[发明专利]主动式矩阵有机发光二极管的像素驱动电路及其方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种像素驱动电路及其方法，尤指一种使用N型晶体管来驱动有机发光二极管的主动式矩阵有机发光二极管(AMOLED)的像素驱动电路及其方法。

背景技术

在众多种类的平面显示器中，有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode，OLED)显示器技术为极具潜力的新兴平面显示技术。而OLED显示器依驱动方式又可分为被动式矩阵有机发光二极管(PassiveMatrix OLED，PMOLED)与主动式矩阵有机发光二极管(Active Matrix OLED，AMOLED)两种。由于AMOLED驱动电路的每一像素皆有一电容储存资料，让每一像素皆维持在发光狀态。因此，AMOLED耗电量明显小于PMOLED，加上其驱动方式适合发展大尺寸与高解析度的显示器，使得AMOLED成为未来发展的主要方向。

在AMOLED中，其所用的薄膜晶体管(Thin-film transistor，TFT)依背板工艺技术可区分为N型晶体管及P型晶体管二种驱动型式。请参考图1A及图1B，是分别为已知使用N型晶体管及P型晶体管驱动有机发光二极管的AMOLED像素驱动电路示意图。其中，图1A及图1B为一般传统的二薄膜晶体管结合一电容(2T1C)的AMOLED像素驱动电路。如图1A所示，当扫描线SCAN扫描到此像素驱动电路900A时，资料线DATA将输入对应的资料电压至薄膜晶体管940A的漏极(Drain)端，并传递至电容920A以维持住资料电压。此时的薄膜晶体管910A将进入饱和区，而使得流经有机发光二极管930A的电流IA维持在IA＝K(V_GS-V_T)²，其中，K＝1/2(μn*C_OX)(W/L)，μn为电子漂移率(electron mobility)，C_OX为氧化层电容(oxide capacitance)，(W/L)为薄膜晶体管910A的栅极宽长比，VGS为薄膜晶体管910A的栅极端G及其源极端S之间的电压差，V_T为薄膜晶体管910A的临界电压(threshold voltage)，而该薄膜晶体管是会依该V_GS电压是否大于该临界电压而判断是否为开启状态。并使得有机发光二极管930A依据资料电压而持续发光，直到下次扫描线SCAN再次扫描到此像素驱动电路900A。同样地，图1B所述的已知的像素驱动电路900B，亦将如同像素驱动电路900A的驱动方式而让有机发光二极管930B发光，故在此不做赘述。

由上述可知，有机发光二极管930A、930B所表现出的亮度是由各自流经有机发光二极管930A、930B的电流大小所决定。而对于使用N型晶体管驱动有机发光二极管的AMOLED像素驱动电路而言，目前仍有以下问题需要解决：

(1)N型晶体管的临界电压偏移问题：其是因为薄膜晶体管工艺上的差异或是长时间操作的后产生劣化(degradation)而造成临界电压的变异，使得AMOLED显示不均匀。

(2)电流电阻降(IR-drop)问题：图2是已知多个像素驱动电路组成的AMOLED显示器示意图。由图2可知，随着第一电压线950的拉长，第一电压线950上的内阻ΔR逐渐增加，而产生一个电压降(即驱动电流I_IN×内阻ΔR)，使得第一电压V_IN为V_IN-I_IN×ΔR而逐渐衰减(即越远离第一电压线950则因内阻ΔR越大，而造成驱动电压V_IN因为ΔR越大而逐渐变小)，进而使得驱动有机发光二极管的N型晶体管所产生的电流值随着驱动电压线950的拉长而逐渐下降。又随着面板的尺寸越来越大，影响会越来越明显，最后产生面板亮度不均匀的情况，故考量到发展大尺寸面板时，IR-drop是不能忽略其严重性的问题。

(3)有机发光二极管(OLED)跨压用电压差上升问题：由于材料老化的现象，OLED处在长时间操作下，会发生跨压用电压差逐渐上升且发光效率下降的问题。而跨压用电压差的上升可能会影响到N型晶体管的操作，若OLED接在N型晶体管上，当OLED的跨压用电压差上升时将会直接影响到N型晶体管的栅极与源极的跨压用电压差，也就是直接影响到流经OLED的电流，而产生显示不良问题。