像素结构与有机发光二极管显示器的制作方法

专利名称：像素结构与有机发光二极管显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种像素结构，尤其涉及 一 种采用该像素结构 的有机发光二极管显示器。
背景技术：
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)显示 器依其驱动方式可分为#L动矩阵有才几发光二极管(Passive Matrix OLED， PMOLED)显示器与主动矩阵有机发光二极管 (Active Matrix OLED, AMOLED)显示器。
被动矩阵有机发光二极管显示器的制造成本和技术门坎较 低，却受制于驱动方式，分辨率无法提高，因此应用产品尺寸 局限于约5英寸以内，产品被限制在低分辨率小尺寸市场。与 此相反，主动矩阵有机发光二极管显示器是通过薄膜晶体管 (Thin Film Transistor, TFT)搭S己电容来储存信号，借此控制有机 发光二极管的亮度灰阶表现。主动式驱动是以电容储存信号， 当扫描线进入 一 非选择状态，像素仍然能保持原有的亮度，可 应用在高精细且大画面的产品。在主动驱动方式下，有才几发光 二极管并不需要驱动到非常高的亮度，因此可达到较佳的寿命 表现，也可达到高分辨率的需求。主动矩阵有机发光二极管显 示器符合目前显示器市场上对于画面播放的流畅度和分辨率越 来越高的要求，充分展现有机发光二极管上述优越特性。
在玻璃基板上成长薄膜晶体管的技术，可为低温多晶硅 (Low Temperature Poly-Silicon, LTPS)工艺与非晶硅(amorphous Silicon, a-Si)工艺，低温多晶硅薄膜晶体管与非晶硅薄膜晶体管 的最大区别在于其电性与工艺繁简的差异。低温多晶硅薄膜晶 体管拥有较高的载流子移动率，较高载流子移动率表示薄膜晶体管能提供更充分的电流，然而其工艺上却较复杂；而非晶硅 薄膜晶体管则相反。
请参阅图1,其是 一 种现有技术的主动矩阵有机发光二极管 显示器的像素结构的电路示意图。该像素结构1包括 一 电源端 11、 一扫描线12、 一数据线13、 一电容14、 一有机发光二极管 15、 一开关晶体管16和一驱动晶体管17。该开关晶体管16的 栅极连接至该扫描线12,其源极连接至该数据线13，其漏极连 接至该驱动晶体管17的栅极。该驱动晶体管1 7的源极连接至 该电源端 11， 其漏极经由该有才几发光二极管 15接地。该电容 14 一端连接至该驱动晶体管17的4册极，另一端接地。
当该扫描线12进入一被选择状态时，该开关晶体管16导 通且该数据线13上的数据电压信号通过该开关晶体管16的源 极传输至漏极，该电容14将被充电，使该数据电压信号储存在 该电容14，且该驱动晶体管 17栅极上的电压大小与该数据线 1 3上的电压大小 一 致。该电源端11提供 一 电压^至该驱动晶体 管1 7的源极。该驱动晶体管1 7的源极电压^ = ^ 。此时，流经 该有机发光二极管15的驱动电流/。，为
,oz￡z> = ^(^5 - - 「m ) Z 2 ，
即
—走(^d - - 「m ) / 2 。
其中，^表示该驱动晶体管17的源极电压，^表示该驱动 晶体管 17的栅极电压，*表示该驱动晶体管 17的跨导系数 (Transconductance Parameter), r^表示该马区动晶体管 17的临界 电压(Threshold Voltage), f^表示该电源端ll提供的电压。
当该扫描线12进入一非选择状态时，该开关晶体管16截 止且该驱动晶体管1 7与该数据线13电性隔离。同时该电容14 储存的数据电压信号维持该驱动晶体管17导通。此时，流经该 有机发光二极管1 5的驱动电流/。， = A:(^ -rc -rra)2 /2 。
