CN1198250C

CN1198250C - 有机发光二极管的像素单元

Info

Publication number: CN1198250C
Application number: CNB021277400A
Authority: CN
Inventors: 宋志峰
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: CN1474371A

Abstract

本发明为一种有源阵列式的有机发光二极管(OLED)显示面板，每一有机发光二极管像素单元具有至少二个驱动晶体管，适于使用反转方式来进行正向或反向驱动。

Description

有机发光二极管的像素单元

技术领域

本发明为一种有源阵列式的有机发光二极管(OLED)显示面板，特别有关于一种反转(inverting)方式来驱动有机发光二极管。

背景技术

有机发光二极管(OLED，Organic Light Emitting Diode)显示器，是一种利用有机化合物作为发光材料的薄膜积层型显示器，具有面发光、自发光、薄型、重量轻、低驱动电压等优点。有机发光二极管显示器依照其驱动方式可区分成有源式(active matrix)与无源式两种，其中有源式有机发光二极管AM-OLED是以电流驱动，每一个有机发光二极管像素单元至少要有一开关薄膜晶体管(switch TFT)，作为图像数据进入储存开关及寻址之用；另外需要一个驱动薄膜晶体管(driving TFT)，根据电容器储存电压的不同来调节驱动电流的大小，即控制有机发光二极管像素单元明亮及灰度的不同。

一般而言，AM-OLED的发光原理是于特定的有机薄膜积层加上电流以使电能转换成光能，其具有面发光的薄型、重量轻特征以及自发光的高发光效率、低驱动电压等优点，且具有广视角、高对比、高响应速度、全彩化及可挠曲化的特性。至于TFT组件的制作上，可采用多晶硅(poly-silicon)或非晶硅(amorphous silicon，a-Si：H)材料。

图1为公知有机发光二极管面板的结构图，扫描驱动器(scan driver)12驱动多条扫描线20a-20b上的扫描信号；数据驱动器(data driver)10驱动多条数据线18a-18b上的数据信号；多有机发光二极管像素单元16a-16d分别置于扫描线与数据线交义处，并功能性地耦合至其中一条扫描线以及其中一条数据线，借以启用扫描线的扫描信号使数据线的数据信号能写入有机发光二极管像素单元16a-16d中。

图2为公知有机发光二极管像素单元的电路图，在此以有机发光二极管像素单元16a为例。有机发光二极管像素单元16a具有开关晶体管22a、驱动晶体管24a、电容器26a以及有机发光二极管28a。当扫描信号启用扫描线20a时，数据线18a的信号通过开关晶体管22a而储存于电容器26a之中，电容器26a以电压的方式来储存数据信号，并使驱动晶体管24a导通；驱动晶体管24a连接至第一电压电平V_DD与有机发光二极管28a，受到电容器的电压驱动，以提供驱动电流给有机发光二极管28a；有机发光二极管28a还连接至第二电压电平V_SS有机发光二极管28a接收驱动电流并发出光能。

图3为公知与较佳实施例驱动晶体管临界电压特性比较图；有机发光二极管像素单元16a若需要长时间点亮，则数据线18a会输入一稳定正电压值，因此驱动晶体管24a会长时间处于导通的状态，进而使其临界电压逐渐增加，如图3曲线72所示；相应地，电容以相同的驱动电压来启用驱动晶体管24a时，只能获得较小的驱动电流，有机发光二极管28a接收较小驱动电流而发出较小的光能，使有机发光二极管像素单元16a的亮度变低。依此类推，随着时间增长，每一有机发光二极管像素单元的亮度变低，整个有机发光二极管显示器显示变暗。其中，临界电压为驱动晶体管24a的最小栅极源极电压Vgs，以多晶硅TFT为例，Vgs约2伏特。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种有源阵列式的有机发光二极管显示面板，以反转方式来进行驱动。

