CN103578428A - 一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，包括多个大周期，每个大周期包括N个帧，第1帧中，编程经过初始化、阈值电压锁存、数据加载和有机发光二极管发光阶段，且阈值电压锁存是从扫描信号中分离出来的；第2～N帧，编程只经过数据加载和有机发光二极管发光阶段；对整个像素阵列而言，在第i行的像素完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。本发明可补偿驱动晶体管的阈值电压漂移和有机发光二极管退化，保证显示质量，而且还可以降低功耗并有效提高编程速度。

Description

一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法

技术领域

本发明涉及有源有机电致发光显示器的像素驱动技术，特别涉及一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法。

背景技术

有源矩阵有机发光二极管显示器（Active Matrix Organic Light EmittingDiode：AMOLED）是一种新兴的平板显示技术，由于其制备工艺简单、成本低、响应速度快、功耗低、容易实现和集成电路驱动的匹配、发光亮度高、工作温度适应范围广、体积轻薄且易于实现柔性显示和大屏显示等优点，具有广阔的市场前景，在平板显示领域受到科学家和产业界的广泛重视。

有源矩阵驱动技术可以分成电流编程模式和电压编程模式。电流编程在低亮度时，充电电流较小，对存储电容充电时间会很大，造成低色阶区电流写入不足，且其外围驱动比较复杂。而电压编程模式是利用数据电压来控制流经OLED的电流而决定OLED的亮暗程度，电压编程模式是将电压直接加在存储电容的两端，可以极大的降低电容的充电时间，提高其响应速度，而且其外围驱动芯片设计较容易，成本低。传统的电压编程型AMOLED像素驱动电路如图1所示，通过两个薄膜晶体管和一个存储电容（简称2T1C像素电路）来控制有机发光二极管的发光亮度，其工作过程是首先通过开关管T1将数据线上的数据电压传输到驱动管T2的栅极，并保存在电容Cst上，驱动管T2将这个数据电压转化成相应的电流来驱动OLED器件进行发光，其电流可以表示成下式：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{DATA}}-V_{\mathrm{OLED}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

其中，V_gs为驱动管T2栅极和源极之间的电势差，μ_n为载流子迁移率，C_OX为栅绝缘层电容，W、L分别为驱动管T2的沟道宽度和长度，V_DATA为数据电压，V_OLED为OLED的工作电压，V_th为驱动管T2的阈值电压。虽然2T1C像素电路控制简单，驱动速度快，但是从上式可知：不同像素单元之间的V_th不同或者V_th随时间发生漂移，则流过OLED的电流存在差异，造成显示屏的显示不均匀性，另外，OLED器件的非均匀性以及随时间的亮度退化都会导致显示的不均匀性。因此，传统的2T1C像素电路很难应用于高质量AMOLED显示。

目前，针对于驱动管TFT的阈值电压漂移和OLED的阈值电压漂移，许多学者都提出了相应的像素补偿电路来加以补偿。这些像素补偿电路都能很好的解决TFT和OLED的阈值电压漂移的问题。

