CN100437708C - 一种有源有机发光显示器的象素驱动电路 - Google Patents

一种有源有机发光显示器的象素驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有源有机发光显示器的象素驱动电路，该驱动电路的第一晶体管(T1)的漏极接第二晶体管(T2)的漏极、第五晶体管(T5)和(T6)的源极，栅极接扫描引线(SLT)，源极接存储电容(Cs)的(A)端和第二晶体管的栅极。第二晶体管(T2)的源极接第四晶体管(T4)源极和电源地(Vss)。第三晶体管(T3)的漏极接数据引线(Vdata)，栅极接扫描引线(SLT)，源极接存储电容(Cs)的(B)端和第四晶体管的漏极。第四晶体管(T4)的栅极接第一控制引线(CTD)和第六晶体管的栅极。第五晶体管(T5)的漏极接电源正极(Vdd)，栅极接第二控制引线(TNO)。第六晶体管(T6)的漏极经发光器件(OLED)接电源正极(Vdd)。该电路性能优良，适用于高端的显示设备。

Description

一种有源有机发光显示器的象素驱动电路
技术领域
本发明是涉及一种有源有机发光显示器的象素驱动电路，尤其是一种电压控制型的有源有机发光显示器的象素驱动电路。
背景技术
有机发光显示器由于其具有亮度高，响应速度快和视角宽等优点，已经越来越受到研究人员的重视。其中发光器件OLED的驱动方式可分为无源驱动和有源驱动。采用无源驱动时，随着屏幕的增大，显示密度的提高，必须对像素施加较大的电流，这样会大大耗损发光器件OLED的使用寿命，因此对于大屏幕，高灰度级的显示，通常采用有源驱动方式。薄膜晶体管(TFT)是有源有机发光显示器象素驱动电路的主要组成部分，它的生产工艺有多种，由于非晶硅(a-Si)的生产工艺在有源液晶显示器(AMLCD)中的应用已经趋于成熟，因此采用非晶硅的生产工艺能够得到很高的性价比。目前，对于有源有机发光显示器的象素驱动电路的研究很多，在实际的生产中，目前的工艺水平很难保证各个象素中起到驱动作用的薄膜晶体管(TFT)的阈值电压Vth相同，因此在熟知的两管驱动方案中，由于屏幕上各像素驱动晶体管的阈值电压Vth的不一致性将导致整个显示屏亮度的不均匀，另外随着使用时间的增加，驱动晶体管的阙值电压也会随之升高，从而引起显示屏亮度的下降。为了补偿各个驱动晶体管阙值电压Vth的不一致性及其随着使用时间的变化对显示屏性能所造成的影响，人们提出了采用多晶体管的象素驱动方案。其中主要有电流控制型和电压控制型两种。在一般的电流控制型驱动电路中由于其存储电容需要很长的充电时间，所以应用中受到了极大的限制。最近有人提出了改进的电流控制型驱动电路，主要通过调节通过发光器件OLED的电流与输入数据电流的缩减比例，来减小数据线与像素存储电容之间的充电时间。这种电路虽然对于存储电容Cs的充电时间减少了，但是对于发光器件OLED本身的等效电容来说仍然需要很长的充电时间，因此并不能从根本上解决电路整体充电时间过长的问题。在电压控制型驱动电路中，由于开始时会有一个瞬间的大电流对存储电容和OLED本身的等效电容充电，所以能够极大地减少充电时间。因此近年来对于电压控制型驱动电路的研究也越来越多。其中在国外发表的文章“A novel pixel circuit for active-matrixorganic light-emitting diodes.in Dig.Tech.Paper，J.C.Goh，C.K.Kim，J.Jang，et al.SID Int.Symp.，Baltimore，MD，2003：494-497.”中，J.C.Goh先生提出了一种由五个晶体管组成的基于放电补偿原理的电压控制型驱动电路，在此电路中驱动晶体管的源极通过发光器件OLED和一个起开关作用的晶体管连接到电源地线，但是生产过程中OLED的电阻以及开关晶体管漏源极间电阻的不均匀性同样会造成驱动管栅源电压的变化进而引起显示屏亮度的不一致，从而引入了新的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种有源有机发光显示器的象素驱动电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有源有机发光显示器的象素驱动电路，该驱动电路包括：
第一晶体管，其漏极连接第二晶体管的漏极、第五晶体管和第六晶体管的源极，栅极连接至扫描引线，源极连接存储电容的一端和第二晶体管的栅极。
第二晶体管，其源极连接第四晶体管的源极和电源地。
第三晶体管，其漏极连接至数据引线，栅极连接至扫描引线，而源极连接存储电容的另一端和第四晶体管的漏极。
第四晶体管，其栅极连接至第一控制引线和第六晶体管的栅极。
第五晶体管，其漏极连接电源正极，栅极连接至第二控制引线。
第六晶体管，其漏极连接发光器件的阴极。
发光器件，其阳极连接电源正极。
该电路在每一帧中有三个工作阶段，其中第一阶段为充电阶段，第二阶段为放电及输入数据电压阶段，第三阶段为电压保持阶段；
在第一阶段，扫描引线、第二控制引线为高电平，第一控制引线为低电平；
在第二阶段，扫描引线保持高电平，第二控制引线转变为低电平，第一控制引线保持低电平；
在第三阶段，扫描引线转变为低电平，第二控制引线保持低电平；第一控制引线转变为高电平。
本发明的有益效果是：
