专利名称：有源有机电致发光显示器的像素驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发光二极管显示器的像素驱动技木，特别涉及有源有机电致发光显示器的像素驱动电路。
背景技术：
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode, 0LED)显示器具有轻薄，自主发光、可视角度大、响应时间短、制作成本低廉、节能环保、适于柔性显示等优点，是非常具有发展潜力的下一代显示技木。随着技术的进步，显示器件开始朝着大尺寸、高分辨率、3D等方向发展，原有的无源驱动方式已经无法适应新型显示器的需求，有源驱动的OLED(AMOLED)特别是带有像素补偿能力的新型有源驱动方式已经开始成为主流。近年来研究人员提出多种驱动方案，主要分为电流编程模式和电压编程模式。电 流编程型像素驱动电路在低灰阶显示时需要很长的充电时间，从而影响了其在大屏幕高分辨率显示器中的使用。在电压编程型像素驱动电路中，初始化阶段会有一股很大的电流对存储电容以及OLED本身的等效电容充电，所以能够大大的减少充电时间。根据不同的エ艺路线，像素驱动电路分为底发射结构和顶发射结构。采用顶发射结构的像素驱动电路，由于OLED的阳极是接在电源VDD上，容易导致在OLED非正常发光阶段可能有电流流过。所以，如何避免电流在非正常发光阶段流过OLED是顶发射结构驱动电路必须考虑的问题。Shinya ONO和Yoshinao K0BAYASHI等技术人员^lFour-Thin-Film-Transistor Pixel Circuit for Amorphous-Si I icon Active-MatrixOrganic Light-Emitting Diode Displays”，Journal ofApplied Physics, VOL. 43, NO. 12，pp. 7947-7952，2004.)提出顶发射结构电压编程型像素电路，该像素电路有四个非晶硅晶体管和一个存储电容构成。Shinya 0N0和Yoshinao K0BAYASHI等技术人员指出，该像素电路能够有效补偿驱动TFT的阈值电压漂移和OLED的开启电压退化，利用电源线VDD跳变，不同阶段不同电平来保持非发光阶段没有电流流过0LED，但是电源线Vdd需要三种电平又要满足一定的时序要求，同时要保证有足够的电流驱动能力，外围驱动芯片实现起来难度大，考虑到电源线上的寄生电阻，在跳变过程中，可能影响流过OLED电流，导致显示不稳定。
实用新型内容为了克服现有技术的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，能够解决现有的顶发射结构电路电源需要跳变使OLED没有电流流过的情况，减少了外围驱动的难度。本实用新型的目的通过以下技术方案实现—种有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、有机发光二极管、耦合电容及存储电容；每个晶体管包括栅极、第一电极和第二电极；[0009]所述第一晶体管的栅极连接第一扫描控制线，所述第一晶体管的第一电极连接灰度数据线，所述第一晶体管的第二电极连接所述耦合电容的一端；耦合电容的另一端分别连接第二晶体管的栅极、第三晶体管的第二电极及存储电容的一端；所述第二晶体管的第一电极分别连接第三晶体管的第一电极、第四晶体管的第二电极；第二晶体管的第二电极分别连接第五晶体管的第一电极及存储电容的另一端，并通过有机发光二极管与电源相连；所述第三晶体管的栅极连接第二扫描控制线；所述第四晶体管的栅极连接发光控制线，第四晶体管的第一电极接地；所述第五晶体管的栅极连接第一扫描控制线，第五晶体管的第一电极还与有机发光二极管的阴极连接；第五晶体管的第二电极与有机发光二极管的阳极连接。所述第一电极为漏极，第二电极为源极。所述第一电极为源极，第二电极为漏极。所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管为P型薄膜晶体管。实现上述有源有机电致发光显示器的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤重置阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线以及发光控制线处于低电平，灰度数据电压置为零，电流通过第五晶体管、第二晶体管和第三晶体管对存储电容充电，第五晶体管完全导通使得有机发光二极管阴极与阳极短接，流过有机发光二级管的电流为零；阈值电压锁存阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线保持原来的低电平，灰度数据电压置为零，发光控制线跳至高电平，此时存储电容两端的电压差等于第二晶体管的阈值电压；灰度数据电压写入阶段第一扫描控制线为低电平，第二扫描控制线和发光控制线为高电平，将灰度数据电压通过耦合电容写入到第二晶体管的栅点，此时储存电容两端的电位差为阈值电压与电容稱合电压之和；有机发光二极管发光阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线为高电平，发光控制线为低电平，第二晶体管驱动OLED发光，储存电容两端的电位差保持为灰度数据写入阶段的电压值。