CN100435199C

CN100435199C - 有机发光显示器及其相关的像素电路

Info

Publication number: CN100435199C
Application number: CNB2006101380380A
Authority: CN
Inventors: 卢皓彦; 陈纪文; 张鼎张
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: CN1949342A

Abstract

一种像素电路，包含第一至第五晶体管、存储电容以及发光元件。第一晶体管用于在受到一启动信号电压触发时，由供应电压端传送一供应电压。第二晶体管，用于在受到一扫描信号电压触发时，由接地端传送一接地电压。存储电容分别耦接于第一晶体管及第二晶体管。第三晶体管用于在受到扫描信号电压触发时，导通一数据信号电压。第四晶体管用于在没有受到扫描信号电压触发时，依据数据信号电压产生一导通电流。第五晶体管耦接于第二晶体管和存储电容的第二端，用于在没有受到扫描信号电压触发时，形成存储电容和第五晶体管的导通路径。发光元件耦接于第三晶体管，用于依照通过第三晶体管的导通电流发出光线。

Description

有机发光显示器及其相关的像素电路

技术领域

本发明涉及一种用于有机发光显示器的像素电路，尤其涉及一种可补偿有机发光显示器亮度的像素电路。

背景技术

具有先进功能的显示器逐渐成为现今电子消费产品的重要特色，其中液晶显示器已经逐渐成为各种电子设备诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、计算机屏幕或笔记型计算机屏幕所广泛应用具有高分辨率的彩色屏幕的显示器。

不同于市场上常见的液晶显示器即利用加在液晶像素的电压决定液晶偏转的角度进而控制光的穿透率，有机发光显示器(Organic Light EmittingDisplay，OLED)的发光强度是由OLED顺向偏压电流决定像素亮度。有机发光显示器利用自发光技术，不但不需要背光照明，还能提供比液晶显示器更快的响应时间。此外，有机发光显示器还有较佳的对比值和宽广的视角等优点。

参照图1，图1是现有技术的有机发光显示器的像素电路10的电路图。像素电路10包含一第一晶体管T1、一第二晶体管T2、一存储电容Cst以及一有机发光二极管12。当扫描信号电压由扫描端SCAN传入而打开第一晶体管T1时，数据信号电压Vdata则会由数据端DATA发出，经由第一晶体管T1传送至第二晶体管T2的栅极。当第二晶体管T2处于饱和区(saturation regain)时，则第二晶体管T2上导通电流Id即由第二晶体管T2的栅极和源极之间的电压(Vsg＝Vdd-Vdata)所决定，也就是说Id＝K(Vsg-Vt)²＝K(Vdd-Vdata-Vt)²。由于有机发光二极管12的发光亮度正比于导通电流Id，因此有机发光二极管12即根据数据信号电压Vdata来调整发光亮度使得对应的像素产生不同的灰阶。此外，由于数据信号电压Vdata会储存在存储电容Cst，因此有机发光二极管12像素上的亮度可以在画面变化期间保留。

参照图2，图2是晶体管在不同起始电压时，导通电流与显示时间的关系图。由于目前采用多晶硅薄膜晶体管电路(Polysilicon Thin Film TransistorCircuit)技术来制作面板时，图1所示的像素电路10在不同位置的第二晶体管T2的起始电压(threshold voltage)Vt会有所不同。从图2看出，不同的第二晶体管T2的起始电压会造成导通电流Id有所差异，进而导致有机发光二极管12的面板亮度不一致。

此外，因为导线电阻造成的负载效应，会使得电压Vdd下降，连带影响栅极和源极电压压降Vsg也跟着下降，造成导通电流下降进而影响显示质量。

因此如何改进现有技术中因工艺而造成的各晶体管间起始电压的不一致以及因导线电阻造成的负载效应所导致的导通电流下降等问题，是一个亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种像素电路及一种使用该像素电路的有机发光显示器，以解决上述现有技术中存在的问题。

