CN104732914A - 有机发光器件像素电路及驱动方法和显示器的像素电路 - Google Patents
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Abstract
一种有机发光器件像素电路及驱动方法和显示器的像素电路,储能电容采用异于传统的连接方式,大幅度提高有机发光显示器屏体的对比度和亮度一致性。
Description
技术领域
本发明涉及像素电路领域,特别是涉及一种有机发光器件像素电路及驱动方法和显示器的像素电路。
背景技术
有机发光显示器是一种应用有机发光二极管(OLED)作为发光器件的显示器,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),有机发光显示器具有高对比度、广视角、低功耗、体积更薄等优点,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。
有机发光二极管的亮度是由驱动薄膜场效应晶体管(TFT)产生的电流的大小来决定,用来驱动TFT通常用一个储能电容放电来驱动,由电容引起的漏电问题严重影响屏体的对比度和亮度一致性。
发明内容
基于此,有必要提供一种能减轻电容漏电问题影响的有机发光器件像素电路。此外,还提供一种有机发光器件像素电路的驱动方法和提高屏体对比度和亮度一致性显示器的像素电路。
一种有机发光器件像素电路,用于控制有机发光器件的驱动电流,包括:晶体管和储能电容,以及数据信号输入端、电源信号输入端、有机发光器件电流输出端和基准电压输入端。
所述晶体管的栅极与所述储能电容的第一端和所述数据信号输入端短接,所述晶体管的第一极与所述电源信号输入端短接,所述晶体管的第二极和所述有机发光器件电流输出端短接,所述储能电容的第二端与所述基准电压输入端短接。
电源信号从所述电源信号输入端输入,数据信号从所述数据信号输入端输入,基准电压从所述基准电压输入端输入,所述基准电压的电压值比所述数据信号的高电平信号的电压值小。
上述有机发光器件像素电路,相对于传统的是连接电源信号(电源信号通常比数据信号的高电平信号高),由于基准电压比数据信号的高电平信号小,当数据信号为储能电容充电时,可以大幅度减少电容的漏电电流,从而提高屏体的对比度和亮度一致性。
一种有机发光器件像素电路,包括:第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、储能电容和有机发光二极管。
第一晶体管的栅极与第三晶体管的栅极短接,第一晶体管的第二极与第二晶体管的第一极和第五晶体管的第二极短接,第二晶体管的栅极与第三晶体管的第一极、储能电容的第一端和第四晶体管的第一极短接,第二晶体管的第二极与第三晶体管的第二极和第六晶体管的第一极短接,第六晶体管的栅极与第五晶体管的栅极短接,第六晶体管的第二极与有机发光二极管的正极短接。
数据信号从第一晶体管的第一极输入,电源信号从第五晶体管的第一极输入,第一扫描信号从第一晶体管的栅极输入,第二扫描信号从第四晶体管的栅极输入,驱动信号从第六晶体管的栅极输入,第一基准电压从第四晶体管的第二极输入,第二基准电压从储能电容的第二端输入,有机发光二极管的负极接地,所述第二基准电压的电压值比数据信号的高电平信号的电压值小。
在其中一个实施例中,所述第二基准电压的电压值为所述数据信号的高电平信号的1/3~2/3。
在其中一个实施例中,还包括耦合电容,所述耦合电容连接在第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极之间。
在其中一个实施例中,第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管为P沟道型场效应晶体管。
在其中一个实施例中,第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管的第一极和第二极分别对应为第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管的源极和漏极。
