專利名稱：有機發(fā)光顯示器的像素電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有機發(fā)光顯示器的像素電路，尤其涉及一種主動式有機發(fā) 光顯示器的像素電路。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光二極管(0LED， Organic Light Emitting Diode)可以用被動矩陣 (PM)驅(qū)動，也可以用主動矩陣驅(qū)動(AM)。相比PM驅(qū)動，AM驅(qū)動具有顯示的信 息容量較大，功耗較低，器件壽命長，畫面對比度高等優(yōu)點。而PM驅(qū)動適用于低 成本的、簡單的顯示器件。
在玻璃基板上制作的用于AM驅(qū)動OLED的器件，目前基本上有兩種，即非晶 硅(a-Si)薄膜晶體管(TFT)與低溫多晶硅(LTPS) TFT。 TFT器件長期工作在直 流電壓偏置狀態(tài)下會發(fā)生器件特性的漂移。如果不采取某種措施處理這種漂移， 發(fā)生特性漂移的器件驅(qū)動OLED的電流下降，顯示器件亮度降低，會導致器件過早 失效。在AMOLED中驅(qū)動OLED的TFT在工作過程中長期處于電壓或電流偏置狀態(tài)， 會發(fā)生特性漂移。通常對于閾值電壓VTH而言其數(shù)值是升高的。因此，在AMOLED 中必須進行特殊的處理，以應對TFT器件衰減問題。抑制器件特性漂移問題的重 要的方法之一是設計像素補償電路。
圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的像素電路結(jié)構(gòu)示意圖及其驅(qū)動信號時序圖。該方案使 用了四個TFT和一個電容控制與驅(qū)動OLED，并帶有像素補償功能。該驅(qū)動電路的 實現(xiàn)分為兩個階段。在第一階段，第n行的掃描信號VGn打開TFT M2，數(shù)據(jù)信號 Vdata通過M2向儲存電容Cst充電，同時在驅(qū)動TFT Ml產(chǎn)生漏源電流Ids，使OLED 開始發(fā)光。在第二階段，VGn掃描信號關(guān)斷M2，下一行的掃描信號VGn+l打開TFT M3，此時儲存電容Cst的兩端電荷通過M3與M4放電，把驅(qū)動TFT Ml的柵極電壓 (電路節(jié)點N1)降低到一個合適的水平，而該過程下降的電壓與TFTM4的閾值電
壓VTH相關(guān)。當閾值電壓增大時，Ml的柵極(電路節(jié)點N1)電壓下降的幅度減少， 從而使M1的柵極電壓保持一個較高的水平，起到補償閾值電壓漂移的作用。
上述圖1中的像素電路存在如下問題(1)需要較大的Vdata電壓寫入。因 為數(shù)據(jù)電壓Vdata是在第一階段寫入，目的是向Nl節(jié)點寫入相對高的數(shù)據(jù)電壓， 再根據(jù)閾值電壓水平把N1節(jié)點的電壓下降到合適的水平，所以Vdata的電壓必然 含有TFT器件在使用壽命內(nèi)閾值電壓VTH漂移的最大值。這樣必然使Vdata的寫 入電壓較高，增大驅(qū)動芯片(Driver IC)的功耗。(2)電路節(jié)點Nl的電壓下降 的幅度除了與閾值電壓有關(guān)外，還與TFT M3的開啟時間有關(guān)，而由于開啟時間由 掃描線VGn+l決定，因此Vdata的寫入還需要考慮掃描線的開啟時間，增加了灰 階調(diào)整的難度。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供了一種有機發(fā)光顯示器的像素電路，可 以有效抑制有源驅(qū)動OLED顯示器中驅(qū)動OLED器件的TFT的特性漂移，使TFT器件壽 命得以延長。
本實用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種有機發(fā)光顯示
器的像素電路，包括
一電源線；
一數(shù)據(jù)線；
多條行掃描線；
一有機發(fā)光二極管；
一存儲電容； 一耦合電容；
第一驅(qū)動晶體管，驅(qū)動所述有機發(fā)光二極管發(fā)光，包括柵極，第二電極和第 三電極，所述柵極和所述存儲電容之第一端相連；所述第二電極和所述電源線相 連；所述第三電極，所述存儲電容之第二端和所述有機發(fā)光二極管的陽極相連；
第二驅(qū)動晶體管，為第一驅(qū)動晶體管提供閥值電壓，包括柵極，第二電極和
第三電極，所述第二驅(qū)動晶體管和所述存儲電容并聯(lián)；