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果(I)本实用新型电路不仅能够补偿各个像素点之间晶体管的阈值电压差异以及OLED退化造成的显示器亮度不均匀性，而且由于所采用驱动方式，使得像素点在非工作期间能够实现全黑，从而大大提高了显示器的对比度。(2)本实用新型采用了存储电容及耦合电容，从而使阈值电压存储与灰度数据写入分开进行，可以提高像素点阈值电压补偿的精度，适合大尺寸高分辨率显示设备。(3)本实用新型采用ー个晶体管接在OLED阳极和阴极，解决顶发射结构电路电源需要跳变使OLED没有电流流过的情況，減少外围驱动的难度，大大增加显示稳定性。(4)本实用新型可以有效补偿有源矩阵OLED显示器中各个像素点驱动TFT阈值电压漂移引起的差异，避免顶发射驱动电路电源跳变的情形，同时可补偿OLED开启电压退化和电源走线寄生电阻的影响，提高了 AMOLED显示器亮度均匀性和稳定性，延长面板的寿命O[0026](5)本实用新型采用顶发射结构，使得发光面积与晶体管尺寸数量无关，开ロ率得到有效提尚，从而有效地增加面板寿命。
图I为本实用新型的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路的实施例的电路原理图。图2为本实用新型的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路的实施例的信号时序图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进ー步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例如图I所示，有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，包括第一晶体管Tl、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、有机发光二极管0LED、耦合电容Cl及存储电容C2 ；每个晶体管包括栅极、第一电极(漏扱)和第二电极(源扱)；均为P型薄膜晶体管。所述第一晶体管Tl的栅极连接第一扫描控制线Vscanl，所述第一晶体管Tl的源极连接数据线，所述第一晶体管Tl的漏极连接所述耦合电容Cl的一端；耦合电容Cl的另一端分别连接第二晶体管T2的栅极、第三晶体管T3的源极及存储电容C2的一端；所述第二晶体管T2的漏极分别连接第三晶体管T3的漏极、第四晶体管T4的源极；第二晶体管T2的源极分别连接第五晶体管T5的漏极及存储电容C2的另一端，并通过有机发光二极管OLED与电源VDD相连；所述第三晶体管T3的栅极连接第二扫描控制线Vscan2 ；所述第四晶体管T4的栅极连接发光控制线Vems，第四晶体管的漏极接地；所述第五晶体管T5的栅极连接第一扫描控制线，第五晶体管T5的漏极还与有机发光二极管OLED的阴极连接；第五晶体管T5的源极与有机发光二极管OLED的阳极连接。本实施例的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路工作时，第一晶体管Tl、第三晶体管T3、第四晶体管T4和第五晶体管T5均工作于线性区，起驱动作用的第二晶体管T2工作在饱和区。各信号线的输入如图2所示。像素驱动电路在每ー帧由以下步骤驱动重置阶段第一扫描控制线Vscanl、第二扫描控制线Vscan2以及发光控制线Vems处于低电平，灰度数据电压Vdata为零。所有的晶体管均打开，电流通过第五晶体管T5、第ニ晶体管T2和第三晶体管T3，对图I中的A点(存储电容C2的A端)重新充电，充电到某一固定值。由于此时第五晶体管T5的打开，图I中的C点(存储电容C2的C端)电位充电到电源电压VDD，使OLED阳极和阴极电压相等，避免了 OLED在此阶段发光。阈值电压存储阶段第一扫描控制线Vscanl、第二扫描控制线Vscan2依然保持原来的低电平，发光控制线Vems跳至高电平，灰度数据电压Vdata为零。此时，C点維持原来电位不变，A点电位通过第五晶体管T5、第二晶体管T2和第三晶体管T3充电至第二晶体管T2的源极C点，存储电容C2两端的电压差为第二晶体管T2的阈值电压Vth，即VA-VC=Vth(Vth<0),同时第五晶体管T5的打开使OLED两端电压仍然为零，避免了 OLED在此阶段发光。灰度数据电压写入阶段第一扫描控制线Vscanl为低电平，第二扫描控制线Vscan2和发光控制线Vems为高电平，灰度数据电压Vdata从零跳变为某ー负值，灰度数据电压通过耦合电容Cl写入到第二晶体管的栅极A点，同时储存电容C2存储写入的灰度数据电压，此时储存电容两端的电位差为阈值电压与电容耦合电压之和；此时第五晶体管T5的打开使OLED两端电压继续为零，避免了 OLED在此阶段发光；OLED发光阶段第一扫描控制线Vscanl、第二扫描控制线Vscan2为高电平，发光控制线Vems为低电平，第二晶体管驱动OLED发光，储存电容两端的电位差保持不变，也就是图I中A点与C点的电位差保持不变。