在其中一个实施例中,第四晶体管和第五晶体管为双栅晶体管结构。
在其中一个实施例中,第一基准电压和第二基准电压为同一基准电压。
一种有机发光器件像素电路的驱动方法,基于上述有机发光器件像素电路,有机发光器件像素电路的一帧工作时间依次包括准备阶段、采样阶段和驱动阶段。
准备阶段,第一扫描信号和驱动信号为高电平,第二扫描信号为低电平;
采样阶段,第二扫描信号和驱动信号为高电平,第一扫描信号为低电平;
驱动阶段,第一扫描信号和第二扫描信号为高电平,驱动信号为低电平。
在其中一个实施例中,在准备阶段和采样阶段还包括过渡阶段。
过渡阶段,第一扫描信号、第二扫描信号和驱动信号都为高电平。
一种显示器的像素电路,包括多个上述有机发光器件像素电路,以及用于产生电源信号、地信号、多组数据信号、多组第一扫描信号、多组第二扫描信号、多组驱动信号、第一基准电压和第二基准电压的驱动电路,每个所述有机发光器件像素电路对应着一组电源信号、地信号、数据信号、第一扫描信号、第二扫描信号、驱动信号、第一基准电压和第二基准电压。
上述有机发光器件像素电路及驱动方法和显示器的像素电路,通过控制第三晶体管使第二晶体管形成二极管连接,从而将第二晶体管的阈值电压差异抵消,从而使得第二晶体管的驱动电流一致,达到使得各像素之间的亮度一致的目的。连接第二晶体管栅极的储能电容的另一端连接的是第二基准电压,相对于传统的是连接电源信号(电源信号通常比数据信号的高电平信号高),由于第二基准电压比数据信号的高电平信号小,可以大幅度减少电容的漏电电流。
特别地,当第二基准电压只有数据信号的高电平信号的1/3到2/3时,漏电电流只有传统漏电电流的2/3。当第二基准电压为数据信号的高电平信号的1/2时,漏电电流只有传统漏电电流的1/2,大幅度提高有机发光显示器屏体的对比度和亮度一致性。
附图说明
图1为本发明一实施例的有机发光器件像素电路图;
图2为本发明另一实施例的有机发光器件像素电路图;
图3为采用P沟道型场效应晶体管的有机发光器件像素电路图;
图4为本发明一实施例的有机发光器件像素电路部分信号的时序图;
图5为本发明一实施例的有机发光器件像素电路部分信号的时序详细图;
图6为本发明一实施例的有机发光显示器的像素电路。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述。
图1为本发明一实施例的有机发光器件像素电路图。
一种有机发光器件像素电路,用于控制有机发光器件的驱动电流,包括:晶体管T1和储能电容C1,以及数据信号输入端VDATA、电源信号输入端VDD、有机发光器件电流输出端Id和基准电压输入端Vref。
晶体管T1的栅极与储能电容C1的第一端和数据信号输入端VDATA短接,晶体管T1的第一极与电源信号输入端VDD短接,晶体管T1的第二极和有机发光器件电流输出端Id短接,储能电容C1的第二端与基准电压输入端Vref短接。
电源信号从电源信号输入端VDD输入,数据信号从数据信号输入端VDATA输入,基准电压从基准电压输入端Vref输入,基准电压的电压值比数据信号的高电平信号的电压值小。
基准电压Vref的电压值为数据信号VDATA的高电平信号的电压值的1/3~2/3,具体为基准电压Vref的电压值为数据信号VDATA的高电平信号的电压值的1/2。
由于基准电压Vref比数据信号VDATA的高电平信号(data)小,只有数据信号VDATA的高电平信号data的1/3到2/3,这样可以大幅度减少储能电容C1的漏电电流,漏电电流只有传统漏电电流的2/3。当基准电压Vref为数据信号VDATA的高电平信号data的1/2时,漏电电流只有传统漏电电流的1/2,大幅度提高有机发光显示器屏体的对比度和亮度一致性。
晶体管T1可以为场效应晶体管,具体为薄膜场效应晶体管(TFT)。可以是N沟道型TFT,也可以是P沟道型的TFT,按设计需要自行选取。在本实施例中,采用P沟道型的场效应晶体管,具体为P沟道型的TFT。更具体为,晶体管T1的第一极为其源极,第二极为其漏极。
