CN102364568B

CN102364568B - Amoled的像素单元电路及有机发光显示装置

Info

Publication number: CN102364568B
Application number: CN2011101751305A
Authority: CN
Inventors: 魏朝刚; 邱勇; 高孝裕; 陈红; 黄秀颀
Original assignee: Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co Ltd
Current assignee: Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co Ltd
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: CN102364568A

Abstract

本发明公开了一种AMOLED的像素单元电路及有机发光显示装置，该像素单元电路包括由电源线VDD、第一开关晶体SW_0、可编程电阻Rr和有机发光二极管Rd构成的像素读出电路；由数据线Data、第二开关晶体管SW_1、可编程电阻Rr和第三开关晶体管SW_2构成的像素写入电路；该第一开关晶体SW_0的栅极和第二行扫描线Gate相连；该第二开关晶体管SW_1、第三开关晶体管SW_2的栅极和第一行扫描线Gate相连，该第一行扫描线Gate和第二行扫描线Row_Gate上的信号相反。本发明提供的像素单元电路，利用可编程电阻Rr代替驱动晶体管，并省去存储电容和阈值电压补偿电路，提高像素开口率和显示质量。

Description

AMOLED的像素单元电路及有机发光显示装置

技术领域

本发明涉及一种像素电路及其驱动方法，尤其涉及一种AMOLED像素电路及其驱动方法。

背景技术

有机发光显示装置（OLED）是发射型装置，具有反应速度较快、视角宽、对比度高、亮度高、低温特性好等优点。此外，由于OLED不需要背光，可以被制造得质量轻、小型化且更省电，相比于TFT LCD可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模块成本。除此之外，OLED可以在低压下驱动。

有机发光显示装置（OLED）可以用被动矩阵（PM）驱动，也可以用主动矩阵驱动（AM）。相比PM驱动，AM驱动具有显示的信息容量较大，功耗较低，器件寿命长，画面对比度高等优点。而PM驱动适用于低成本的、简单的显示器件。

在玻璃基板上制作的用于AM驱动OLED的器件，目前有两种，即非晶硅（a-Si）薄膜晶体管（TFT）与低温多晶硅（LTPS）TFT。

TFT器件长期工作在直流电压偏置状态下，会发生器件特性的漂移。如果不采取某种措施处理这种漂移，利用发生特性漂移的器件驱动OLED，会导致OLED电流下降，显示器件亮度降低，器件过早失效。

在AMOLED中驱动OLED的TFT在工作过程中长期处于电压或电流偏置状态，会发生特性漂移。通常对于阈值电压VTH会升高。因此，在AMOLED中必须进行特殊的处理，以应对TFT器件衰减问题。抑制器件特性漂移问题的重要的方法之一是设计像素补偿电路。

图1为现有TFT阵列中像素等效电路示意图。包括驱动晶体管DTFT，三个开关晶体管Sw1、Sw2、Sw3，存储电容Cst和有机发光二极管OLED。该电路利用预充电、阈值设定与发光三个阶段完成驱动。如图1所标注(1)、(2)分别是第一、第二阶段，一帧时间内除去第一、第二阶段的其他时间为第三阶段。第一阶段起到预充电的作用，信号TNO与GN同时为高电位，TFT Sw3与Sw2打开，DTFT的栅极由VDD通过Sw3与Sw2充电至足够高的电压。在第二阶段，TNO变为低电位，Sw3关闭，DTFT栅极通过两个TFT Sw2与DTFT向Sw1的源电极（即二极管阳极）放电。由于DAT信号通过Sw1传输到Sw1的源极（即二极管阳极），DTFT放电至其栅极电压达到VDAT+VTH为止，此时，DTFT栅极电压VG=VDAT+VTH存储于Cst上。在第一、第二阶段，OLED阴极CTD为高电压，OLED不发光。到第三阶段，CTD变为低电压，DTFT开始工作与饱和态，向OLED提供电流。在特性发生漂移时，DTFT的阈值电压由VTH变为VTH’，由于经过补偿，VG变为VDAT+VTH’，因此对DTFT提供的电流值基本没有影响，从而起到了补偿阈值电压VTH漂移的作用。

