CN105679245A - 一种像素补偿电路及像素结构 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了像素补偿电路及像素结构。所述像素补偿电路包括：有机发光二极管、驱动单元以及感光单元，驱动单元用于生成驱动有机发光二极管的驱动电流；感光单元用于基于感光单元感测到的环境光亮度调节驱动电流以使任意第一亮度下的驱动电流大于任意第二亮度下的驱动电流，其中，第一亮度大于第二亮度。本申请提供的像素补偿电路及像素结构，当环境亮度较低时驱动有机发光二极管的发光电流降低，环境亮度较高时驱动有机发光二极管的发光电流提高，使得有机发光二极管的发光亮度随环境亮度的增加而增加，改善了不同环境亮度下的显示效果。

Description

一种像素补偿电路及像素结构
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及有机发光显示技术领域，尤其涉及一种像素补偿电路及像素结构。
背景技术
有机发光显示(OrganicLightEmittingDisplay，OLED)的像素结构如图1所示，OLED像素100包括阳极11、有机材料层12、阴极13。其中，有机材料层12包括空穴传输层121、有机发光层122和电子传输层123。有机发光层122所在的区域形成发光区，且发光区与阳极11直接接触。可以理解的是，在发光区之外的有机材料层12与阳极11之间有绝缘层。像素100的显示原理为当在阳极11和阴极13之间施加驱动电压时，在阳极11和阴极13之间形成定向电场，在电场的作用下，阳极11的空穴通过空穴传输层121到达有机发光层122，阴极13的电子通过电子传输层123到达有机发光层122，到达有机发光层122的空穴和电子形成激子，由此有机发光层122产生可见光。有机发光层122的发光亮度与流过有机发光层122的电流成正比。
在现有技术中，像素100的发光亮度不随环境亮度的变化而变化。假设人眼适应的环境亮度值为A，此时像素100的发光亮度为A时，人眼可以感受最佳的显示效果。在实际使用中，有时候环境亮度值大于A，此时若像素100的发光亮度仍为A，则人眼会觉得像素100显示的亮度较暗；有时候环境亮度值小于A，此时若像素100的发光亮度仍为A，则人眼会觉得像素100显示的亮度太亮，用户会觉得刺眼。也就是说在使用环境变化时，像素100的显示亮度值不会随环境亮度值改变而改变，人眼感受的显示效果受环境亮度的干扰大。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，期望提供驱动有机发光二极管的发光电流随着环境亮度变化而变化的解决方案，为了实现上述目的，本申请提出一种像素补偿电路及像素结构。
本申请一方面提供了一种像素补偿电路，包括有机发光二极管、驱动单元以及感光单元，所述驱动单元用于生成驱动所述有机发光二极管的驱动电流；所述感光单元用于基于所述感光单元感测到的环境光亮度调节所述驱动电流以使任意第一亮度下的驱动电流大于任意第二亮度下的驱动电流，其中，所述第一亮度大于所述第二亮度。
本申请另一方面提供了一种像素结构，包括第一电极，第二电极，位于所述第一电极和所述第二电极之间的感光层，其中，所述感光层在第一亮度下的电阻值小于在第二亮度下的电阻值，所述第一亮度大于所述第二亮度。
本申请提供的像素补偿电路及像素结构，通过在像素电路中设置感光单元，感光单元的电阻值随环境亮度变化而变化：在环境亮度较低时感光单元的电阻值大于环境亮度较高时感光单元的电阻值，因此，当环境亮度较低时驱动有机发光二极管的发光电流降低，环境亮度较高时驱动有机发光二极管的发光电流提高，使得有机发光二极管的发光强度随环境亮度的改变而改变，改善了不同环境亮度下的显示效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是现有技术提供的一种有机发光像素结构示意图；
图2是本申请提供的一种像素补偿电路的结构示意图；
图3A是本申请提供的另一种像素补偿电路结构示意图；
图3B是图3A提供的像素补偿电路的驱动时序示意图；
图3C是在本申请的图3A所示的像素补充电路中感光单元的电阻值以及流过有机发光二极管的电流随着环境亮度的变化而变化的示意图；
图4是本申请提供的一种像素结构示意图；
