CN105989805A - 一种有机发光像素电路及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机发光像素电路，用于驱动发光元件，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、驱动晶体管以及存储电容，其中，第一晶体管由第一信号输出端输出的第一信号控制，用于将参考电压传输至第一节点；第二晶体管由触发信号输出端输出的触发信号控制，用于将第一电源电压传输至第二节点；第三晶体管由第二信号输出端输出的第二信号控制，用于将数据电压传输至第二节点；第四晶体管由第二信号控制，连接第一节点与第三节点；第五晶体管由触发信号控制，用于将驱动电流传输至发光元件；驱动晶体管用于确定驱动电流的大小；存储电容用于稳定驱动电流。

Description

一种有机发光像素电路及驱动方法

技术领域

本发明涉及有机发光显示技术领域，尤其涉及一种有机发光像素电路及驱动方法。

背景技术

有机发光显示器(Organic Light Emitting Diode,OLED)是目前手机以及平板显示器的主流。与传统液晶显示器相比，有机发光显示器具有能耗低、生产成本低、自发光、宽视角以及响应速度快等优点。因此，越来越多的手机、平板电脑、数码相机等显示领域开始采用有机发光显示器。

由于目前有机发光显示领域，像素电路的驱动晶体管的阈值电压和沟道迁移率在空间分布上不够均匀，而且会随着时间的迁移造成显示屏幕亮度的不均匀与不稳定。因此，现在的像素电路急需阈值补偿功能。此外，由于现有技术中，电容的充放电过程会对上一行像素电路的驱动电流造成较大影响，导致在显示阶段的闪屏现象。上述问题，不仅会影响屏幕显示，也会增加屏幕负载，造成功耗过大。

发明内容

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种有机发光像素电路，用于驱动发光元件，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、驱动晶体管以及存储电容，其中，

所述第一晶体管由第一信号输出端输出的第一信号控制，用于将参考电压传输至第一节点；

所述第二晶体管由触发信号输出端输出的触发信号控制，用于将第一电源电压传输至第二节点；

所述第三晶体管由第二信号输出端输出的第二信号控制，用于将数据电压传输至所述第二节点；

所述第四晶体管由所述第二信号控制，连接所述第一节点与第三节点；

所述第五晶体管由所述触发信号控制，用于将驱动电流传输至所述发光元件；

所述驱动晶体管用于确定所述驱动电流的大小；

所述存储电容用于稳定驱动电流。

另一方面，本发明实施例还提供一种有机发光像素电路的驱动方法，包括上述所述的一种有机发光像素电路，其驱动方法包括第一阶段、第二阶段以及第三阶段，其中，

所述第一阶段为复位阶段，此时，所述第一信号控制所述第一晶体管导通，对所述第一节点进行复位；

所述第二阶段为阈值补偿阶段，此时，所述第二信号控制所述第三晶体管以及所述第四晶体管导通，所述数据电压写入，所述驱动晶体管进行阈值补偿；

所述第三阶段为发光阶段，此时，所述触发信号控制所述第二晶体管以及所述第五晶体管导通，所述发光元件发光。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点之一：像素电路为6T1C(六晶体管一电容)或者7T1C(七晶体管一电容)结构，可以有效改变像素电路的阻抗，同时具有阈值补偿功能，并在复位阶段与阈值补偿阶段稳定电源电压电流。该像素电路，可以稳定复位阶段与阈值补偿阶段电源电压在阳极与阴极两端的电流。通过电容稳定电流的方式，可以有效改善屏幕亮暗不均的问题，并能一定程度上降低像素电路的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种有机发光像素电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种有机发光像素电路的时序图；

图8a为现有技术电流仿真结果；

图8b为本发明实施例提供的一种有机发光像素电路的电流仿真结果。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的一种有机发光像素电路及驱动方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种有机发光像素电路，补偿驱动晶体管的阈值电压，通过电容稳定电流，实现非发光阶段像素电路中的电流保持恒定状态，解决屏幕显示不均的问题。