该驱动电流/。，根据该驱动晶体管17的栅极与源极间的电 压而产生，使该有机发光二极管1 5的亮度依据通过的驱动电流的大小而变化。
然而，由于低温多晶硅工艺能力的限制，导致所制造出来
的不同像素的驱动晶体管1 7其临界电压不同。由于不同像素 的驱动晶体管1 7的临界电压不同，因此即使输入相同的数据 电压信号，也会使流经该有机发光二极管15的驱动电流/。，不 同，从而造成有机发光二极管显示器不同像素的有机发光二极 管15的亮度不同。此现象会使有机发光二极管显示器显示出灰 阶不良的影像，严重破坏有机发光二极管显示器影像的均匀性 Uniformity)。
(Image
发明内 为
的问题 器的像 另
不均匀 管显示
容
了解决现有技术有机发光二极管显示器影像显示不 ,有必要提供 一 种影像显示均勻的有机发光二极管 素结构。
外，为了解决现有技术有机发光二极管显示器影像 必要提供 一 种影像显示均匀的有机发光
晶体管 电路。 通过该 容连接
的问题，有器。
种像素结构 、 一电容、 该数据线用 扫描线控制 至该第 一 开 管传输的数据电压 晶体管的漏极，其 光二极管由该驱动
电流大小，且根据 压信号大小。
一种有机发光 该像素结构包括一 电容、 一 驱动晶体
，其包括 一 扫描线、 一 数据线、一 一驱动晶体管、 一 有机发光二极管
来提供 一 数据电压信号。该第 一 开 ,用来传输该数据线的数据电压信 关晶体管的漏极，用来储存该第一 信号。该驱动晶体管栅极连接至该 源极和漏极用来传输 一 驱动电流。 电流驱动发光。该控制电路用来侦 该驱动电流大小调节该数据线输出
二极管显示器，其包括复数像素结 扫描线、 一 数据线、 一 第 一 开关晶
第一 和一
关晶号。
开关
第一
均匀 显示
显示 二极
开关 控制 体管 该电 晶体 开关
该有机发 测i亥马区动 的数据电
构，每一 体管、一
管、 一 有机发光二极管和 一 控制电路。该数据线用来提供 一 数据电压信号。该第 一 开关晶体管通过该扫描 线控制，用来传输该数据线的数据电压信号。该电容连接至该
第 一 开关晶体管的漏极，用来储存该第 一 开关晶体管传输的数 据电压信号。该驱动晶体管栅极连接至该第 一 开关晶体管的漏 极，其源极和漏极用来传输 一 驱动电流。该有机发光二极管由 该驱动电流驱动发光。该控制电^各用来侦测该驱动电流大小， 且根据该驱动电流大小调节该数据线输出的数据电压信号大 小。
相对于现有技术，本发明有机发光二极管显示器通过该控 制电路控制该数据线侦测该有机发光二极管的驱动电流的大 小，并根据该驱动电流的大小控制该数据线输出数据电压信号， 使得该有机发光二极管的驱动电流只与该驱动晶体管的栅极电 压有关，从而使得该有机发光二极管显示器影像显示均匀。


图1是一种现有技术主动矩阵有机发光二极管显示器的像 素结构的电路示意图。
图2是本发明主动矩阵有机发光二极管显示器的像素结构 第一实施方式的电路示意图。
图3是本发明主动矩阵有机发光二极管显示器的像素结构 第二实施方式的电路示意图。
图4是本发明主动矩阵有机发光二极管显示器的像素结构 第三实施方式的电路示意图。
具体实施例方式
请参阅图2，其是本发明主动矩阵有机发光二极管显示器的 像素结构第 一 实施方式的电路示意图。该主动矩阵有机发光二 极管显示器(图未示)包括复数像素结构2。每一该像素结构2包 括一控制电路20、 一电源端21、 一扫描线22、 一数据线23、 一电容24、 一有机发光二极管25、 一第 一 开关晶体管26、 一第二开关晶体管27、 一第三开关晶体管28和一驱动晶体管29。 其中，该第一、第三开关晶体管和驱动晶体管26、 28、 29为P 沟道晶体管，该第二开关晶体管27为N沟道晶体管；反之也可。
