CN100447844C - 电流驱动像素电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是在不影响电流驱动的精确度的情形下进行写入电流的缩小，其特征为：将控制线ES、控制线WS设为L电位并在使电容TFT 26不导通的状态下，将写入TFT 22、选择TFT 20导通，并使控制TFT 30不导通，且从电源线PVDD经由驱动TFT 24、选择TFT 20，将数据电流流通于数据线DL。借此，将较驱动TFT 24的写入电流份PVDD低的电压设定于驱动TFT 24的栅极。接着，将控制线ES、控制线WS设为H电位，使写入TFT 22、选择TFT 20不导通，且从电源线PVDD经由驱动TFT 24、选择TFT 20，将流通数据电流于数据线DL的控制TFT 30导通，且使与驱动TFT 24的栅极电压对应的电流流通于有机EL组件32。此时，电容TFT 26即从不导通成为导通，且对应该电容变化而使驱动TFT 24的栅极电压变化，一面补偿驱动TFT 24的阈值与移动度一面缩小驱动电流。

Description

电流驱动像素电路
技术领域
本发明涉及通过电流数据信号以控制有机电场发光(electroluminescence，EL)组件的电流驱动像素电路。
背景技术
以往，作为驱动有机EL组件的像素电路，已有一种电流驱动型的像素电路。此电流驱动型的像素电路，对应于电流数据信号，一面在驱动晶体管流动所对应的电流，并且同时设定该驱动晶体管的栅极电压。
在仅将数据电压设定于驱动晶体管的栅极时，会因为驱动晶体管的阈值电压(threshold voltage)的参差不齐，造成流动于驱动晶体管的驱动电流变化，而使得有机EL组件的发光亮度变化。如依据电流驱动型的像素电路，则由于一面将与电流数据信号对应的电流流通于驱动晶体管，同时设定该驱动晶体管的栅极电压，因此能够获得较正确的驱动电流。
发明内容
因此，在电流驱动型的像素电路中，为了实现最小亮度，必须要将与小的数据电流信号对应的电压设定于驱动晶体管的栅极，而会有设定之前的时间变长的问题。
此外，亦有一种将电流数据信号设为较大而将与该信号对应的电压设定于驱动晶体管的栅极，通过缩小的驱动电流，以驱动有机EL组件的构想。然而，以此方法而言，由于缩小时无法施加与驱动晶体管对应的电压值，而为固定的电压值，因此在驱动晶体管的移动度参差不齐时，会有误差变大的问题。
依据本发明，利用电容晶体管的导通或不导通，以控制驱动晶体管的栅极电压，因此可实现与驱动晶体管的特性对应的电流缩小，且不会损及电流驱动对于阈值参差不齐的补偿与对于移动度参差不齐的补偿的精确度的优点。
此外，在将电容晶体管导通之际，通过将充分的顺向偏压施加于电容晶体管，即可充分使驱动晶体管不导通，达成充分的黑色电位。
附图说明
图1为表示实施形态的像素电路的构成图。
图2为表示指定电流与驱动电流的关系图。
图3为说明被释出的电荷量的图。
图4为表示指定电流与驱动电流相对于阈值的参差不齐的关系图。
图5为表示将补偿设成较大时的指定电流与驱动电流的关系图。
图6为表示另一实施形态的像素电路的构成图。
图7为表示图1的电路中各信号的时序图。
图8为表示图6的电路中各信号的时序图。
【主要组件符号说明】
20          选择TFT
22          写入TFT
24          驱动TFT
26          电容TFT
28          保持电容
30          控制TFT
32          有机EL组件
Cs          保持电容
CV          阴极电源
DL          数据线
ES          控制线
IDATA       指定电流
Ioled       驱动电流
PVDD        电源线
Vg1′、Vg2′栅极电压
