CN104464612A - 像素电路及使用该像素电路的有机发光显示器 - Google Patents

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张婷婷
邱勇
黄秀颀
高孝裕
朱晖
张小宝
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Abstract

本发明公开了一种像素电路及使用该像素电路的有机发光显示器。该显示器包含多行像素电路，该像素电路包括有机发光二极管OLED和驱动薄膜晶体管TFT，所述驱动TFT的第一电极连接电源VDD，第二电极连接OLED的阳极，所述OLED的阴极连接低电平VSS，其特征在于，在所述驱动TFT的栅极侧设置有补偿TFT，所述补偿TFT的栅极与驱动TFT的栅极连接。本发明的像素电路及有机发光显示器，通过在驱动TFT的栅极侧设置与其结构对称、大小一致的补偿TFT，利用该补偿TFT的阈值电压抵消掉驱动TFT的阈值电压，从而消除驱动TFT的阈值电压的偏差和电子迁移率对OLED发光的影响，使本发明的有机发光显示器显示均匀。

Description

像素电路及使用该像素电路的有机发光显示器
技术领域
本发明涉及有机发光二极管显示技术，具体地说，是一种像素及使用该像素的有机发光显示器。
背景技术
近来，已经开发出与阴极射线管相比重量轻且体积小的各种平板显示器。平板显示器有液晶显示器（LCD）、场致发射显示器（FED）、等离子体显示面板（PDP）、有机发光二极管（OLED）显示器等。
在平板显示器中，有机发光二极管显示器是利用OLED显示图像的，而OLED是通过电子和空穴的复合而产生光的。有机发光二极管显示器具有快的响应速度，驱动功耗低，并且具有良好的发光效率、亮度和视角，因此近来已受到关注。
通常，根据OLED的驱动方法，有机发光二极管显示器被分成无源矩阵发光二极管（PMOLED）显示器和有源矩阵发光二极管（AMOLED）显示器。
PMOLED显示器利用以彼此交叉的方式形成阳极和阴极并有选择地驱动阴极线和阳极线的方法显示图像，而有源矩阵OLED利用在各个像素中集成薄膜晶体管和电容器并通过电容器维持电压的方法显示图像。无源矩阵OLED结构简单、成本低，但难以实现大尺寸或高精度的面板。相反，利用AMOLED显示器可实现大尺寸或高精度的面板，但技术上难以实现其控制方法，并且需要相对较高的成本。
考虑到分辨率、对比度和响应速度，当前的趋势朝向有源矩阵型的有机发光二极管（OLED）显示器，该有源矩阵有机发光显示器的驱动方法可分成电压编程方法和电流编程方法，其中电压编程方法通过将代表等级的数据电压施加到像素电路而显示图像。图1为一种有源矩阵有机发光显示器的像素结构等效电路图，包括开关TFT（薄膜晶体管） T6、存储电容Cs、驱动TFT T7、有机发光二极管OLED、电源VDD、扫描控制线Vg和数据线Vdata。扫描控制线Vg打开开关TFT T6，数据线Vdata经由开关TFT T6存储到存储电容Cs，从而控制驱动TFT T7产生电流，驱动有机发光二极管OLED发光。但是，由于驱动TFT的阈值电压的偏差和电子迁移率，会有显示不均匀的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以补偿由驱动晶体管的阈值电压偏差和电子迁移率引起的显示不均匀的像素，以及使用该像素的有机发光显示器。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种像素电路，包括有机发光二极管OLED和驱动薄膜晶体管TFT，所述驱动TFT的第一电极连接电源VDD，第二电极连接OLED的阳极，所述OLED的阴极连接低电平VSS，在所述驱动TFT的栅极侧设置有补偿TFT，所述补偿TFT的栅极与驱动TFT的栅极连接。
进一步地，所述补偿TFT的大小与所述驱动TFT一致，所述补偿TFT的结构与所述驱动TFT对称。
进一步地，还包括第一开关TFT和第二开关TFT，所述第一开关TFT的第一电极连接电源VDD，栅极连接第0扫描控制线，第二电极连接所述补偿TFT的第一电极；所述第二开关TFT的栅极连接第1扫描控制线，第一电极连接数据线，第二电极连接所述补偿TFT的第二电极。
进一步地，还包括存储电容，所述存储电容串接在所述驱动TFT的栅极与参考电压Vref之间。
进一步地，所述驱动TFT与OLED之间还连接有第三开关TFT，所述第三开关TFT的第一电极连接所述驱动TFT的第二电极，所述第三开关TFT的第二电极连接OLED的阳极，栅极接收控制信号EM。
本发明还提供一种包含有上述的像素电路的有机发光显示器。
进一步地，所述像素电路有N行，所述N为正整数。
进一步地，还包括：
扫描驱动器，用于分别通过第N-1扫描线和第N扫描线将第N-1扫描信号和第N扫描信号提供至第N行像素电路；
发光控制器，用于将发光控制信号通过发光控制线提供至像素电路；
数据驱动器，用于通过数据线将数据信号提供至像素电路。
进一步地，第N行像素电路位于所述数据线与第N扫描线的交叉处。
