CN1319039C

CN1319039C - 可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路

Info

Publication number: CN1319039C
Application number: CNB031211046A
Authority: CN
Inventors: 林巧茹
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: CN1532789A

Abstract

一种可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，就是在有机发光二极管像素的驱动电流传送路径上配置一个有源负载，在有机发光二极管的跨压随着操作时间上升时，可自动补偿流经有机发光二极管的驱动电流，以改善显示画面的均匀度。

Description

可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路

技术领域

本发明是有关于一种有源矩阵有机发光二极管像素电路，且特别是有关于一种可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路。

背景技术

随着信息科技的发达，各式各样如计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)以及数字相机等信息设备，均不断地推陈出新。在这些信息设备中，显示器始终扮演着举足轻重的地位，而平面显示器(FlatPanel Display)由于具有薄型化、轻量化和省电的特性，于是逐渐地受到欢迎。

在各种平面显示器中，有源矩阵有机发光二极管(Active MatrixOrganic Emitting Diode，简称AMOLED)显示器因具有视角广、色彩对比效果好、响应速度快以及成本低等优点，故十分适用于如电子时钟、移动电话、个人数字助理及数字相机等小尺寸显示器的应用。

然而，在有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)像素电路的操作过程中，由于其有机发光二极管(OLED)组件的跨压，会随着操作时间的增加而逐渐地上升，连带也会影响驱动薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，简称TFT)的漏极或源极的电压。一般而言，有机发光二极管的显示亮度是与流经有机发光二极管的电流Id成正比，而流经有机发光二极管的电流Id的计算则如下式：

当薄膜晶体管为N型且Vds小于Vgs-Vt时

Id＝k’(W/L)[(Vgs-Vt)Vds-(1/2)(Vds)(Vds)] ...(1)

当薄膜晶体管为N型且Vds大于或等于Vgs-Vt时

Id＝(1/2)k’(W/L)(Vgs-Vt)(Vgs-Vt) ..............(2)

当薄膜晶体管为P型且Vsd小于Vsg-Vt时

Id＝k’(W/L)[(Vsg-Vt)Vsd-(1/2)(Vsd)(Vsd)] ...(3)

当薄膜晶体管为P型且Vsd大于或等于Vsg-Vt时

Id＝(1/2)k’(W/L)(Vsg-Vt)(Vsg-Vt) ..............(4)

因此得知，当Vgs(或Vsg)或Vds(或Vsd)因为有机发光二极管组件跨压的上升而下降时，便会影响到流经有机发光二极管的电流Id使它变小，进而影响到显示器面板的亮度。此外，由于使用者播放的画面和时间的不同，导致各像素中的有机发光二极管组件跨压的上升幅度也会不同，于是造成整个显示器除了显示亮度下降之外，也会出现画面不均的现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，它可在有机发光二极管的跨压上升时，自动补偿流经有机发光二极管的电流。

为达到上述以及其它的目的，本发明提供一种可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路。这个可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路包括：有源矩阵有机发光二极管像素和有源负载。其中，有源矩阵有机发光二极管像素具有发光显示作用的有机发光二极管，且有源矩阵有机发光二极管像素的显示亮度，是由流经有机发光二极管的电流传送路径的电流大小所决定。而有源负载则配置于上述的电流传送路径，以便自动补偿流经有机发光二极管的电流。

在一个实施例中，其有源矩阵有机发光二极管像素包括：第一N型薄膜晶体管、第二N型薄膜晶体管、电容和有机发光二极管。其中，第一N型薄膜晶体管具有第一栅极、第一漏极和第一源极；第二N型薄膜晶体管具有第二栅极、第二漏极和第二源极；电容具有第一端和第二端；有机发光二极管则具有阳极端和阴极端。其耦接关系则为：第一栅极耦接扫描线，第一漏极耦接数据线，第二栅极耦接第一源极，第二漏极耦接至电源正极端，第一端耦接第二栅极，第二端耦接第二源极，阳极端耦接第二源极，阴极端耦接至电源负极端。

其中，将有源负载配置于阳极端与第二源极间的电流传送路径上，或将有源负载配置于电源正极端与第二漏极之间的电流传送路径上。

在另一个实施例中，其有源矩阵有机发光二极管像素包括：N型薄膜晶体管、P型薄膜晶体管、电容和有机发光二极管。其中，N型薄膜晶体管具有第一栅极、第一漏极和第一源极；P型薄膜晶体管具有第二栅极、第二漏极和第二源极；电容具有第一端和第二端；有机发光二极管具有阳极端和阴极端。其耦接关系则为：第一栅极耦接扫描线，第一漏极耦接数据线，第二栅极耦接第一源极，第二源极耦接至电源正极端，第一端耦接第二栅极，第二端耦接第二源极，阳极端耦接第二漏极，阴极端耦接至电源负极端。