图1为本发明实施例提供的一种有机发光像素电路的结构示意图，用于驱动发光元件1，该有机发光像素电路包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、驱动晶体管M0以及存储电容Cst。定义电容Cst与驱动晶体管M0的连接点为第一节点N1，驱动晶体管M0一极与第三晶体管M3的连接点为第二节点N2，驱动晶体管M0的另一极与第四晶体管M4的连接点为第三节点N3。

以下具体介绍本实施例的像素电路中各器件的主要作用：

第一晶体管M1由第一信号输出端输出的第一信号S1控制，用于将参考电压Vref传输至第一节点N1。

第二晶体管M2由触发信号输出端的触发信号Emit控制，用于将第一电源电压Vdd传输至第二节点N2。

第三晶体管M3由第二信号输出端输出的第二信号S2控制，用于将数据电压Vdata传输至第二节点N2。

第四晶体管M4同样由第二信号S2控制，并且其电连接第一节点N1与第三节点N3。

第五晶体管M5由触发信号Emit控制，用于将驱动电流Ioled(图中未标示)传输至发光元件1。

驱动晶体管M0由第一节点N1的信号控制，用于确定驱动电流Ioled的大小，该驱动电流的大小由驱动晶体管M0的第一极与第二极之间的电压差决定。驱动电流提供至发光元件1，用于驱动发光元件的发光与显示。

存储电容Cst用于稳定像素电路中的驱动电流Ioled。

具体的，第一晶体管M1的栅极电连接第一信号输出端，接收第一信号S1，第一晶体管M1的第一极电连接参考电压输出端，第一晶体管M1的第二极电连接第一节点N1。第二晶体管M2的栅极电连接触发信号输出端，接收触发信号Emit，第二晶体管M2的第一极接收第一电源电压Vdd，第二晶体管M2的第二极电连接第二节点N2。第三晶体管M3的栅极电连接第二信号输出端，接收第二信号S2，第三晶体管M3的第一极接入数据电压Vdata，第三晶体管M3的第二极电连接第二节点N2。第四晶体管M4的栅极电连接第二信号输出端，接收第二信号S2，第四晶体管M4的第一极电连接第三节点N3，第四晶体管M4的第二极电连接第一节点N1。第五晶体管M5的栅极电连接触发信号输出端，接收触发信号Emit，第五晶体管M5的第一极电连接第三节点N3，第五晶体管M5的第二极电连接发光元件1。驱动晶体管M0的栅极电连接第一节点N1，驱动晶体管M0的第一极电连接第二节点N2，驱动晶体管M0的第二极电连接第三节点N3。存储电容Cst的第一极电连接第一节点N1，其第二极电连接参考电压输出端。

上述实施例中，存储电容Cst的第一极与第二极分别与第一节点N1与参考电压输出端电连接。参考电压Vref会对存储电容Cst进行充电，存储电容Cst也会在某些阶段进行放电。因存储电容Cst的充放电过程发生在第一节点N1与参考电压端之间，未对第一电源电压端产生影响，也不会对第一电源电压端的电流产生影响。因为像素电路共用电源电压Vdd，所以在第n行像素电路的电源电压端电流未发生变化的时候，第n-1行的电流也不会因此发生变化。此时，驱动电流Ioled稳定，显示屏幕的画面处于稳定状态，不会发生闪屏现象。

具体的，图2为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图，其中，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5以及驱动晶体管M0的结构以及连接方式与图2相似，相似之处不再赘述，可以参考上述内容，区别点在于：存储电容Cst的第一极电连接第一节点N1，其第二极接入第二电源电压Vss。