图2为本发明另一实施例的有机发光器件像素电路图。
一种有机发光器件像素电路,包括:第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、储能电容C1和有机发光二极管OLED。
第一晶体管T1的栅极与第三晶体管T3的栅极短接,第一晶体管T1的第二极与第二晶体管T2的第一极和第五晶体管T5的第二极短接,第二晶体管T2的栅极与第三晶体管T3的第一极、储能电容C1的第一端和第四晶体管T4的第一极短接,第二晶体管T2的第二极与第三晶体管T3的第二极和第六晶体管T6的第一极短接,第六晶体管T6的栅极与第五晶体管T5的栅极短接,第六晶体管T6的第二极与有机发光二极管OLED的正极短接。
在本实施例中,还包括耦合电容C2,耦合电容C2连接在第一晶体管T1的栅极和第二晶体管T2的栅极之间。
在本实施例中,第四晶体管T4和第五晶体管T5为单栅晶体管结构,在其他实施例中,还可以是采用双栅晶体管结构。
数据信号VDATA从第一晶体管T1的第一极输入,电源信号VDD从第五晶体管T5的第一极输入,第一扫描信号S1从第一晶体管T1的栅极输入,第二扫描信号S2从第四晶体管T4的栅极输入,驱动信号EM从第六晶体管T6的栅极输入,第一基准电压Vref1从第四晶体管T4的第二极输入,第二基准电压Vref2从储能电容C1的第二端输入,有机发光二极管OLED的负极接地,第二基准电压Vref2的电压值比数据信号VDATA的高电平信号的电压值小。
第二基准电压Vref2的电压值为数据信号VDATA的高电平信号的1/3~2/3,具体为第二基准电压Vref2的电压值为数据信号VDATA的高电平信号的1/2。
第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6可以为场效应晶体管,具体为薄膜场效应晶体管(TFT)。可以是N沟道型TFT,也可以是P沟道型的TFT,按设计需要自行选取。在本实施例中,采用P沟道型的场效应晶体管,具体为P沟道型的TFT。
图3为采用P沟道型场效应晶体管的有机发光器件像素电路图。
参考图2,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6的第一极和第二极分别对应为第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6的源极和漏极。
图4本发明为一实施例的有机发光器件像素电路部分信号的时序图。
有机发光器件像素电路的一帧工作时间依次包括准备阶段t1、采样阶段t2和驱动阶段t3。
准备阶段t1,第一扫描信号S1和驱动信号EM为高电平,第二扫描信号S2为低电平;
采样阶段t2,第二扫描信号S2和驱动信号EM为高电平,第一扫描信号S1为低电平;
驱动阶段t3,第一扫描信号S1和第二扫描信号S2为高电平,驱动信号EM为低电平。
为了使数据信号传输得更精确,通常在准备阶段t1和采样阶段t2留出一段过渡阶段t4,此阶段的设置就是为了等待数据信号VDATA到达后才开始采样。在过渡阶段t4,第一扫描信号S1、第二扫描信号S2和驱动信号EM都为高电平。同样的为了使数据信号传输得更精确,通常在采样阶段t2和驱动阶段t3留出一段过渡阶段t5,此阶段的设置是为了等待数据信号VDATA完全传输完毕后才开始进入驱动阶段t3。请结合图5,在过渡阶段t4,第一扫描信号S1、第二扫描信号S2和驱动信号EM都为高电平。
下面结合电路和时序图分析本电路的驱动方法和工作过程。
准备阶段t1:EM为高电平,从而第六晶体管T6和第五晶体管T5关断,OLED没有驱动电流从而没有发光。第一扫描信号S1为高电平,第三晶体管T3关断。第二扫描信号S2为低电平,从而激发第四晶体管T4导通,第一基准电压Vref1通过第四晶体管T4传至第二晶体管T2的栅极,使上一帧像素时间存储在储能电容C1里的剩余电能放电消除,避免对当前帧像素时间内对阈值电压采样造成差异从而导致最后的驱动电流不一致。第一基准电压Vref1通常为负值。
