CN103474023A

CN103474023A - 有机发光二极管的像素电路

Info

Publication number: CN103474023A
Application number: CN2013104013608A
Authority: CN
Inventors: 孙伯彰; 黄金海; 黄思齐
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2013-12-25

Abstract

一种有机发光二极管的像素电路，包括一有机发光二极管、一第一晶体管、一第二晶体管及一电容。有机发光二极管接收一第一电压。第一晶体管的一端耦接有机发光二极管，第一晶体管的另一端接收一第二电压。第二晶体管的一端耦接第一晶体管的一端，第二晶体管的另一端耦接第一晶体管的控制端，第二晶体管的控制端接收一扫描信号。电容耦接于第一晶体管的控制端与一第三电压之间。当扫描信号为致能时，第二电压设定为一数据电压，第三电压设定为一参考电压，第一电压设定为一低电压。

Description

有机发光二极管的像素电路

技术领域

本发明是有关于一种像素电路，且特别是有关于一种有机发光二极管的像素电路。

背景技术

随着科技的进步，平面显示器成为近年来最受瞩目的显示技术。其中，有机发光二极管（organic light emitting diode, OLED）显示器因其自发光、广视角、省电、制程简易、低成本、低温度操作范围、高应答速度以及全彩化等优点而具有极大的应用潜力，可望成为下一代的平面显示器的主流。

为了控制有机发光二极管的发光亮度，有机发光二极管通常会串接一晶体管。透过控制晶体管的导通程度，可控制流经有机发光二极管的电流，进而控制有机发光二极管的发光亮度。一般而言，由于晶体管的电气特性的影响，各像素的显示效果可能会不同。因此，如何透过电路设计使各像素的显示效果相同则成为驱动有机发光二极管的一个重要课题。

发明内容

本发明提供一种有机发光二极管的像素电路，可提升画面的显示质量。

本发明的有机发光二极管的像素电路，包括一有机发光二极管、一第一晶体管、一第二晶体管及一第一电容。有机发光二极管接收一第一电压。第一晶体管具有一第一端、一第二端及一第一控制端，其中第一端耦接有机发光二极管，第二端接收一第二电压。第二晶体管具有一第三端、一第四端及一第二控制端，其中第三端耦接第一端，第四端耦接第一控制端，第二控制端接收一扫描信号。第一电容耦接于第一控制端与一第三电压之间。当扫描信号为致能时，第二电压设定为一数据电压，第三电压设定为一参考电压，第一电压设定为一低电压，其中参考电压及数据电压小于等于一高电压，参考电压及数据电压大于等于低电压。

基于上述，本发明实施例有机发光二极管的像素电路，其有机发光二极管的亮度受控于数据电压及参考电压，因此可消除第一晶体管的临界电压的影响，亦即可视为对临界电压进行补偿。

附图说明

图1A为依据本发明第一实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。

图1B为依据本发明第一实施例的像素电路的驱动波形示意图。

图2A为依据本发明第二实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。

图2B为依据本发明第二实施例的像素电路的驱动波形示意图。

图3A为依据本发明第三实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。

图3B为依据本发明第三实施例的像素电路的驱动波形示意图。

图4A为依据本发明第四实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。

图4B为依据本发明第四实施例的像素电路的驱动波形示意图。

【主要组件符号说明】

C1：第一电容

ID：电流

M1：第一晶体管

M2：第二晶体管

M3a、M3b、M3c：第三晶体管

M4a、M4b、M4c：第四晶体管

OD1：有机发光二极管

PI：数据写入期间

PL：发光期间

PR：重置期间

PX1、PX2、PX3、PX4：像素电路

SC：扫描信号

SW11、SW21、SW31：第一开关信号

SW12、SW22、SW32：第二开关信号

V1：第一电压

V2：第二电压

V3：第三电压

VD：数据电压

Vg：栅极电压

VH：高电压

VL：低电压

VR：参考电压

具体实施方式

图1A为依据本发明第一实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。请参照图1A，在本实施例中，像素电路PX1包括有机发光二极管OD1、第一晶体管M1、第二晶体管M2、第一电容C1，其中第一晶体管M1及第二晶体管M2分别为一N型晶体管。有机发光二极管OD1的阴极接收第一电压V1，有机发光二极管OD1的阳极耦接第一晶体管M1的漏极（对应第一端）。第一晶体管M1的源极（对应第二端）接收第二电压V2。第二晶体管M2的漏极（对应第三端）耦接第一晶体管M1的漏极，第二晶体管M2的源极（对应第四端）耦接第一晶体管M1的栅极（对应第一控制端），第二晶体管M2的栅极（对应第二控制端）接收扫描信号SC。第一电容C1耦接于第一晶体管M1的栅极与第三电压V3之间。