尽管这些像素补偿电路都提供了一种或者几种补偿驱动管TFT的阈值电压和OLED的阈值电压变化手段，但是都需要额外增加其像素电路的编程时间，降低其编程速度，而当这些像素电路需要应用到高分辨率、大尺寸显示器或者3D显示中时，其编程的时间是不够的，从而又造成了对TFT和OLED的阈值电压锁存不充分，造成屏的显示不均匀性。此外，像素电路必须以更低功耗为特征，这样才能延长其电源的寿命并扩展其系统的功能性。目前，能够应用于高分辨率、大尺寸显示和3D显示中的像素补偿电路有以下几种：第一种是采用并行处理方案（parallel addressing schemes）（见G.Reza Chaji and Arokia Nathan，“Parallel Addressing Scheme for Voltage-Programmed Active-Matrix OLEDDisplays”IEEE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICE，VOL.54，NO.5，MAY2007），其驱动方式如图2所示，这种方案是使得像素电路在编程时将阈值电压锁存阶段从扫描时间中分离出来，从而可以延长其阈值电压的锁存时间，使之对驱动管TFT和OLED的阈值电压进行充分锁存，这种方案使得像素电路能够接近传统2T1C像素电路的速度。但是这种方案每一帧中都必须对驱动管TFT和OLED的阈值电压进行锁存，所以相对于2T1C像素电路而言，增加了相应的功耗；第二种是采用交叉解决方案（interleaving addressing scheme）（见G.RezaChaji and Arokia Nathan，“Low-Power Low-Cost Voltage-Programmed a-Si:HAMOLED Display for Portable Devices”JOURNAL OF DISPLAY TECHNOLOGY，VOL.4，NO.2，JUNE2008），其驱动方案如图3所示，这种方案是同时锁存一些行的阈值电压，利用电容将这些行的阈值电压存储起来，以使得接下来的一些帧不再需要锁存阈值电压，可以直接加载数据，然后发光，这种方案也可以接近传统的2T1C像素电路的编程速度。但是这种方法由于是使某一些行的阈值电压同时锁存，所以在一个大周期中，这些行的最后一帧的发光时间是不相同的，且同一个像素最后一个帧周期的发光时间与前面的帧周期也不一样，这样使得显示效果变差，而且该驱动方案的时序较为复杂。第三种是采用了一次锁存的编程方式（见公开的发明专利CN 103117041 A），其驱动方法如图4所示，这种方法虽然在一次锁存后的N个周期中，其编程的速度可以达到传统2T1C像素电路的编程速度，但是由于在需要锁存阈值电压的帧周期中，其编程的速度和一般的像素补偿电路的编程速度差不多，这样就造成了一个大周期中，第一帧与后面的帧的编程速度不一样，使得每一行的OLED发光时间不相同，而且在一个大周期中，同一行的第一帧和最后一帧的发光时间和不需要阈值电压锁存阶段的帧周期的发光时间不一样，影响了显示的效果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，可补偿驱动晶体管的阈值电压漂移，有效提高编程速度，保证显示质量，降低功耗。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，包括以下步骤：

有源有机电致发光显示器的像素阵列包括以行列排布的多个像素；每个像素都具有对应的像素电路；将像素电路的显示时间分成多个大周期，每个大周期包含N个帧周期，每个帧周期都是连续进行的；

每个大周期第1帧的编程步骤包括以下四个步骤：

（1）初始化；

（2）阈值电压锁存阶段:提取驱动晶体管的阈值电压；

（3）数据加载：将数据电压写入到驱动晶体管的栅极上；

（4）有机发光二极管发光；

步骤（1）～（4）是连续进行的；

每个大周期的第2～N帧的编程步骤包括以下步骤：

（5）数据加载：将数据电压写入到驱动晶体管的栅极上；

（6）有机发光二极管发光；

步骤（5）～（6）是连续进行的；

对整个像素阵列而言，在第i行的像素完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。

所述像素电路包括：第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管、第四开关晶体管、驱动晶体管、有机发光二极管、第一电容及第二电容；

每个晶体管包括栅极、漏极和源极；

所述第一开关晶体管的漏极连接数据线，第一开关晶体管的源极连接第一电容的第一极板，第一开关晶体管的栅极连接第一扫描控制线；

所述第二开关晶体管的漏极连接第一电容的第一极板，第二开关晶体管的源极接地，第二开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第三开关晶体管的漏极连接第一电容的第二极板，第三开关晶体管的源极连接第四开关晶体管的源极，第三开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第四开关晶体管的漏极连接有机发光二极管的阴极，第四开关晶体管的栅极连接发光控制线；

所述驱动晶体管的漏极连接第四开关晶体管的源极，驱动晶体管的源极接地，驱动晶体管的栅极连接第一电容的第二极板；

所述第一电容的第一极板或第二极板通过第二电容接地；

所述有机发光二极管的阳极接电源。

所述像素电路包括：第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管、第四开关晶体管、驱动晶体管、有机发光二极管、第一电容及第二电容；

