一种像素电路及显示设备制造技术

本发明专利技术提供一种像素电路及显示设备，包括：电源线，用于提供电源；第一电容，用于存储数据线供应的数据信号；第一晶体管，用于驱动发光器件发光；第二晶体管，用于与第一晶体管形成镜像结构；第三晶体管，用于控制第一电容的第二电极的放电；第四晶体管，用于采样数据线供应的数据信号；第五晶体管，用于控制第一电容的充电；第六晶体管，用于控制第一电容的第一电极的放电。本发明专利技术通过不同晶体管组成的电路结构来产生并消除阈值电压，从而有效补偿因a-Si:H?TFT阈值电压漂移带来的OLED亮度不均和亮度变化，同时栅扫描信号引自上下级像素，避免额外增加外围驱动IC的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示器件
，尤其涉及一种OLED显示设备及其像素电路。
技术介绍
有机发光二极管(OLED =Organic Light-Emitting Diode)显示因具有高亮度、高发光效率、宽视角、低制造成本等优点，近年来被人们广泛研究，并迅速应用到新一代的显示当中。OLED显示的像素驱动方式可以为无源矩阵驱动(PM0LED Passive Matrix OLED) 和有源矩阵驱动(AMOLED =Active MatrixOLED)两种。无源矩阵驱动因交叉串扰、驱动电流大、功耗高等缺点，不能实现大面积的显示。相比之下，有源矩阵驱动避免了占空比和交叉串扰等问题，所需要的驱动电流较小、功耗较低，因而寿命更长。同时，有源矩阵驱动更容易满足高灰度级显示的需要。但是，要使有源矩阵OLED实现产品化，还存在许多困难需要解决。目前，AMOLED 像素电路的主要工艺有低温多晶硅(LTPS:Low Temperature PolySilicon)技术、非晶硅 (a-Si)技术以及微晶硅(UC-Si)技术。采用a-Si技术(通常情况下采用氢化非晶硅， a-Si:H)制成的薄膜晶体管(TFT =Thin Film Transistor)载流子迁移率较低，一般在Icm2/ vs左右。在长时间偏压作用下，TFT的阈值电压漂移现象较严重，并且存在明显的温度不稳定性。非晶硅技术与多晶硅技术相比，a-Si:H TFT面板上各个晶体管之间阈值电压、载流子迁移率等参数的一致性很好。随着OLED器件特性的不断提高，驱动OLED所需要的电流也降到很小，较小的载流子迁移率也可以提供足够的电流驱动能力，所以，低迁移率在a-Si H TFT像素电路中并不是一个很大的问题，重要的是如何解决阈值电压漂移等问题。另外，由于可以直接应用于有源矩阵液晶显示(AMLCD :Active MatrixLiquid Crystal Displays) 中成熟的技术，所以其工艺成本相对于LTPS低很多，这是a-Si:H TFT技术很大的优势。传统的AMOLED像素电路是简单的两TFT结构，如图1所示，该像素电路包括开关 TFT T2、电容Cs、驱动TFT Tl和发光器件0LED。开关TFT T2响应来自扫描线Vsa的控制信号来采样来自数据线Vdata的数据信号。该电容(；在T2关断后保存所采样的数据信号电压。 该驱动TFT Tl在给定的发光期间根据该电容Cs所保留的输入电压来供应输出电流。发光器件OLED通过来自驱动TFT Tl的输出电流来发出其亮度与数据信号相称的光。由于由电容Cs存储的输入电压被施加到该驱动TFT Tl的栅极，因此该驱动TFT Tl允许输出电流从其漏极流向源极，从而将电流供应给发光器件0LED。通常地，发光器件 OLED的发光亮度与所供应的电流量成比例。另外，根据栅极电压，即被写入到该电容Cs的输入电压，来控制从驱动TFT Tl供应的输出电流量。通过改变输入数据信号来调整驱动TFT Tl的栅极的输入电压以控制供应给发光器件OLED的电流量。驱动TFT Tl的操作特性可用公式表示为Ids = (1/2) μ (ff/L) Cox(Vgs-Vth)2其中，Ids是从漏极流向源极的漏极电流。该电流是被供应给发光器件OLED。Vgs 是被施加给栅极相对于源极的电压。在此像素电路中，Ves是上述输入电压，Vth是晶体管阈值电压，μ是构成晶体管沟道的半导体薄膜的迁移率，W是沟道宽度，L是沟道长度，Cox是栅极电容。图1所示的这种电路虽然结构简单，但是不能补偿a_Si:H TFT阈值电压漂移的现象。根据该公式，不同的阈值电压使得流过OLED的电流不一致，从而发光亮度不均，影响显示的质量。为了解决阈值电压带来的亮度不一致问题，人们提出各种像素电路，这些电路大致可以分为两类电流驱动型像素电路和电压驱动型像素电路。电压驱动型像素电路相对于电流驱动型像素电路有很快的充放电速度，可以满足大面积、高分辨显示的需要。但是， 许多电压驱动型像素电路在补偿阈值电压的漂移时，引入了多条控制信号和较为复杂的编程过程，这使得电路对外部的驱动IC要求较高，像素的版图布线也变得复杂。图2为一种能补偿阈值电压漂移的电压型像素电路及其驱动信号，每个像素电路中除了需要连接DATA和一条栅极扫描线Vsa外，还需要连接预扫描线PRES和控制电源线 Vca,因此电路中还增加了两条复杂的预扫描线PRES和控制电源线V。a。PRES和Vea的作用都是为了产生Vth，通过它们不停地变化来让Cs上存储Vth的信号，可以看到它们不像图1中的 Vsa那么简单地只变一次高电平就可以了，而是有较多的变化。\3的另一个作用相当于图1 所示像素电路的VDD，为OLED的持续发光供电，只不过它有好几个变化的电压值。可见，图2 所示像素电路的电源线和扫描线具有多个变化的电压值，增加了外部IC的复杂程度，因此实现此像素电路的难度较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，提供一种像素电路及显示设备，在尽量不增加外围IC复杂程度的前提下能够补偿像素电路的阈值电压漂移。