依据本发明的上述目的，本发明提供一种像素电路，其包含一第一晶体管、一第二晶体管、一第五晶体管、一第三晶体管、一第四晶体管、一存储电容以及一发光元件。所述第一晶体管耦接于一供应电压端，用于在受到一启动信号电压触发时，由所述供应电压端传送一供应电压。所述第二晶体管是耦接于一接地端，用于在受到一扫描信号电压触发时，由所述接地端传送一接地电压。所述存储电容包含一第一端和一第二端，分别耦接于所述第一晶体管和所述第二晶体管。所述第三晶体管耦接于一数据端，用于在受到所述扫描信号电压触发时，导通一数据信号电压。所述第四晶体管用于在未受到所述扫描信号电压触发时，依据所述数据信号电压产生一导通电流。所述第五晶体管耦接于所述第二晶体管和所述存储电容的第二端，用于在未受到所述扫描信号电压触发时，形成所述存储电容以及所述第五晶体管的导通路径。所述发光元件耦接于所述第四晶体管，用来依据所述第四晶体管的导通电流发出光线。

本发明还提供一种有机发光显示器，其包含一栅极驱动器、一源极驱动器以及多个像素单元。栅极驱动器用于产生一扫描信号电压以及一启动信号电压。源极驱动器用于产生一数据信号电压。每一像素单元包含一第一晶体管、一第二晶体管、一第五晶体管、一第三晶体管、一第四晶体管、一存储电容以及一发光元件。所述第一晶体管耦接于一供应电压端，用于在受到一启动信号电压触发时，由所述供应电压端传送一供应电压。所述第二晶体管耦接于一接地端，用于在受到一扫描信号电压触发时，由所述接地端传送一接地电压。所述存储电容包含一第一端以及一第二端，分别耦接于所述第一晶体管以及所述第二晶体管。所述第三晶体管耦接于一数据端，用于在受到所述扫描信号电压触发时，导通一数据信号电压。所述第四晶体管用于在未受到所述扫描信号电压触发时，依据所述数据信号电压产生一导通电流。所述第五晶体管耦接于所述第二晶体管以及所述存储电容的第二端，用于在未受到所述扫描信号电压触发时，形成所述存储电容以及所述第五晶体管的导通路径。所述发光元件耦接于所述第四晶体管，用于依据所述第四晶体管的导通电流发出光线。

根据本发明的一实施例，所述第一晶体管、所述第二晶体管以及所述第三晶体管是N型金属氧化物半导体晶体管，所述第二晶体管以及第四晶体管是P型金属氧化物半导体晶体管。

根据本发明的另一实施例，所述第一晶体管、所述第五晶体管是N型金属氧化物半导体晶体管，所述第二晶体管、所述第三晶体管以及第四晶体管是P型金属氧化物半导体晶体管。

根据本发明的又一实施例，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管以及第四晶体管是P型金属氧化物半导体晶体管，所述第三晶体管是N型金属氧化物半导体晶体管。

附图说明

图1是现有技术的有机发光显示器的像素电路的电路图；

图2是晶体管在不同起始电压时，显示时间与漏极电流的关系图；

图3是本发明的有机发光显示器的示意图；

图4是本发明的第一实施例的像素电路的电路图；

图5至图7示出图4的像素电路在显示周期内各晶体管的导通状态；

图8是启动信号端以及驱动信号端在显示周期的时序图；

图9是本发明的第二实施例的像素电路的电路图；

图10是本发明的第三实施例的像素电路的电路图。

其中，附图标记为：

10、20像素电路 12有机发光二极管

T1、T2晶体管 40、50像素电路

21、41、51第一晶体管 22、42、52第二晶体管

23、43、53第三晶体管 24、44、54第四晶体管

25、45、55第五晶体管 26、46、56发光元件

100有机发光显示器 102栅极驱动器

104源极驱动器 106显示区

Cst存储电容 A、B、C节点

具体实施方式

参照图3，其是本发明的有机发光显示器100的示意图。有机发光显示器100包含一栅极驱动器102、一源极驱动器104以及一显示区106。显示区106是由多个像素电路20组成。栅极驱动器102产生的启动信号以及驱动信号依序开启每一列的像素电路20，使得同一列的像素电路20依据源极驱动器104产生的数据信号而产生不同的灰阶，导致显示区106呈现出多样的影像。