每个晶体管包括栅极、漏极和源极；

所述第一开关晶体管的漏极连接数据线，第一开关晶体管的源极连接第一电容的第一极板，第一开关晶体管的栅极连接第一扫描控制线；

所述第二开关晶体管的漏极连接第一电容的第一极板，第二开关晶体管的源极接到有机发光二极管的阴极，第二开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第三开关晶体管的漏极连接第一电容的第二极板，第三开关晶体管的源极连接第四开关晶体管的源极，第三开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第四开关晶体管的漏极连接有机发光二极管的阴极，第四开关晶体管的栅极连接发光控制线；

所述驱动晶体管的漏极连接第四开关晶体管的源极，驱动晶体管的源极接地，驱动晶体管的栅极连接第一电容的第二极板；

所述第一电容的第一极板或第二极板通过第二电容接地；

所述有机发光二极管的阳极接电源。

所述像素电路的驱动方法具体包括以下步骤：

（1）初始化：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给高电平，第二～四开关晶体管导通；第i行像素的第一扫描控制线给低电平，第一开关晶体管关闭；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；

（2）阈值电压锁存阶段：第i行像素的第二扫描控制线保持高电平，第二、第三开关晶体管依然导通；第i行的发光控制线和第一扫描控制线给入低电平，第一、第四开关晶体管关闭，完成对驱动晶体管的阈值电压锁存；

（3）数据加载：第i行的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（4）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

每个大周期的第2～N帧的编程方法如下：

（5）数据加载：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（6）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行像素的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

对整个像素阵列而言，在第i行的像素完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。

所述像素电路的驱动方法具体包括以下步骤：

（1）初始化：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给高电平，第二～四开关晶体管导通；第i行像素的第一扫描控制线给低电平，第一开关晶体管关闭；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；

（2）阈值电压锁存阶段：第i行像素的第二扫描控制线保持高电平，第二、第三开关晶体管依然导通；第i行的发光控制线和第一扫描控制线给入低电平，第一、第四开关晶体管关闭，完成对驱动晶体管的阈值电压锁存和对有机发光二极管的开启电压的提取；

（3）数据加载：第i行的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（4）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

每个大周期的第2～N帧的编程方法如下：

（5）数据加载：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（6）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行像素的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

对整个像素阵列而言，在第i行的像素完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法为交叉分离的编程方式，“交叉”指的是具有初始化和阈值电压锁存的编程方式与只有数据加载和有机发光二极管两个阶段的编程方式交叉使用，有效提高了像素电路的编程速度，该驱动方案的编程速度可以达到传统的2T1C像素电路的编程速度，减少了显示器的功耗。“分离”指的是在阈值电压锁存阶段，实现阈值电压锁存从扫描信号中分离出来，从而实现具有阈值电压锁存阶段的帧周期和没有阈值电压锁存阶段的帧周期的时序同步；在一个大周期中，由于每一行的数据加载都是连续的，而且时间都是相同的（即第一帧和后面的N-1帧的第一扫描线的扫描时序是相同的），所以在同一帧中，每一行的发光时间都是相同的，在不同的帧周期中，每一个像素的发光时间也是接近相同的（第一帧和后面的N-1帧的发光时间只是相差几十us），从而保证了屏的显示效果，而且不会增加其控制信号线的驱动时序的复杂程度。

2、本发明的有源有机电致发光显示器的像素电路，其发光阶段的有机电致发光二极管的电流与驱动晶体管的阈值电压无关，可以补偿驱动管的阈值电压漂移，而且与有机电致发光二极管的开启电压也无关，所以该像素电路在驱动晶体管的阈值电压漂移和有机电致发光二极管退化的情况下，能保持流过有机电致发光二极管的电流恒定；或者流过发光二极管的电流与驱动晶体管的阈值电压无关，而随着有机发光二极管的开启电压变大而变大，从而不仅补偿了驱动晶体管的阈值电压，而且在一定程度上补偿了有机发光二极管的亮度随时间的退化。