图2实施例中，存储电容Cst的第一极电连接第一节点N1，第二极接入第二电源电压Vss，这样的设计有利于在阈值补偿阶段打开驱动晶体管M0并随着阈值补偿的进行而断开驱动晶体管M0，由于存储电容Cst的存在可以有效补偿驱动电流Ioled。此外，因为存储电容Cst电连接驱动晶体管M0，充放电过程不影响第一电源电压端，因此有利于减少第一电源电压端电流的波动，起到了稳定电流的作用。此外，存储电容Cst接入第二电源电压Vss不会影响整体像素电路的驱动电流Ioled的大小。图2实施例丰富了有机发光像素电路，有利于显示屏幕像素电路设计的多样化，也更容易实现窄边框。

图3为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图。图3有机发光像素电路相较于图2实施例增加了第六晶体管M6，第六晶体管M6由第三信号S3控制，用于复位发光元件1。

第六晶体管M6的栅极电连接第三信号输出端，用于接收第三信号S3，第六晶体管M6的第一极接入参考电压Vref，第六晶体管M6的第二极电连接第五晶体管M5的第二极。当第六晶体管M6导通时，参考电压Vref作为复位电压经由第六晶体管M6传输至发光元件1，发光元件1在参考电压Vref的作用下进行初始化复位。通过初始化复位，发光元件1可以在无驱动电流Ioled流经的状态下保证暗态。

具体的，第三信号输出端可以与第一信号输出端为同一输出端，即第一晶体管M1与第六晶体管M6共用一个信号输出端。此时，第三信号S3与第一信号S1为同一信号。第三信号输出端与第一信号输出端共用，可以有效减少像素电路的端口，利于像素电路的线路布线与设计。

图4为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图，此实施例中，第三信号输出端可以与第二信号输出端为同一输出端，即第三晶体管M3与第六晶体管M6共用一个信号输出端。此时，第三信号S3与第二信号S2为同一信号。上述设计，有利于减少像素电路的信号端口。

图5为本发明实施例提供的另一种有机发光像素电路的结构示意图。图5所示的有机发光像素电路相较于图2实施例增加了第六晶体管M6，第六晶体管M6由第三信号S3控制，用于复位发光元件1。图5中第六晶体管M6的结构与作用与图4中第六晶体管M6完全相同，在此不再赘述。此实施例中，存储电容Cst的第一极电连接第一节点N1，第二极接入第二电源电压Vss。

图6为图2的另一种实施例的变形，图6相较于图2增加了第六晶体管M6。图6与图5实施例的结构与作用相同，相同之处不再赘述，区别点在于，图5第三信号S3与第一信号S1为同一信号，图6第三信号S3与第二信号S2为同一信号。

具体的，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6以及驱动晶体管M0均为薄膜晶体管，且上述晶体管可以是P型晶体管。用P型晶体管的好处是晶体管制成简单，无需复杂步骤，利于工艺生产。此外，上述晶体管还可以是N型晶体管，用N型晶体管的好处是电子的迁移率高，可以提高性能。

图1至图6可以理解为，因为像素电路共用第一电源电压Vdd，每一行像素电路进行并联。以第n行像素电路与n-1行像素电路为例，其中，n大于1。因第n行像素存储电容Cst电连接驱动晶体管M0，使得存储电容Cst的充放电过程只控制驱动晶体管M0的断开与导通，不影响像素电路两端的电流，因此存储电容Cst的充放电过程不会引起第n行第一电源电压端电流的变化。因第n行电流未发生变化，在总电流不变的情况下，第n-1行的电流也未发生变化。按照驱动原理，显示屏幕在扫描第n行时，第n-1行已经处于稳定状态，若第n-1行电流发生较大变化会引起显示的闪烁。因此本实施例可以有效防止闪屏现象。同理，电流未发生明显变化也不会产生其他负载，屏幕不会产生额外功耗。