该控制电路20连接至该数据线23,用来控制该数据线23 上的数据电压信号。该第一、第二和第三开关晶体管26、 27、 28的栅极连接至同 一条扫描线22。该第一开关晶体管26的源 极连接至该数据线23，漏极依序经该驱动晶体管29的栅极、漏 极和该有才几发光二极管25的阳极、阴极接地。该电容24—端 连接至该驱动晶体管29的栅极，另一端接地。该第三开关晶体 管28的源极连接至该电源端21，漏极连接至该驱动晶体管29 的源极。该第二开关晶体管27的源极连接至该数据线23 ，漏极 连接至该驱动晶体管29的源极。
当该扫描线22进入一被选择状态，该第一、第三开关晶体 管26、 28导通，该第二开关晶体管27截止。该数据线23上的 数据电压信号通过该第一开关晶体管26的源极传输至漏极，该 电容24将被充电，使该数据电压信号储存在该电容24，且该驱 动晶体管29栅极上的电压大小与该数据线23上的数据电压信 号大小 一 致。该电源端21提供 一 电压，其为 一 固定电压，并 通过该第三开关晶体管28的源极传输至漏极，使得该驱动晶体 管29传输 一 驱动电流/。，。此时，流经该有机发光二极管25的 驱动电流/。，可表示为
即
其中，^表示该驱动晶体管29的源极电压，^表示该驱动 晶体管29的栅极电压，；t表示该驱动晶体管29的跨导系数，rra 表示该驱动晶体管29的临界电压，^表示该电源端21提供的固 定电压。
当该扫描线22进入接下来的一非选择状态，该第一、第三 开关晶体管26、 28截止，该第二开关晶体管27导通。此时，
8该控制电路20提供给该数据线23的电压大小与该电源端21提 供的固定电压大小相等，替代该电压端21为该驱动晶体管29 的源极提供电压。同时该电容24所储存的数据电压信号为该驱 动晶体管29的栅极提供电压，维持该驱动晶体管29导通。此 时，流经该有机发光二极管25的驱动电流/。，仍然为
= ^(^d - - 「77/ ) 72。
同时，该控制电路20通过该数据线23侦测该有机发光二 极管25的驱动电流/。，，并与一默认值/ = ^(^-^)2/2相比较。同 时，该控制电路20根据该驱动电流/。，与默认值/的差值，计算 出临界电压rra的大小。为消除该临界电压的影响，应该将数 据电压信号补偿为^-^。而且，计算得出该数据电压信号补偿 为^ -P^后，该控制电路20不再侦测该有机发光二极管25的驱 动电流/。i￡Z)的大小。
当该扫描线22再一 次进入一被选择状态时，该第一、第三 开关晶体管26、 28导通，该第二开关晶体管27截止。此时， 该数据线23上的数据电压信号为经过该控制电路20反馈补偿 的数据电压信号，其大小为^-P^，且该数据电压信号经由该第 一开关晶体管26的源极与漏极，传输至该驱动晶体管29的栅 极，此时该栅极电压为re -r祝，该电容24将被充电，使该数据 电压信号储存在该电容24。该电源端21的固定电压^通过该第 三开关晶体管28的源极传输至漏极。此时，流经该有才几发光二 极管25的驱动电流/。，可表示为
^0丄w 二 ^(^5 - 「g + 「77/ —) / 2 ，
即
4， = &(^d - ^c ) Z 2 。
该有机发光二极管25的驱动电流/。，只与该驱动晶体管29 的栅极电压^有关。因此，流入该有机发光二极管25的驱动电 流/。，不会受到该驱动晶体管29的临界电压F^的影响。
当该扫描线22再进入接下来的一非选择状态，该第一、第 三开关晶体管26、 28截止，该第二开关晶体管27导通。该控
