织为阵列的OLED像素。实现大规模、大规格OLED显示器的一种方法是使用有源矩阵薄膜晶体管(TFT)底板(back plane)。小型移动应用中的头部安装(head mount)显示器，甚至直观(direct view)显示器均可以采用多晶硅或结晶硅作为底板。因为在非晶硅平板技术方面的投资，所以兴趣点在，利用与多晶硅(p-Si)或结晶硅(c-Si)不同的非晶硅(a-Si)作为底板技术制造大型OLED显示器。大面积结晶硅底板的成本效益不如非晶硅或结晶硅的成本效益好。非晶硅没有互补型器件，而在多晶硅或结晶硅中可以采用互补型器件，这有两个方面的原因(1)在非晶硅平板显示器(EPD)制造过程中，可以仅采用n沟道场效应晶体管(NFET)，因为与多晶硅相比，光刻步骤较少，并因此成本较低；以及(2)尽管可以制造，但是与n沟道场效应晶体管(NFET)相比，因为漂移(接近5至10的漂移率)，p沟道场效应晶体管(PFET)显示较低迁移率(mobility)或电荷迁移，因此电流驱动也低。在传统生产线上，NFET的平均迁移率接近0.5至1.0cm2/V/秒。因为处理OLED的方式，利用NFET配置的电流源通常不能驱动OLED。在传统有源矩阵寻址过程中，电压信号被写入每个像素以控制每个像素的亮度。阈值电压的移动性和稳定性特性以及非晶硅的迁移率适于驱动扭绞向列液晶(twisted nematic liquid crystal)，扭绞向列液晶类似于电学上的小电容负载，其中以0.1％至0.001％的占空因数施加驱动电压。然而，为了驱动要求连续工作电流的OLED，所以在相当大部分时间内，非晶硅的工作电压是非零，例如至多100％的占空因数。高压和连续电流使非晶硅TFT严重受力。特别是，栅极-源极电压应力导致阈值电压发生变化，因为俘获充电以及诸如产生不良状态和在TFT的栅极绝缘体-半导体接口以及在半导体层内发生分子键断裂的其他效应。在TFT的阈值电压发生变化时，通过TFT的电流也发生变化。由于电流发生变化，因此OLED的亮度也发生变化，因为OLED的光输出与电流成正比。观察者可以察觉到的像素与像素之间的光输出的变化小至1％。通常认为，高于5％的光度变化是不可接受的。图1是用于小型a-Si底板显示器测试车的现有技术像素电路100的示意图。电路100包括NFET Q101和Q102、电容器Cs 110和OLED 120。NFET Q101和Cs 110存储像素电压。栅极线125上的高压电平使NRET Q101接通，因此将电压从栅极线130施加到Cs 110。经过一段时间后，NFET Q102的数据电压与数据线130上的电压相同，而栅极线125上的电压被设置为低。NFET Q102作为电压跟随器工作以驱动OLED 120。通过OLED 120的电流来自电源电压Vdd，并返回电源电压VSS。在驱动OLED 120时，NFET Q102的阈值电压(Vt)随时间发生变化。OLED120两端的电压为Vdd-Vcs-Vgs(t)-Vss， 其中Vcs＝Cs 110两端的电压；Vgs(t)＝是时间的函数的、NFET Q102的栅极-源极电压；以及Vss＝负电源电压或OLED阴极电压。通过OLED 120或NFET Q102的电流与(Vgs-Vt)2成正比，因为在NFET Q102处于漏极-源极电压等于或者大于Vgs-Vt的饱和或恒流状态下，偏置NFET Q102。因此，OLED 120两端的电压和通过OLED 120的电流随NFET Q102的阈值电压(Vt)的变化而变化。因为各像素之间具有不同的驱动历史，所以像素与像素的电流和光度也发生变化。这被称为像素差异老化(differential aging)。对于许多应用，需要连续电流工作的NFET Q102的阈值变化是不可接受的。然而，在饱和状态下工作的NFET Q102的应力(stress)小于在NFET Q102在线性状态下被偏置的应力，漏极-源极电压＜Vgs-Vt。为了用在a-Si TFT底板上，电路100要求较低的功率和电压，因为只有一个NFET，即NFET 102从电源Vdd连接到OLED 120，OLED 120连接到电源电压Vss。由于OLED 120电流通过一个NFET，所以电源Vdd与Vss之间的电压差保持最小，即用于工作的NFET Q102的最大OLED 120电压和漏极-源极电压刚好处于饱和状态。与电路100类似的电路分别利用可以采用多晶硅或结晶硅技术的PFET Q101和PFET Q102代替NFET Q101和NFET Q102。PFET Q102不是用作电压跟随器，而是用作电流源。PFET Q102的阈值电压对于进入OLED 120的电流具有更大的冲击作用，因为通过OLED 120的电流与(Vcs-Vt)2成正比，其中Vgs＝Vcs。如果采用具有高跨导(transconductance)的结晶硅，则为了产生低到足以以100/cd/m2数量级的亮度驱动OLED 120的电流，Vgs电压必须低于Vt，因为像素的尺寸通常非常小。在亚阈值状态下的阈值电压变化对漏极电流的变化具有更大的冲击，因为对于阈值电压每60毫伏的变化，存在一个数量级的电流变化，或者受与亚阈值斜率相反的晶体管漏极电流-栅极电压，或者接近60mV/10倍(decade)电流控制。为了将用于提供OLED电流的TFT器件的应力效应降低到最小，利用电流驱动写存储在像素电路内的电压。位于日本东京141-00017-35Kitashinagawa 6-chome，Shinagawa-ku的Sony公司展示一种位于13’’对角线800×600彩色有源矩阵OLED(AMOLED)显示器中的多晶硅电流反射镜像素。在2001SID InternationalSymposium Disgest of Technical Papers，volume XXXII，p384-387，“A 13.0-inch AM-OLED Display with top emitting structure andadaptive current mode programmed pixel circuit(TAC)”中，T.Sasaoka等人发表了Sony公司的电路。在Sony公司的电路中，数据线上的数据是电流形式的，而非电压形式的。然而，Sony公司的电路不对OLED驱动晶体管的阈值变化进行校正。位于201 Washington Road Princeton New Jersey 08543-5300的Sarnoff公司开发了一种用在多晶硅上的四PFET晶体管电路，R.M.A.Dawson等人在“The impact of the transient response oforganic light emitting diodes on the design of本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动有机发光二极管（ＯＬＥＤ）像素电路的方法，该方法包括：在设置所述像素电路的状态时，对所述ＯＬＥＤ的端子施加第一信号；以及在观测所述状态时，对所述端子施加第二信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克罗伯特利伯斯，詹姆斯劳伦斯桑弗德，
申请(专利权)人：统宝光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]