由上可知，现有AMOLED的像素单元电路由于在大面积玻璃基板上TFT（薄膜晶体管）阈值电压不一致，要采用补偿电路来补偿阈值电压的漂移，图1是一个典型的采用补偿电路的像素电路，目前有各种各样采用补偿电路的像素电路；复杂的补偿电路会占用较大面积，降低开口率，此外现有的AMOLED电路要保持写入后的灰度数据，需要较大面积的存储电容，也会进一步降低开口率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种AMOLED的像素单元电路及有机发光显示装置，增加像素开口率、提高显示质量。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种AMOLED的像素单元电路，包括电源线VDD、数据线Data、第一行扫描线Gate、第二行扫描线Row_Gate、有机发光二极管Rd和可编程电阻Rr，所述第一行扫描线Gate和第二行扫描线Row_Gate上的信号相反；

第一开关晶体SW_0，包括栅极、第二电极和第三电极，第一开关晶体SW_0的栅极和第二行扫描线Row_Gate相连，控制有机发光二极管Rd读出像素灰度数据进行显示保持；

第二开关晶体管SW_1和第三开关晶体管SW_2，每个开关晶体管包括栅极、第二电极和第三电极，第二开关晶体管SW_1和第三开关晶体管SW_2的栅极和第一行扫描线Gate相连，控制数据线Data上电压对可编程电阻Rr写入像素灰度数据；

其中，所述可编程电阻Rr的一端和第一开关晶体SW_0的第三电极、第二开关晶体管SW_1的第三电极相连在一起；另一端和第三开关晶体管SW_2的第二电极、有机发光二极管Rd的阳极相连在一起；所述第一开关晶体SW_0和电源线VDD相连；所述第二开关晶体SW_1的第二电极和数据线Data相连；所述第三开关晶体管SW_2的第三电极和有机发光二极管Rd的阴极相连。

上述的AMOLED的像素单元电路，其中，所述可编程电阻Rr为由相变材料Ge₂Sb₂Te₅、GaSbTe、TiO₂、ZnO制作的可变电阻。

上述的AMOLED的像素单元电路，其中，读出像素灰度数据时，流过可编程电阻Rr的电流为1uA～10uA。

上述的AMOLED的像素单元电路，其中，写入像素灰度数据时，流过可编程电阻Rr的电流为0.1mA～1mA。

上述的AMOLED的像素单元电路，其中，所述第二电极为源电极，所述第三电极为漏电极；或者所述第二电极为漏电极，所述第三电极为源电极。

本发明为解决上述技术问题还提供一种包含上述AMOLED的像素单元电路的有机发光显示装置，多个像素单元电路呈n行m列矩阵排列，n和m为自然数，每行像素单元电路共用两个第一开关晶体SW_0。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的AMOLED的像素单元电路及有机发光显示装置，利用可编程电阻Rr代替驱动晶体管，并省去存储电容和阈值电压补偿电路，提高像素开口率和显示质量。

附图说明

图1为现有的一种采用补偿电路的AMOLED像素电路结构示意图；

图2为本发明提供的AMOLED的像素单元电路结构示意图，图2A为灰度数据写入过程，图2B为灰度数据读出过程；

图3为本发明提供的采用可编程电阻的AMOLED像素阵列示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2为本发明提供的AMOLED的像素单元电路结构示意图。

请参见图2，图2A表示灰度数据写入过程，图2B表示灰度数据读出过程；本发明提供的AMOLED的像素单元电路包括由电源线VDD、第一开关晶体SW_0、可编程电阻Rr和有机发光二极管Rd构成的像素读出电路，电流流向如图2B中箭头所示；由数据线Data、第二开关晶体管SW_1、可编程电阻Rr和第三开关晶体管SW_2构成的像素写入电路，电流流向如图2A中箭头所示；每行像素包括第一行扫描线Gate和第二行扫描线Row_Gate，具体连接如下：