图1B为依据本发明第一实施例的像素电路的驱动波形示意图。请参照图1A及图1B，在本实施例中，像素电路PX1的操作时序至少分为三个期间，例如重置期间PR、数据写入期间PI及发光期间PL。其中，数据写入期间PI邻接重置期间PR及发光期间PL，且重置期间PR先于发光期间PL。

在重置期间PR中，扫描信号SC会为禁能（例如为低电压准位），第一电压V1及第二电压V2设定为低电压VL，第三电压V3设定为高电压VH。此时，第一晶体管M1会呈现导通，第二晶体管M2会呈现不导通，而有机发光二极管OD1会呈现逆偏而不导通。藉此，第一晶体管M1的栅极电压Vg会被重置。

在数据写入期间PI中，扫描信号SC为致能（例如为高电压准位），第一电压V1设定为低电压VL，第二电压V2设定为数据电压VD，第三电压V3设定为参考电压VR。其中，参考电压VR及数据电压VD通常小于等于高电压VH，参考电压VR及数据电压VD通常大于等于低电压VL。此时，第一晶体管M1及第二晶体管M2会呈现导通，而有机发光二极管OD1仍会呈现逆偏而不导通。藉此，第一晶体管M1的栅极电压Vg会被充电至VD+Vth，其中VD为数据电压VD，Vth为晶体管M1的临界电压。

在发光期间PL中，扫描信号SC为禁能，第一电压V1设定为高电压VH，第二电压V2及第三电压V3设定为低电压VL。此时，第一晶体管M1会呈现导通，第二晶体管M2会呈现不导通，而有机发光二极管OD1会呈现顺偏而导通。并且，第一晶体管M1的栅极电压Vg会为VD+Vth-VR+VL，其中VR为参考电压VR，VL为低电压VL，而流经第一晶体管M1的电流ID（即流经有机发光二极管OD1的电流）会为k(VD+Vth-VR+VL-VL-Vth)²，其中k为第一晶体管M1的电流系数。经简化后，电流ID会为k(VD-VR)²。其中，参考电压VR可以依据电路需求作调整，例如作电压补偿，但在部分实施例中，参考电压VR可以设定为接地电压，以致于电流ID会为k(VD)²，亦即有机发光二极管OD1的亮度完全受控于数据电压VD。

依据上述，本发明实施例的像素电路PX1的有机发光二极管OD1的亮度受控于数据电压VD及参考电压VR，因此晶体管M1的临界电压Vth的影响被消除，亦即可视为对临界电压Vth进行补偿。并且，由于像素电路PX1采用倒置式有机发光二极管OD1来做设计，亦即第一晶体管M1的漏极耦接有机发光二极管OD1，因此有机发光二极管OD1的跨压对于电流ID的影响较低，亦即有机发光二极管OD1的亮度会较稳定。此外，上述第一晶体管M1及第二晶体管M2皆为N型晶体管，因此可降低硬件成本并且简化像素电路PX1的制程。

图2A为依据本发明第二实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。请参照图1A及图2A，在本实施例中，相较于像素电路PX1，像素电路PX2还包括第三晶体管M3a及第四晶体管M4a，其中相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，第三晶体管M3a及第四晶体管M4a例如皆为N型晶体管。

第三晶体管M3a的漏极（对应第五端）耦接第一晶体管M1的源极，第三晶体管M3a的源极（对应第六端）接收第二电压V2，第三晶体管M3a的栅极（对应第三控制端）接收第一开关信号SW11。其中，第一晶体管M1的源极会透过导通的第三晶体管M3a接收第二电压V2。第四晶体管M4a的漏极（对应第七端）耦接第一晶体管M1的源极，第四晶体管M4a的源极（对应第八端）接收第三电压V3，第四晶体管M4a的栅极（对应第四控制端）接收第二开关信号SW12。