图5是本申请提供的又一种像素结构示意图；
图6是本申请提供的又一种像素结构示意图；
图7是本申请提供的又一种像素结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图2是本申请提供的一种像素补偿电路的结构示意图。如图2所示，像素补偿电路200包括PVDD电压源、PVEE电压源、驱动单元、有机发光二极管OLED，以及在PVDD、有机发光二极管OLED、PVEE构成的回路上的感光单元R。
感光单元R的电阻值随着环境亮度的变化而变化。具体而言，感光单元R的电阻值随着环境亮度的增加而减小，随着环境亮度的降低而增加。
在本实施例的一些可选实现方式中，感光单元R例如可以为光敏电阻。光敏电阻的电阻值随着环境亮度的增加而减小，随着环境亮度的降低而增加。
在本实施例的一些可选实现方式中，感光单元R可以包括在可见光线照射下电阻值随着照射光线的亮度的增大而减小的材料。在这些材料中，由于光线照射而产生的载流子全部参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子流向电源的正极，空穴流向电源的负极。照射光线的亮度越大，这些材料中参与导电的载流子越多，材料的电阻越小。具体地，感光单元R例如可以包括以下至少一种材料：硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅、硫化铋和有机半导体材料。
在有机发光二极管OLED发光阶段，由于感光单元R的电阻值随着环境的亮度增加而减小，因此PVDD、有机发光二极管OLED、PVEE回路上的总电阻减小，使得在PVDD、PVEE作用下流过驱动单元、感光单元R以及有机发光二极管OLED的电流随着环境的亮度的增加而增加。感光单元R的电阻值随着环境的亮度减小而增加，因此PVDD、有机发光二极管OLED、PVEE回路上的总电阻增加，使得在PVDD、PVEE作用下流过驱动单元、感光单元R以及有机发光二极管OLED的电流随着环境的亮度的降低而增加减小。因此，有机发光二极管OLED的发光亮度随着环境亮度的增加而提高，随着环境亮度的减小而降低。需要指出的是，本申请提供的像素补偿电路并不局限于图2所示的像素补偿电路，只要是在PVDD、有机发光二极管OLED、PVEE之间的回路上设置感光单元R都是本申请所要保护的范围。
请继续参考图3A和图3B，图3A是本申请提供的另一种像素补偿电路结构示意图，图3B示出了该像素补偿电路的驱动时序图。
如图3A中所示，在该像素电路300中包括晶体管M1、M2、M3、M4、M5和M6，电容C，感光单元R，有机发光二极管OLED。
在图3B中所示的阶段S1中，低电位的Scan1信号使得M5导通，同时在阶段S1中Scan2信号及Emit信号位于高电位使得M2、M4及M1、M6截止。由于M5导通，N1点的电位降低为Vref。
在阶段S2，Scan1信号位于高电位、Emit仍保持高电位，M5、M1和M6保持截止。Scan2由高电位变为低电位，使得M2和M4导通，此时，Vdata经过M2、M3及M4对电容C充电，使得N1点的电位升高，直至VN1-VN2＝Vth(VN1为N1点的电位，VN2为N2点的电位，Vth为M3的阈值电压)，N1点的电位VN1不再变化。
在阶段S3，Emit电位由高电位变为低电位，使得M5和M6导通，而Scan1与Scan2位于高电位，使得M5、M2及M4截止，此时在PVDD和PVEE之间的电场作用下，电流由R、M1、M3、M6流至有机发光二极管OLED。由于PVDD、PVEE电压值是恒定不变的，当环境亮度较高时，感光单元R的电阻值降低，使得R、M1、M3、M6及有机发光二极管OLED这一通路中的总电阻降低，因此流过R、M1、M3、M6及有机发光二极管的电流增加，使得有机发光二极管在环境亮度较高时发出的光线亮度增加；当环境亮度较低时感光单元R的电阻值增加，使得R、M1、M3、M6及有机发光二极管OLED这一通路中的总电阻增加，因此流过R、M1、M3、M6及有机发光二极管的电流降低，使得有机发光二极管在环境亮度较低时发出的光线亮度减小。值得指出的是，感光单元R的位置并不局限于图3A所示的位置，R可以设置在PVDD、M1、M3、M6及有机发光二极管以及PVEE这条电流通路的任意位置，还可以设置在Vdata、M2、M3及M4构成的回路中的任意位置。例如R可以设置在M6与OLED之间，还可以设置在M2与M3连接的通路中等等。