3、本发明的有源有机电致发光显示器的像素电路，将有机发光二极管的阴极连接到第一电容的第一极板上，即与数据线通过一个晶体管的源漏极相连，从而在像素电路初始化和阈值电压锁存两个阶段中，有机发光二极管的开启电压被存储到第一电容的一端，接着在数据加载阶段，能够通过电容耦合效应将有机发光二极管的开启电压和数据电压同时耦合到驱动晶体管的栅极，从而在一定程度上补偿了有机发光二极管随时间的亮度退化。

附图说明

图1为背景技术中传统的2T1C像素电路图。

图2为背景技术中并行处理方案的时序图；图中：初始化阶段I，阈值电压锁存阶段C，数据加载阶段D，发光阶段E。

图3为背景技术中交叉解决方案的时序图；图中：阈值电压锁存阶段C，数据加载阶段D，发光阶段E；h表示分割的行数，τ_p表示每一行的延时。

图4为背景技术中一次锁存的编程方式的时序图；图中：初始化阶段I，阈值电压锁存阶段C，数据加载阶段D，发光阶段E。

图5为本发明的实施例1的有源有机电致发光显示器的像素电路；图中：第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、驱动晶体管T5、第一电容C1、第二电容C2、第i行第一扫描控制线SCAN[i]、第i行第二扫描控制线EMB[i]、第i行发光控制线EMS[i]、电源线VDD、地线VSS、数据线V_DATA、有机发光二极管OLED。

图6为本发明的实施例1的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法的一个大周期中第一帧和第二帧的控制信号时序图；图中：初始化阶段I，阈值电压锁存阶段C，数据加载阶段D，发光阶段E；第i行的第二扫描控制线EMB[i]，第i行发光控制线EMS[i]，第i行第一扫描控制线SCAN[i]，数据线V_DATA，第i-1行的灰阶数据D_i-1，第i行的灰阶数据D_i，第i+1行的灰阶数据D_i+1。

图7为本发明的实施例1的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法中的多个大周期中的时序图。图中：初始化阶段I，阈值电压锁存阶段C，数据加载阶段D，发光阶段E。

图8为本发明的实施例2的有源有机电致发光显示器的像素电路，图中：第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、驱动晶体管T5、第一电容C1、第二电容C2、第i行第一扫描控制线SCAN[i]、第i行第二扫描控制线EMB[i]、第i行发光控制线EMS[i]、电源线VDD、地线VSS、数据线V_DATA、有机发光二极管OLED。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图5所示，本实施例的有源有机电致发光显示器的像素电路，包括第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、驱动晶体管T5、有机发光二极管OLED、第一电容C1及第二电容C2。

每个晶体管都包括栅极、漏极和源极。

所述第一开关晶体管T1的漏极连接数据线V_DATA，第一开关晶体管T1的源极连接第一电容C1的第一极板，第一开关晶体管T1的栅极连接第i行的第一扫描控制线SCAN[i]；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；

所述第二开关晶体管T2的源极接地，第二开关晶体管T2的漏极连接第一电容C1的第一极板，第二开关晶体管T2的栅极连接第i行第二扫描控制线EMB[i]；

所述第三开关晶体管T3的漏极连接第一电容C1的第二极板，第三开关晶体管T3的源极连接第四开关晶体管T4的源极，第三开关晶体管T3的栅极连接第i行第二扫描控制线EMB[i]；

所述第四开关晶体管T4的漏极连接有机发光二极管OLED的阴极，第四开关晶体管T4的栅极连接第i行发光控制线EMS[i]；

所述驱动晶体管T5的漏极连接第四开关晶体管T4的源极，驱动晶体管T5的源极接地线VSS，驱动晶体管T5的栅极连接第一电容C1的第二极板；

所述第一电容C1的第一极板通过第二电容C2接地线VSS；

所述有机发光二极管的阳极接电源线VDD。

如图6所示，本实施例的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法如下：有源有机电致发光显示器的像素阵列包括以行列排布的多个像素；每个像素都具有对应的像素电路；将像素电路的显示时间分成多个大周期，每个大周期包含N个帧周期，每个帧周期都是连续进行的；

