CN104575380A - 像素电路和有源矩阵有机发光显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像素电路和有源矩阵有机发光显示器，其中，像素电路包括：第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；第一薄膜晶体管的栅极与扫描线连接，扫描线用于提供脉宽调制信号，第二薄膜晶体管的栅极与第一薄膜晶体管的漏极连接，第二薄膜晶体管的导通时间和截止时间均由脉宽调制信号控制。在本发明提供的像素电路和有源矩阵有机发光显示器中，采用数字驱动方式驱动像素发光，即通过脉宽调制信号控制第二薄膜晶体管的快速开关以调制其占空比，从而实现全彩画面的显示，像素电路中无须设置电容，因此结构更简单，功耗更低。进一步的，由于没有电容影响像素的开口率，因此有源矩阵有机发光显示器具有更高的亮度，而且更易提高分辨率。

Description

像素电路和有源矩阵有机发光显示器

技术领域

本发明涉及平板显示技术领域，特别涉及一种像素电路和有源矩阵有机发光显示器。

背景技术

有源矩阵有机发光显示器(英文全称Active Matrix Organic Lighting EmittingDisplay，简称AMOLED)能够自行发光，不像薄膜晶体管液晶显示器(英文全称Thin Film Transistor liquid crystal display，简称TFT-LCD)需要背光系统(backlight system)才能点亮，因此可视度和亮度均更高，而且更轻薄。目前，有源矩阵有机发光显示器被誉为可以取代薄膜晶体管液晶显示器的新一代显示器。

请参考图1，其为现有技术的有源矩阵有机发光显示器的像素的电路图。如图1所示，有源矩阵有机发光显示器的每个像素均包括像素电路10和有机发光二极管OLED，所述像素电路10与数据线Dm和扫描线Sn连接，并控制所述有机发光二极管OLED的发光，其中，所述像素电路10包括开关薄膜晶体管T1、驱动薄膜晶体管T2和存储电容C，所述驱动薄膜晶体管T2的栅极与所述开关薄膜晶体管T1的漏极连接，所述驱动薄膜晶体管T2的源极与第一电源ELVDD连接，所述驱动薄膜晶体管T2的漏极与所述有机发光二极管OLED的阳极连接，所述有机发光二极管OLED的阴极与第二电源ELVSS连接，所述存储电容C连接在所述驱动薄膜晶体管T2的栅极和源极之间。

在所述像素电路10中，通过扫描线Sn控制开关薄膜晶体管T1的开和关，开关薄膜晶体管T1打开之后通过数据线Dm将所需的数据电压Data写入存储电容C，在开关薄膜晶体管T1关闭后，存储电容C仍然保持数据电压Data，在一帧的时间里持续控制驱动薄膜晶体管T2的工作状态，从而控制流过所述有机发光二极管OLED的电流，以实现所述有机发光二极管OLED的亮暗变化。

其中，所述存储电容C的主要作用是保持所述数据线Dm提供的数据电压，为了达到好的保持效果，所述存储电容C的电容值一般会设计的比较大。相应的，所述存储电容C的面积比较大，其在像素中所占的面积也会比较大。由于存储电容C是不透光的，因此所述存储电容C所占据的面积会影响像素的开口率。同时，由于电容的充放电工作，使得采用所述像素电路10的功耗比较高。

目前，无论是图1所示的2T1C型电路结构还是其他“多T多C”型电路结构，都存在因设置有电容而降低像素的开口率、增加功耗的问题。

基此，如何降低有源矩阵有机发光显示器的功耗并提高其像素的开口率成了本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种像素电路和有源矩阵有机发光显示器，以解决现有的有源矩阵有机发光显示器的功耗大、像素的开口率低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种像素电路，所述像素电路包括：第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；所述第一薄膜晶体管的栅极与扫描线连接，所述扫描线用于提供脉宽调制信号，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述第一薄膜晶体管的漏极连接，所述第二薄膜晶体管的导通时间和截止时间均由所述脉宽调制信号控制。

可选的，在所述的像素电路中，所述第一薄膜晶体管的源极与数据线连接，所述数据线用于提供数据电压，所述有机发光二极管在所述第二薄膜晶体管导通时根据所述数据电压发光。

可选的，在所述的像素电路中，所述第一薄膜晶体管的导通和截止由所述扫描线提供的脉宽调制信号控制，所述第二薄膜晶体管的导通和截止由所述数据线提供的数据电压控制。

可选的，在所述的像素电路中，所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管均为P型薄膜晶体管。

可选的，在所述的像素电路中，所述第二薄膜晶体管的源极与第一电源连接，所述第二薄膜晶体管的漏极与所述有机发光二极管的阳极连接，所述有机发光二极管的阴极与第二电源连接；所述第一电源和第二电源均用作所述有机发光二极管的驱动电源，分别为所述有机发光二极管提供电源电压。