过渡阶段t4:等待数据信号VDATA到达第一晶体管T1的源极。
采样阶段t2:EM为高电平,从而第六晶体管T6和第五晶体管T5继续保持关断。第二扫描信号S2跳变为高电平,第四晶体管T4关断。第一扫描信号S1跳变为低电平,从而激发第一晶体管T1和第三晶体管T3的导通,第一晶体管T1的栅极和漏极连接,所以第一晶体管T1形成二极管连接。数据信号VDATA(大小为Vdata)经过第一晶体管T1源极和漏极最后到达第一晶体管T1的栅极,并对连接在第一晶体管T1的栅极的储能电容进行充电,直至完成充电电压Vdata+Vth(Vth为第一晶体管的阈值电压,且为负值)。
过渡阶段t5:等待数据信号VDATA完全传输完毕。
驱动阶段t3:EM为高电平,从而第六晶体管T6和第五晶体管T5导通。第二扫描信号为高电平,第四晶体管T4继续保持关断。第一扫描信号为高电平,第一晶体管T1和第三晶体管T3关断,储能电容C1的电压Vdata+Vth激发第二晶体管导通,于是电源信号电压VDD传至第二晶体管T2的源极,即第二晶体管T2的源极电压为Vs=VDD。由于第二晶体管T2的栅极电压Vg为Vdata+Vth,从而第二晶体管T2的源栅极压降Vsg=Vs-Vg=VDD–(VDATA+Vth),从而通过第二晶体管T2的驱动电流I=K*(Vsg+Vth)2=K*(VDD-VDATA)2。K是关于电子迁移率、栅介质厚度和TFT尺寸的常量,所以驱动电流I的大小与第二晶体管T2的阈值电压无关,从而实现了阈值补偿的目的,使驱动电流I为一个常量,有机发光二极管OLED便拥有一致的亮度和对比度。
在其他实施例中,在储能电容流电很小的情况下,第一基准电压Vref1和第二基准电压Vref2可以为同一基准电压,参考图4,即此时储能电容C1与第四晶体管T4的漏极短接,第一基准电压Vref1和第二基准电压Vref2都为负值。
图6本发明为一实施例的有机发光显示器的像素电路。
一种显示器的像素电路,包括多个有机发光器件像素电路,以及用于产生电源信号VDD、地信号VSS、多组数据信号(VDATA.1、VDATA.2…VDATA.n)、多组第一扫描信号(S1.1、S1.2…S1.n)、多组第二扫描信号(S2.1、S2.2…S2.n)、多组驱动信号(EM.1、EM.2…EM.n)、第一基准电压Vref1和第二基准电压Vref2的驱动电路,每个有机发光器件像素电路对应着一组电源信号VDD、地信号VSS、数据信号VDATA.n、第一扫描信号S1.n、第二扫描信号S2.n、驱动信号EM.n、第一基准电压Vref1和第二基准电压Vref2。
上述有机发光器件像素电路及驱动方法和显示器的像素电路,通过控制第三晶体管T3使第二晶体管T2形成二极管连接,从而将第二晶体管T2的阈值电压差异抵消,从而使得第二晶体管T2的驱动电流一致,达到使得各像素之间的亮度一致的目的。连接第二晶体管T2栅极的储能电容C1的另一端连接的是第二基准电压Vref2,相对于传统的是连接电源信号VDD,VDD的电压值通常比高电平信号(Vdata)高,由于第二基准电压Vref2比数据信号VDATA的高电平信号(Vdata)小,只有数据信号VDATA的高电平信号Vdata的1/3到2/3,这样可以大幅度减少储能电容C1的漏电电流,漏电电流只有传统漏电电流的2/3。当第二基准电压Vref2为数据信号VDATA的高电平信号Vdata的1/2时,漏电电流只有传统漏电电流的1/2,大幅度提高有机发光显示器屏体的对比度和亮度一致性。
本发明相对于传统改变了储能电容C1的连接方式,储能电容C1由连接电源信号VDD的电源端改为连接一条第二基准电压Vref2线,在像素版图设计时避免了储能电容C1需要在电源端和第二晶体管T2栅极间跨越其他器件和线路的复杂连接,所以在设计得当的情况下(例如将第二基准电压Vref2线设置在第二晶体管T2栅极的附近),本发明的像素版图可以比传统的像素版图面积更小,从而增加了每英寸屏幕上所拥有的像素数目(PPI),使屏体显示画面更加细腻。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种有机发光器件像素电路,其特征在于,用于控制有机发光器件的驱动电流,包括:晶体管和储能电容,以及数据信号输入端、电源信号输入端、有机发光器件电流输出端和基准电压输入端;