每个大周期的第一帧的编程方法如下：

(1)I初始化阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]和发光控制线EMS[i]给高电平，第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4导通；第i行的第一扫描控制线SCAN[i]给低电平，第一开关晶体管T1关闭；则A点被拉到一个高电平（该电平将大于驱动晶体管T5的阈值电压）。

(2)C阈值电压锁存阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]保持高电平，第二、第三开关晶体管T2和T3依然导通；第i行的发光控制线EMS[i]和第一扫描控制线SCAN[i]给入低电平，第一开关晶体管T1和第四开关晶体管T4关闭，完成对驱动晶体管的阈值电压锁存；此时A点的电压为驱动晶体管T5的阈值电压V_th，完成了对驱动晶体管T5的阈值电压锁存。而此时C点的电压为0。

(3)D数据加载阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]和发光控制线EMS[i]给入低电平，第二～四开关晶体管T2、T3和T4被关闭，第i行的第一扫描控制信号线SCAN[i]给入高电平，第一开关晶体管T1导通；数据线V_DATA加载第i行的数据电压V_DATA；则C点的电位由0变成了V_DATA，由于电容C1和C2耦合效应，A点的电压由V_th变成了V_th+V_DATA。

(4)E有机发光二极管发光阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]保持低电平，维持第二开关晶体管T2和第三开关晶体管T3呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线SCAN[i]由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管T1，第i行的发光控制线EMS[i]由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管T4导通。这样，OLED开始发光，并且通过电流设计可以使得T4工作在线性区，T5管工作在饱和区。此时流过OLED的电流由T5的栅极电压来决定，其电流的表达式为：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{th}}+V_{\mathrm{DATA}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n{\·C}_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{\left(V_{\mathrm{DATA}}\right)}^2$

其中，V_gs为驱动晶体管T5栅极和源极之间的电势差，μ_n为载流子迁移率，C_OX为栅绝缘层电容，W、L分别为驱动晶体管T5的沟道宽度和长度，V_DATA为数据电压，V_th为驱动晶体管T5的阈值电压。从上式可以看出，流过OLED的电流与驱动晶体管T5的阈值电压V_th和有机发光二极管的开启电压无关，所以该像素电路在驱动晶体管电压漂移和有机发光二极管退化的情况下，能保持流过有机发光二级管的电流恒定。

每个大周期的第2～N帧的编程方法如下：

（5）D数据加载阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]和发光控制线EMS[i]给入低电平，第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4被关闭，第i行的第一扫描控制信号线SCAN[i]给入高电平，第一开关晶体管T1导通；数据线加载第i行的数据电压V_DATA‘，则C点的电位由V_DATA变成了V_DATA’，由于电容C1和C2耦合效应，A点的电压由V_th+V_DATA变成了V_th+V_DATA；

（6）E有机发光二极管发光阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]保持低电平，维持晶体管T2和T3呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线SCAN[i]由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管T1，第i行的发光控制线EMS[i]由低电平变成高电平，使得T4导通。这样，OLED开始发光，并且通过电流设计可以使得T4工作在线性区，T5管工作在饱和区。此时流过OLED的电流由T5的栅极电压来决定，其电流的表达式为：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n{\·C}_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{th}}+{V_{\mathrm{DATA}}}^{\text{'}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{\left({V_{\mathrm{DATA}}}^{\text{'}}\right)}^2$

如图7所示，上述编程方法中，在第i行完成初始化步骤时，第i+1行开始进行初始化步骤。也就是说，在大周期的第一帧中，锁存阈值电压是从行扫描时间中分离出来的，即第i行进行初始化和阈值电压锁存阶段时，前面的一行（第i-1行）或者前面几行（第i-j行、第i-j+1行…第i-1行）在依次加载数据，这样就可以使得每一行的第一扫描线的时序在一个大周期中的每一帧中都是相同的，从而保证了相应的显示效果。