9制电路20已不再侦测该有机发光二极管25的驱动电流/。，的大 小。此时，该控制电路20提供给该数据线23的电压大小与该 电源端21提供的固定电压大小相等，电压大小为r5 ,替代该电 压端21为该驱动晶体管29的源极提供电压。同时该电容24所 储存的数据电压信号为该驱动晶体管29的栅极提供电压，维持 该驱动晶体管29导通，该数据电压信号大小为&-rra。此时， 流经该有机发光二极管25的驱动电流/。，可表示为 J。丄切=^(「s -+ - Fm ) / 2 ,
即
与现有技术相比较，该像素结构2的控制电路20通过该数 据线23侦测该有机发光二极管25的驱动电流/。^的大小，且与 该默认值/ = *(^-&)2/2相比较并得出差值，再将该差值以电压形 式反馈至该数据线23,控制该数据线23输出经补偿后的数据电 压信号，使得该有机发光二极管25的驱动电流/。，只与该驱动 晶体管29的栅极电压^有关，不会受到该驱动晶体管29的临界 电压的影响，从而使得该有机发光二极管显示器影像显示均匀。
请参阅图3,其是本发明主动矩阵有机发光二极管显示器的 像素结构第二实施方式的电路示意图。该像素结构3包括 一 第 一开关晶体管36、 一第二开关晶体管37和一驱动晶体管39。 该第 一 、第二开关晶体管36、 37的栅极连接至同 一条扫描线32。 该第二开关晶体管37的源极连接至控制电路30 ,漏极连接至电 源端31。该驱动晶体管39的源极连接至该电源端31，漏极经 由有机发光二极管(未标示)接地。
当该扫描线32进入一非选#^状态，该第一开关晶体管36 截止，该第二开关晶体管37导通。该电源端3 1提供 一 固定电 压J^至该驱动晶体管39的源极。该控制电路30通过数据线33 侦测该有机发光二极管的驱动电流/。i￡D,并与默认值/ = Ar(^-^)2/2 相比较。同时，该控制电路30根据该驱动电流/。，与默^人值J的差值，计算出为消除临界电压rm的影响，而应该将数据电压信 号补偿为^-rra。
当该扫描线32进入接下来的 一 被选择状态时，该第 一 开关 晶体管36导通，该第二开关晶体管37截止。此时，该数据线 33上的数据电压信号为经过该控制电路30反馈补偿的数据电压 信号，其大小为^-且该数据电压信号经由该第一开关晶体 管36的源极与漏极，传输至该驱动晶体管39的栅极，此时该 栅极电压为^-且该电容34将被充电，使得该数据电压信 号储存在该电容34。该电源端31提供固定电压^至该驱动晶体 管39的源极。此时，流经该有机发光二才及管的驱动电流/。，可 表示为
^。￡￡0 = A(^D _ + - Km ) / 2 ，
即
同样，该有机发光二极管的驱动电流/。，只与该驱动晶体管 39的栅极电压^有关。与第一实施方式相比较，该像素结构3 的开关晶体管数量更少。
请参阅图4，是本发明的主动矩阵有机发光二极管显示器的 像素结构第三实施方式的电路示意图。该像素结构4包括 一 开 关晶体管46和 一驱动晶体管49。电源端41提供一 固定电压^至 该驱动晶体管49的源极。控制电路(未标示)通过 一 导线47侦测 有机发光二极管(未标示)的驱动电流/。，的大小 L， ="^-rra)2/2，且与默认值i^A(^-^)2/2相比较。该控制电 路得出该驱动电流/。，与默认值/的差值，并将该差值以电压形 式反馈至数据线43，控制该数据线43输出经补偿后的数据电压 信号，其大小为^-P^。当扫描线42进入一被选择状态时，该 开关晶体管46导通，该数据电压信号传输至该驱动晶体管49 的栅极，使得该栅才及电压为^-^^。此时，流经该有机发光二极 管的驱动电流/。，可表示为即
同样，该有机发光二极管的驱动电流/。，只与该驱动晶体管
49的栅极电压^有关。与第二实施方式相比專交，该像素结构4 的开关晶体管数量更少。
