CN103021333B - 有机发光显示器的像素电路及其驱动方法 - Google Patents

有机发光显示器的像素电路及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机发光显示器的像素电路及其驱动方法，通过引用参考电压，并在驱动OLED之前增加了充电的步骤，使得驱动OLED发光时，流经OLED的电流只与参考电压Vref及数据电压Vdata有关，而与驱动TFT的阈值电压无关，也与电源电压Vdd无关，因此通过本发明驱动OLED发光是不受驱动晶体管阈值电压及电源到每个像素连线的阻抗的影响，使有机发光显示器的显示更加均匀。

Description

有机发光显示器的像素电路及其驱动方法
技术领域
本发明涉及有机发光显示器的技术领域，具体地说，是一种有机发光显示器的像素电路及其驱动方法。
背景技术
有源有机发光显示器件(AMOLED)是主动发光器件。相比现在的主流平板显示技术薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD),AMOLED具有高对比度、广视角、低功耗、厚度更薄等优点，有望成为继LCD之后的下一代平板显示技术，是目前平板显示技术中受到关注最多的技术之一。
在玻璃基板上制作的AMOLED器件，目前基本有非晶硅（a-Si）薄膜晶体管(TFT)与低温多晶硅(LTPS)TFT两种技术；而LTPSTFT因为有较高的载流子迁移率、更小的器件尺寸，还可以将显示器的外围驱动电路集成于玻璃基板，所以LTPSTFT成为AMOLED技术的发展方向。
图1为传统的AMOLED像素电路;包括开关TFTT7、存储电容Cst、驱动TFTT8、有机发光二极管OLED、电源Vdd’、扫描控制线Scan和数据线Vdata。扫描控制线Scan打开开关TFTT7，数据线Vdata经由开关TFTT7存储到存储电容Cst，从而控制驱动TFTT8产生电流，驱动有机发光二极管OLED发光。此时，流经OLED的电流的计算公式为：
式中，I为流经OLED的电流，W/L为驱动TFT的通道宽长比，C ox 为驱动TFT栅极与其通道之间的电容，u为驱动TFT的电子迁移率，V sg 为存储电容两端的电压差，V th 为像素驱动TFT的阈值电压，V dd’ 为实际工作时驱动TFT源极的电压，V data 为数据电压，V dd 为外部电源芯片产生的电压，R为从外部电源到玻璃基板上像素电路驱动TFT源极的连线的阻抗。
在实际的生产中，目前的工艺水平很难保证各个像素的驱动TFT的阈值电压相同，而且由于电源到每个像素的连线的长度不一样，所以阻抗也不一样；因此，即使每个像素的数据线电压一样，流经OLED的电流也不一样，亮度也因此有差别，从而产生有机发光显示器显示不均匀的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有机发光显示器的像素电路及其驱动方法，可以弥补不同像素驱动晶体管阈值电压的差异，同时也可以弥补电源到每个像素连线的阻抗的差异，从而使有机发光显示器的显示更加均匀。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有机发光显示器的像素电路，包括第一开关薄膜晶体管TFT、驱动TFT、存储电容和有机发光二极管OLED，所述第一开关TFT的源极连接数据线，栅极连接第一扫描控制线，所述OLED连接于所述驱动TFT的漏极与低电平Vss之间，所述存储电容串接于所述第一开关TFT的漏极与驱动TFT的栅极之间；所述第一开关TFT的漏极通过开关与电源Vdd连接，所述驱动TFT的源极分别通过开关与电源Vdd和参考电压Vref连接；所述驱动TFT的栅极通过开关与OLED的阳极连接。
进一步地，所述第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关采用第二开关TFT，所述第二开关TFT的源极与电源Vdd连接，漏极与第一开关TFT的漏极连接，栅极连接第二扫描控制线。
进一步地，所述驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关采用第三开关TFT，所述第三开关TFT的源极与电源Vdd连接，漏极与驱动TFT的源极连接，栅极连接第二扫描控制线。
进一步地，所述驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关采用第四开关TFT，所述第四开关TFT的源极与参考电压Vref连接，漏极与驱动TFT的源极连接，栅极连接第一扫描控制线。
进一步地，所述驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关采用第五开关TFT，所述第五开关TFT的漏极连接驱动TFT的栅极，源极连接OLED的阳极，栅极连接第一扫描控制线。
本发明还提供一种上述有机发光显示器的像素电路的驱动方法，包括：
A、接通第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关，关断第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关，数据线通过第一开关TFT向存储电容的第一端充电，参考电压Vref通过驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关、驱动TFT和驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关向存储电容的第二端充电；