图3C中给出了使用上述像素补偿电路时，感光单元R的电阻值随着环境亮度的增加而减小的示意图，以及流过有机发光二极管OLED的电流随着由于感光单元R的存在而随着环境亮度的增加而增加的示意图。在图3C中，当相对环境亮度(所谓相对环境亮度是指实际环境亮度与人眼适应的环境亮度值A之间的比值)由40％上升到180％时，感光单元R的电阻值由160MΩ下降至20MΩ，流过发光二极管OLED的电流由30.3nA增加至55.4nA，实现了有机发光二极管OLED的发光亮度随环境亮度的增加而增加，改善了显示效果。
图4是本申请提供的一种像素结构示意图。如图4所示，本实施例的像素结构400包括第一电极41、感光层42以及第二电极43，感光层42设置于第一电极41与第二电极43之间。其中，感光层42包括图2与图3A所示的感光单元R。
需要说明的是，为了使本发明的改进得以突出地体现，在描述中，略去了对有机发光像素结构中一些公知的结构的描述。本领域技术人员在获得本实施例公开的技术方案的基础上，可以想到本实施例与现有的有机发光像素结构的其它公知的结构(例如绝缘层等)相结合而不需要付出创造性的劳动。
请继续参考图4，在图4中还包括有机材料层44。有机材料层44设置于第一电极41与第二电极43之间，且感光层42设置于第一电极41朝向有机材料层44的一侧。可以理解的是，在有机材料层44与第一电极41无接触的区域设置有绝缘层。
在一些可选的实现方式中，如图4所示有机材料层44包括发光区441。第一电极41包括第一分支电极411和第二分支电极412。第二分支电极412部分与发光区441直接接触，第一分支电极411与发光区441无接触。第一分支电极411和第二分支电极412被设置于第一分支电极411和第二分支电极412之间的开孔413断开。感光层42设置在位于第一分支电极411和第二分支电极412之间的开孔413上。也就是说，感光层42覆盖了第一分支电极411和第二分支电极412之间的开孔并且和部分第一分支电极411和部分第二分支电极412直接接触。这样第一分支电极411和第二分支电极412通过感光层42实现连接。在本实施例中，当在第一电极41和第二电极43之间施加的一定电压时，电流将从第一分支电极411通过感光层42流向第二分支电极412；再通过第二分支电极412流向发光区441。在本实施例中，第一分支电极411和第二分支电极412通过串接在第一分支电极411和第二分支电极412之间的感光层42实现电连接，因此在第一电极41上流过的电流必将流过串接在第一分支电极411与第二分支电极412之间的感光层42。当施加在第一电极41和第二电极43之间的电压一定时，由于感光层42的电阻值随着环境亮度的增加而降低，使得由第一电极41流向有机材料层44发光区441的电流随着环境亮度的亮度值的增加而提高，从而实现了有机材料层44的发光区441所发出的光的亮度值随着环境亮度的亮度值的增加而增加。另外，由于感光层42的电阻值随着环境的亮度值的减小而增加，使得由第一电极41流向有机材料层44发光区441的电流随着环境亮度的亮度值的减小而减小，从而实现了有机材料层44的发光区441所发出的光的亮度随着环境亮度的亮度减小而减小。因此，本实施例提供的像素结构400在环境亮度较低时，驱动有机材料层44的发光区441的发光电流降低，环境亮度较高时驱动有机材料层44的发光区441发光电流提高，使得有机材料层44的发光区441的发光亮度随环境亮度的增加而增加，改善了显示效果。
在本实施例中，可以在形成第一电极41的膜层之后，使用预设掩膜板进行光刻，使得光刻后的第一电极41的膜层包括开孔。然后在有开孔的第一电极41的膜层之上形成感光层42的膜层，再使用预设掩膜板进行光刻，使得光刻后的感光层42的膜层具有预设形状。在本实施例中，感光层42的预设形状可以根据实际使用中对感光层42的电阻值的需要进行设定。
在一些可选的实现方式中，第一电极41例如可以是阳极，而第二电极43可以为阴极。
