CN102054436A

CN102054436A - 有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路

Info

Publication number: CN102054436A
Application number: CN2011100354017A
Authority: CN
Inventors: 曾卿杰; 刘俊彦
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2011-05-11
Also published as: TWI424413B; TW201227679A

Abstract

一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，利用不同时序的开关信号或不同时序的电压源，切换驱动电流流经于不同的薄膜晶体管。因此当像素电路驱动像素显示灰阶时，驱动电流交替流过薄膜晶体管，因此各薄膜晶体管并不会持续承受电压应力，进而避免产生滞后效应，并改善面板切换灰阶画面时图像残留的现象发生。

Description

有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路

技术领域

本发明是有关于一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，更明确的说，是有关于一种改善滞后效应所造成图像残留的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路。

背景技术

请参考图1。图1是传统的有源矩阵有机发光二极管显示器(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)的像素电路100的示意图。像素电路100是为2T1C的电路，包括一N型薄膜晶体管102、一P型薄膜晶体管104、一电容106及一有机发光二极管108。N型薄膜晶体管102是为开关，P型薄膜晶体管104是提供有机发光二极管108驱动电流IOLED。N型薄膜晶体管102根据扫描信号Ss将数据电压Sd写入至电容106。当像素电路100驱动像素时，藉由改变P型薄膜晶体管104的栅极电压来控制流过有机发光二极管108的驱动电流IOLED达到显示不同灰阶的目的，其中面板上每个像素的像素电路100的接地端OVSS都电连接在一起，而电源端OVDD也电连接在一起。

当像素电路100驱动像素时，驱动电流IOLED持续流过P型薄膜晶体管104至有机发光二极管108，因此P型薄膜晶体管104持续承受电压应力(voltage stress)，使P型薄膜晶体管104产生滞后效应(hysteresis)而导致面板切换灰阶画面时会有图像残留的现象发生；尤其当P型薄膜晶体管104持续承受电压应力的时间越长，面板切换灰阶画面时的图像残留现象也趋严重。

发明内容

本发明公开一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路。该像素电路包括一数据开关、一第一开关、一第二开关、一第三开关、一第四开关、一电容以及一有机发光二极管。该数据开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一数据电压，该第二端用以接收一扫描信号。该第一开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一第一电压，该第二端用以接收一第一开关信号。该第二开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收该第一电压，该第二端用以接收一第二开关信号。该第三开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第一开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端。该第四开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第二开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端。该电容具有一第一端及一第二端，该第一端用以接收该第一电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端。该有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第三开关及该第四开关的该第三端，该第二端用以接收一第二电压。其中该第一开关信号及该第二开关信号具有不同的时序。

进一步包括：

一第五开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收该第二电压，该第二端用以接收该第二开关信号，该第三端连接于该第三开关的该第一端；以及

一第六开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收该第二电压，该第二端用以接收该第一开关信号，该第三端连接于该第四开关的该第一端。该数据开关、该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关及该第六开关为P型薄膜晶体管。该第一电压比该第二电压高。

本发明另公开一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路。该像素电路包括一数据开关、一有机发光二极管、一第一开关、一第二开关、一第三开关、一第四开关以及一电容。该数据开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一数据电压，该第二端用以接收一扫描信号。该有机发光二极管具有一第一端及一第二端，该第一端用以接收一第一电压。该第一开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该有机发光二极管的该第二端，该第二端用以接收一第一开关信号。该第二开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该有机发光二极管的该第二端，该第二端用以接收一第二开关信号。该第三开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第一开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端，该第三端用以接收一第二电压。该第四开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第二开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端，该第三端用以接收该第二电压。该电容具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该数据开关的该第三端，该第二端用以接收该第二电压。该第一开关信号及该第二开关信号具有不同的时序。

本发明另公开一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路。该像素电路包括一数据开关、一第三开关、一第四开关、一电容以及一有机发光二极管。该数据开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一数据电压，该第二端用以接收一扫描信号。该第三开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一第一电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端。第四开关具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一第二电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端。电容具有一第一端及一第二端，该第一端用以接收一参考电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端。有机发光二极管具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第三开关及该第四开关的该第三端，该第二端用以接收一第三电压。该第一开关信号及该第二开关信号具有不同的时序。