参照图4，图4是图3的像素电路20的电路图。每一像素电路20包含一第一晶体管21、一第二晶体管22、一第三晶体管23、一第四晶体管24、一第五晶体管25、一存储电容Cst以及一发光元件26。第一晶体管21、第二晶体管22以及第三晶体管23是N型金属氧化物半导体晶体管，第四晶体管24以及第五晶体管25是P型金属氧化物半导体晶体管。第一晶体管21的栅极电连接于启动信号端[n]EM，其漏极耦接于供应电压端Vdd，其中启动信号端[n]EM电连接于栅极驱动器102。第二晶体管22的栅极耦接于驱动信号端[n]SCAN，其源极耦接于一接地端，其中驱动信号端[n]SCAN电连接于栅极驱动器102。第五晶体管25的栅极也耦接于驱动信号端[n]SCAN，其源极耦接于第二晶体管22的漏极。第三晶体管23的栅极也耦接于驱动信号端[n]SCAN，其源极耦接于数据端DATA，其中数据端DATA与源极驱动器104电连接。第四晶体管24的栅极则耦接于第五晶体管25的漏极以及第三晶体管23的漏极，其源极耦接于第一晶体管21的源极，漏极则耦接于发光元件26。存储电容Cst的两端则分别耦接于第一晶体管21以及第二晶体管22。发光元件26可以是一有机发光二极管，可依据流过自身的电流大小决定发光亮度。

参照图5至图8，图5至图7示出图4的像素电路20在显示周期内各晶体管的导通状态，图8是启动信号端以及驱动信号端在显示周期的时序图。首先参照图5和图8，在图8的时段T0-T1时，启动信号端[n]EM触发一启动信号电压，使得第一晶体管21开启；而供应电压端向节点C导通电压Vdd，同时驱动信号端[n]SCAN触发一驱动信号电压，使得第二晶体管22和第三晶体管23导通。此时，第二晶体管22从接地端向节点B导通一接地电压GND，而第三晶体管23导通从数据信号端DATA向第四晶体管24导通一数据信号电压Vdata的栅极(即节点A)。在时段T0-T1期间，存储电容Cst的压差为Vdd，但第五晶体管25却处于关闭状态。

参照6图和图8，在图8的时段T1-T2时，启动信号端[n]EM未触发所述启动信号电压，所以使得第一晶体管21关闭。同时所述驱动信号电压仍旧触发于驱动信号端[n]SCAN，使得第二晶体管22和第三晶体管23仍然开启。这时第四晶体管24即成为一源极跟随器(source follower)，使得位于节点C的电压会逐渐下降至Vdata+Vt(Vt表示第四晶体管24的起始电压)。此时，存储电容Cst的压差即为Vdata+Vt。

参照图7和图8，在图8的时点T2的后，启动信号端[n]EM会触发启动信号电压，使得第一晶体管21开启，而供应电压端向节点C导通电压Vdd，同时驱动信号端[n]SCAN则不会触发驱动信号电压，使得第二晶体管22和第三晶体管23关闭，而开启第五晶体管25。这样，节点C的电位会因为第一晶体管21的开启而经由供应电压端导通电压Vdd。由于之前存储电容Cst的压差是Vdata+Vt，为了保持存储电容Cst所存储电荷的一致性，所以节点B的电位亦会跳升至Vdd-Vdata-Vt。此时开启的第五晶体管25会导通，使得节点A的电位与节点B的电位一致，所以节点A此时的电位即为Vdd-Vdata-Vt。第四晶体管24此时的导通电流Id＝K(Vsg-Vt)²＝K(Vdd-(Vdd-Vdata-Vt)-Vt)²＝K(Vdata)²。也就是说，在第四晶体管24的导通电流Id的大小在显示期间只与数据信号电压Vdata有关，而与第四晶体管24的初始电压Vt和供应电压端所提供的供应电压Vdd无关。所以本实施例所公开的像素电路20在显示期间(即时段T2-T3)，流经发光元件26的导通电流Id大小仅受数据信号电压的影响，所以位于不同像素的发光元件的发光亮度只受到数据信号电压的控制而不会由于各个晶体管工艺的影响造成亮度不均匀。

参照图9，图9是本发明的第二实施例的像素电路40的电路图。类似于图4的实施例，本实施例的像素电路40包含一第一晶体管41、一第二晶体管42、一第三晶体管43、一第四晶体管44、一第五晶体管45、一存储电容Cst以及一发光元件46。第一晶体管41和第五晶体管45是N型金属氧化物半导体晶体管，第二晶体管42、第三晶体管43和第四晶体管44是P型金属氧化物半导体晶体管。发光元件46可以是一有机发光二极管，可根据流过自身的电流大小决定发光亮度。其运行原理与图4所述的像素电路20相同，只是在驱动信号端[n]SCAN所提供的扫描信号电压的大小有所差异，此差异可为本领域普通技术人员所理解，所以在此不再赘述其运行方式。