Voffset     补偿电压
Vtp  阈值电压
WS   控制线
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施形态。
图1为表示实施形态的像素电路的构成电路图。数据线DL连接有p通道的选择TFT 20的漏极，而该选择TFT 20的源极则连接有p通道的写入TFT 22的漏极。此外，选择TFT 20的栅极连接有控制线ES。写入TFT 22的源极连接有p信道的驱动TFT 24的栅极。而写入TFT 22的源极连接有p通道的电容TFT 26的栅极。
电容TFT 26使源极、漏极的任一方或两方连接于控制线ES。另外，仅将源极、漏极的任一方连接于控制线ES时，另一方亦可为开路。
写入TFT 22的源极、驱动TFT 24的栅极及电容TFT 26的栅极隔着保持电容28而连接于电源线PVDD。此外，驱动TFT 24的源极连接于电源线PVDD，而漏极则连接有选择TFT 20的源极与写入TFT 22的漏极。再者，驱动TFT 24的漏极连接有n通道的控制TFT 30的漏极，而该控制TFT 30的源极则连接于有机EL组件32的阳极。此外，有机EL组件32的阴极连接于阴极电源CV。
如图7所示，依序将该行中各列像素的数据信号供给至数据线DL。换言之，数据信号被用来依序供给水平扫描方向(列方向)的每一像素的指定电流，且该数据信号被依序供给至该数据线DL。
再者，该列的数据依序供给至数据线DL时，控制线ES即跨越其1水平期间而设定为L电位。此外，控制线WS相较于控制线ES延迟若干而设定为L电位，而且在控制线ES成为H电位的之前设定为H电位。由此，写入TFT 22仅于选择TFT 20导通的期间才导通。
因此，在进行该列的写入的时序中，首先控制线WS、ES成为L电位。借此，选择TFT 20、写入TFT 22即成为导通，且控制TFT 30成为不导通状态。再者，将与亮度对应的数据电流(指定电流：IDATA)流通于数据线DL。此时，从数据线DL将预定的数据电流抽除。
由于写入TFT 22导通，因此驱动TFT 24的栅极漏极间即短路，因此，指定电流IDATA通过以二极管连接的驱动TFT 24、呈导通的选择TFT 20而流动于数据线DL。换言之，指定电流IDATA流动于驱动TFT 24。再者，如图2所示，此时的驱动TFT 24的栅极电压系通过保持电容28所保持。该栅极电压系成为较PVDD低相当于与IDATA对应的电压Vdata的电压。
在此，控制线ES为L电位，且电容TFT 26的栅极远高于连接于控制线ES的端子(例如源极)，而电容TFT 26为不导通状态。因此，Cg几乎可视为0，且可视为在该处并未存储有电荷。
换言之，驱动TFT 24的栅极电压为流动有数据电流(指定电流)IDATA时的栅极电压，其为PVDD-Vdata。因此，如将保持电容28的电容设为Cs，则Cs·Vdata的电荷即充电于保持电容Cs。另一方面，如将控制线ES的L电位电压设为0V，则
Figure C20051007182900071
的电荷即充电于电容TFT 26。
如此，当驱动TFT 24的栅极电位的设定结束后，系在将控制线WS设为H电位之后，将控制线ES设为H电位(例如PVDD)。借此，使写入TFT 22不导通之后，使选择TFT 20不导通，而将控制TFT30导通。
TFT的栅极电容系将ES的电位从PVDD-Vdata+|Vtp|至ES变成PVDD为止的电荷予以存储。此期间的电荷量系如图3所示为ΔQ＝Cg(Vdata-|Vtp|)。此系由保持电容Cs和TFT 26的电容Cg所吸收，而决定驱动TFT 24的栅极电压Vg’。
因此，栅极电压的变化量ΔV＝Vg-Vg’为
ΔV＝α(Vdata-Vtp)
在此，α＝Cg/(Cg+Cs)。