本发明主动矩阵有机发光二极管显示器的像素结构也可以 具有其它多种变更设计，如第一实施方式和第二实施方式的 扫描线22、 32每进入一非选择状态，第二开关晶体管27、 37 导通。控制电路20、 30持续侦测有机发光二极管25的驱动电 流/。，的大小，从而更精确地防止驱动晶体管29、 39其临界电
压^变异对影像显示所造成的影响。
另外，第三实施方式的控制电路持续侦测有机发光二极管 的驱动电流/。，的大小，从而更精确地防止驱动晶体管49其临 界电压rm变异对影像显示所造成的影响。
权利要求
1.一种像素结构，其包括一扫描线、一数据线、一第一开关晶体管、一电容、一驱动晶体管和一有机发光二极管，该数据线用来提供一数据电压信号，该第一开关晶体管通过该扫描线控制，用来传输该数据线的数据电压信号，该电容连接至该第一开关晶体管的漏极，用来储存该第一开关晶体管传输的数据电压信号，该驱动晶体管栅极连接至该第一开关晶体管的漏极，其源极和漏极用来传输一驱动电流，该有机发光二极管由该驱动电流驱动发光，其特征在于该像素结构进一步包括一控制电路，该控制电路用来侦测该驱动电流大小，且根据该驱动电流大小调节该数据线输出的数据电压信号大小。
2. 如权利要求1所述的像素结构，其特征在于该控制电路 将所侦测的该有机发光二极管的驱动电流大小与 一默认值相比较 并得出差值，再将该差值以电压形式反馈至该数据线，控制该数 据线输出经补偿后的数据电压信号。
3. 如权利要求2所述的像素结构，其特征在于该数据线输 出经补偿后的数据电压信号大小为该驱动晶体管的栅极电压与该 驱动晶体管的临界电压的差值。
4. 如权利要求3所述的像素结构，其特征在于该临界电压 的大小由该驱动电流与该默认值的差值计算得出。
5. 如权利要求4所述的像素结构，其特征在于该预设值大 小为该固定电压与该驱动晶体管的栅极电压差值的平方值与该驱 动晶体管的跨导系数乘积的 一 半。
6. 如权利要求1所述的像素结构，其特征在于该像素结构 进一步包括一第二开关晶体管，该第二开关晶体管通过该扫描线 控制，用来传输该数据线的数据电压信号。
7. 如权利要求6所述的像素结构，其特征在于该驱动晶体 管的源极输入 一 固定电压使得该驱动晶体管工作，该第二开关晶 体管导通时，该控制电路控制该数据线输出的数据电压信号大小等于该固定电压。
8. 如权利要求6所述的像素结构，其特征在于该第一开关 晶体管为P沟道晶体管，该第二开关晶体管为N沟道晶体管。
9. 如权利要求6所述的像素结构，其特征在于该像素结构 进一 步包括一 电源端和 一 第三开关晶体管，该电源端用来提供一 电压，其大小等于该固定电压，该第三开关晶体管的栅极连接至 该扫描线，源极连接至该电源端，漏极连接至该驱动晶体管的源 极。
10. —种有机发光二极管显示器，其包括复数像素结构，其特 征在于该像素结构是权利要求1至9中任意一项所述的像素结 构。
全文摘要
本发明涉及一种像素结构与采用该像素结构的有机发光二极管显示器。该像素结构包括一扫描线、一数据线、一第一开关晶体管、一电容、一驱动晶体管、一有机发光二极管和一控制电路。该数据线用来提供一数据电压信号。该第一开关晶体管通过该扫描线控制，用来传输该数据线的数据电压信号。该电容连接至该第一开关晶体管的漏极，用来储存该第一开关晶体管传输的数据电压信号。该驱动晶体管栅极连接至该第一开关晶体管的漏极，其源极和漏极用来传输一驱动电流。该有机发光二极管由该驱动电流驱动发光。该控制电路用来侦测该驱动电流大小，且根据该驱动电流大小调节该数据线输出的数据电压信号大小。
文档编号G09G3/32GK101582237SQ20081006727
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者吴宏基, 王世昌 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司