第一開關(guān)晶體管，控制第一驅(qū)動晶體管的柵極充入預充電壓；第二開關(guān)晶體管，控制預充電壓通過第二驅(qū)動晶體管放電至閾值電壓； 第三開關(guān)晶體管，控制耦合電容為第一驅(qū)動晶體管的柵極充入灰階數(shù)據(jù)電壓; 其中，所述電源線和所述第一驅(qū)動晶體管的柵極通過所述第一開關(guān)晶體管相 連；所述第二驅(qū)動晶體管之第二電極和所述第一驅(qū)動晶體管的柵極通過所述第二開 關(guān)晶體管相連；所述數(shù)據(jù)線和所述耦合電容之第一端通過所述第三開關(guān)晶體管相 連。
上述的像素電路中，所述多條行掃描線為第n-2行掃描線，第n—l行掃描線， 第n行掃描線，其中n為自然數(shù)，分別控制第一/第二/第三開關(guān)晶體管。
上述的像素電路中，所述像素電路還包括第四開關(guān)晶體管，所述第四開關(guān)晶體 管的柵極連接于第n-2行掃描線，第二電極連接于第三開關(guān)晶體管的柵極，第三電 極連接于耦合電容之第一端。
本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本實用新型利用不同的TFT器件 分別進行閾值電壓VTH的設定與OLED驅(qū)動，降低Vdata的寫入電壓，改善器件功 耗水平；由于Vdata的調(diào)整與VTH的設定都與掃描時間無關(guān)，簡化Vdata的設定， 降低了灰階調(diào)整難度。此外，本實用新型利用相鄰行的掃描信號，避免為當前數(shù)據(jù) 電壓寫入行的像素引入額外的掃描信號連線，不增加系統(tǒng)驅(qū)動電路，不影響開口 率。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)像素電路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的信號時序圖。
圖3是本實用新型實施例的像素電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型實施例的另一像素電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖3和圖4的信號時序圖。
圖中
Ml:第一驅(qū)動晶體管 M2:第一開關(guān)晶體管M3:第二驅(qū)動晶體管 M4:第二開關(guān)晶體管 M5:第三開關(guān)晶體管M6:第四開關(guān)晶體管 Dl: 0LED器件 Cst:儲存電容 Cl:耦合電容Vdd:電源線
Data:數(shù)據(jù)線
Gn:第n行掃描線
Gn-1:第n-l行掃描線
Gn-2:第n-2行掃描線
Nl:電路節(jié)點1
N2:電路節(jié)點2
VGn:第n行掃描信號
VGn-1:第n-l行掃描信號
VGn-2:第n-2行掃描信號 Vdata:數(shù)據(jù)電壓具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
本實用新型電路中使用的器件TFT有三個電極，柵極，第二電極，與第三電 極?？梢园训诙?、第三電極分別稱為源電極、漏電極，也可以把第二、第三電極 分別稱為漏電極與源電極，并不改變電路的功能或?qū)嵸|(zhì)連接關(guān)系。由于電路圖中 電氣上的對稱性，本實用新型實施例中把TFT的第二與第三電極分別稱為漏電極 與源電極。
圖3是本實用新型實施例的像素電路結(jié)構(gòu)示意圖。
請參見圖3，本實用新型實施例的像素電路包括5個TFT，分別是第一驅(qū)動晶 體管M1，第一開關(guān)晶體管M2，第二驅(qū)動晶體管M3，第二開關(guān)晶體管M4，第三開 關(guān)晶體管M5;包括用于傳輸數(shù)據(jù)電壓Vdata的數(shù)據(jù)線Data，用于傳輸柵極掃描信 號VGn、 VGn-l與VGn-2的行掃描線Gn、 Gn-1與Gn-2，用于提供電源信號的電源 線Vdd;包括1個0LED Dl， 一個存儲電容Cst用于存儲設定于其電極上的電壓， 一個耦合電容Cl用于隔離節(jié)點Nl與N2的電壓，并把寫入的數(shù)據(jù)電壓Vdata耦合 到節(jié)點N2上。第一驅(qū)動晶體管M1的柵極連接到節(jié)點N1上，Ml的漏電極連接于電 源線Vdd， M1的源電極與第二驅(qū)動晶體管M3的源電極連接于0LEDD1的陽極；第 一開關(guān)晶體管M2的源電極與M4的漏電極相連接于節(jié)點Nl， M2的柵極連接于行掃 描線Gn-2，漏電極連接于電源線Vdd;第二驅(qū)動晶體管M3的漏電極與柵極相連接 于第二開關(guān)晶體管M4的源電極；M4的柵極連接于行掃描線Gn-l;第三開關(guān)晶體 管M5的柵極連接于行掃描線Gn，漏電極連接于數(shù)據(jù)線Data，源電極連接于電路 節(jié)點N2;耦合電容C1的兩端分別連接到節(jié)點N1和N2;存儲電容Cst的兩端分別 連接于節(jié)點Nl與OLED Dl的陽極端。