因此，驱动TFT 24的栅极电压系通过设为控制线ES的PVDD，而仅位移ΔV。因此，与α对应，相对于指定电流IDATA而缩小的电流Ioled即被取出作为驱动TFT 24的驱动电流Ioled，而供给至有机EL组件32。
于是，根据本实施形态，可将依比例缩小指定电流IDATA的Ioled供给至有机EL，且先将指定电流IDAT设为较大的值，可获得将该值予以缩小的驱动电流，而得以提升数据写入速度。
在此，在本实施形态中，利用电容TFT 26，且如上述，ΔV对应于电容TFT 26的阈值电压Vtp而变化。此电容TFT 26容易形成于驱动TFT 24的附近，而且同样为p通道TFT。因此，容易将电容TFT 26、与驱动TFT 24的阈值电压设为相同的Vtp。
借此，依据本实施形态，在驱动TFT 24的阈值电压Vtp依据像素有所不同时，即可对其作补偿。此外，通过使用电容TFT 26，亦可对于载子的移动度的参差不齐作补偿。
换言之，如图4所示，考虑存在有TFT24-1与TFT24-2作为驱动TFT 24，且两者的晶体管特性(即阈值电压)为Vtp1、Vtp2而有所不同，而且漏极电流相对于栅极电压的变化的斜率(载子的移动度)亦有所不同的情形。
由于特性不同，因此相对于同一指定电流IDATA所设定的驱动TFT 24的栅极电压，就TFT24-1、TFT24-2分别成为Vdata1、Vdata2的不同的值。此时的TFT24-1的驱动区域为(Vdata1-Vtp1)，而TFT24-2的驱动区域则为(Vdata2-Vtp2)，将ES设为H(PVDD以下)，且将电容TFT 26设为导通时，移动的电位ΔV1、ΔV2系分别为ΔV1＝α(Vdata1-Vtp1)、ΔV2＝α(Vdata2-Vtp2)。在此，α＝Cg/(Cg+Cs)。因此，电位移动后所设定的TFT24-1、TFT24-2的栅极电压Vg1’、Vg2’分别成为以α：(1-α)将(Vdata1-Vtp1)、(Vdata2-Vtp2)予以内分的位置，而所对应的驱动电流Ioled，只要α相同，则在TFT24-1、TFT24-2亦为相同。换言之，电容TFT 26的电容Cg、保持电容Cs的值只要不在各像素变动，则即使驱动TFT 24的阈值Vtp及载子移动度(栅极源极间电压与漏极电流的关系)参差不齐，驱动电流Ioled亦不会变动。
如此，依据本实施形态，对于驱动TFT 24的阈值、以及移动度的变动作补偿，即可进行参差不齐较少的显示。
再者，在本实施形态的电路中，是将控制线ES设为H电位，而将驱动电流Ioled供给至有机EL组件32。在上述的实施形态中，虽是将控制线ES设为PVDD(或是为PVDD以下)，然而将该控制线ES设为PVDD以上的电压VVDD亦适宜。
如此，在使指定电流IDATA流通时所设定的驱动TFT 24的栅极电压Vg，虽与上述情形相同，然而由于控制线ES成为VVDD，而从栅极电压Vg＝(PVDD-Vdata)变化成Vg”＝(VVDD-Vtp)。因此，释放电荷ΔQ即增加，且栅极电压的变化量ΔV＝Vg-Vg”变得更大。
因此，通过将VVDD的值设成较大，即可将流动于驱动TFT 24的驱动电流Ioled缩小，且在黑色电位中，可达成驱动电流0。换言之，通过调整控制线ES的H电位电压，即可任意调整驱动TFT 24的补偿(offset)量，且能于黑色电位的际确实将驱动电流Ioled设为0。
换言之，通过将控制线ES变更为H电位的电压，如图5所示，相对于针对指定电流IDATA所设定的栅极电压Vg，实际的栅极电压Vg”的差即成为ΔV+Voffset，而通过调整控制线ES的H电位，即可调整Voffset，而可调整实际所设定的栅极电压Vg”。
另外，即使将控制线ES的H电位的电压设为较PVDD高，此时从电容TFT 26所释出的电荷量并不会对应该阈值电压而变化，Voffset为固定。因此，就会有相对于驱动TFT 24的移动度的参差不齐的补偿的效果不充分的缺点。换言之，如图5所示，电压电流特性的斜率(slope)不同时，则相对于同一指定电流IDATA的驱动电流Ioled，就会有相当于图中所显示的误差而有所不同。然而，此期间为PVDD以上、VVDD以下的期间，由于其很小，因此在有关于实现黑色电位中电流0极为重要的电流驱动型的情形下，采用此种构成极为适当。