为此，本专利技术提出一种像素电路，其被布置在以第一方向排列的用于供应控制信号的扫描线和以第二方向排列的用于供应数据信号的数据线之间，包括第四晶体管，用于采样所述数据线供应的数据信号；第一电容；第一晶体管，用于驱动发光器件发光；还包括用于提供电源的电源线、第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管，其中，所述第四晶体管的控制极连接到该像素电路所在行的后一行的扫描线，第一电流导通极连接到所述数据线，第二电流导通极连接到所述第一电容的第一电极，用于在给定时序的有效期间导通以采用所述数据线供应的数据信号；所述第一电容的第二电极分别连接到第一晶体管和第二晶体管的控制极；所述第一晶体管通过其第一电流导通极和第二电流导通极连接在所述电源线和地之间，并在所述第一电容的第二电极的电压控制下为发光器件提供电流；所述第二晶体管的第一电流导通极与所述第三晶体管的第一电流导通极相连，第二电流导通极与所述第一晶体管的第二电流导通极相连；所述第三晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的扫描线，第二电流导通极连接到所述第一电容的第二电极，用于在给定时序的有效期间导通对所述第一电容进行放电；所述第五晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的前一行的扫描线，第一电流导通极与所述电源线相连，第二电流导通极连接到所述第一电容的第二电极，用于在给定时序的有效期间导通对所述第一电容进行充电；所述第六晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的扫描线，第一电流导通极与所述第一电容的第一电极相连，第二电流导通极耦合到第一电源，用于在给定时序的有效期间导通并使所述第一电容的第一电极耦合到低电平。进一步地，还包括发光器件，所述发光器件与所述第一晶体管串联在所述电源线和地之间。所述发光器件为有机发光二极管。优选地，所述发光器件的阳极连接到所述第一晶体管的第二电流导通极，阴极接地；所述第一晶体管的第一电流导通极连接到电源线。优选地，所述发光器件的阳极连接到电源线，阴极连接到所述第一晶体管的第一电流导通极；所述第一晶体管的第二电流导通极接地。所述第一电源为所述像素电路所在行的前一行的扫描线或本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种像素电路，其被布置在以第一方向排列的用于供应控制信号的扫描线和以第二方向排列的用于供应数据信号的数据线之间，包括：第四晶体管，用于采样所述数据线供应的数据信号；第一电容；第一晶体管，用于驱动发光器件发光；其特征在于还包括：用于提供电源的电源线、第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管，其中，所述第四晶体管的控制极连接到该像素电路所在行的后一行的扫描线，第一电流导通极连接到所述数据线，第二电流导通极连接到所述第一电容的第一电极，用于在给定时序的有效期间导通以采样所述数据线供应的数据信号；所述第一电容的第二电极分别连接到第一晶体管和第二晶体管的控制极；所述第一晶体管通过其第一电流导通极和第二电流导通极连接在所述电源线和地之间，并在所述第一电容的第二电极的电压控制下为发光器件提供电流；所述第二晶体管的第一电流导通极与所述第三晶体管的第一电流导通极相连，第二电流导通极与所述第一晶体管的第二电流导通极相连；所述第三晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的扫描线，第二电流导通极连接到所述第一电容的第二电极，用于在给定时序的有效期间导通对所述第一电容进行放电；所述第五晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的前一行的扫描线，第一电流导通极与所述电源线相连，第二电流导通极连接到所述第一电容的第二电极，用于在给定时序的有效期间导通对所述第一电容进行充电；所述第六晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的扫描线，第一电流导通极与所述第一电容的第一电极相连，第二电流导通极耦合到第一电源，用于在给定时序的有效期间导通并使所述第一电容的第一电极耦合到低电平。...

【技术特征摘要】
1.一种像素电路，其被布置在以第一方向排列的用于供应控制信号的扫描线和以第二方向排列的用于供应数据信号的数据线之间，包括第四晶体管，用于采样所述数据线供应的数据信号； 第一电容；第一晶体管，用于驱动发光器件发光；其特征在于还包括用于提供电源的电源线、第二晶体管、第三晶体管、第五晶体管和第六晶体管，其中，所述第四晶体管的控制极连接到该像素电路所在行的后一行的扫描线，第一电流导通极连接到所述数据线，第二电流导通极连接到所述第一电容的第一电极，用于在给定时序的有效期间导通以采样所述数据线供应的数据信号；所述第一电容的第二电极分别连接到第一晶体管和第二晶体管的控制极； 所述第一晶体管通过其第一电流导通极和第二电流导通极连接在所述电源线和地之间，并在所述第一电容的第二电极的电压控制下为发光器件提供电流；所述第二晶体管的第一电流导通极与所述第三晶体管的第一电流导通极相连，第二电流导通极与所述第一晶体管的第二电流导通极相连；所述第三晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的扫描线，第二电流导通极连接到所述第一电容的第二电极，用于在给定时序的有效期间导通对所述第一电容进行放电；所述第五晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的前一行的扫描线，第一电流导通极与所述电源线相连，第二电流导通极连接到所述第一电容的第二电极，用于在给定时序的有效期间导通对所述第一电容进行充电；所述第六晶体管的控制极连接到所述像素电路所在行的扫描线，第一电流导通极与所述第一电容的第一电极相连，第二电流导通极耦合到第一电源，用于在给定时序的有效期间导通并使所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛东，王龙彦，梁逸南，廖聪维，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94