从上述编程方法可知，由于在大周期的第一帧中，阈值电压锁存是可以从数据扫描信号中分离出来的，即第i行在进行阈值电压锁存C阶段，前一些行可以同时进行数据加载D阶段，从而使得大周期中的每一帧的发光时间都相等，不会影响其显示的质量。而且由于在一个大周期中的后N-1帧中，不需要对像素电路进行与初始化和阈值电压锁存这两个阶段，所以减少了显示器的功耗。

实施例2

如图8所示，本实施例的有源有机电致发光显示器的像素电路，包括第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、驱动晶体管T5、有机发光二极管OLED、第一电容C1及第二电容C2。

每个晶体管都包括栅极、漏极和源极。

所述第一开关晶体管T1的漏极连接数据线，第一开关晶体管T1的源极连接第一电容C1的第一极板，第一开关晶体管T1的栅极连接第i行的第一扫描控制线SCAN[i]；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；

所述第二开关晶体管T2的漏极连接第一电容的第一极板，第二开关晶体管T2的源极连接到有机发光二极管的阴极，第二开关晶体管T2的栅极连接第i行第二扫描控制线EMB[i]；

所述第三开关晶体管T3的漏极连接第一电容C1的第二极板，第三开关晶体管T3的源极连接第四开关晶体管T4的源极，第三开关晶体管T3的栅极连接第i行第二扫描控制线EMB[i]；

所述第四开关晶体管T4的漏极连接有机发光二极管OLED的阴极，第四开关晶体管T4的栅极连接第i行发光控制线EMS[i]；

所述驱动晶体管T5的漏极连接第四开关晶体管T4的源极，驱动晶体管的源极接地线VSS，驱动晶体管T5的栅极连接第一电容C1的第二极板；

所述第一电容C1的第二极板通过第二电容C2接地线VSS；

所述有机发光二极管的阳极接电源线VDD。

本实施例的源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法如下：有源有机电致发光显示器的像素阵列包括以行列排布的多个像素；每个像素都具有对应的像素电路；将像素电路的显示时间分成多个大周期，每个大周期包含N个帧周期，每个帧周期都是连续进行的；

每个大周期的第一帧的编程方法如下：

(1)I初始化阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]和发光控制线EMS[i]给高电平，第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4导通；第i行的第一扫描控制线SCAN[i]给低电平，第一开关晶体管T1关闭；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；则A点被拉到一个高电平（该电平将大于驱动晶体管T5的阈值电压）。

(2)C阈值电压锁存阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]保持高电平，第二、第三开关晶体管T2和T3依然导通；第i行的发光控制线EMS[i]和第一扫描控制线SCAN[i]给入低电平，第一开关晶体管T1和第四开关晶体管T4关闭，完成对驱动晶体管的阈值电压锁存；此时A点的电压为驱动晶体管T5的阈值电压V_th，完成了对驱动晶体管T5的阈值电压锁存。而此时C点的电压为VDD-V_OLED，从而完成了对有机发光二极管的开启电压的提取。

(3)D数据加载阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]和发光控制线EMS[i]给入低电平，第二～四开关晶体管T2、T3和T4被关闭，第i行的第一扫描控制信号线SCAN[i]给入高电平，第一开关晶体管T1导通；数据线V_DATA加载第i行的数据电压V_DATA；则C点的电位由VDD-V_OLED变成了V_DATA，由于电容C1和C2耦合效应，A点的电压由V_th变成了

(4)E有机发光二极管发光阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]保持低电平，维持第二开关晶体管T2和第三开关晶体管T3呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线SCAN[i]由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管T1，第i行的发光控制线EMS[i]由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管T4导通。这样，OLED开始发光，并且通过电流设计可以使得T4工作在线性区，T5管工作在饱和区。此时流过OLED的电流由T5的栅极电压来决定，其电流的表达式为：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{th}}+\frac{C1}{C1+C2}(V_{\mathrm{DATA}}+V_{\mathrm{OLED}}-\mathrm{VDD})-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{\left(\frac{C1}{C1+C2}(V_{\mathrm{DATA}}+V_{\mathrm{OLED}}-\mathrm{VDD})\right)}^2$

