主动式有机发光器件的像素电路的制作方法

xiaoxiao2020-6-27  6

专利名称:主动式有机发光器件的像素电路的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种有机发光器件(OLED)的像素电路,尤其涉及一种主动式 有机发光器件(AM0LED)的像素电路。
背景技术
有机发光器件(OLED)可以用被动矩阵(PM)驱动,也可以用主动矩阵驱动 (AM)。相比PM驱动,雄驱动具有显示的信息容量较大,功耗较低,器件寿命长, 画面对比度高等优点。而PM驱动适用于低成本的、简单的显示器件。
在玻璃基板上制作的用于有源(AM)驱动OLED的器件,目前基本采用基于硅 材料的薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)器件,如非晶硅(a-Si) TFT, 低温多晶硅(LTPS) TFT,以及微晶硅(u-Si) TFT。这些TFT器件长时间工作在 一定的电压偏置状态下会不同程度地发生器件特性的漂移。如果不采取某种措施 处理这种漂移,发生特性漂移的器件驱动OLED的电流下降,显示器件亮度降低, 会导致显示器件过早失效。AMOLED中驱动OLED的TFT在工作过程中处于某种偏置 状态,这种偏置导致的电应力会导致TFT器件的特性漂移,对于较常用的N型TFT 而言,最主要的特性漂移是其阈值电压(VTH) —般会升高。因此,在雄OLED中, 必须进行特殊的处理,以应对TFT器件衰减问题。
应对TFT器件衰减问题有多种方案被提出,包括从外部驱动电路作驱动补偿, 设计合理的像素电路进行补偿,以及制作更加稳定的器件等等。其中,用于补偿 特性漂移的像素电路有多种。图1是现有技术像素电路示意图,图中Dl为有机发 光二极管,DTFT为OLED Dl驱动晶体管,DCTL为OLED Dl发光控制晶体管,Cst为储 存电容,Gn为当前行扫描线,TNO为当前行第二扫描线,TNCT为当前行第三扫描线, DAT为数据线,VDD为电源线,Swl, Sw2和Sw3分别为第一,第二和第三晶体管,VCTD 为有机发光二极管的阴极信号;图2是图1的信号时序图。该电路利用预充电、阈 值设定与发光三个阶段完成驱动。如图2所示T1、 T2分别是第一、第二阶段,一 帧时间内除去第一、第二阶段的其他时间为第三阶段。第一阶段T1起到预充电的
4作用,当前行第二扫描线TNO与当前行扫描线Gn上的信号同时为高电位,第三晶体 管Sw3与第二晶体管Sw2打开,驱动晶体管DTFT的栅极由电源线VDD通过第三晶体 管Sw3与第二晶体管Sw2充电至足够高的电压。在第二阶段T2,当前行第二扫描线 TN0变为低电位,第三晶体管Sw3关闭,驱动晶体管DTFT栅极通过Sw2与DTFT这 两个TFT向其源电极放电。由于第一晶体管Swl的源、漏电极分别和数据线DAT与 驱动晶体管DTFT的源电极相连,当驱动晶体管DTFT栅极电压达到VDAT+VTH时即 停止放电,VDAT为数据线DAT上的电压信号,VTH为驱动晶体管DTFT的阈值电压。 此时,驱动晶体管DTFT栅极电压VG等于VDAT+VTH存储于储存电容Cst上。在第 一、第二阶段,当前行第三扫描线TN(T'为低电压,发光控制晶体管DCTL断开,有 机发光二极管OLED Dl不发光。到第三阶段,当前行第三扫描线TNO"变为高电压, 发光控制晶体管DCTL导通,驱动晶体管DTFT开始工作,向OLED Dl提供电流。在 特性发生漂移时,阈值电压VTH变为VTH',由于经过补偿,此时驱动晶体管DTFT 栅极电压VG为VDAT+VTH',因此对驱动晶体管DTFT提供的电流值基本没有影响, 从而起到了补偿VTH漂移的作用。
上述电路存在的问题如下(1)每个像素需要三个行扫描信号,这三个信号 都需要系统驱动电路提供,增加了系统驱动电路的复杂性;(2)行扫描线数目较 多,会占用较多基板面积,降低底部发射OLED的开口率;(3) OLED与电源线VDD 之间串联有三个TFT,增加了回路阻抗,降低了电路功耗效率。