此外，由于存储电容Cst的稳定作用，在暗态情况下，不会有波动电流的影响造成暗态亮度的升高。暗态亮度的稳定有利于提升屏幕显示的对比度。

图7为本发明实施例提供的一种有机发光像素电路的时序图，结合图7与图1来说明本实施例一种有机发光像素电路的驱动方法。此时，以第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5以及驱动晶体管M0为P型晶体管为例。该驱动方法主要包括第一阶段T1、第二阶段T2、第三阶段T3，其中，第一阶段T1为复位阶段，第二阶段T2为阈值补偿阶段，第三阶段T3为发光阶段。

具体的，第一阶段T1过程中，第一信号S1为低电平信号，第二信号S2为高电平信号，触发信号Emit为高电平信号。此时，第一晶体管M1在第一信号S1的控制下导通，第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4以及第五晶体管M5处于断开状态。参考电压Vref经由第一晶体管M1进入第一节点N1，第一节点N1进行初始化复位，上一帧残留的信号痕迹被参考电压Vref消除。

第二阶段T2过程中，第一信号S1变为高电平信号，第二信号S2变为低电平信号，触发信号Emit维持在高电平信号状态。此时，第一晶体管M1断开，第三晶体管M3以及第四晶体管M4在第二信号S2的控制下导通，第五晶体管M5处于断开状态。数据电压Vdata经由第三晶体管M3进入第二节点N2。因为第一节点N1因存储电容Cst的作用，驱动晶体管M0导通，驱动晶体管进行阈值侦测，此时第三节点N3电位为Vdata-Vth。

第三阶段T3过程中，第一信号S1维持高电平信号，第二信号S2变为高电平信号，触发信号Emit变为低电平信号。此时，第二晶体管M2与第五晶体管M5在触发信号Emit的控制下导通，第一晶体管M2、第三晶体管M3以及第四晶体管M4处于断开状态。此时第一电源电压Vdd经由第二晶体管M2进入第二节点N2。驱动电流Ioled＝K(Vgs-Vth)²＝K(Vdd-Vdata+Vth-Vth)²＝K(Vdd-Vdata)²。驱动电流Ioled与阈值电压无关，发光元件1能够稳定发光。

图8a为现有技术电流仿真结果，图8b为本发明实施例提供的一种有机发光像素电路的电流仿真结果。为了清楚说明本发明的有益效果，结合第一电源电压PVDD端的电流来说明仿真结果。图8a与图8b的横坐标均为时间，单位是us，纵坐标表示的是第一电源电压PVDD端侦测的电流I(PVDD)，单位是uA。从图8a仿真结果来看，现有技术中，第一电源电压PVDD端的电流在非发光阶段(即复位阶段以及阈值补偿阶段)有较大波动。理论上，在非发光阶段，此时I(PVDD)应该为0，且不会有较大波动。现有技术所产生的这个问题在显示屏幕上来看就变为屏幕异常闪烁。图8b为本发明实施例提供的一种模拟仿真，从仿真结果来看，I(PVDD)在非发光阶段能较好得维持在0状态，不会有异常以及明显的波动。因此，本发明一种有机发光像素电路可以有效稳定电流防止闪屏现象。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种有机发光像素电路，用于驱动发光元件，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、驱动晶体管以及存储电容，其中，