在一些可选的实现方式中，如图4中所示，像素结构400还包括反射金属层45。反射金属层45设置在发光区441之外的有机材料层44的面向第一电极41的一侧。具体地，反射金属层45例如可以设置在有机材料层44与感光层42之间。反射金属层45向第一电极41所在平面内的正投影与感光层42向第一电极41所在平面内的正投影可以全部交叠也可以部分交叠。假设与第一电极41所在平面或第二电极42所在平面垂直的面为侧面，反射金属层45的作用是将从像素结构400的侧面入射到反射金属层45的光线反射到感光层42。另外，还同时要求从第二电极43入射到反射金属层45的光线可以透射到感光层42上，所以反射金属层45应该具有良好的反射性以及透射性。为了保证反射金属层45具有反射性同时还具有透射性，可选的，反射金属层45的厚度例如可以设置为10nm～30nm之间。
图5是本申请提供的又一种像素结构示意图。与图4所示的实施例类似，在本实施例中，像素结构500包括第一电极51、感光层52、有机材料层54和第二电极53。
图5所示的实施例与图4所示的实施例相比，相同的结构此处不再赘述，其主要区别在于，图5所示的实施例中，第一电极51没有被开孔断开，也就是第一电极51为一个整体。
如图5所示，在全部第一电极51之上设置有一层感光层52，且感光层52与第一电极51直接接触。有机材料层54的发光区541不再与第一电极51直接接触，而是与感光层52的一部分直接接触。为了便于说明，在本实施例中，将与有机材料层54的发光区541接触的感光层52设定为感光层521，将与有机材料层54的发光区541无接触的感光层52设定为感光层522。当在第一电极51及第二电极53之间施加电压时，在与有机材料层54的发光区541无接触的感光层522区域，电流可以从感光层522流过，也可以不从感光层522流过。当环境的亮度使得感光层522的电阻值低于与其接触的第一电极51的电阻值时，电流将从感光层522流过，当环境的亮度不足以使得感光层522的电阻值低于与其接触的第一电极51的电阻值时，电流将从与感光层522接触的第一电极51流过。也就是，与有机材料层54的发光区541无接触的感光层522与和感光层522接触的第一电极51并联连接。
在感光层521区域，电流可以从感光层521流向有机材料层54的发光区541；电流也可以从与感光层521接触的第一电极51经感光层521流向有机材料层54的发光区541。具体地，当环境的亮度使得感光层521的电阻值低于与其接触的第一电极51的电阻值时，电流由感光层521流向有机材料层54的发光区541。当环境的亮度不足以使得感光层521的电阻值低于与其接触的第一电极51的电阻值时，电流由与感光层521接触的第一电极51经过感光层521流向有机材料层54的发光区541。
也就是，当环境亮度足以使感光层52的电阻值低于第一电极51的时候，感光层52并联连接在全部第一电极51之上。电流将从感光层52流向有机材料层54的发光区541。由于感光层52的电阻值随环境亮度的增加而减小，使得驱动有机材料层54的发光区541发光的电流也随环境亮度值的增加而提高，有机材料层54的发光区541发光的亮度值也因此增加。当环境亮度不足以使感光层52的电阻值低于第一电极51的时候，感光层522与和感光层522接触的第一电极51并联连接，在感光层522中无电流流过。但同时感光层521是串接在与其接触的第一电极51与发光区541之间的，因此电流将由第一电极51流至感光层521，再经感光层521流向有机材料层54的发光区541。由于感光层521的电阻值在环境亮度较高时降低，使得驱动有机材料层54的发光区541发光的电流也在环境亮度较高时提高，有机材料层54的发光区541的发光亮度值也因此增大。另外，由于感光层521的电阻值在环境亮度较低时增大，使得驱动有机材料层54的发光区541发光的电流也在环境亮度较低时减小，有机材料层54的发光区541的发光亮度值也因此减小，从而改善了显示效果。
在本实施例中，在全部第一电极51之上设置一层感光层52，相比图4所示实施例在制作第一电极41和感光层42时需要两次成膜、两次光刻，本实施例可以形成第一电极51膜层以及在第一电极51之上形成感光层52，然后对第一电极层51和感光层52进行光刻，同时形成第一电极51和感光层52，本实施例节省了一道光刻制作工艺步骤。
图6是本申请提供的又一种像素结构示意图。与图5所示的实施例类似，在本实施例中，像素结构600包括第一电极61、感光层62、有机材料层64和第二电极63。