其中，将有源负载配置于阳极端与第二漏极之间之电流传送路径上，或将有源负载配置于电源正极端与第二源极之间的电流传送路径上。

在又一个实施例中，其有源矩阵有机发光二极管像素包括：第一N型薄膜晶体管、第二N型薄膜晶体管、电容和有机发光二极管。其中，第一N型薄膜晶体管具有第一栅极、第一漏极和第一源极；第二N型薄膜晶体管具有第二栅极、第二漏极和第二源极；电容具有第一端和第二端；有机发光二极管则具有阳极端和阴极端。其耦接关系为：第一栅极耦接扫描线，第一漏极耦接数据线，第二栅极耦接第一源极，第二源极耦接至电源负极端，第一端耦接第二栅极，第二端耦接第二源极，阳极端耦接至电源正极端，而阴极端耦接第二漏极。

其中，将有源负载配置于阴极端与第二漏极之间的电流传送路径上，或将有源负载配置于电源负极端与第二源极之间的电流传送路径上。

此外，上述实施例的有源负载可以为栅极与漏极连接在一起的N型薄膜晶体管，也可以为栅极与漏极连接在一起的P型薄膜晶体管。

由上述的说明中可知，应用本发明所提供的一种可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，则因配置于电流传送路径的有源负载，在有机发光二极管的跨压上升时，其跨压也会随着电流的下降而自动下降，进而导致流经有机发光二极管的电流的上升，故可自动补偿流经有机发光二极管的电流。

为了让本发明上述的内容和其它的目的、特征、优点能更明显易懂，下文特以较佳的实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是显示第一实施例使用的有源矩阵有机发光二极管像素的示意图；

图2是显示根据本发明第一实施例的有源矩阵有机发光二极管像素的电路图；

图3是显示根据本发明第一实施例的有源矩阵有机发光二极管像素电路电压上升曲线的比较图；

图4是显示根据本发明第一实施例的有源矩阵有机发光二极管像素电路电流下降曲线的比较图；

图5是显示根据本发明第一实施例的另一种有源矩阵有机发光二极管像素的电路图；

图6是显示第二实施例使用的有源矩阵有机发光二极管像素的示意图；

图7是显示根据本发明第二实施例的有源矩阵有机发光二极管像素的电路图；

图8是显示根据本发明第二实施例的另一种有源矩阵有机发光二极管像素的电路图；

图9是显示第三实施例使用的有源矩阵有机发光二极管像素的示意图；

图10是显示根据本发明第三实施例的有源矩阵有机发光二极管像素的电路图；以及

图11是显示根据本发明第三实施例的另一种有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。

符号说明

110、910 第一N型薄膜晶体管

120、920 第二N型薄膜晶体管

130、630、930 电容

140、640、940 有机发光二极管

210、510、710、810、1010、1110 有源负载

610 N型薄膜晶体管

620 P型薄膜晶体管

具体实施方式

请参看图1所示，其为第一实施例使用的有源矩阵有机发光二极管像素的示意图。图中显示，此有源矩阵有机发光二极管像素包括：第一N型薄膜晶体管110、第二N型薄膜晶体管120、电容130和有机发光二极管140。其耦接方式为第一N型薄膜晶体管110的第一栅极连接扫描线、第一漏极连接数据线、第一源极则连接电容130的第一端与第二N型薄膜晶体管120的第二栅极，第二N型薄膜晶体管120的第二漏极连接电源正极端Vdd、第二源极连接电容130的第二端与有机发光二极管140的阳极端，有机发光二极管140的阴极端则连接至电源负极端Vss。

如前所述，有机发光二极管140的显示亮度是与流经有机发光二极管140的电流Id成正比，而流经有机发光二极管140的电流Id则分别如式(1)与式(2)的计算所示。当扫描线扫描至此像素时，会导通第一N型薄膜晶体管110，将数据线的电压传送至第二N型薄膜晶体管120的第二栅极，获得栅极电压Vg。假设有机发光二极管140的跨压为Voled，则第二N型薄膜晶体管120的闸源电压Vgs与汲源电压Vds分别为：

Vgs＝Vg-Vs＝Vg-(Vss+Voled)

Vds＝Vd-Vs＝Vdd-(Vss+Voled)

由于第二N型薄膜晶体管120的临界电压Vt为已知，故由式(1)与式(2)的计算式，依所需的显示亮度，来传送数据线的电压值。然而，当有机发光二极管140的跨压Voled上升时，明显地，Vgs及Vds就会下降，以致于流经有机发光二极管140的电流Id也会跟着下降。