其中，V_gs为驱动晶体管T5栅极和源极之间的电势差，μ_n为载流子迁移率，C_ox为栅绝缘层电容，W、L分别为驱动晶体管T5的沟道宽度和长度，V_DATA为数据电压，V_OLED为OLED的开启电压V_th为驱动晶体管T5的阈值电压，VDD为所加的电源电压，C1和C2分别为电容C1和电容C2的电容值。从上式可以看出，流过OLED的电流与驱动晶体管T5的阈值电压V_th无关，所以可以补偿驱动晶体管T5的阈值电压漂移，而且流过OLED的电流还随着有机发光二极管的开启电压变大而变大，所以该像素电路还能在一定程度上补偿有机发光二极管的亮度随时间的衰减。

每个大周期的第2～N帧的编程方法如下：

（5）D数据加载阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]和发光控制线EMS[i]给入低电平，第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4被关闭，第i行的第一扫描控制信号线SCAN[i]给入高电平，第一开关晶体管T1导通；数据线加载第i行的数据电压V_DATA’，则C点的电位由V_DATA变成了V_DATA’，由于电容C1和C2耦合效应，A点的电压由

变成了 $V_{\mathrm{th}}+\frac{C1}{C1+C2}({V_{\mathrm{DATA}}}^{\text{'}}+V_{\mathrm{OLED}}-\mathrm{VDD});$

（6）E有机发光二极管发光阶段：第i行的第二扫描控制线EMB[i]保持低电平，维持第二、第三开关晶体管T2和T3呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线SCAN[i]由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管T1，第i行的发光控制线EMS[i]由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管T4导通。这样，OLED开始发光，并且通过电流设计可以使得T4工作在线性区，T5管工作在饱和区。此时流过OLED的电流由T5的栅极电压来决定，其电流的表达式为：

$I_{\mathrm{OLED}}=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n\·C_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{(V_{\mathrm{th}}+\frac{C1}{C1+C2}({V_{\mathrm{DATA}}}^{\text{'}}+V_{\mathrm{OLED}}-\mathrm{VDD})-V_{\mathrm{th}})}^2$

$=\frac{1}{2}{\mathrm{\μ}}_n{\·C}_{\mathrm{OX}}\·\frac{W}{L}\·{\left(\frac{C1}{C1+C2}({V_{\mathrm{DATA}}}^{\text{'}}+V_{\mathrm{OLED}}-\mathrm{VDD})\right)}^2.$

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

有源有机电致发光显示器的像素阵列包括以行列排布的多个像素；每个像素都具有对应的像素电路；将像素电路的显示时间分成多个大周期，每个大周期包含N个帧周期，每个帧周期都是连续进行的；

每个大周期第1帧的编程步骤包括以下四个步骤：

（1）初始化；

（2）阈值电压锁存阶段:提取驱动晶体管的阈值电压；

（3）数据加载：将数据电压写入到驱动晶体管的栅极上；

（4）有机发光二极管发光；

步骤（1）～（4）是连续进行的；

每个大周期的第2～N帧的编程步骤包括以下步骤：

（5）数据加载：将数据电压写入到驱动晶体管的栅极上；

（6）有机发光二极管发光；

步骤（5）～（6）是连续进行的；

对整个像素阵列而言，在第i行的像素的完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。

2.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，其特征在于，所述像素电路包括：第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管、第四开关晶体管、驱动晶体管、有机发光二极管、第一电容及第二电容；