再者，图6为表示另一实施形态的构成。在此实施形态中，是将控制线ES仅连接于电容TFT 26的源极(及/或漏极)，且仅利用在此控制之用。而且，选择TFT 20与控制TFT 30的栅极连接有栅极线GL。再者，将选择TFT 20、写入TFT 22设为n通道TFT，将控制TFT 30设为p通道TFT。
如图8所示，在将该列的数据依序供给至数据线DL时，栅极线GL即跨越1水平期间而设定为H电位。此外，控制线WS相较于栅极线GL延迟若干而设定为H电位，而且在栅极线GL成为L电位的之前若干设定为L电位。由此，写入TFT 22仅于选择TFT 20导通的期间才导通。
再者，控制线ES是在栅极线GL为L电位的期间，设定为H电位。因此，其时序本身虽然相同，然而H电位的电压被设定成较PVDD高的VVDD。由此，如图5所示，即可调整补偿电压Voffset。尤其是，由于将控制线ES仅设于供电容TFT 26之用，因此对于其它TFT的导通或不导通不会有影响，而能调整补偿电压。

Claims (7)

1.一种电流驱动像素电路，其通过电流数据信号以控制有机EL组件的电流，其特征为具有：
驱动晶体管，其将与栅极电压对应的电流供给至有机EL组件；以及
电容晶体管，其将栅极连接于该驱动晶体管的栅极，且将漏极或源极连接于控制线；
其中在前述电容晶体管为不导通的状态下，将与电流数据信号对应的电压设定于前述驱动晶体管的栅极，且在之后通过变更控制线的电压使前述电容晶体管导通，以利用此时在前述电容晶体管所产生的电容所存储的电荷，控制驱动晶体管的栅极电压。
2.如权利要求1所述的电流驱动像素电路，其中，前述电容晶体管为p通道晶体管。
3.一种电流驱动像素电路，其通过供给至数据线的电流数据信号，以控制有机EL组件的电流，其特征为具有：
选择晶体管，其一端连接于数据线，控制端连接于第1控制线；
写入晶体管，其一端连接于前述选择晶体管的另一端，控制端连接于第2控制线；
驱动晶体管，其控制端连接于前述写入晶体管的另一端，一端连接于电源线，另一端连接于前述选择晶体管的另一端；
控制晶体管，其一端连接于前述驱动晶体管的另一端，控制端连接于第3控制线；
有机EL组件，其连接于该控制晶体管的另一端，使流动于驱动晶体管的驱动电流流通；
保持电容，其将前述驱动晶体管的控制端与前述电源线予以连接；以及
电容晶体管，其控制端连接于前述驱动晶体管的控制端，在被控制端一方或两方连接于第4控制线。
4.如权利要求3所述的电流驱动像素电路，其中，
将前述选择晶体管设为与前述控制晶体管为相反极性的晶体管，且以1条控制线构成前述第1控制线与前述第3控制线。
5.如权利要求4所述的电流驱动像素电路，其中，
将前述选择晶体管设为与前述电容晶体管为相同极性的晶体管，且以1条控制线构成前述第1、第3及第4控制线。
6.如权利要求3所述的电流驱动像素电路，其中，
使前述选择晶体管、写入晶体管导通，且使前述控制晶体管不导通，而使流动于数据线的数据电流流通于驱动晶体管，并在之后使前述选择晶体管、前述写入晶体管不导通，且将前述控制晶体管导通，同时使前述第4控制线的电压变动，而将前述电容晶体管导通，通过随着前述电容晶体管的导通而从前述电容晶体管释出的电荷，使前述驱动晶体管的控制端电压变化，利用此时流动于前述驱动晶体管的驱动电流以驱动前述有机EL组件。
7.如权利要求6所述的电流驱动像素电路，其中，
在将前述电容晶体管导通之际，将前述第4控制线设定为前述电源线以上的电压。
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