本发明提供的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路是利用不同时序的开关信号或不同时序的电压源，切换驱动电流流经于交替的开关。当像素电路驱动像素显示灰阶时，驱动电流并不会持续流过单一开关，因此各开关对应的薄膜晶体管并未持续承受电压应力，进而避免产生滞后效应。

附图说明

图1是传统的有源矩阵有机发光二极管显示器的画素像素电路的示意图。

图2是说明本发明的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路的一实施例的示意图。

图3是说明本发明图2的第一开关信号及第二开关信号具有不同时序的示意图。

图4是说明图2的像素电路的另一实施例的示意图。

图5是说明图2的像素电路的另一实施例的示意图。

图6是说明本发明图5的第一电压及第二电压的示意图。

图7是说明图5的像素电路的另一实施例的示意图。

图8是说明本发明的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路的一实施例的示意图。

【主要元件符号说明】

100、200、400、500、700、800 像素电路

102 N型薄膜晶体管

104 P型薄膜晶体管

IOLED 驱动电流

OVDD 电源端

OVSS 接地端

SWd 数据开关

SW1 第一开关

SW2 第二开关

SW3 第三开关

SW4 第四开关

C、106 电容

L、108 有机发光二极管

Sd 数据电压

Ss 扫描信号

Vdd、Vdd1 第一电压

Vss、Vdd2 第二电压

VSS 第三电压

S1 第一开关信号

S2 第二开关信号

Vref 参考电压

F1 第一图框

F2 第二图框

C1 第一电容

C2 第二电容

具体实施方式

请参考图2。图2是为说明本发明的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路200的一实施例的示意图。像素电路200包括一数据开关SWd、一第一开关SW1、一第二开关SW2、一第三开关SW3、一第四开关SW4、一电容C及一有机发光二极管L。数据开关SWd具有一第一端用以接收一数据电压Sd，一第二端用以接收一扫描信号Ss，以及一第三端。第一开关SW1具有一第一端用以接收一第一电压Vdd、一第二端用以接收一第一开关信号S1，及一第三端。第二开关SW2具有一第一端用以接收第一电压Vdd，一第二端用以接收一第二开关信号S2，以及一第三端。第三开关SW3具有一第一端连接于第一开关SW1的第三端，一第二端连接于数据开关SWd的第三端，以及一第三端。第四开关SW4具有一第一端连接于第二开关SW2的第三端，一第二端连接于第二开关SW2的第三端，以及一第三端。电容C具有一第一端用以接收第一电压Vdd，以及一第二端，连接于数据开关SWd的第三端。有机发光二极管L具有一第一端同时连接于第三开关SW3及第四开关SW4的第三端，以及一第二端用以接收一第二电压Vss。于本实施例中，数据开关SWd、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4为P型薄膜晶体管。第一电压Vdd的电位高于第二电压Vss的电位。第一开关信号S1及第二开关信号S2具有不同时序。

请参考图3。图3是为说明本发明图2的第一开关信号S1及第二开关信号S2具有不同时序的示意图。如图所示，第一开关信号S1及第二开关信号S2具有相反时序，举例来说，于第一图框F1中，第一开关信号S1为低电位，而第二开关信号S2为高电位；于第二图框F2中，第一开关信号S1为高电位，而第二开关信号S2为低电位。第一开关SW1及第二开关SW2的第二端，也就是其P型薄膜晶体管的栅极端，分别接收第一开关信号S1及第二开关信号S2，因此第一开关SW1及第二开关SW2根据第一开关信号S1及第二开关信号S2，在不同时序开启。更明确的说，第一开关SW1的开启时序相反于第二开关SW2的开启时序。