实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种主动式有机发光器件的像素电路, 可以有效抑制有源驱动OLED显示器件中驱动OLED器件的TFT的特性漂移,使器件寿 命得以延长。
本实用新型的另一目的在于提供了另一种主动式有机发光器件的像素电路,可 以有效抑制有源驱动OLED显示器件中驱动OLED器件的TFT的特性漂移,使器件寿命 得以延长。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种主动式有机发 光器件的像素电路,包括 一电源线(VDD);当前行扫描线(Gn)和前一行扫描线(Gnml); 一数据线(MT);
第一到第六晶体管(Ml、 M2、 M3、 M4、 M5、 M6),所述每一个晶体管包括栅 电极、源电极和漏电极; 一0LED (Dl);
一储存电容(Cst),用于保持从所述数据线上写入的电压,其第二电极连接 于所述电源线(VDD);
一耦合电容(Ccp),用于耦合数据电压信号,其第二电极与第一、第四晶体 管(Ml、 M4)的栅极共同连接于所述储存电容(Cst)的第一电极;
第一晶体管(Ml),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点的放电,其栅电极 与第四晶体管(M4)的栅电极、第三晶体管(M3)的源电极、以及第二晶体管(M2) 的漏电极相连接,其源电极与第四晶体管(M4)的源电极一起连接于0LED (Dl) 的阳极,其漏电极连接于第二晶体管(M2)的源电极;
第二晶体管(M2),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点放电路径的开关, 其栅电极与第三、第六晶体管(M3、 M6)的栅电极共同连接于所述前一行扫描线 (Gnml);
第三晶体管(M3),为第四晶体管(M4)的栅电极提供充电路径,其漏电极 连接于所述电源线(VDD);
第四晶体管(M4),驱动所述0LED(D1),其漏电极连接于所述电源线(VDD);
第五晶体管(M5),控制数据信号的写入,其栅电极连接于所述当前行扫描 线(Gn),漏电极连接于所述数据线(DAT),源电极与第六晶体管(M6)的源电 极一起连接于所述耦合电容(Ccp)的第一电极;
第六晶体管(M6),为耦合电容(Ccp)的第一电极提供电压复位路径,其漏 电极连接于所述电源线(VDD)。
本实用新型还揭示了一种主动式有机发光器件的像素电路,包括
一电源线(VDD);
当前行扫描线(Gn)和前一行扫描线(Gmnl); 一数据线(DAT);
第一到第六晶体管(Ml、 M2、 M3、 M4、 M5、 M6),所述每一个晶体管包括栅电极、源电极和漏电极; 一0LED (Dl);
一储存电容(Cst),用于保持从所述数据线上写入的电压,其第二电极与所 述第一、第四晶体管(Ml、 M4)的源极一起连接于OLED (Dl)的阳极;
一耦合电容(Ccp),用于耦合数据电压信号,其第二电极与第一、第四晶体 管(Ml、 M4)的栅极共同连接于所述储存电容(Cst)的第一电极;
第一晶体管(Ml),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点的放电,其栅电极 与第四晶体管(M4)的栅电极、第三晶体管(M3)的源电极、以及第二晶体管(M2) 的漏电极相连接,其源电极与第四晶体管(M4)的源电极一起连接于0LED (Dl) 的阳极,其漏电极连接于第二晶体管(M2)的源电极;
第二晶体管(M2),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点放电路径的开关, 其栅电极与第三、第六晶体管(M3、 M6)的栅电极共同连接于所述前一行扫描线 (Gnral);