圖4是本實用新型實施例的另一像素電路結(jié)構(gòu)示意圖。
請參見圖4，圖4中的像素電路在圖3電路的基礎上，增加了第四開關(guān)晶體管 M6。 M6的柵極連接于行掃描線Gn-2，漏電極連接于M5的柵極，源電極連接于節(jié) 點N2。該第四開關(guān)晶體管M6的作用是在下一次數(shù)據(jù)電壓寫入節(jié)點N2前，清除殘 留在節(jié)點N2上的上一次數(shù)據(jù)電壓，使灰階變換時能更精確顯示所需灰階。
圖5是圖3和圖4的信號時序圖。
請參見圖5，本實用新型實施例中像素電路的工作過程可以分為三個階段，分 別是如圖5中所示的預充電階段T1，閾值電壓存儲階段T2，以及灰階數(shù)據(jù)電壓寫 入階段T3，除上述時間外的其余時間為灰階顯示保持時間。在預充電階段，第n-2 行的柵極掃描信號VGn-2是高電壓，控制第一開關(guān)晶體管M2打開。像素所屬行即 第n行，以及第n-l行的柵極掃描信號VGn和VGn-l是低電壓，控制第三開關(guān)晶 體管M5和第二開關(guān)晶體管M4關(guān)閉。因此在此階段時間內(nèi)，Vdd通過第一開關(guān)晶體 管M2向第一驅(qū)動晶體管M1柵極節(jié)點N1充電，同時也為電容Cst充電到足夠高電 壓。在閾值電壓存儲階段，Gn-l變?yōu)楦唠妷?，Gn-2變?yōu)榈碗妷?，Gn仍然為低電壓， 從而第二開關(guān)晶體管M4打開，第一開關(guān)晶體管M2與第三開關(guān)晶體管M5關(guān)閉，存 儲于電路節(jié)點Nl上面的電荷通過第二開關(guān)晶體管M4向第二驅(qū)動晶體管M3的柵源 電極放電。電路節(jié)點Nl放電至其電壓下降到VTH時，第二驅(qū)動晶體管M3關(guān)閉， 放電停止，此時N1節(jié)點存儲的是第二驅(qū)動晶體管M3的閾值電壓VTH。在數(shù)據(jù)電壓 寫入階段，第n行掃描線Gn變?yōu)楦唠娖?，第n-1行掃描線Gn-1與第n-2行掃描 線Gn-2為低電平，即第三開關(guān)晶體管M5打開，第一開關(guān)晶體M2與第二開關(guān)晶體 管M4關(guān)閉，此時數(shù)據(jù)電壓Vdata通過第三開關(guān)晶體管M5與耦合電容Cl寫入電路 節(jié)點Nl，并存儲于儲存電容Cst上，節(jié)點Nl上的電壓變?yōu)閂TH + Vdata， Vdata 為OLED顯示灰階所需的數(shù)據(jù)電壓。當VGn由高電平變?yōu)榈碗娖剑谌_關(guān)晶體管 M5關(guān)閉，第一驅(qū)動晶體管M1向OLED提供的顯示灰階所需的電流，電流可以表示 為
Ioled = k*(VNl - VTH—Ml)'2 = k*(Vdata + VTH—M3 - VTH—M1)~2 其中，k=(l/2)*(W/L)*Cox*uFE， W，L，Cox，uFE分別為第一驅(qū)動晶體管Ml的溝 道寬度，溝道長度，溝道區(qū)與柵極之間單位面積電容值，載流子遷移率；VTH—M3 與VTH—M1分別為第二驅(qū)動晶體管M3與第一驅(qū)動晶體管M1的閾值電壓。由上述公 式可以看出，當M3與Ml的閾值電壓相等或相近時，0LED的電流Ioled與VTH值
無關(guān)，此時
Ioled = k氺Vdata'2
因此，該電路可以有效抑制驅(qū)動TFT Ml的閾值電壓漂移。事實上，M3與Ml 柵極的閾值電壓漂移也是接近的。
為了使0LED在灰階變換時能更精確顯示所需灰階，可以如圖4所示加上一個 TFT，即第四開關(guān)晶體管M6，第四開關(guān)晶體管M6的漏源極分別連接在節(jié)點N2與第 三開關(guān)晶體管M5的柵極上，M6的柵極連接在Gn-2掃描線上。在預充電階段，VGn-2 為高電平，第四開關(guān)晶體管M6打開，此時電路節(jié)點N2上的上一幀灰階數(shù)據(jù)電壓， 通過第四開關(guān)晶體管M6向第三開關(guān)晶體管M5的柵極釋放到一個較低的電壓水平。 這樣下一幀的數(shù)據(jù)電壓寫入，不會受到上一幀數(shù)據(jù)電壓的影響，從而能更好精確 地顯示所需灰階。