图6所示的实施例与图5所示的实施例相比，相同的结构此处不再赘述，其主要区别在于，在本实施例中感光层62覆盖部分第一电极61且感光层62与发光区641直接接触。也就是感光层62设置在第一电极61与有机材料层64的发光区641之间。当在第一电极61与第二电极63之间施加电压时，电流由第一电极61流向感光层62，电流通过感光层62之后再流向有机材料层64。在感光层62的作用下，实现有机材料层64的发光区641的发光亮度随环境亮度的增加而增加，随环境亮度的减小而减小，从而改善显示效果。与图5所示实施例相比，本实施例可以节省感光材料。
图7是本申请提供的又一种像素结构示意图。与图5所示实施例的主要区别在于，图7所示的实施例中，感光层72覆盖部分第一电极71，且感光层72与发光区741无接触。这样，感光层72并联连接在与其接触的第一电极71之间。同图5所示实施例中的分析，若在第一电极71及第二电极73之间施加一定电压，当环境的亮度值足以使感光层72的电阻值低于与其接触的部分第一电极71的电阻值时，电流由第一电极71的与感光层72无接触的部分流向第一电极71的与感光层72有接触的部分时，电流可以流过感光层72而不再流过与感光层72接触的部分第一电极71。在感光层72的作用下，使得有机材料层74的发光区741亮度随着环境亮度的增加而增加随环境亮度的减小而减小，从而改善显示效果。与图5所示实施例相比，本实施例可以节省感光材料。
上述图4-图7所示的任意一个实施例中的像素结构，均包括TFT(ThinFilmTransistor，薄膜晶体管)层：如图4中的46、图5中的55，图6中的65以及图7中的75。TFT层可以包括多个膜层，比如可以包括栅极层和源漏电极层等。TFT层形成驱动TFT控制向有机材料层施加电流以控制有机材料层的发光区发光。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种像素补偿电路，包括有机发光二极管、驱动单元以及感光单元，其特征在于：
所述驱动单元用于生成驱动所述有机发光二极管的驱动电流；
所述感光单元用于基于所述感光单元感测到的环境光亮度调节所述驱动电流以使任意第一亮度下的驱动电流大于任意第二亮度下的驱动电流，其中，所述第一亮度大于所述第二亮度。
2.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述感光单元为光敏电阻。
3.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述感光单元包括以下至少一种材料：硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅、硫化铋和有机半导体材料。
4.一种像素结构，其特征在于，包括：
第一电极，
第二电极，
位于所述第一电极和所述第二电极之间的感光层，其中，所述感光层在第一亮度下的电阻值小于在第二亮度下的电阻值，所述第一亮度大于所述第二亮度。
5.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极之间还设置有机材料层，所述感光层设置在所述第一电极朝向所述有机材料层的一侧上。
6.根据权利要求5所述的像素结构，其特征在于，所述第一电极包括断开的第一分支和第二分支，所述第一分支和所述第二分支通过所述感光层实现连接。
7.根据权利要求5所述的像素结构，其特征在于，所述感光层至少与部分所述第一电极直接接触。
8.根据权利要求7所述的像素结构，其特征在于，所述有机材料层包括发光区，所述感光层至少与部分所述发光区直接接触。
9.根据权利要求7所述的像素结构，其特征在于，所述有机材料层包括发光区，所述感光层与所述发光区无接触。
10.根据权利要求5所述的像素结构，其特征在于，还包括：反射金属层，所述反射金属层位于所述有机材料层面向所述第一电极的一侧，且所述反射金属层在所述第一电极所在平面内的正投影与所述感光层至少部分地交叠。
11.根据权利要求10所述的像素结构，其特征在于，所述反射金属层的厚度范围为10nm～30nm。
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