具体是，本阶段第一扫描控制线Vscanl、第二扫描控制线Vscan2为高电平，发光控制线Vems为低电平，第一晶体管Tl、第三晶体管T3和第五晶体管T5均关闭，第二晶体管T2驱动OLED发光，存储电容C2两端电压差在发光阶段保 持为灰度数据写入阶段的电压值，使流过T2的电流恒定而不受OLED开启电压的影响，从而維持OLED在一帧时间内亮度不变。本实用新型的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路的信号时序如图2所示。在本实用新型的像素驱动电路中，各个像素点的阈值电压Vth的非均匀性以及OLED的退化不会影响到发光器件OLED的亮度差异。发光器件OLED的亮度与流过其电流大小成正比。在数据电压写入阶段，对于各像素点，其存储电容C2两端的电压差(即第二晶体
管T2的栅源电压)已经固定在K(2 =Vth + Ci Kctote(Vdata<0, Vth〈0)，并且保持到下一
帧。对于不同像素点，阈值电压的差异性会导致存储电容C2两端的电压差不同，但是由下面的公式可以推导出流过OLED的电流确是相同的/( =/ (し-K,)2 =BiVlll + 石^^: _ -Kli)2
100461 ^iaTc^v-J其中々=j^jCox-, 为OLED发光阶段流过第二晶体管T2的电流，在其他
參数不变的情况下，其大小只与Vdata有关，而与Vth及OLED的导通电压无关公式中，Un为电子迁移率；Cra为单位面积的绝缘层电容；L和W分别为第二晶体管T2的沟道长度和宽度；Vth为第二晶体管T2的阈值电压；Vgs第二晶体管T2的栅源电压。本像素电路采取顶发射结构，可以有效增大开ロ率，提高面板的寿命；另外，在非发光阶段，OLED两端电压为零而避免OLED发光，从而大大提高了显示器对比度；在工作过程中电源线不需跳变，避免电源跳变产生的不良影响，増加显示器的稳定性，減少外围驱动的难度。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置換方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，其特征在于，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、有机发光二极管、耦合电容及存储电容； 每个晶体管包括栅极、第一电极和第二电极； 所述第一晶体管的栅极连接第一扫描控制线，所述第一晶体管的第一电极连接灰度数据线，所述第一晶体管的第二电极连接所述耦合电容的一端；耦合电容的另一端分别连接第二晶体管的栅极、第三晶体管的第二电极及存储电容的一端； 所述第二晶体管的第一电极分别连接第三晶体管的第一电极、第四晶体管的第二电扱；第二晶体管的第二电极分别连接第五晶体管的第一电极及存储电容的另一端，并通过有机发光二极管与电源相连； 所述第三晶体管的栅极连接第二扫描控制线； 所述第四晶体管的栅极连接发光控制线，第四晶体管的第一电极接地； 所述第五晶体管的栅极连接第一扫描控制线，第五晶体管的第一电极还与有机发光二极管的阴极连接；第五晶体管的第二电极与有机发光二极管的阳极连接。
2.根据权利要求I所述的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，其特征在于，所述第一电极为漏极，第二电极为源扱。
3.根据权利要求I所述的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，其特征在于，所述第一电极为源极，第二电极为漏扱。
4.根据权利要求I所述的有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管为P型薄膜晶体管。
专利摘要本实用新型公开了有源有机电致发光显示器的像素驱动电路，第一晶体管的源极接数据线，其栅极接第一扫描控制线，漏极接耦合电容一端；第二晶体管漏极接第三晶体管的漏极和第四晶体管的源极，其栅极接耦合电容和存储电容的一端以及第三晶体管的源极，其源极接第五晶体管的漏极以及存储电容的另一端，并通过有机发光二极管与电源相连；第三晶体管栅极接第二扫描控制线；第四晶体管漏极接地线，栅极接发光控制线；第五晶体管的栅极接第一扫描控制线，其源极接电源。本实用新型还公开了上述像素驱动电路的驱动方法。与现有技术相比，本实用新型实现OLED显示画面亮度均匀，实现了高对比度同时降低了驱动难度，提高了驱动稳定性。
文档编号G09G3/32GK202650489SQ20122025745
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者王磊, 吴为敬, 张立荣, 周雷, 徐苗, 彭俊彪 申请人:广州新视界光电科技有限公司, 华南理工大学