综上所述，本发明提供的AMOLED的像素单元电路，每个像素包含两条行扫描线、一个可编程电阻Rr和一个OLED发光元件Rd，数据线Data通过SW_1和可编程电阻Rr的一个端子相连，Rr的另一个端子通过SW_2和VSS相连，同时OLED发光元件Rd与SW_2并联。可编程电阻Rr的一个端子通过第一开关晶体SW_0与电源线VDD相连，SW_0的栅极和第二行扫描线Row_Gate相连，第二行扫描线Row_Gate的电平信号与第一行扫描线Gate相反，即SW_1和SW_2打开的时候SW_0关闭，SW_0打开的时候SW_1和SW_2关闭。

上述像素单元电路工作过程如下：图2A表示像素灰度数据的写入过程，对可变电阻Rr进行编程即为往像素中写入灰度数据，Row_Gate为低电平，SW_0关闭，Gate为高电平，SW_1和SW_2打开，Data上为代表灰度数据的编程电压，电流经过SW_1和SW_2流过可编程电阻Rr后完成对Rr的编程，Rr被编程为不同电阻值即表示写入不同的灰度数据。图2B表示像素灰度数据的读出过程，Row_Gate为高电平，SW_0打开，Gate为低电平，SW_1和SW_2关闭，在VDD电源作用下，电流经过SW_0流过Rr驱动OLED发光二极管Rd发光，随着之前写入Rr的电阻值不同，驱动Rd发光的电流也会不同，因而显示出不同的亮度来。

图3为本发明的采用可编程电阻的AMOLED像素阵列示意图。若干个像素单元排成一行，共用两个由Row_Gate信号控制的公共开关TFT，当Row_Gate为低电平、Gate为高电平时对这一行像素进行灰度数据写入（行刷新），当Row_Gate为高电平、Gate为低电平时这一行像素为保持发光状态。第一开关晶体管SW_0的作用是控制VDD给同一行的所有像素同时供电，共用SW_0可以节省晶体管数量；每行像素左边和右边各采用一个第一开关晶体管SW_0，VDD信号从左右两边同时供入，可以避免只采用一个SW_0引起VDD信号传输损耗导致左边和右边同样灰度的像素亮度不均的问题。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种AMOLED的像素单元电路，其特征在于，包括：

电源线VDD；

数据线Data；

第一行扫描线Gate和第二行扫描线Row_Gate，所述第一行扫描线Gate和第二行扫描线Row_Gate上的信号相反；

一有机发光二极管Rd；

一可编程电阻Rr；

第一开关晶体管SW_0，包括栅极、第二电极和第三电极，第一开关晶体管SW_0的栅极和第二行扫描线Row_Gate相连，控制有机发光二极管Rd读出像素灰度数据进行显示保持；

其中，所述可编程电阻Rr的一端和第一开关晶体管SW_0的第三电极、第二开关晶体管SW_1的第三电极相连在一起；另一端和第三开关晶体管SW_2的第二电极、有机发光二极管Rd的阳极相连在一起；所述第一开关晶体管SW_0的第二电极和电源线VDD相连；所述第二开关晶体管SW_1的第二电极和数据线Data相连；所述第三开关晶体管SW_2的第三电极和有机发光二极管Rd的阴极相连。

2.如权利要求1所述的AMOLED的像素单元电路，其特征在于，所述可编程电阻Rr为由相变材料Ge₂Sb₂Te₅、GaSbTe、TiO₂、ZnO制作的可变电阻。

3.如权利要求2所述的AMOLED的像素单元电路，其特征在于，读出像素灰度数据时，流过可编程电阻Rr的电流为1uA～10uA。

4.根据权利要求2所述的AMOLED的像素单元电路，其特征在于，写入像素灰度数据时，流过可编程电阻Rr的电流为0.1mA～1mA。

5.根据权利要求1～4任一项所述的AMOLED的像素单元电路，其特征在于，所述第二电极为源电极，所述第三电极为漏电极；或者所述第二电极为漏电极，所述第三电极为源电极。

6.一种有机发光显示装置，其特征在于，所述有机发光显示装置包括多个如权利要求1～4任一项所述的AMOLED的像素单元电路，多个像素单元电路呈n行m列矩阵排列，n和m为自然数，每行像素单元电路共用两个第一开关晶体管SW_0。