当像素电路200驱动像素显示灰阶时，数据开关SWd根据扫描信号Ss将数据电压Sd传至第三开关SW3及第四开关SW4的第二端。然而，第一开关SW1及第二开关SW2在不同时序开启，故第一电压Vdd产生的驱动电流在ㄧ图框内仅会经由第一开关SW1或第二开关SW2，流经对应的第三开关SW3及第四开关SW4，以驱动有机发光二极管L。举例来说，于第一图框F1中，第一开关信号S1为低电位以开启第一开关SW1，而第二开关信号S2为高电位以关闭第二开关SW2。于第二图框F2中，第一开关信号S1为高电位以关闭第一开关SW1，而第二开关信号S2为低电位以开启第二开关SW2。

一般来说，数据电压Sd约等于1V，第一电压Vdd约等于4V而第二电压Vss约等于-4V。于第一图框F1中，第一开关SW1会开启，第三开关SW3对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收第一电压Vdd。当(Vgs＜-Vt)时，P型薄膜晶体管开启的原理对熟悉该项技艺者为已知，由于Vt约为0.7V～1V，因此针对第三开关SW3，(Sd-Vdd)＜-Vt，第三开关SW3也会开启。然而由于第二开关SW2在第一图框F1时会关闭，虽然第四开关SW4对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd，其源极仍为浮接，也因此第一电压Vdd产生的驱动电流会经由第一开关SW1流经第三开关SW3以驱动有机发光二极管L。于第二图框F2中，第一开关SW1会关闭，因此第三开关SW3对应的P型薄膜晶体管的栅极虽接收数据电压Sd，其源极仍为浮接。而第二开关SW2会开启，且第四开关SW4对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收第一电压Vdd。因此针对第四开关SW4，(Sd-Vdd)＜-Vt，第四开关SW4也会开启，也因此第一电压Vdd产生的驱动电流会经由第二开关SW2流经第四开关SW4以驱动有机发光二极管L。

因此，于第一图框F1中，第一电压Vdd产生的驱动电流经由第一开关SW1流经第三开关SW3以驱动有机发光二极管L。于第二图框F2中第一电压Vdd产生的驱动电流经由第二开关SW2流经第四开关SW4以驱动有机发光二极管L。由于驱动电流是根据第一开关信号S1及第二开关信号S2来对应切换于流经于第三开关SW3或第四开关SW4，因此驱动电流并不会持续流过第三开关SW3或第四开关SW4至有机发光二极管L。换言的，第三开关SW3及第四开关SW4并不会持续承受电压应力，而避免产生滞后效应。

请参考图4。图4是为说明图2的像素电路200的另一实施例的示意图。像素电路400相似于图2的像素电路200，不同的是，像素电路400另包括一第五开关SW5及一第六开关SW6。第五开关SW5具有一第一端用以接收第二电压Vss，一第二端用以接收第二开关信号S2，以及一第三端连接于第三开关SW3的第一端。第六开关SW6具有一第一端用以接收第二电压Vss，一第二端用以接收第一开关信号S1，以及一第三端连接于第四开关SW4的第一端。第五开关SW5及第六开关SW6为P型薄膜晶体管。第一开关信号S1及第二开关信号S2具有不同时序。

举例来说，于第一图框F1中，第一开关信号S1为低电位而第二开关信号S2为高电位，故第一开关SW1及第六开关SW6开启而第二开关SW2及第五开关SW5关闭。第三开关SW3对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收第一电压Vdd。第四开关SW4对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收第二电压Vss。针对第三开关SW3，(Sd-Vdd)＜-Vt，第三开关SW3开启。针对第四开关SW4，(Sd-Vss)＞-Vt，第四开关SW4不开启。因此第一图框F1中第一电压Vdd产生的驱动电流经由第一开关SW1流经第三开关SW3以驱动有机发光二极管L。

于第二图框F2中，第一开关信号S1为高电位而第二开关信号S2为低电位，故第一开关SW1及第六开关SW6关闭而第二开关SW2及第五开关SW5开启。第三开关SW3对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收第二电压Vss。针对第三开关SW3，(Sd-Vss)＞-Vt，第三开关SW3不开启。第四开关SW4对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收第一电压Vdd。因此针对第四开关SW4，(Sd-Vdd)＜-Vt，因此第四开关SW4开启。因此第二图框F2中第一电压Vdd产生的驱动电流经由第二开关SW2流经第四开关SW4以驱动有机发光二极管L。