图2B为依据本发明第二实施例的像素电路的驱动波形示意图。请参照图1A、图1B、图2A及图2B，其中相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，第一开关信号SW11致能于重置期间PR及数据写入期间PI（例如为高电压准位），第一开关信号SW11禁能于发光期间PL（例如为低电压准位）。第二开关信号SW12禁能于重置期间PR及数据写入期间PI（例如为低电压准位），第二开关信号SW12致能于发光期间PL（例如为高电压准位）。换言之，第一开关信号SW11相反于第二开关信号SW12，亦即第二开关信号SW12可视为第一开关信号SW11的反相信号。

依据上述，第三晶体管M3a受控于第一开关信号SW11而导通于重置期间PR及数据写入期间PI，并且第三晶体管M3a受控于第一开关信号SW11而不导通于发光期间PL。第四晶体管M4a受控于第二开关信号SW12而不导通于重置期间PR及数据写入期间PI，并且第四晶体管M4a受控于第二开关信号SW12而导通于发光期间PL。其中，像素电路PX2的电路运作会大致相同于像素电路PX1的电路运作。

图3A为依据本发明第三实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。请参照图1A及图3A，在本实施例中，相较于像素电路PX1，像素电路PX3还包括第三晶体管M3b及第四晶体管M4b，其中相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，第三晶体管M3b例如为N型晶体管，及第四晶体管M4a例如为P型晶体管。

第三晶体管M3b的漏极（对应第五端）耦接第一晶体管M1的源极，第三晶体管M3b的源极（对应第六端）接收第二电压V2，第三晶体管M3b的栅极（对应第三控制端）接收第一开关信号SW21。其中，第一晶体管M1的源极会透过导通的第三晶体管M3b接收第二电压V2。第四晶体管M4b的漏极（对应第七端）耦接第一晶体管M1的源极，第四晶体管M4b的源极（对应第八端）接收第三电压V3，第四晶体管M4b的栅极（对应第四控制端）接收第二开关信号SW22。

图3B为依据本发明第三实施例的像素电路的驱动波形示意图。请参照图1A、图1B、图3A及图3B，其中相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，第一开关信号SW21致能于重置期间PR及数据写入期间PI（例如为高电压准位），第一开关信号SW21禁能于发光期间PL（例如为低电压准位）。第二开关信号SW22禁能于重置期间PR及数据写入期间PI（例如为高电压准位），第二开关信号SW22致能于发光期间PL（例如为低电压准位）。换言之，第一开关信号SW21相同于第二开关信号SW22。

依据上述，第三晶体管M3b受控于第一开关信号SW21而导通于重置期间PR及数据写入期间PI，并且第三晶体管M3b受控于第一开关信号SW21而不导通于发光期间PL。第四晶体管M4b受控于第二开关信号SW22而不导通于重置期间PR及数据写入期间PI，并且第四晶体管M4b受控于第二开关信号SW22而导通于发光期间PL。其中，像素电路PX3的电路运作会大致相同于像素电路PX1的电路运作。

图4A为依据本发明第四实施例的有机发光二极管的像素电路的电路示意图。请参照图1A及图4A，在本实施例中，相较于像素电路PX1，像素电路PX4还包括第三晶体管M3c及第四晶体管M4c，其中相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，第三晶体管M3c例如为P型晶体管，及第四晶体管M4c例如为N型晶体管。

第三晶体管M3c的漏极（对应第五端）耦接第一晶体管M1的源极，第三晶体管M3c的源极（对应第六端）接收第二电压V2，第三晶体管M3c的栅极（对应第三控制端）接收第一开关信号SW31。其中，第一晶体管M1的源极会透过导通的第三晶体管M3c接收第二电压V2。第四晶体管M4c的漏极（对应第七端）耦接第一晶体管M1的源极，第四晶体管M4c的源极（对应第八端）接收第三电压V3，第四晶体管M4c的栅极（对应第四控制端）接收第二开关信号SW32。

图4B为依据本发明第四实施例的像素电路的驱动波形示意图。请参照图1A、图1B、图4A及图4B，其中相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，第一开关信号SW31致能于重置期间PR及数据写入期间PI（例如为低电压准位），第一开关信号SW31禁能于发光期间PL（例如为高电压准位）。第二开关信号SW32禁能于重置期间PR及数据写入期间PI（例如为低电压准位），第二开关信号SW32致能于发光期间PL（例如为高电压准位）。换言之，第一开关信号SW31相同于第二开关信号SW32。

