[发明专利]电流编程的有机发光二极管显示器的驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及驱动具有寄生电容的电流线的方法和设备。具体地，本发明涉及驱动电流编程的有机发光二极管(OLED)显示器的方法和设备。

背景技术

平板显示器(FPD)技术的成熟能够提供尺寸较大且成本较低的膝上型监视器，手机和其他便携式设备用小面积/低功率面板，家用电视用HDTV和宽屏幕形式，和用于航空器的“玻璃驾驶舱”的高可靠性日光下可读的显示器。

新涌现的技术，如有机LED(OLED)能够提供高质量的发光式平面显示器(emmisive flat display)，其允许消除背光。与LCD比较，OLED能够提供更薄的外观尺寸和几乎完美的视角以及快得多的响应速度。因此，OLED的本征特征在视觉和外观尺寸方面都超过LCD。

有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)的典型阵列结构在图1中示出。显示器100包括以行和列形式排列的像素102的阵列。像素102经选择晶体管104连接到数据线106。晶体管104是薄膜晶体管(TFT)。数据线106由电流源108驱动。连接到数据线106的晶体管104的交叠电容和数据线106自身的线电容导致高寄生电容。

给定像素102的基本OLED结构由透明正极和金属负极之间的一叠有机层组成。有机层包括空穴注入层(hole-iniection)，空穴输运层(hole-tansport layer)，发光层(emissive layer)，和电子输运层(electrontransport layer)。当将适当电压施加在该结构上时，注入的正电荷和负电荷在发光层中结合从而产生光。因此OLED是自发光显示器，从而不象LCD那样需要背光。而且，电荷结合过程引起的时间延迟非常小，因此提供较快的响应时间。

OLED显示器是电流控制的显示设备。而LCD是电压控制的。电流编程为OLED提供了与任何其他部件(如薄膜晶体管(TFT))或OLED自身的特性相独立的电流，并补偿Vt偏移、空间失配和OLED老化。然而，线和连接到该线的选择晶体管产生的寄生电容导致较大的建立时间(settling time)。建立时间是初始线电压和驱动TFT阈值电压的函数。虽然，建立时间可通过预充电得到部分的改善，但这种改善对于中等面积和大面积显示器是不够的。

驱动晶体管和其连接于其上的数据线的寄生电容在图2中示意地示出。具体地，图2示意示出编程周期中电流编程像素202的等效电路，其具有电流源203和晶体管204。电容C_p210和电阻R_p208是寄生元件，而电容C_s206是存储电容器的电容。如果C_s206＜＜C_p 210，且R_p 208小，则图2所示电路的时间常数(timing constant)或建立时间为：

τ∝2Cpi*β---(1)]]>

其中β是晶体管204的电流—电压(I-V)特征中的系数，其由I_ds＝β(V_gs-V_th)²给出。这里，I_ds是漏极—源极电流，V_gs是栅极一源极电压，V_th是阈值电压。

如果电容C_p 210是较大的电容，约40pf，且晶体管204的β值较小，该晶体管是以非晶硅(a-Si)制造的，则τ为毫秒量级。然而，对于大面积显示器，编程周期的时序预算小于100μs。因为OLED的效率已经增加，所以实现最大亮度所要求的电流量非常小；因此，作为电流函数的τ急剧增加。

因此该寄生电容为电流编程的像素带来了高建立时间，从而限制了编程周期的时序预算。这可能由于不完美的建立而引起相当大的误差。为了消除这些误差，因此需要适用于OLED显示器的用于驱动电流编程像素的简单并且快速的解决方案。