参照图10，图10是本发明的第三实施例的像素电路50的电路图。类似于图4的实施例，本实施例的像素电路50包含一第一晶体管51、一第二晶体管52、一第三晶体管53、一第四晶体管54、一第五晶体管55、一存储电容Cst以及一发光元件56。第一晶体管51、第二晶体管52、第三晶体管53以及第四晶体管54是P型金属氧化物半导体晶体管，第五晶体管55是N型金属氧化物半导体晶体管。发光元件56可以是一有机发光二极管，可根据流过自身的电流大小决定发光亮度。其运行原理与图4所述的像素电路20相同，只是在驱动信号端[n]SCAN所提供的扫描信号电压以及启动信号端[n]EM所提供的启动信号电压的大小有所差异，此差异可为本领域普通技术人员所理解，所以在此不再赘述其运作方式。

与现有技术相比，本发明的像素电路在显示期间，能控制流过发光元件的导通电流仅与数据信号电压有关，而不受到晶体管初始电压以及供应电压的影响。这样，尽管在采用多晶硅薄膜晶体管电路技术来制作面板时，不同位置的晶体管的起始电压会有差异，仍然不会对有机发光二极管的发光亮度造成影响，进而解决了有机发光二极管面板亮度不一致的情形问题。此外，本发明的像素电路也解决了因导线电阻造成的负载效应使得供应电压Vdd下降的问题，改善了因供应电压Vdd下降造成导通电流下降进而影响显示质量的问题。

尽管以上已公开了本发明的优先实施例，然而它并不是用以限定本发明，对于本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做各种的更动与修改，因此本发明的保护范围应以以下的权利要求书所限定的内容为准。

Claims

1.一种像素电路，其特征在于，包含：

一第一晶体管，耦接于一供应电压端，用于在受到一启动信号电压触发时，由所述供应电压端传送一供应电压；

一第二晶体管，耦接于一接地端，用于在受到一扫描信号电压触发时，由所述接地端传送一接地电压；

一存储电容，包含一第一端以及一第二端，分别耦接于所述第一晶体管以及所述第二晶体管；

一第三晶体管，耦接于一数据端，用于在受到所述扫描信号电压触发时，导通一数据信号电压；

一第四晶体管，用于在未受到所述扫描信号电压触发时，依据所述数据信号电压产生一导通电流；

一第五晶体管，耦接于所述第二晶体管以及所述存储电容的第二端，用于在未受到所述扫描信号电压触发时，形成所述存储电容以及所述第五晶体管的导通路径；以及

一发光元件，耦接于所述第四晶体管，用来依据所述第四晶体管的导通电流发出光线。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第四晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管。

4.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，所述第二晶体管以及所述第三晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管，所述第五晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管。

5.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，所述第二晶体管以及所述第三晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管，所述第五晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管。

6.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管。

7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述第二晶体管以及所述第三晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管，所述第五晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管。

8.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述发光元件是一有机发光二极管。

9.一种有机发光显示器，其特征在于，包含：

一栅极驱动器，用于产生一扫描信号电压以及一启动信号电压；

一源极驱动器，用于产生一数据信号电压；以及

多个像素单元，每一像素单元包含：

一第一晶体管，耦接于一供应电压端，用于在受到所述启动信号电压触发时，由所述供应电压端传送一供应电压；

一第二晶体管，耦接于一接地端，用于在受到所述扫描信号电压触发时，由所述接地端传送一接地电压；

一发光元件，耦接于所述第四晶体管，用于依据所述第四晶体管的导通电流发出光线。

10.根据权利要求9所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第四晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管。

11.根据权利要求10所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第一晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管。

12.根据权利要求11所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第二晶体管以及所述第三晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管，所述第五晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管。

13.根据权利要求11所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第二晶体管以及所述第三晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管，所述第五晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管。

14.根据权利要求10所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第一晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管。

15.根据权利要求14所述的有机发光显示器，其特征在于，所述第二晶体管以及所述第三晶体管是一P型金属氧化物半导体晶体管，所述第五晶体管是一N型金属氧化物半导体晶体管。

16.根据权利要求10所述的有机发光显示器，其特征在于，所述发光元件是一有机发光二极管。