第三晶体管(M3),为第四晶体管(M4)的栅电极提供充电路径,其漏电极 连接于所述电源线(VDD);
第四晶体管(M4),驱动所述0LED (Dl),其漏电极连接于所述电源线(VDD);
第五晶体管(M5),控制数据信号的写入,其栅电极连接于所述当前行扫描 线(Gn),漏电极连接于所述数据线(DAT),源电极与第六晶体管(M6)的源电 极一起连接于所述耦合电容(Ccp)的第一电极;
第六晶体管,为耦合电容(Ccp)的第一电极提供电压复位路径,其漏电极连 接于所述电源线(VDD)。
本实用新型对比现有技术有如下的有益效果(1)每行像素只需要一条行扫描 线,最大限度减少外部供给信号,简化系统驱动电路;(2)与OLED串联的TFT 数目减少,提高了电路的效率。


图l是现有技术像素电路示意图。
图2是图1的信号时序图。
图3是本实用新型的像素电路示意图。
7图4是本实用新型的另一像素电路示意图。 图5是图3和图4的信号时序图。
图中
Gn: 当前行扫描线
TN0: 当前行第二扫描线
VDD: 电源线
Sw2: 第二晶体管 DTFT:驱动晶体管
Ccp: 耦合电容
Ml: 第一晶体管
M3: 第三晶体管
M5: 第五晶体管 Gnml: 前一行扫描线
m- 有机发光二极管
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
本实用新型电路中使用的器件TFT有三个电极,栅极,第二电极,与第三电 极。可以把第二、第三电极分别称为源电极、漏电极,也可以把第二、第三电极 分别称为漏电极与源电极,并不改变电路的功能或实质连接关系。由于电路图中 电气上的对称性,本实用新型中把TFT的第二与第三电极分别称为漏电极与源电 极。
图3是本实用新型实施例的像素电路示意图。
请参见图3,本实用新型实施例的像素电路该像素电路由一个有机发光二极管 0LED Dl,耦合电容Ccp与储存电容Cst,晶体管M1到M6构成。第一晶体管M1控制 数据电压节点的放电,其栅电极与第四晶体管M4的栅电极、第三晶体管M3的源 电极、以及第二晶体管M2的漏电极相连接,其源电极与第四晶体管M4的源电极
DAT: 数据线
TN(T:当前行第三扫描线
Swl: 第一晶体管
Sw3: 第三晶体管 DCTL:发光控制晶体管
Cst: 储存电容
M2: 第二晶体管
M4: 第四晶体管
M6- 第六晶体管
VCTD:有机发光二极管的阴极信号一起连接于OLED Dl的阳极,其漏电极连接于第二晶体管M2的源电极;第二晶体 管M2是控制数据节点放电路径的开关,其栅电极与第三、第六晶体管的栅电极共 同连接于前一行扫描线Gnml;第三晶体管M3为第四晶体管M4的栅电极节点提供 充电路径,其漏电极连接于电源线VDD;第四晶体管M4驱动0LED Dl,其漏电极 连接于电源线VDD;第五晶体管M5控制数据信号的写入,其栅电极连接于当前行 扫描线Gnml,漏电极连接于当前列数据线DAT,源电极与第六晶体管M6的源电极 一起连接于耦合电容Ccp的两个电极之中的第一电极;第六晶体管M6的漏电极连 接于电源线VDD。在图5所示的T1阶段,第六晶体管M6打开,使耦合电容Ccp的 第一电极与电源线VDD形成电气上的导通。在图5所示的T2阶段,数据电压通过 第五晶体管M5传导到耦合电容Ccp的第一电极,并且同时耦合到其第二电极。耦 合电容电容Ccp的第二电极连接于第四、第一晶体管的栅极节点,该节点同时与 储存电容Cst的第一电极相连,用于在当前行数据写入后保持编程形成的电压, 其第二电极连接于电源线VDD。
图4是本实用新型实施例的另一像素电路示意图。
请参见图4,该像素电路与图3所示像素电路非常相似,区别在于所述储存电 容Cst的第二电极不是和所述电源线VDD相连,而是与所述第一、第四晶体管的 源极一起连接于0LED Dl的阳极。