因此，由于第一电压Vdd产生的驱动电流是根据第一开关信号S1及第二开关信号S2来对应切换于流经于第三开关SW3或第四开关SW4。驱动电流并不会持续流过第三开关SW3或第四开关SW4至有机发光二极管L。第三开关SW3及第四开关SW4并不会持续承受电压应力，进而避免产生滞后效应。且藉由第六开关SW6于第一图框F1的开启及第五开关SW5于第二图框F2的开启，可于第一图框F1关闭第四开关SW4及于第二图框F2关闭第三开关SW3。

请参考图5。图5是为说明图2的像素电路200的另一实施例的示意图。像素电路500相似于图2的像素电路200，不同的是，像素电路500并无包括第一开关SW1及第二开关SW2，而电容C的第一端则用以接收一参考电压Vref。另外，第三开关SW3的第一端以及第四开关SW4的第一端分别用以接收一第一电压Vdd1以及一第二电压Vdd2，而有机发光二极管L的第二端用以接收一第三电压VSS。于本实施例中，假设第一电压Vdd1以及第二电压Vdd2的正负电位约为4V及-4V，第三电压VSS约等于-4V，而参考电压Vref的电位相异于第一电压Vdd1以及第二电压Vdd2。

请参考图6。图6是为说明本发明图5的第一电压Vdd1及第二电压Vdd2的示意图。如图所示，第一电压Vdd1为正电位的时序对应第二电压Vdd2为负电位的时序，而第一电压Vdd1为负电位的时序对应第二电压Vdd2为正电位的时序。举例来说，于第一图框F1中，第一电压Vdd1为负电位，而第二电压Vdd2为正电位；第三开关SW3对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收负电位的第一电压Vdd1。第四开关SW4对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收正电位的第二电压Vdd2。针对第三开关SW3，[Sd-Vdd1]＞-Vt，第三开关SW3不开启。针对第四开关SW4，[Sd-Vdd2]＜-Vt，第四开关SW4开启。因此第一图框F1中第二电压Vdd2产生的驱动电流流经第四开关SW4以驱动有机发光二极管L。

于第二图框F2中，第一电压Vdd1为正电位，而第二电压Vdd2为负电位。第三开关SW3对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收正电位的第一电压Vdd1。第四开关SW4对应的P型薄膜晶体管的栅极接收数据电压Sd而源极接收负电位的第二电压Vdd2。针对第三开关SW3，[Sd-Vdd1]＜-Vt，第三开关SW3开启。针对第四开关SW4，[Sd-Vdd2]＞-Vt，第四开关SW4不开启。因此第二图框F2中第一电压Vdd1产生的驱动电流流经第三开关SW3以驱动有机发光二极管L。

当第一电压Vdd1为正电位时，第一电压Vdd1产生的驱动电流经第三开关SW3至有机发光二极管L；当第二电压Vdd2为正电位时，第二电压Vdd2产生的驱动电流经第四开关SW4至有机发光二极管L。由于第一电压Vdd1的正负电位时序相异于第二电压Vdd2，因此驱动电流并不会持续流过第三开关SW3或第四开关SW4至有机发光二极管L。第三开关SW3及第四开关SW4并不会持续承受电压应力而造成滞后效应。

请参考图7。图7是为说明图5的像素电路500的另一实施例的示意图。像素电路700相似于像素电路500，不同的是，像素电路700包括一第一电容C1及一第二电容C2，以取代电容C。第一电容C1具有一第一端用以接收第一电压Vdd1，以及一第二端连接于数据开关SWd的第三端。第二电容C2具有一第一端用以接收第二电压Vdd2，以及一第二端连接于数据开关SWd的第三端。于本实施例中，第一电容C1及第二电容C2的电容量分别约为电容C的电容量的一半。像素电路700的运作原理相似于图5的像素电路500，于此不赘述。