每个晶体管包括栅极、漏极和源极；

所述第一开关晶体管的漏极连接数据线，第一开关晶体管的源极连接第一电容的第一极板，第一开关晶体管的栅极连接第一扫描控制线；

所述第二开关晶体管的漏极连接第一电容的第一极板，第二开关晶体管的源极接地，第二开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第三开关晶体管的漏极连接第一电容的第二极板，第三开关晶体管的源极连接第四开关晶体管的源极，第三开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第四开关晶体管的漏极连接有机发光二极管的阴极，第四开关晶体管的栅极连接发光控制线；

所述驱动晶体管的漏极连接第四开关晶体管的源极，驱动晶体管的源极接地，驱动晶体管的栅极连接第一电容的第二极板；

所述第一电容的第一极板或第二极板通过第二电容接地；

所述有机发光二极管的阳极接电源。

3.根据权利要求1所述的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，其特征在于，所述像素电路包括：第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管、第四开关晶体管、驱动晶体管、有机发光二极管、第一电容及第二电容；

每个晶体管包括栅极、漏极和源极；

所述第一开关晶体管的漏极连接数据线，第一开关晶体管的源极连接第一电容的第一极板，第一开关晶体管的栅极连接第一扫描控制线；

所述第二开关晶体管的漏极连接第一电容的第一极板，第二开关晶体管的源极接到有机发光二极管的阴极，第二开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第三开关晶体管的漏极连接第一电容的第二极板，第三开关晶体管的源极连接第四开关晶体管的源极，第三开关晶体管的栅极连接第二扫描控制线；

所述第四开关晶体管的漏极连接有机发光二极管的阴极，第四开关晶体管的栅极连接发光控制线；

所述驱动晶体管的漏极连接第四开关晶体管的源极，驱动晶体管的源极接地，驱动晶体管的栅极连接第一电容的第二极板；

所述第一电容的第一极板或第二极板通过第二电容接地；

所述有机发光二极管的阳极接电源。

4.根据权利要求2所述的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，其特征在于，所述像素电路的驱动方法具体包括以下步骤：

（1）初始化：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给高电平，第二～四开关晶体管导通；第i行像素的第一扫描控制线给低电平，第一开关晶体管关闭；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；

（2）阈值电压锁存阶段：第i行像素的第二扫描控制线保持高电平，第二、第三开关晶体管依然导通；第i行的发光控制线和第一扫描控制线给入低电平，第一、第四开关晶体管关闭，完成对驱动晶体管的阈值电压锁存；

（3）数据加载：第i行的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（4）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

每个大周期的第2～N帧的编程方法如下：

（5）数据加载：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（6）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行像素的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

对整个像素阵列而言，在第i行的像素完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。

5.根据权利要求3所述的有源有机电致发光显示器的像素电路的驱动方法，其特征在于，所述像素电路的驱动方法具体包括以下步骤：

（1）初始化：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给高电平，第二～四开关晶体管导通；第i行像素的第一扫描控制线给低电平，第一开关晶体管关闭；1≤i≤M，M为显示屏的总扫描行数；

（2）阈值电压锁存阶段：第i行像素的第二扫描控制线保持高电平，第二、第三开关晶体管依然导通；第i行的发光控制线和第一扫描控制线给入低电平，第一、第四开关晶体管关闭，完成对驱动晶体管的阈值电压锁存和对有机发光二极管的开启电压的提取；

（3）数据加载：第i行的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（4）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

每个大周期的第2～N帧的编程方法如下：

（5）数据加载：第i行像素的第二扫描控制线和发光控制线给入低电平，第二～四开关晶体管被关闭，第i行像素的第一扫描控制信号线给入高电平，第一开关晶体管导通；数据线加载第i行像素的数据电压；

（6）有机发光二极管发光：第i行像素的第二扫描控制线保持低电平，维持第二、三开关晶体管呈闭关状态，第i行像素的第一扫描控制线由高电平变成低电平关闭第一开关晶体管，第i行像素的发光控制线由低电平变成高电平，使得第四开关晶体管导通；

对整个像素阵列而言，在第i行的像素完成初始化步骤时，第i+1行的像素开始进行初始化步骤。

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