本實用新型相對于現(xiàn)有的像素電路，具有以下優(yōu)點(1)每行像素只需要一 條行掃描線，最大限度減少外部供給信號，簡化系統(tǒng)驅(qū)動電路；(2)由于數(shù)據(jù)電 壓Vdata通過耦合電容Cl耦合到已儲存有VTH電壓的節(jié)點Nl上，因此需要寫入 的Vdata數(shù)據(jù)電壓較低，能降低系統(tǒng)驅(qū)動電路的功耗；(3) Vdata的調(diào)整與VTH 的設定都與掃描時間無關(guān)，不需考慮掃描時間的影響，灰度調(diào)整方便；(4) VTH 設定與0LED驅(qū)動不是同一個TFT，分別由第二驅(qū)動晶體管M3與第一驅(qū)動晶體管 Ml確定，而二者可以有接近的VTH漂移程度，從而可以有效地實現(xiàn)補償。此外二 者可以設計成不同的W/L值，靈活調(diào)整驅(qū)動電流值，增加了設計的靈活性。
雖然本實用新型己以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改 和完善，因此本實用新型的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。
權(quán)利要求1.一種有機發(fā)光顯示器的像素電路，包括一電源線；一數(shù)據(jù)線；多條行掃描線；一有機發(fā)光二極管；一存儲電容；一耦合電容；第一驅(qū)動晶體管，驅(qū)動所述有機發(fā)光二極管發(fā)光，包括柵極，第二電極和第三電極，所述柵極和所述存儲電容之第一端相連；所述第二電極和所述電源線相連；所述第三電極，所述存儲電容之第二端和所述有機發(fā)光二極管的陽極相連；第二驅(qū)動晶體管，為第一驅(qū)動晶體管提供閥值電壓，包括柵極，第二電極和第三電極，所述第二驅(qū)動晶體管和所述存儲電容并聯(lián)；第一開關(guān)晶體管，控制第一驅(qū)動晶體管的柵極充入預充電壓；第二開關(guān)晶體管，控制預充電壓通過第二驅(qū)動晶體管放電至閾值電壓；第三開關(guān)晶體管，控制耦合電容為第一驅(qū)動晶體管的柵極充入灰階數(shù)據(jù)電壓；其中，所述電源線和所述第一驅(qū)動晶體管的柵極通過所述第一開關(guān)晶體管相連；所述第二驅(qū)動晶體管之第二電極和所述第一驅(qū)動晶體管的柵極通過所述第二開關(guān)晶體管相連；所述數(shù)據(jù)線和所述耦合電容之第一端通過所述第三開關(guān)晶體管相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的像素電路，其特征在于，所述多條行掃描線為第n-2 行掃描線，第n—l行掃描線，第n行掃描線，其中n為自然數(shù)，分別控制第一/第 二/第三開關(guān)晶體管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的像素電路，其特征在于，所述像素電路還包括第四開 關(guān)晶體管，所述第四開關(guān)晶體管的柵極連接于第n-2行掃描線，第二電極連接于第 三開關(guān)晶體管的柵極，第三電極連接于耦合電容之第一端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的像素電路，其特征在于，所述第二電極為漏電極，所 述第三電極為源電極；或者所述第二電極為漏電極，所述第三電極為源電極。
專利摘要本實用新型公開了一種有機發(fā)光顯示器的像素電路，該像素電路包括電源線；一數(shù)據(jù)線；多條行掃描線；一有機發(fā)光二極管；一存儲電容；一耦合電容；第一驅(qū)動晶體管，第二驅(qū)動晶體管，第一開關(guān)晶體管，第二開關(guān)晶體管，第三開關(guān)晶體管；其中，所述電源線和所述第一驅(qū)動晶體管的柵極通過所述第一開關(guān)晶體管相連；所述第二驅(qū)動晶體管之第二電極和所述第一驅(qū)動晶體管的柵極通過所述第二開關(guān)晶體管相連；所述數(shù)據(jù)線和所述耦合電容之第一端通過所述第三開關(guān)晶體管相連。本實用新型的像素電路可以有效抑制有機發(fā)光顯示器中驅(qū)動OLED器件的TFT的特性漂移，使器件壽命得以延長。
文檔編號G09G3/20GK201199736SQ20082005886
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者張曉建, 李俊峰 申請人:上海廣電光電子有限公司