1)本发明提出的一种有源有机发光显示器的象素驱动电路，它不但能够补偿由于驱动晶体管的阙值电压变化所造成的显示器亮度不一致和随着时间增加亮度下降的问题，而且由于采用的设计结构，使得驱动管的漏源间电压同样不受发光器件OLED本身的非均匀性以及其它因素的影响。
2)本发明提出的一种有源有机发光显示器的象素驱动电路，通过增加仅仅一个(TFT)晶体管，使得增个显示屏的显示性能有了大幅度的提升，适合于高端产品采用。
附图说明
图1是本发明的一种有源有机发光显示器的象素驱动电路。
图2是图1中各引线的输入信号时序图。
图中：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、存储电容Cs、第一控制引线CTD、第二控制引线TNO、扫描引线SLT、电源正极Vdd、电源地Vss、数据引线Vdata、发光器件OLED。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明的驱动电路包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6，第二晶体管T2是一个起驱动作用的晶体管、一个存储电容Cs，一根扫描引线SLT，一根数据引线Vdata和第一控制引线CTD、第二控制引线TNO。
第一晶体管T1的漏极连接第二晶体管T2的漏极、第五晶体管T5和第六晶体管T6的源极，栅极连接至扫描引线SLT，源极连接存储电容Cs的端点A和第二晶体管T2的栅极。
第二晶体管T2的源极连接第四晶体管T4的源极和电源地Vss。
第三晶体管T3的漏极连接至数据引线Vdata，栅极连接至扫描引线SLT，而源极连接存储电容Cs的另一端点B和第四晶体管T4的漏极。
第四晶体管T4的栅极连接至第一控制引线CTD和第六晶体管T6的栅极。
第五晶体管T5的漏极连接电源正极Vdd，栅极连接至第二控制引线TNO。
第六晶体管T6的漏极连接发光器件OLED的阴极。
发光器件OLED的阳极连接电源正极Vdd。
第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第六晶体管T6均为非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)。
电路工作时，第一晶体管T1、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6工作于线性区，起驱动作用的第二晶体管T2工作于饱和区。其中各引线的输入信号时序如图2所示。该电路在每一帧中有三个工作阶段，其中第一阶段为充电阶段，第二阶段为放电及输入数据电压阶段，第三阶段为电压保持阶段。
在第一阶段，扫描引线SLT、第二控制引线TNO为高电平，第一控制引线CTD为低电平，数据引线Vdata为0电平，第一晶体管T1、第三晶体管T3、第五晶体管T5均打开，电源正极Vdd通过T5、T1对存储电容Cs充电直到晶体管T2打开。
在第二阶段，扫描引线SLT保持高电平，数据电压Vd(Vd为加在数据引线Vdata上的数据电压，Vd＜0，取负的数据电压)通过第三晶体管T3加在B点，第二引线TNO转变为低电平，此时第五晶体管T5截至，防止电源正极Vdd继续对存储电容Cs充电，此阶段为放电阶段，第二晶体管T2管的栅极通过由第一晶体管T1、第二晶体管T2、电源地Vss组成的通路放电，直到A点的电压等于第二晶体管T2管的阙值电压Vth，此时放电结束，此后，A点的电压保持为阙值电压Vth，存储电容Cs两端的电压差保持为阙值电压Vth与数据电压Vd之差(Vd＜0)。
在第三阶段，扫描引线SLT转变为低电平，第一晶体管T1、第二晶体管T3截至，结束对本行的选通状态(这时可以进行下一行的选通)，同时使存储电容Cs两端的电压保持不变，这时将第一控制引线CTD变为高电平，使得第四晶体管T4、第六晶体管T6导通，存储电容Cs的电压通过A端和第四晶体管T4加到第二晶体管T2的栅源两端，同时电源正极Vdd、发光器件OLED、第六晶体管T6、第二晶体管T2、电源地Vss形成通路，使得电源正极Vdd重新与电路连通，此时点亮发光器件OLED并保持其亮度一帧时间。
在本发明的象素电路中，阙值电压Vth的变化，不会影响到发光器件OLED的亮度变化。因为发光器件OLED的亮度与通过其的电流强度Ioled成正比，因为在第二阶段存储电容Cs两端的电压已经固定为Vth-Vd(Vd＜0)了，如果阙值电压Vth增加的话，第二晶体管T2的栅极电压也会相应的升高，从而存储电容Cs两端的电压也会对应的提高，而存储电容Cs两端的电压在下一个数据到来之前不会改变。由下面的公式可知：Ioled的大小只与数据电压Vd有关而与阙值电压Vth无关。
Ioled＝0.5μnCOX(W/L)(Vgs-Vth)2
＝0.5μnCOX(W/L)(Vth-Vd-Vth)2
＝0.5μnCOX(W/L)(-Vd)2
其中，Ioled为第二晶体管T2的饱和电流，在其它参数不变的情况下，它的大小与Vth无关而仅与Vd有关。公式中μn为场效应迁移率；Cox为单位面积的绝缘层电容；W和L为第二晶体管T2管沟道宽度和长度；Vth为第二晶体管T2管阈值电压，Vgs为第二晶体管T2的栅源电压。
另外由于本电路中，作为驱动晶体管的第二晶体管T2的源极直接与电源地Vss相连，从而使得驱动管的栅源电压不但不随阙值电压Vth而改变，而且也不受发光器件OLED本身的非均匀性以及其它因素的影响，使得整个电路的性能更加优良。