请参看图2所示，其为根据本发明第一实施例的有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。图中显示，除了图1的第一N型薄膜晶体管110、第二N型薄膜晶体管120、电容130以及有机发光二极管140外，更在图1中，由第二N型薄膜晶体管120的第二漏极、第二源极与有机发光二极管140所形成的电流传送路径中，将栅极与漏极连接在一起的N型薄膜晶体管所形成的有源负载210，配置于有机发光二极管140的阳极端与第二源极之间。

因此，当有机发光二极管140的跨压Voled上升，而导致流经有机发光二极管140的电流Id下降时，有源负载210的跨压也会下降，使得Vgs及Vds下降的幅度可以得到补偿，因而可自动补偿流经有机发光二极管140的电流Id。其补偿效果分别如图3与图4所示，其中实线为没有配置有源负载210的Vs电压上升曲线与Id电流下降曲线，而虚线部分则为配置有源负载210后的Vs电压上升曲线与Id电流下降曲线。明显地，已经可以补偿流经有机发光二极管140的电流Id的下降情形，而达到自动补偿之效果。

请参看图5所示，其为根据本发明第一实施例的另一种有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。与图2不同的是，此像素电路是将栅极与漏极连接在一起的N型薄膜晶体管所形成的有源负载510，配置于电源正极端Vdd与第二N型薄膜晶体管120的第二漏极之间的电流传送路径上。此种作法可以藉由补偿Vds下降的幅度，而达到自动补偿流经有机发光二极管140的电流Id的效果。

请参看图6所示，其为第二实施例使用的有源矩阵有机发光二极管像素的示意图。图中显示，此有源矩阵有机发光二极管像素包括：N型薄膜晶体管610、P型薄膜晶体管620、电容630和有机发光二极管640。其耦接方式为N型薄膜晶体管610的第一栅极连接扫描线、第一漏极连接数据线、第一源极则连接电容630的第一端与P型薄膜晶体管620的第二栅极，P型薄膜晶体管620的第二源极连接电容630的第二端与电源正极端Vdd、第二漏极连接有机发光二极管640的阳极端，有机发光二极管640的阴极端则连接至电源负极端Vss。

同样地，当有机发光二极管640的跨压Voled上升时，Vsd就会下降，由式(3)的计算式可知，将导致流经有机发光二极管640的电流Id也会跟着下降，所以需要如图7与图8所示的自动补偿电路。

请参看图7，其为根据本发明第二实施例的有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。图中显示，除了图6的N型薄膜晶体管610、P型薄膜晶体管620、电容630和有机发光二极管640外，更于图6中，在由P型薄膜晶体管620的第二源极、第二漏极与有机发光二极管640所形成的电流传送路径中，将栅极与漏极连接在一起的P型薄膜晶体管所形成的有源负载710，配置于电源正极端Vdd与第二源极之间。

因此，当有机发光二极管640的跨压Voled上升，而导致流经有机发光二极管640的电流Id下降时，有源负载710的跨压也会下降，使得Vsd下降的幅度可以得到补偿，因而可自动补偿流经有机发光二极管640的电流Id。

请参看图8所示，其为根据本发明第二实施例的另一种有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。与图7不同的是，此像素电路是将栅极与漏极连接在一起的P型薄膜晶体管所形成的有源负载810，配置于阳极端与P型薄膜晶体管620的第二漏极之间的电流传送路径上。此种作法同样可以藉由补偿Vsd下降的幅度，而达到自动补偿流经有机发光二极管640的电流Id的效果。

请参看图9所示，其为第三实施例使用的有源矩阵有机发光二极管像素的示意图。图中显示，此有源矩阵有机发光二极管像素包括：第一N型薄膜晶体管910、第二N型薄膜晶体管920、电容930和有机发光二极管940。其耦接方式为第一N型薄膜晶体管910的第一栅极连接扫描线、第一漏极连接数据线、第一源极则连接电容930的第一端与第二N型薄膜晶体管920的第二栅极，第二N型薄膜晶体管920的第二漏极连接有机发光二极管940的阴极端，第二源极连接电容930的第二端与电源负极端Vss，有机发光二极管940的阳极端则连接至电源正极端Vdd。

当有机发光二极管940的跨压Voled上升时，Vds就会下降，由式(1)的计算式可知，将导致流经有机发光二极管940的电流Id也会跟着下降，所以需要如图10与图11所示的自动补偿电路。