所述第一晶体管由第一信号输出端输出的第一信号控制，用于将参考电压传输至第一节点；

所述第二晶体管由触发信号输出端输出的触发信号控制，用于将第一电源电压传输至第二节点；

所述第三晶体管由第二信号输出端输出的第二信号控制，用于将数据电压传输至所述第二节点；

所述第四晶体管由所述第二信号控制，连接所述第一节点与第三节点；

所述第五晶体管由所述触发信号控制，用于将驱动电流传输至所述发光元件；

所述驱动晶体管用于确定所述驱动电流的大小；

所述存储电容用于稳定驱动电流。

2.如权利要求1所述的一种有机发光像素电路，其中，

所述第一晶体管的栅极电连接所述第一信号输出端，所述第一晶体管的第一极电连接所述参考电压输出端，所述第一晶体管的第二极电连接所述第一节点；

所述第二晶体管的栅极电连接所述触发信号输出端，所述第二晶体管的第一极接入所述第一电源电压，所述第二晶体管的第二极电连接所述第二节点；

所述第三晶体管的栅极电连接所述第二信号输出端，所述第三晶体管的第一极接入所述数据电压，所述第三晶体管的第二极电连接所述第二节点；

所述第四晶体管的栅极电连接所述第二信号输出端，所述第四晶体管的第一极电连接所述第三节点，所述第四晶体管的第二极电连接所述第一节点；

所述第五晶体管的栅极电连接所述触发信号输出端，所述第五晶体管的第一极电连接所述第三节点，所述第五晶体管的第二极电连接所述发光元件；

所述驱动晶体管的栅极电连接所述第一节点，所述驱动晶体管的第一极电连接所述第二节点，所述驱动晶体管的第二极电连接所述第三节点；

所述存储电容的第一极电连接所述第一节点，第二极电连接参考电压输出端。

3.如权利要求1所述的一种有机发光像素电路，其中，

所述第一晶体管的栅极电连接所述第一信号输出端，所述第一晶体管的第一极电连接所述参考电压输出端，所述第一晶体管的第二极电连接所述第一节点；

所述第二晶体管的栅极电连接所述触发信号输出端，所述第二晶体管的第一极接入所述第一电源电压，所述第二晶体管的第二极电连接所述第二节点；

所述第三晶体管的栅极电连接所述第二信号输出端，所述第三晶 体管的第一极接入所述数据电压，所述第三晶体管的第二极电连接所述第二节点；

所述第四晶体管的栅极电连接所述第二信号输出端，所述第四晶体管的第一极电连接所述第三节点，所述第四晶体管的第二极电连接所述第一节点；

所述第五晶体管的栅极电连接所述触发信号输出端，所述第五晶体管的第一极电连接所述第三节点，所述第五晶体管的第二极电连接所述发光元件；

所述驱动晶体管的栅极电连接所述第一节点，所述驱动晶体管的第一极电连接所述第二节点，所述驱动晶体管的第二极电连接所述第三节点；

所述存储电容的第一极电连接所述第一节点，第二极接入第二电源电压。

4.如权利要求2所述的一种有机发光像素电路，还包括第六晶体管，所述第六晶体管由第三信号控制，用于复位所述发光元件。

5.如权利要求4所述的一种有机发光像素电路，其中，所述第六晶体管的栅极电连接所述第三信号输出端，所述第六晶体管的第一极电连接接入所述参考电压，所述第六晶体管的第二极电连接所述第五晶体管的第二极。

6.如权利要求5所述的一种有机发光像素电路，其中，所述第三信号与所述第一信号相同，所述第三信号输出端与所述第一信号输出端为同一输出端。

7.如权利要求5所述的一种有机发光像素电路，其中，所述第三信号与所述第二信号相同，所述第三信号输出端与所述第二信号输出端为同一输出端。

8.如权利要求4所述的一种有机发光像素电路，其中，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管以及所述驱动晶体管均为P型晶体管；或者，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管以及所述驱动晶体管均为N型晶体管。

9.一种有机发光像素电路的驱动方法，包括如权利要求1-8所述的一种有机发光像素电路，其驱动方法包括第一阶段、第二阶段以及第三阶段，其中，

所述第一阶段为复位阶段，此时，所述第一信号控制所述第一晶体管导通，对所述第一节点进行复位；

所述第二阶段为阈值补偿阶段，此时，所述第二信号控制所述第三晶体管以及所述第四晶体管导通，所述数据电压写入，所述驱动晶体管进行阈值补偿；

所述第三阶段为发光阶段，此时，所述触发信号控制所述第二晶体管以及所述第五晶体管导通，所述发光元件发光。