本发明提出一种有源阵列式的有机发光二极管显示面板，每一有机发光二极管像素单元具有二驱动晶体管，交错驱动以避免有机发光二极管亮度降低。

为达到本发明的目的，本发明提出一种有机发光二极管(OLED)的像素单元，包括：发光二极管，耦接于第一电压电平；以及驱动装置，耦接于第二电压电平与发光二极管之间，驱动装置由第一驱动晶体管并联第二驱动晶体管所构成；以及电容器；以及开关晶体管，耦接于数据线与电容器之间，受扫描信号而导通，用于在像素单元进行正向(positive region)驱动或反向(negative region)驱动时，提供电容器充放电路径，藉以使电容器存入对应的数据电压；其中，第一驱动晶体管于正向驱动时导通，第二驱动晶体管于负向驱动时导通，以交替地提供对应于数据电压的电流给有机发光二极管。

本发明还提出一种有机发光二极管的像素单元，包括：一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于一第一电压电平(V_SS)；一第一NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于一第二电压电平(V_DD)，该源极系耦接于该有机发光二极管的该第二端；一PMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于该第一NMOS晶体管的源极，该栅极系耦接于该第一NMOS晶体管的栅极，该源极系耦接于该第一NMOS晶体管的漏极；一电容器，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于该第一NMOS晶体管的栅极，该第二端系耦接于一参考电压；以及一第二NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于一数据线，该栅极系耦接于一扫描线，该源极系耦接于该电容器的第一端。

本发明还提出一种有机发光二极管的像素单元，包括：一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于一第一电压电平(V_DD)；一第一NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于该有机发光二极管的该第二端，该源极系耦接于一第二电压电平(V_SS)；一PMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于该第一NMOS晶体管的源极，该栅极系耦接于该第一NMOS晶体管的栅极，该源极系耦接于该第一NMOS晶体管的漏极；一电容器，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于该第一NMOS晶体管的栅极，该第二端系耦接于一参考电压；以及一第二NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于一数据线，该栅极系耦接于一扫描线，该源极系耦接于该电容器的第一端。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1为公知有机发光二极管面板的结构图；

图2为公知有机发光二极管像素单元的电路图；

图3为公知与较佳实施例驱动晶体管临界电压特性比较图；

图4为第一较佳实施例有机发光二极管像素单元的电路图；

图5为较佳实施例的数据线电压波形图；以及

图6为第二较佳实施例有机发光二极管像素单元的电路图。

符号说明：

10～数据驱动器；12～扫描驱动器；14～有机发光二极管显示面板；16a-16d～有机发光二极管像素单元；18a-18b～数据线；20a-20b～扫描线；22a～开关晶体管；24a～驱动晶体管；26a～电容器；28a～有机发光二极管；36a～有机发光二极管像素单元；38a-38b～数据线；40a-40b～扫描线；42a～开关晶体管；44a～第一驱动晶体管；46a～电容器；48a～有机发光二极管；50a～第二驱动晶体管；56a～有机发光二极管像素单元；58a-58b～数据线；60a-60b～扫描线；62a～开关晶体管；64a～第一驱动晶体管；66a～电容器；68a～有机发光二极管；70a～第二驱动晶体管；72～公知驱动晶体管的临界电压随时间的变化曲线；以及74～较佳实实例驱动晶体管的临界电压随时间的变化曲线。