图5是图3和图4的信号时序图。
请参见图5,本实用新型实施例中像素电路的工作过程可以分为三个阶段,分 别是如图5中所示的预充电阶段T1,阈值电压存储阶段T2,以及数据电压写入阶 段T 3 ,除上述时间外的其余时间为灰阶显示保持时间。
在预充电阶段T1,前一行扫描线Gnml上信号有效(为高电压),第二、第三 与第六晶体管打开导通。耦合电容Ccp的第一电极通过第六晶体管M6的导通被置 于与电源线VDD相同的电位。第三晶体管M3的导通将储存电容Cst的第一电极充 电至较高电压,从而使第一晶体管M1的栅电极相对源电极的电压差超过其阈值电 压Vth,第一晶体管M1 —定程度上导通,储存电容Cst第一电极上面的电压将由 第一、第二与第三晶体管的分压情况决定。第一晶体管M1栅、源电极之间的电压 差Vgs与其阈值电压Vth之差将决定第一晶体管Ml源、漏电极之间的导通状况。 由于在阈值电压Vth附近,第一晶体管M1源电极与漏电极之间的等效电阻的大小与Vgs-Vth的数值紧密相关且变化剧烈,因此,阈值电压Vth发生漂移时Vgs-Vth 数值变化很小。具体来讲,当阈值电压Vth变化为Vth'时,Vgs变化为Vgs' =Vgs + (Vth, - Vth)。因此,阈值电压Vth的漂移程度在储存电容Cst的第一电极上 存储下来。
阈值电压存储阶段T2,前一行扫描线Gnml上信号变为低电压,第二、第三与 第六晶体管关断。当前行扫描线Gn上信号变为高电压,第五晶体管M5打开导通, 数据线DAT上的信号电压传导到耦合电容Ccp的第一电极。由于Ccp的耦合作用, Ccp第一电极的电压变化使其第二电极电压发生相应幅度的变化,改变了第四晶体 管M4的栅电极电压和储存电容Cst的第一电极的电压。第四晶体管M4根据该改 变过的偏压信号输出相应的电流,驱动有机发光二极管OLED Dl发光。
数据电压写入阶段T3,当前行扫描线Gn上信号变为低电压,第五晶体管M5 关断。设定于第四晶体管M4栅电极上的电压依靠储存电容Cst保持。有机发光二 极管0LED Dl仍然由第四晶体管M4按照在第二阶段设定好的偏压以相应的电流驱 动。
本实用新型相对于现有的像素电路,具有以下优点(1)每行像素只需要一 条行扫描线,最大限度减少外部供给信号,简化系统驱动电路;(2)与0LED Dl 串联的TFT数目减少,提高了电路的效率。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本实用新型, 任何本领域技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作些许的修改 和完善,因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
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权利要求1、一种主动式的有机发光器件的像素电路,包括一电源线(VDD);当前行扫描线(Gn)和前一行扫描线(Gnml );一数据线(DAT);一OLED(D1);一储存电容(Cst),用于保持从所述数据线上写入的电压,其第二电极连接于所述电源线(VDD);一耦合电容(Ccp),用于耦合数据电压信号,其第二电极与第一、第四晶体管(M1、M4)的栅极共同连接于所述储存电容(Cst)的第一电极;其特征在于,所述像素电路还包括第一到第六晶体管(M1、M2、M3、M4、M5、M6),所述每一个晶体管包括栅电极、源电极和漏电极;第一晶体管(M1),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点的放电,其栅电极与第四晶体管(M4)的栅电极、第三晶体管(M3)的源电极、以及第二晶体管(M2)的漏电极相连接,其源电极与第四晶体管(M4)的源电极一起连接于OLED(D1)的阳极,其漏电极