B、关断第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关，接通第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关，电源Vdd通过驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关和驱动TFT驱动OLED发光。
进一步地，所述步骤A中，利用第一扫描控制线将第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关的栅极置于高电平，从而接通第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关；利用第二扫描控制线将第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关的栅极置于低电平，从而关断第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关。
进一步地，所述步骤B中，利用第一扫描控制线将第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关的栅极置于低电平，从而关断第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关；利用第二扫描控制线将第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关的栅极置于高电平，从而接通第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关。
本发明的有机发光显示器的像素电路及其驱动方法，通过引用参考电压，并在驱动OLED之前增加了充电的步骤，使得驱动OLED发光时，流经OLED的电流只与参考电压Vref及数据电压Vdata有关，而与驱动TFT的阈值电压无关，也与电源电压Vdd无关，因此通过本发明驱动OLED发光是不受驱动晶体管阈值电压及电源到每个像素连线的阻抗的影响，使有机发光显示器的显示更加均匀。
附图说明
图1是现有技术中有源矩阵有机发光显示器的像素电路图。
图2是本发明的有机发光显示器的像素电路一实施例的结构图。
图3是图2所示像素电路实施例在工作时的驱动波形。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的有机发光显示器的像素电路，包括第一开关TFT（薄膜晶体管）、驱动TFT、存储电容和OLED（有机发光二极管），第一开关TFT的源极连接数据线，栅极连接第一扫描控制线，OLED连接于驱动TFT的漏极与低电平Vss之间，存储电容串接于第一开关TFT的漏极与驱动TFT的栅极之间；第一开关TFT的漏极通过开关与电源Vdd连接，驱动TFT的源极分别通过开关与电源Vdd和参考电压Vref连接；驱动TFT的栅极通过开关与OLED的阳极连接。其中，各开关优选采用开关TFT。
如图2所示的本发明的有机发光显示器的像素电路的一实施例。其包括：
一电源线Vdd；一参考电压Vref；
一第一扫描控制线Scan0；一第二扫描控制线Scan1；
一数据线Vdata；一有机发光二极管OLED；
一存储电容Cst；一驱动晶体管T5；
五个开关薄膜晶体管：第一开关TFTT1、第二开关TFTT2、第三开关TFTT3、第四开关TFTT4、第五开关TFTT6。
其中，数据线Vdata与第一开关TFTT1的源极连接；第一开关TFTT1的漏极与第二开关TFTT2的漏极以及存储电容Cst的第一端（左端）连接；电源线Vdd与第二开关TFTT2的源极以及第三开关TFTT3的源极连接；参考电压Vref与第四开关TFTT4的源极连接；第三开关TFTT3的漏极和第四开关TFTT4的漏极以及驱动TFTT5的源极连接；驱动TFTT5的栅极和第五开关TFTT6的漏极和存储电容Cst的第二端（右端）连接；驱动TFTT5的漏极和第五开关TFTT6的源极以及OLED的阳极连接，OLED的阴极与低电平Vss连接；第一扫描控制线Scan0与第一开关TFTT1的栅极、第四开关TFTT4的栅极以及第五开关TFTT6的栅极连接；第二扫描控制线Scan1与第二开关TFTT2的栅极以及第三开关TFTT3的栅极连接。
本发明的像素电路实现补偿功能共分二个时间段，具体波形如图3所示：
t1时间段为初始化、充电阶段：第一扫描控制线Scan0为低电平，Scan1为高电平；第一开关TFTT1、第四开关TFTT4和第五开关TFTT6均被打开，第一开关TFTT2、第三开关TFTT3处于关闭状态；数据线通过第一开关TFTT1对存储电容Cst的左端进行充电，即节点N电压被充电为Vdata；参考电压Vref通过第四开关TFTT4、驱动TFTT5和第五开关TFTT6对存储电容Cst的右端进行充电，即节点M被初始化为Vref-|Vth|，Vth为驱动TFTT5的阈值电压；
t2时间段为发光阶段：第一扫描控制线Scan0为高电平，第二扫描控制线Scan1为低电平；第二开关TFTT2、第三开关TFTT3被打开，第一开关TFTT1、第四开关TFTT4、第四开关TFTT6处于关闭状态；存储电容Cst的左端即节点N在t1时间段电压为Vdata，在t2时间段跳变为Vdd，跳变量为Vdata-Vdd，所以存储电容Cst的右端即驱动TFTT5的栅极也会发生跳变，电压由Vref-|Vth|跳变为Vref-|Vth|-(Vdata-Vdd)；驱动TFTT5的源极电压由Vref变化为Vdd。
此时流经OLED的电流，即驱动TFTT5的电流为：
式中：式中，I为流经OLED的电流，W/L为驱动TFTT5的通道宽长比，C ox 为驱动TFTT5栅极与其通道之间的电容，u为驱动TFTT5的电子迁移率，V sg 为存储电容Cst两端的电压差，V th 为像素驱动TFTT5的阈值电压，V dd 为外部电源芯片产生的电压，V ref 为参考电压，V data 为数据电压。