进一步地，所述数据驱动器所提供的数据信号与所述第N-1扫描信号及第N扫描信号同步。
本发明的像素电路及有机发光显示器，通过在驱动TFT的栅极侧设置与其结构对称、大小一致的补偿TFT，利用该补偿TFT的阈值电压抵消掉驱动TFT的阈值电压，从而消除驱动TFT的阈值电压的偏差和电子迁移率对OLED发光的影响，使本发明的有机发光显示器显示均匀。
附图说明
图1为现有技术中一种有源矩阵有机发光显示器的像素结构等效电路图。
图2为本发明的像素电路一实施例的电路图。
图3为根据本发明实施例的有机发光显示器的示意图。
图4为图3所示实施例的电路工作时序图。
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。
如图2所示，本发明的像素电路包括OLED和驱动TFT T4，驱动TFT T4的第一电极连接电源VDD，第二电极连接OLED的阳极，OLED的阴极连接低电平VSS，本发明是在驱动TFT T4的栅极侧设置补偿TFT T3，补偿TFT T3的栅极与驱动TFT T4的栅极连接。补偿TFT T3的大小与驱动TFT T4一致，结构与驱动TFT T4对称。由于补偿TFT T3大小与驱动TFT T4一致，而结构对称，其工艺参数和电学特性一致，因此补偿TFT T3的阈值电压抵消掉驱动TFT T4的阈值电压，从而消除驱动TFT T4的阈值电压的偏差和电子迁移率对OLED发光的影响，使有机发光显示器显示均匀。
另外，本发明的像素电路还包括第一开关TFT T1和第二开关TFT T2，第一开关TFT T1的第一电极连接电源VDD，栅极连接第0扫描控制线，第二电极连接补偿TFT T3的第一电极；第二开关TFT T2的栅极连接第1扫描控制线，第一电极连接数据线，第二电极连接补偿TFT T3的第二电极。像素电路还包括存储电容Cs，存储电容CS串接在驱动TFT T4的栅极与参考电压Vref之间。在驱动TFT T4与OLED之间还连接有第三开关TFT T5，第三开关TFT T5的第一电极连接驱动TFT T4的第二电极，第三开关TFT T5的第二电极连接OLED的阳极，栅极接收控制信号EM。
如图3所示，本发明的有机发光显示器，包括N行上述的像素电路，其中N为正整数。本发明有机发光显示器还包括：扫描驱动器，用于分别通过第N-1扫描线和第N扫描线将第N-1扫描信号和第N扫描信号提供至第N行像素电路；发光控制器，将发光控制信号通过发光控制线提供至像素电路；数据驱动器，用于通过数据线将数据信号提供至像素电路。第N行像素电路位于所述数据线与第N扫描线的交叉处，所述数据驱动器所提供的数据信号与所述第N-1扫描信号及第N扫描信号同步。需要说明的是，本实施例中第N行像素的第N-1扫描线即相当于图2所示实施例中的第0扫描线；本实施例中第N行像素的第N扫描线即相当于图2所示实施例中的第1扫描线。
参见图2和图4所示，本发明的像素电路的工作原理分三个阶段：
（1）t1时间段为预充电阶段：当Vgn-1处于高电平，Vgn处于低电平的时候，第一开关TFT T1打开，第二开关TFT T2关闭，结点N通过第一开关TFT T1充电至VDD。
（2）t2时间段为Vth补偿阶段：当Vgn-1处于低电平，Vgn处于高电平的时候，第一开关TFT T1关闭，第二开关TFT T2打开，使补偿TFT T3连接到数据电压，通过补偿TFT T3的第二电极与第二开关TFT T2的第二电极相连，构成存储电容Cs的放电回路，则存储电容Cs开始放电，直至补偿TFT T3关闭，此时节点N的电压VN=Vdata+Vth3，
式中：Vdata为数据电压，Vth3为第三开关TFT T3的阈值电压。
（3）t3时间段为像素发光阶段：当Vgn-1， Vgn处于低电平的时候，控制信号EM为高电平，第一开关TFT T1和第一开关TFT T2都处于关闭状态，第三开关TFT T5打开，驱动TFT T4处于饱和状态。
根据上面对电路的原理分析，流过OLED的电流IOLED由驱动TFT T4决定，由工作在饱和状态的电流公式得到：
IOLED=(W/2L)μnCox(Vgs-Vth4)2
且有：
Vgs=Vdata+Vth3-VOLED，
式中：W/L为驱动TFT T4的通道宽长比，C ox 为驱动TFT T4栅极与其通道之间的电容，u n为驱动TFT T4的电子迁移率，V gs 为存储电容Cs两端的电压差，Vth3为补偿TFT T3的阈值电压，Vth4为驱动TFT T4的阈值电压。
因此有IOLED=(W/2L)μnCox(Vdata+Vth3-VOLED-Vth4)2。因为补偿TFT T3和驱动TFT T4的位置很近，可认为其工艺参数相同，即电学特性相同，则Vth3=Vth4=Vth。因此可以得到：
IOLED=(W/2L)μnCox(Vdata -VOLED)2
式中Vdata为数据电压，VOLED为OLED发光时阳极的电压。
由上式可知IOLED与驱动TFT的阈值电压无关，因此本发明能够解决驱动TFT阈值电压漂移带来的OLED亮度不均的问题。
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 (10)