可选的，在所述的像素电路中，所述脉宽调制信号在一个驱动周期内分为多个子场信号，所述多个子场信号分时并依序输出。

可选的，在所述的像素电路中，所述脉宽调制信号在一个驱动周期内分为8个子场信号，所述8个子场信号的持续时间按照比率2依次增加，所述8个子场信号的间隔时间相同。

可选的，在所述的像素电路中，所述脉宽调制信号由GIP驱动电路输出。

可选的，所述像素电路仅由所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管组成。

相应的，本发明还提供了一种有源矩阵有机发光显示器，所述有源矩阵有机发光显示器包括如上所述的像素电路。

在本发明提供的像素电路及其驱动方法和有源矩阵有机发光显示器中，采用数字驱动方式驱动像素发光，即通过脉宽调制信号控制第二薄膜晶体管的快速开关以调制其占空比，从而实现全彩画面的显示，所述像素电路中无须设置电容，因此像素电路的结构更加简单，功耗更低。进一步的，由于没有电容影响像素的开口率，因此像素的开口率更高，采用所述像素电路的有源矩阵有机发光显示器具有更高的亮度，而且更易提高分辨率。

附图说明

图1是现有技术的有源矩阵有机发光显示器的像素电路的电路图；

图2是本发明实施例的像素电路的电路图；

图3是本发明实施例的像素电路的驱动方法的时序图；

图4是利用本发明实施例的像素电路显示不同灰阶的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出一种像素电路和有源矩阵有机发光显示器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2，其为本发明实施例的像素电路的结构示意图。如图2所示，所述像素电路20包括：第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2；所述第一薄膜晶体管T1的栅极与扫描线Sn连接，所述扫描线Sn用于提供脉宽调制信号(PWM)，所述第二薄膜晶体管T2的栅极与所述第一薄膜晶体管T1的漏极连接，所述第二薄膜晶体管T2的导通时间和截止时间均由所述脉宽调制信号控制。

具体的，所述第一薄膜晶体管T1的栅极与扫描线Sn连接，所述扫描线Sn与面板内栅(gate in pane，简称GIP)驱动电路(图中未示出)连接，所述GIP驱动电路输出的脉宽调制信号通过所述扫描线Sn提供至所述第一薄膜晶体管T1的栅极，并控制所述第二薄膜晶体管T2的快速开关。所述脉宽调制信号通过控制所述第二薄膜晶体管T2的导通时间和截止时间，以调制其占空比(DutyCycle)。脉宽调制信号的占空比不同所对应的灰阶(gray scale，也称色阶)则不同。

本实施例中，所述第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2均为P型薄膜晶体管。如图2所示，当所述扫描线Sn提供的信号为低电平时，所述第一薄膜晶体管T1导通，数据线Dm提供的数据电压Data传输至所述第二薄膜晶体管T2的栅极，当所述扫描线Sn提供的信号为高电平时，所述第一薄膜晶体管T1截止，此时所述第二薄膜晶体管T2的栅极保持数据电压Data不变，直至下一周期第一薄膜晶体管T1导通时，下一帧数据电压Data写入，从而刷新所述第二薄膜晶体管T2的栅极电压。其中，所述第二薄膜晶体管T2的导通与截止是由数据线Dm提供的数据电压Data决定的，而所述第二薄膜晶体管T2的导通时间和截止时间是由所述扫描线Sn提供的脉宽调制信号控制的。

为了表现图像的灰阶，通常将一个驱动周期(例如一帧)分为多个子场并分时驱动。例如，以256个灰阶层次显示图像时，将一个驱动周期分为8个子场信号，8个子场信号的间隔时间相同，而8个子场信号的持续时间则按照比率2依次增加，即8个子场信号的持续时间的比率为2ⁿ(n＝0,1,2,3,4,5,6,7)。

请参考图3，其为本发明实施例的像素电路的驱动方法的时序图。如图3所示，根据占空比的不同将一个驱动周期分成8个子场信号，分别为SF1至SF8，其中，SF1对应的灰阶为1，SF2对应的灰阶为2，SF3对应的灰阶为4，SF4对应的灰阶为8，SF5对应的灰阶为16，SF6对应的灰阶为32，SF7对应的显示灰阶为64，SF8对应的灰阶为128，在一个驱动周期内SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7和SF8以相同的时间间隔依次出现。