所述晶体管的栅极与所述储能电容的第一端和所述数据信号输入端短接,所述晶体管的第一极与所述电源信号输入端短接,所述晶体管的第二极和所述有机发光器件电流输出端短接,所述储能电容的第二端与所述基准电压输入端短接;
电源信号从所述电源信号输入端输入,数据信号从所述数据信号输入端输入,基准电压从所述基准电压输入端输入,所述基准电压的电压值比所述数据信号的高电平信号的电压值小。
2.一种有机发光器件像素电路,其特征在于,包括:第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、储能电容和有机发光二极管;
第一晶体管的栅极与第三晶体管的栅极短接,第一晶体管的第二极与第二晶体管的第一极和第五晶体管的第二极短接,第二晶体管的栅极与第三晶体管的第一极、储能电容的第一端和第四晶体管的第一极短接,第二晶体管的第二极与第三晶体管的第二极和第六晶体管的第一极短接,第六晶体管的栅极与第五晶体管的栅极短接,第六晶体管的第二极与有机发光二极管的正极短接;
数据信号从第一晶体管的第一极输入,电源信号从第五晶体管的第一极输入,第一扫描信号从第一晶体管的栅极输入,第二扫描信号从第四晶体管的栅极输入,驱动信号从第六晶体管的栅极输入,第一基准电压从第四晶体管的第二极输入,第二基准电压从储能电容的第二端输入,有机发光二极管的负极接地,所述第二基准电压的电压值比数据信号的高电平信号的电压值小。
3.根据权利要求2所述的有机发光器件像素电路,其特征在于,所述第二基准电压的电压值为所述数据信号的高电平信号的1/3~2/3。
4.根据权利要求2所述的有机发光器件像素电路,其特征在于,还包括耦合电容,所述耦合电容连接在第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极之间。
5.根据权利要求2所述的有机发光器件像素电路,其特征在于,第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管为P沟道型场效应晶体管。
6.根据权利要求5所述的有机发光器件像素电路,其特征在于,第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管的第一极和第二极分别对应为第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管的源极和漏极。
7.根据权利要求2所述的有机发光器件像素电路,其特征在于,第一基准电压和第二基准电压为同一基准电压。
8.一种有机发光器件像素电路的驱动方法,基于权利要求2~7任一项所述的有机发光器件像素电路,其特征在于,有机发光器件像素电路的一帧工作时间依次包括准备阶段、采样阶段和驱动阶段;
准备阶段,第一扫描信号和驱动信号为高电平,第二扫描信号为低电平;
采样阶段,第二扫描信号和驱动信号为高电平,第一扫描信号为低电平;
驱动阶段,第一扫描信号和第二扫描信号为高电平,驱动信号为低电平。
9.根据权利要求8所述的有机发光器件像素电路的驱动方法,其特征在于,在准备阶段和采样阶段还包括过渡阶段;
过渡阶段,第一扫描信号、第二扫描信号和驱动信号都为高电平。
10.一种显示器的像素电路,其特征在于,包括多个如权利要求2~7任一项所述的有机发光器件像素电路,以及用于产生电源信号、地信号、多组数据信号、多组第一扫描信号、多组第二扫描信号、多组驱动信号、第一基准电压和第二基准电压的驱动电路,每个所述有机发光器件像素电路对应着一组电源信号、地信号、数据信号、第一扫描信号、第二扫描信号、驱动信号、第一基准电压和第二基准电压。
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