1.一种像素电路，包括有机发光二极管OLED和驱动薄膜晶体管TFT，所述驱动TFT的第一电极连接电源VDD，第二电极连接OLED的阳极，所述OLED的阴极连接低电平VSS，其特征在于，在所述驱动TFT的栅极侧设置有补偿TFT，所述补偿TFT的栅极与驱动TFT的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述补偿TFT的大小与所述驱动TFT一致，所述补偿TFT的结构与所述驱动TFT对称。
3.根据权利要求1或2所述的像素电路，其特征在于，还包括第一开关TFT和第二开关TFT，所述第一开关TFT的第一电极连接电源VDD，栅极连接第0扫描控制线，第二电极连接所述补偿TFT的第一电极；所述第二开关TFT的栅极连接第1扫描控制线，第一电极连接数据线，第二电极连接所述补偿TFT的第二电极。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，还包括存储电容，所述存储电容串接在所述驱动TFT的栅极与参考电压Vref之间。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述驱动TFT与OLED之间还连接有第三开关TFT，所述第三开关TFT的第一电极连接所述驱动TFT的第二电极，所述第三开关TFT的第二电极连接OLED的阳极，栅极接收控制信号EM。
6.一种包含有权利要求1~5中任意一项所述的像素电路的有机发光显示器。
7.根据权利要求6所述的有机发光显示器，其特征在于，所述像素电路有N行，所述N为正整数。
8.根据权利要求7所述的有机发光显示器，其特征在于，还包括：
扫描驱动器，用于分别通过第N-1扫描线和第N扫描线将第N-1扫描信号和第N扫描信号提供至第N行像素电路；
发光控制器，用于将发光控制信号通过发光控制线提供至像素电路；
数据驱动器，用于通过数据线将数据信号提供至像素电路。
9.根据权利要求8所述的有机发光显示器，其特征在于，第N行像素电路位于所述数据线与第N扫描线的交叉处。
10.根据权利要求8所述的有机发光显示器，其特征在于，所述数据驱动器所提供的数据信号与所述第N-1扫描信号及第N扫描信号同步。
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