Claims (1)

1.一种有源有机发光显示器的象素驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：
第一晶体管(T1)，其漏极连接第二晶体管(T2)的漏极、第五晶体管(T5)和第六晶体管(T6)的源极，栅极连接至扫描引线(SLT)，源极连接存储电容(Cs)的一端(A)点和第二晶体管(T2)的栅极；
第二晶体管(T2)，其源极连接第四晶体管(T4)的源极和电源地(Vss)；
第三晶体管(T3)，其漏极连接至数据引线(Vdata)，栅极连接至扫描引线(SLT)，而源极连接存储电容(Cs)的另一端(B)点和第四晶体管(T4)的漏极；
第四晶体管(T4)，其栅极连接至第一控制引线(CTD)和第六晶体管(T6)的栅极；
第五晶体管(T5)，其漏极连接电源正极(Vdd)，栅极连接至第二控制引线(TNO)；
第六晶体管(T6)，其漏极连接发光器件(OLED)的阴极；
发光器件(OLED)，其阳极连接电源正极(Vdd)；
该电路在每一帧中有三个工作阶段，其中第一阶段为充电阶段，第二阶段为放电及输入数据电压阶段，第三阶段为电压保持阶段；
在第一阶段，扫描引线(SLT)、第二控制引线(TNO)为高电平，第一控制引线(CTD)为低电平；
在第二阶段，扫描引线(SLT)保持高电平，第二控制引线(TNO)转变为低电平，第一控制引线(CTD)保持低电平；
在第三阶段，扫描引线(SLT)转变为低电平，第二控制引线(TNO)保持低电平；第一控制引线(CTD)转变为高电平。
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