请参看图10所示，其为根据本发明第三实施例的有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。图中显示，除了图9的第一N型薄膜晶体管910、第二N型薄膜晶体管920、电容930和有机发光二极管940外，更在图9中，由有机发光二极管940与第二N型薄膜晶体管920的第二漏极、第二源极所形成的电流传送路径，将栅极与漏极连接在一起的N型薄膜晶体管所形成的有源负载1010，配置于第二源极与电源负极端之间。

因此，当有机发光二极管940的跨压Voled上升，而导致流经有机发光二极管940的电流Id下降时，有源负载1010的跨压也会下降，使得Vgs上升，而Vds下降的幅度亦获得补偿，因而可自动补偿流经有机发光二极管940的电流Id。

请参看图11所示，其为根据本发明第三实施例的另一种有源矩阵有机发光二极管像素的电路图。与图10不同的是，此像素电路是将栅极与漏极连接在一起的N型薄膜晶体管所形成的有源负载1110，配置于有机发光二极管940的阴极端与第二N型薄膜晶体管920的第二漏极之间的电流传送路径上。此种作法可以藉由补偿Vds下降的幅度，而达到自动补偿流经有机发光二极管940的电流Id的效果。

当然，如熟习此艺者应知，上述任何一个实施例中的有源负载可以为N型薄膜晶体管，也可以为P型薄膜晶体管。而实施例中的有源负载，或配置于薄膜晶体管漏极端，或配置于薄膜晶体管源极端，但实际上亦可两端同时配置有源负载，其实际的配置当视使用者的需求而定。

综上所述，本发明至少具有如下的优点：

1.可自动补偿流经有机发光二极管的电流。

2.可改善显示画面的均匀度以及延长产品的寿命。

虽然本发明已经以较佳的实施例揭露如上，然而其并非是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视前面所述的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，包括：

一个有源矩阵有机发光二极管像素，具有发光显示作用的一个有机发光二极管，该有源矩阵有机发光二极管像素的显示亮度，是由流经该有机发光二极管的一个电流传送路径的电流大小所决定；以及

一个有源负载，配置于该电流传送路径，以自动补偿流经该有机发光二极管的电流。

2.如权利要求1所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源矩阵有机发光二极管像素包括：

一个第一N型薄膜晶体管，具有一个第一栅极、一个第一漏极以及一个第一源极，该第一栅极耦接扫描线，该第一漏极耦接数据线；

一个第二N型薄膜晶体管，具有一个第二栅极、一个第二漏极以及一个第二源极，该第二栅极耦接该第一源极，该第二漏极耦接一个电源正极端；

一个电容，具有一个第一端以及一个第二端，该第一端耦接该第二栅极，该第二端耦接该第二源极；以及

所述的有机发光二极管，具有一个阳极端以及一个阴极端，该阳极端耦接该第二源极，该阴极端耦接一个电源的负极端。

3.如权利要求2所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载是配置于该阳极端与该第二源极之间的该电流传送路径。

4.如权利要求2所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载是配置于该电源正极端与该第二漏极之间的该电流传送路径。

5.如权利要求1所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源矩阵有机发光二极管像素包括：

一个N型薄膜晶体管，具有一个第一栅极、一个第一漏极以及一个第一源极，该第一栅极耦接扫描线，该第一漏极耦接数据线；

一个P型薄膜晶体管，具有一个第二栅极、一个第二漏极以及一个第二源极，该第二栅极耦接该第一源极，该第二源极耦接一个电源正极端；

所述的有机发光二极管，具有一个阳极端以及一个阴极端，该阳极端耦接该第二漏极，该阴极端耦接一个电源负极端。

6.如权利要求5所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载是配置于该阳极端与该第二漏极之间的该电流传送路径。

7.如权利要求6所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载是配置于该电源正极端与该第二源极之间的该电流传送路径。

8.如权利要求1所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源矩阵有机发光二极管像素包括：

一个第二N型薄膜晶体管，具有一个第二栅极、一个第二漏极以及一个第二源极，该第二栅极耦接该第一源极，该第二源极耦接一个电源负极端；

所述的有机发光二极管，具有一个阳极端和一个阴极端，该阳极端耦接一个电源正极端，该阴极端耦接该第二漏极。

9.如权利要求8所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载是配置于该阴极端与该第二漏极之间的该电流传送路径。

10.如权利要求9所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载是配置于该电源负极端与该第二源极之间的该电流传送路径。

11.如权利要求1所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载为栅极与漏极连接在一起的N型薄膜晶体管。

12.如权利要求1所述的可自动补偿电流的有源矩阵有机发光二极管像素电路，其中该有源负载为栅极与漏极连接在一起的P型薄膜晶体管。