从以上公式可以看出，流经发光二极管OLED的电流只与参考电压Vref与数据电压Vdata有关，而与驱动TFTT5的阈值电压无关，也与电源电压Vdd无关。即使两个像素的驱动TFT阈值电压不一样，且两个像素的电源Vdd走线长度不一样，两个像素的流经OLED的电流也是一样的，即这两个像素的OLED的亮度是一样的。
因此，采用本发明的像素电路可解决两个问题：一是因驱动TFT阈值差异而造成的有机发光显示器显示亮度不均，二是因电源Vdd连线压降造成的有机发光显示器显示亮度不均。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种有机发光显示器的像素电路，包括第一开关TFT、驱动TFT、存储电容和有机发光二极管OLED，所述第一开关TFT的源极连接数据线，栅极连接第一扫描控制线，所述OLED连接于所述驱动TFT的漏极与低电平Vss之间，其特征在于，所述存储电容串接于所述第一开关TFT的漏极与驱动TFT的栅极之间；所述第一开关TFT的漏极通过开关与电源Vdd连接，所述驱动TFT的源极分别通过开关与电源Vdd和参考电压Vref连接；所述驱动TFT的栅极通过开关与OLED的阳极连接，所述OLED的阴极与低电平Vss连接；所述驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关采用第五开关TFT，所述第五开关TFT的漏极连接驱动TFT的栅极，源极连接OLED的阳极，栅极连接第一扫描控制线。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示器的像素电路，其特征在于，所述第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关采用第二开关TFT，所述第二开关TFT的源极与电源Vdd连接，漏极与第一开关TFT的漏极连接，栅极连接第二扫描控制线。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示器的像素电路，其特征在于，所述驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关采用第三开关TFT，所述第三开关TFT的源极与电源Vdd连接，漏极与驱动TFT的源极连接，栅极连接第二扫描控制线。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示器的像素电路，其特征在于，所述驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关采用第四开关TFT，所述第四开关TFT的源极与参考电压Vref连接，漏极与驱动TFT的源极连接，栅极连接第一扫描控制线。
5.一种权利要求1~4中任意一项所述有机发光显示器的像素电路的驱动方法，其特征在于，包括步骤：
A、接通第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的第五开关TFT，关断第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关，数据线通过第一开关TFT向存储电容的第一端充电，参考电压Vref通过驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关、驱动TFT和驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关向存储电容的第二端充电；
B、关断第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的第五开关TFT，接通第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关，电源Vdd通过驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关和驱动TFT驱动OLED发光。
6.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，所述步骤A中，利用第一扫描控制线将第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关的栅极置于高电平，从而接通第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关；利用第二扫描控制线将第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关的栅极置于低电平，从而关断第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关。
7.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，所述步骤B中，利用第一扫描控制线将第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关的栅极置于低电平，从而关断第一开关TFT、驱动TFT的源极与参考电压Vref之间的开关以及驱动TFT的栅极和OLED的阳极之间的开关；利用第二扫描控制线将第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关的栅极置于高电平，从而接通第一开关TFT的漏极与电源Vdd之间的开关以及驱动TFT的源极与电源Vdd之间的开关。
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