连接于第二晶体管(M2)的源电极;第二晶体管(M2),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点放电路径的开关,其栅电极与第三、第六晶体管(M3、M6)的栅电极共同连接于所述前一行扫描线(Gnml);第三晶体管(M3),为第四晶体管(M4)的栅电极提供充电路径,其漏电极连接于所述电源线(VDD);第四晶体管(M4),驱动所述OLED(D1),其漏电极连接于所述电源线(VDD);第五晶体管(M5),控制数据信号的写入,其栅电极连接于所述当前行扫描线(Gn),漏电极连接于所述数据线(DAT),源电极与第六晶体管(M6)的源电极一起连接于所述耦合电容(Ccp)的第一电极;第六晶体管(M6),为耦合电容(Ccp)的第一电极提供电压复位路径,其漏电极连接于所述电源线(VDD)。
2、 一种主动式的有机发光器件的像素电路,包括一电源线(VDD);当前行扫描线(Gn)和前一行扫描线(Gnml);一数据线(DAT);一0LED (Dl);一储存电容(Cst),用于保持从所述数据线上写入的电压,其第二电极与所述第一、第四晶体管(Ml、 M4)的源极一起连接于OLED (Dl)的阳极;一耦合电容(Ccp),用于耦合数据电压信号,其第二电极与第一、第四晶体管(Ml、 M4)的栅极共同连接于所述储存电容(Cst)的第一电极;其特征在于,所述像素电路还包括第一到第六晶体管(Ml、 M2、 M3、 M4、 M5、M6),所述每一个晶体管包括栅电极、源电极和漏电极;第一晶体管(Ml),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点的放电,其栅电极与第四晶体管(M4)的栅电极、第三晶体管(M3)的源电极、以及第二晶体管(M2)的漏电极相连接,其源电极与第四晶体管(M4)的源电极一起连接于0LED (Dl)的阳极,其漏电极连接于第二晶体管(M2)的源电极;第二晶体管(M2),控制第四晶体管(M4)的栅电极节点放电路径的开关,其栅电极与第三、第六晶体管(M3、 M6)的栅电极共同连接于所述前一行扫描线(Gnml);第三晶体管(M3),为第四晶体管(M4)的栅电极提供充电路径,其漏电极连接于所述电源线(VDD);第四晶体管(M4),驱动所述0LED(D1),其漏电极连接于所述电源线(VDD);第五晶体管(M5),控制数据信号的写入,其栅电极连接于所述当前行扫描线(Gn),漏电极连接于所述数据线(DAT),源电极与第六晶体管(M6)的源电极一起连接于所述耦合电容(Ccp)的第一电极;第六晶体管,为耦合电容(Ccp)的第一电极提供电压复位路径,其漏电极连接于所述电源线(VDD)。
专利摘要本实用新型公开了一种主动式有机发光器件的像素电路,可以有效抑制有源驱动OLED显示器件中驱动OLED器件的TFT的特性漂移,使器件寿命得以延长,本实用新型提供的技术方案包括一电源线;当前行扫描线和前一行扫描线;一数据线;第一到第六共6个晶体管,所述每一个晶体管包括栅电极、源电极和漏电极;一OLED;一储存电容,用于保持从所述数据线上写入的电压,其第二电极连接于所述电源线;一耦合电容,用于耦合数据电压信号,其第二电极与第一、第四晶体管的栅极共同连接于所述储存电容的第一电极。本实用新型利用不同的TFT器件分别进行阈值电压VTH的设定与OLED驱动,有效抑制有源驱动OLED显示器件中驱动OLED器件的TFT的特性漂移,使器件寿命得以延长,且不增加扫描线。
文档编号G09G3/32GK201266473SQ200820151768
公开日2009年7月1日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者李俊峰 申请人:上海广电光电子有限公司

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