具体实施方式

第一较佳实施例：

图4为第一较佳实施例有机发光二极管像素单元的电路图。有机发光二极管像素单元36a具有开关晶体管42a、第一驱动晶体管44a、电容器46a、有机发光二极管48a以及第二驱动晶体管50a。其中，有机发光二极管像素单元36a的驱动方式为反转方式来驱动，亦即若需使像素36a一直点亮，数据线电压会随时间做周期性变化，如图5所示，在此定义：当数据线电压为高(High)时为正向驱动，数据线电压为低(Low)时为反向驱动。当扫描信号启用扫描线40a时，数据线38a的信号通过开关晶体管42a而储存于电容器46a之中，电容器46a以电压的方式来储存数据信号。当正向驱动时，电容器46a储存正极性的电压；当负向驱动时，电容器46a储存负极性的电压，并以此电压来分别启用第一驱动晶体管44a以及第二驱动晶体管50a。第一驱动晶体管44a以及第二驱动晶体管50a连接至第一电压电平V_DD与有机发光二极管48a，受到电容器46a的电压驱动，以提供驱动电流给有机发光二极管28a。当正向驱动时，第一驱动晶体管44a开启以提供驱动电流，此时第二驱动晶体管50a为关断的状态；当负向驱动时，第二驱动晶体管50a开启以提供驱动电流，此时第一驱动晶体管44a为关断的状态。第一驱动晶体管44a为N型薄膜晶体管，N型薄膜晶体管为NMOS晶体管，第二驱动晶体管50a为P型薄膜晶体管，该P型薄膜晶体管为PMOS晶体管。有机发光二极管28a还连接至第二电压电平V_SS，有机发光二极管28a接收驱动电流并发出光能。由于第一驱动晶体管44a以及第二驱动晶体管50a是以交错启用的方式驱动，并非一直处于启用的状态，对照图3，第一驱动晶体管44a以及第二驱动晶体管50a的临界电压74已较公知的临界电压72缓慢改变，经相同的时间后，临界电压变化不大，故相同的数据信号能提供较适当的光能，使有机发光二极管显示器在长时间操作之下并不会降低其亮度。

第二较佳实施例：

图5为第二较佳实施例有机发光二极管像素单元的电路图，与第一较佳实施例相比较，仅是将有机发光二极管的位置稍作改变，有机发光二极管像素单元58a的结构和特征与有机发光二极管像素单元38a类似，不同之处只在于有机发光二极管连接于第一电压电平V_DD而非第二电压电平V_SS，第一驱动晶体管64a，以及第二驱动晶体管70a连接第二电压电平V_SS而非第一电压电平V_DD操作特征与有机发光二极管像素单元38a类似，在此不多作介绍。

本发明的较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与改进，因此本发明的保护范围以提出的申请专利范围所界定的范围为准。

Claims

1.一种有机发光二板管的像素单元，包括：

一有机发光二极管，耦接于一第一电压电平；

一驱动装置，耦接于一第二电压电平与上述发光二极管之间，该驱动装置由一第一驱动晶体管并联一第二驱动晶体管所构成；

一电容器；

一开关晶体管，耦接于一数据线与上述电容器之间，利用一扫描信号使其导通；

其中，上述第一驱动晶体管于正向驱动时导通，上述第二驱动晶体管于负向驱动时导通，以交替地提供对应于上述数据电压的电流给上述有机发光二极管。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管的像素单元，其中，上述第一驱动晶体管为一N型薄膜晶体管，上述第二驱动晶体管为一P型薄膜晶体管。

3.如权利要求2所述的有机发光二极管的像素单元，其中，该N型薄膜晶体管为NMOS晶体管，该P型薄膜晶体管为PMOS晶体管。

4.如权利要求1所述的有机发光二极管的像素单元，其中上述第一电压电平大于上述第二电压电平。

5.如权利要求1所述的有机发光二极管的像素单元，其中上述第一电压电平小于上述第二电压电平。

6.一种有机发光二极管的像素单元，包括：

一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于一第一电压电平(V_SS)；

一第一NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于一第二电压电平(V_DD)，该源极系耦接于该有机发光二极管的该第二端；

一PMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于该第一NMOS晶体管的源极，该栅极系耦接于该第一NMOS晶体管的栅极，该源极系耦接于该第一NMOS晶体管的漏极；

一电容器，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于该第一NMOS晶体管的栅极，该第二端系耦接于一参考电压；以及

一第二NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于一数据线，该栅极系耦接于一扫描线，该源极系耦接于该电容器的第一端。

7.一种有机发光二极管的像素单元，包括：

一有机发光二极管，具有一第一端及一第二端，其中该第一端系耦接于一第一电压电平(V_DD)；

一第一NMOS晶体管，具有一漏极、一栅极以及一源极，其中该漏极系耦接于该有机发光二极管的该第二端，该源极系耦接于一第二电压电平(V_SS)；