请参考图8。图8是为说明本发明的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路800的一实施例的示意图。像素电路800包括一数据开关SWd、一第一开关SW1、一第二开关SW2、一第三开关SW3、一第四开关SW4、一电容C及一有机发光二极管L。数据开关SWd具有一第一端用以接收一数据电压Sd，一第二端用以接收一扫描信号Ss，以及一第三端。有机发光二极管L具有一第一端用以接收一第一电压Vdd，以及一第二端。第一开关SW1具有一第一端连接于有机发光二极管L的第二端，一第二端用以接收一第一开关信号S1，以及一第三端。第二开关SW2具有一第一端连接于有机发光二极管L的第二端，一第二端用以接收一第二开关信号S2，以及一第三端。第三开关SW3具有第一端连接于第一开关SW1的第三端，一第二端连接于数据开关SWd的第三端，以及一第三端用以接收一第二电压Vss。第四开关SW4具有一第一端连接于第二开关SW2的第三端，一第二端连接于数据开关SWd的第三端，以及一第三端用以接收第二电压Vss。电容C具有一第一端连接于数据开关SWd的第三端，以及一第二端用以接收第二电压Vss。于本实施例中，数据开关SWd、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4为N型薄膜晶体管。第一电压Vdd的电位高于第二电压Vss的电位。第一开关信号S1及第二开关信号S2具有不同时序。

当像素电路800驱动像素显示灰阶时，第一开关SW1及第二开关SW2根据第一开关信号S1及第二开关信号S2在不同时序开启，故第一电压Vdd产生的驱动电流在ㄧ图框内仅会经由第一开关SW1或第二开关SW2，流经对应的第三开关SW3或第四开关SW4，以驱动有机发光二极管L。因此，驱动电流并不会持续流过第三开关SW3或第四开关SW4，意即第三开关SW3及第四开关SW4不会持续承受电压应力。

综上所述，本发明提供的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，藉由利用不同时序的开关信号或不同时序的电压源，切换驱动电流流经于交替的薄膜晶体管。因此当像素电路驱动像素显示灰阶时，驱动电流并不会持续流过单一薄膜晶体管，故并未持续承受电压应力，进而避免产生滞后效应，而造成面板切换灰阶画面时图像残留的现象发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，包括：

一数据开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一数据电压，该第二端用以接收一扫描信号；

一第一开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一第一电压，该第二端用以接收一第一开关信号；

一第二开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收该第一电压，该第二端用以接收一第二开关信号；

一第三开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第一开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端；

一第四开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第二开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端；

一电容，具有一第一端及一第二端，该第一端用以接收该第一电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端；以及

一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第三开关及该第四开关的该第三端，该第二端用以接收一第二电压。

2.如权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，其中该第一开关信号及该第二开关信号具有不同的时序。

3.如权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，其特征在于进一步包括：

一第六开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收该第二电压，该第二端用以接收该第一开关信号，该第三端连接于该第四开关的该第一端。

4.如权利要求3所述有源矩阵有机发光二极管显示器的的像素电路，其特征在于：该数据开关、该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关及该第六开关为P型薄膜晶体管。

5.如权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，其特征在于：该第一电压比该第二电压高。

6.一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，包括：

一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，该第一端用以接收一第一电压；

一第一开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该有机发光二极管的该第二端，该第二端用以接收一第一开关信号；

一第二开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该有机发光二极管的该第二端，该第二端用以接收一第二开关信号；

一第三开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第一开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端，该第三端用以接收一第二电压；

一第四开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端连接于该第二开关的该第三端，该第二端连接于该数据开关的该第三端，该第三端用以接收该第二电压；以及

一电容，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该数据开关的该第三端，该第二端用以接收该第二电压。

7.如权利要求6所述的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，其特征在于：该第一开关信号及该第二开关信号具有不同的时序。

8.一种有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，包括：

一第三开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一第一电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端；

一第四开关，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端用以接收一第二电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端；

一电容，具有一第一端及一第二端，该第一端用以接收一参考电压，该第二端连接于该数据开关的该第三端；以及

一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第三开关及该第四开关的该第三端，该第二端用以接收一第三电压。

9.如权利要求8所述的有源矩阵有机发光二极管显示器的像素电路，其中该第一电压及该第二电压具有不同的时序。