依据上述，第三晶体管M3c受控于第一开关信号SW31而导通于重置期间PR及数据写入期间PI，并且第三晶体管M3c受控于第一开关信号SW31而不导通于发光期间PL。第四晶体管M4c受控于第二开关信号SW32而不导通于重置期间PR及数据写入期间PI，并且第四晶体管M4c受控于第二开关信号SW32而导通于发光期间PL。其中，像素电路PX4的电路运作会大致相同于像素电路PX1的电路运作。

综上所述，本发明实施例的有机发光二极管的像素电路，其有机发光二极管的亮度受控于数据电压及参考电压，因此可消除第一晶体管的临界电压的影响，亦即可视为对临界电压进行补偿。并且，由于第一晶体管漏极耦接有机发光二极管，因此有机发光二极管的跨压对于第一晶体管的漏极电流的影响较低，亦即有机发光二极管的亮度会较稳定。此外，当像素电路中的晶体管皆为N型晶体管时，因此可降低硬件成本并且简化像素电路的制程。

Claims

1. 一种有机发光二极管的像素电路，包括：

一有机发光二极管，接收一第一电压；

一第一晶体管，具有一第一端、一第二端及一第一控制端，该第一端耦接该有机发光二极管，该第二端接收一第二电压；

一第二晶体管，具有一第三端、一第四端及一第二控制端，该第三端耦接该第一端，该第四端耦接该第一控制端，该第二控制端接收一扫描信号；以及

一第一电容，耦接于该第一控制端与一第三电压之间；

其中，当该扫描信号为致能时，该第二电压设定为一数据电压，该第三电压设定为一参考电压，该第一电压设定为一低电压，其中该参考电压及该数据电压小于等于一高电压，该参考电压及该数据电压大于等于该低电压。

2. 如权利要求1所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该扫描信号致能于一数据写入期间，该数据写入期间邻接一重置期间及一发光期间，且该重置期间先于该发光期间。

3. 如权利要求2所述的有机发光二极管的像素电路，其中在该重置期间，该扫描信号为禁能，该第一电压及该第二电压设定为该低电压，该第三电压设定为该高电压。

4. 如权利要求2所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，在该发光期间，该扫描信号为禁能，该第一电压设定为该高电压，该第二电压及该第三电压设定为该低电压。

5. 如权利要求1所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，还包括：

一第三晶体管，具有一第五端、一第六端及一第三控制端，该第五端耦接该第一晶体管的该第二端，该第六端接收该第二电压，该第三控制端接收一第一开关信号，其中该第一晶体管的该第二端透过该第三晶体管接收该第二电压；以及

一第四晶体管，具有一第七端、一第八端及一第四控制端，该第七端耦接该第一晶体管的该第二端，该第八端接收该第三电压，该第四控制端接收一第二开关信号；

其中，当该扫描信号为致能时，该第三晶体管受控于该第一开关信号而导通，该第四晶体管受控于该第二开关信号而不导通。

6. 如权利要求5所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该扫描信号致能于一数据写入期间，该数据写入期间邻接一重置期间及一发光期间，该重置期间先于该发光期间，其中该第三晶体管受控于该第一开关信号而导通于该重置期间及该数据写入期间，该第四晶体管受控于该第二开关信号而导通于该发光期间。

7. 如权利要求5所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管及该第四晶体管分别为一N型晶体管，该第一开关信号相反于该第二开关信号。

8. 如权利要求5所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该第一晶体管、该第二晶体管及该第三晶体管分别为一N型晶体管，该第四晶体管为一P型晶体管，该第一开关信号相同于该第二开关信号。

9. 如权利要求5所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该第一晶体管、该第二晶体管及该第四晶体管分别为一N型晶体管，该第三晶体管为一P型晶体管，该第一开关信号相同于该第二开关信号。

10. 如权利要求1所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该有机发光二极管的阴极接收该第一电压，该有机发光二极管的阳极耦接该第一晶体管的该第一端。

11. 如权利要求1所述的有机发光二极管的像素电路，其特征在于，该参考电压为一接地电压。