请继续参考图2，所述第二薄膜晶体管T2的源极与第一电源ELVDD连接，所述第二薄膜晶体管T2的漏极与所述有机发光二极管OLED的阳极连接，所述有机发光二极管OLED的阴极与第二电源ELVSS连接，所述第一电源ELVDD和第二电源ELVSS用作所述有机发光二极管OLED的驱动电源，用于为所述有机发光二极管OLED提供电源电压。其中，所述第一电源ELVDD一般为高电平电压源，所述第二电源ELVSS一般为低电平电压源。所述第一薄膜晶体管T1的源极与数据线Dm连接，所述数据线Dm用于提供驱动芯片提供的数据电压Data。当所述第二薄膜晶体管T2导通时，数据线Dm提供的数据电压Data写入，由此所述有机发光二极管OLED开始发光。

请参考图4，其为本发明实施例的像素电路显示不同灰阶的示意图。如图4所示，0表示数据线Dm提供的数据电压Data为低电平，1表示数据线Dm提供的数据电压Data为高电平，当SF1至SF8均为低电平时8个子场的灰阶之和为0，显示全黑，当SF1为高电平，SF2至SF8均为低电平时8个子场的灰阶之和为1，当SF2为高电平，SF1、SF3至SF8均为低电平时8个子场的灰阶之和为2，依次类推，当SF1至SF8均为高电平时8个子场的灰阶之和为255，显示全白。

在本实施例中，用于表现多色阶的驱动方式不是传统的模拟驱动方式，而是数字驱动方式。所述第二薄膜晶体管T2作为数字驱动开关晶体管，其导通和截止时间是由所述扫描线Sn提供的脉宽调制信号控制的。通过所述脉宽调制信号控制所述第二薄膜晶体管T2的快速开关，以调制脉宽调制信号的占空比，从而产生多个子场，每个子场分别对应特定的灰阶，在一个驱动周期内不同灰阶的子场信号以分时并依据特定顺序的方式进行输出，进而利用人类肉眼的视觉暂留现象来达到显示全彩画面的目的，亦即在时间上进行混色。

所述像素电路20是一种2T0C型电路结构，只有2个薄膜晶体管，没有任何电容。可见，所述像素电路20的结构更加简单，所述像素电路20的功耗更低。同时，由于没有电容影响开口率，因此采用所述像素电路20的像素具有更高的开口率。由此，采用像素电路20的有源矩阵有机发光显示器比较容易获得高亮度和高PPI(Pixels Per Inch)值，其中，PPI是图像分辨率的单位，图像的PPI值越高，则分辨率越高。

另一方面，由于所述像素电路20无须设置存储电容，因此所述像素电路20在制造过程中不需要利用金属层制作电容，因此制造工艺更加简单。而制造工艺的简化，不但能够降低制造成本，还能进一步提高良率。

相应的，本发明还提供了一种有源矩阵有机发光显示器，所述有源矩阵有机发光显示器包括如上所述的像素电路20。

综上，在本发明提供的像素电路和有源矩阵有机发光显示器中，采用数字驱动方式驱动像素发光，即通过脉宽调制信号控制第二薄膜晶体管的快速开关以调制其占空比，从而实现全彩画面的显示，所述像素电路中无须设置电容，因此像素电路的结构更加简单，功耗更低。进一步的，由于没有电容影响像素的开口率，因此像素的开口率更高，采用所述像素电路的有源矩阵有机发光显示器具有更高的亮度，而且更易提高分辨率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；所述第一薄膜晶体管的栅极与扫描线连接，所述扫描线用于提供脉宽调制信号，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述第一薄膜晶体管的漏极连接，所述第二薄膜晶体管的导通时间和截止时间均由所述脉宽调制信号控制。

2.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第一薄膜晶体管的源极与数据线连接，所述数据线用于提供数据电压，所述有机发光二极管在所述第二薄膜晶体管导通时根据所述数据电压发光。

3.如权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一薄膜晶体管的导通和截止由所述扫描线提供的脉宽调制信号控制，所述第二薄膜晶体管的导通和截止由所述数据线提供的数据电压控制。

4.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管均为P型薄膜晶体管。

5.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第二薄膜晶体管的源极与第一电源连接，所述第二薄膜晶体管的漏极与所述有机发光二极管的阳极连接，所述有机发光二极管的阴极与第二电源连接；所述第一电源和第二电源均用作所述有机发光二极管的驱动电源，分别为所述有机发光二极管提供电源电压。

6.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述脉宽调制信号在一个驱动周期内分为多个子场信号，所述多个子场信号分时并依序输出。

7.如权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述脉宽调制信号在一个驱动周期内分为8个子场信号，所述8个子场信号的持续时间按照比率2依次增加，所述8个子场信号的间隔时间相同。

8.如权利要求6或7所述的像素电路，其特征在于，所述脉宽调制信号由GIP驱动电路输出。

9.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路仅由所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管组成。

10.一种有源矩阵有机发光显示器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的像素电路。