专利名称：一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有机电致发光技术领域，尤其涉及一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置。
背景技术：
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)显示器因具有功耗低、亮度高、成本低、视角广，以及响应速度快等优点，备受关注，在有机发光技术领域得到了广泛的应用。OLED显示器中，存在以下不可避免的问题。首先，背板上用于实现图像显示的每一个晶体管由于在制作过程中存在结构上的不均匀性，以及电学性能和稳定性方面的不均匀性，导致晶体管的阈值电压Vth发生了漂移。其次，晶体管在长时间导通的情况下会造成稳定性下降。另外，随着OLED尺寸大型化的发展，相应地信号线上的负载变大，导致在信号线上出现电压衰减，比如工作电压发生改变。使用现有用于驱动OLED发光的像素电路的结构驱动OLED工作时，流过OLED的电流与驱动晶体管的阈值电压Vth、驱动晶体管的稳定性、参考电压Nrei中的其中之一或其中多个因素有关。当为每一个像素施加相同的驱动信号，背板显示区域流过每个OLED的电流不相等，导致背板上的电流不均匀，从而导致图像亮度不均匀。
实用新型内容本实用新型实施例提供了一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置，用以提高显示装置显示区域图像亮度的均匀性。本实用新型实施例提供了一种像素电路，包括:发光器件、电容、驱动控制子模块、充电与复位子模块以及发光控制子模块；其中，所述电容的第一端作为第一节点分别与所述充电与复位子模块的第一端和所述发光控制子模块的第一端相连，所述电容的第二端作为第二节点分别与所述充电与复位子模块的第二端和所述驱动控制子模块的第一端相连；所述驱动控制子模块的第二端与第一参考信号端相连，所述驱动控制子模块的第三端分别与所述充电与复位子模块的第三端和所述发光控制子模块的第二端相连，所述驱动控制子模块在所述第二节点的控制下驱动所述发光器件发光；所述充电与复位子模块的第四端与数据信号端相连，所述充电与复位子模块的第五端与栅极信号端相连，所述充电与复位子模块在栅极信号端的控制下传输来自所述数据信号端的数据信号；所述发光控制子模块的第三端与发光信号端相连，所述发光控制子模块的第四端与第一参考信号端相连，所述发光控制子模块的第五端与所述发光器件的第一端相连，所述发光器件的第二端与第二参考信号端相连，所述发光控制子模块用于在所述发光信号端的控制下驱动所述发光器件发光。[0011]本实用新型实施例提供的一种有机电致发光显示面板，包括本实用新型实施例提供的像素电路。本实用新型实施例提供的一种显示装置，包括本实用新型实施例提供的有机电致发光显示面板。本实用新型实施例的有益效果包括:本实用新型实施例提供的一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置，该像素电路包括:发光器件、电容、驱动控制子模块，充电与复位子模块以及发光控制子模块；其中，电容的第一端作为第一节点分别与充电与复位子模块的第一端和发光控制子模块的第一端相连，第二端作为第二节点分别与充电与复位子模块的第二端和驱动控制子模块的第一端相连；驱动控制子模块的第二端与第一参考信号端相连，第三端分别与充电与复位子模块的第三端和发光控制子模块的第二端相连；发光器件的第一端与发光控制子模块的第五端相连，第二端与第二参考信号端相连。在充电与复位子模块导通时，将数据信号端输出的数据信号写入第一节点，并将驱动控制子模块的第一端与和第三端短接，使第二节点的电压复位，实现对电容的充电过程。在发光控制子模块导通时，将驱动控制子模块与发光器件导通，驱动发光器件发光。在第一参考信号端输出直流电压时，驱动发光器件发光的电压与该直流电压以及数据信号的电压有关；在第一参考信号端输出交流电压时，驱动发光器件发光的电压仅与数据信号的电压有关，与驱动控制子模块中的阈值电压无关，能避免阈值电压对发光器件的影响，即在使用相同的数据信号加载到不同的像素单元时，能够得到亮度相同的图像，提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。
图1为本实用新型实施例提供的像素电路的结构示意图；图2a和图2b分别为本实用新型实施例提供的像素电路的具体结构示意图；图3a-图3d分别为本实用新型实施例提供的像素电路的电路时序图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型实施例提供的像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置的具体实施方式
进行详细地说明。本实用新型实施例提供的一种像素电路，如图1所示，包括:发光器件D1、电容CST、驱动控制子模块1，充电与复位子模块2以及发光控制子模块3 ;其中，电容CST的第一端作为第一节点A分别与充电与复位子模块2的第一端a和发光控制子模块3的第一端a’相连，CST的第二端作为第二节点B分别与充电与复位子模块2的第二端b和驱动控制子模块的第一端a’ ’相连；驱动控制子模块I的第二端b’ ’与第一参考信号端VrefI相连，驱动控制子模块I的第三端c’ ’分别与充电与复位子模块2的第三端c和发光控制子模块3的第二端b’相连，驱动控制子模块I在第二节点的控制下驱动发光器件Dl发光；充电与复位子模块2的第四端d与数据信号端DATA相连，充电与复位子模块2的第五端e与栅极信号端GATE相连,充电与复位子模块在栅极信号端GATE的控制下传输来自数据信号端DATA的数据信号；[0023]发光控制子模块3的第三端c’与发光信号端EMISSION相连，发光控制子模块的第四端d’与第一参考信号端VMfl相连，发光控制子模块3的第五端e’与发光器件Dl的第一端X相连，发光器件Dl的第二端y与第二参考信号端VMf2相连，发光控制子模块3用于在发光信号端EMISSION的控制下驱动发光器件Dl发光。进一步地，本实用新型实施例提供的上述像素电路中，第一参考信号端VMfl接收的信号为直流信号或者交流信号，即第一参考信号端VMfl连接于直流信号源或者交流信号源；第二参考信号端VMf2接收的信号为直流信号，即第二参考信号端VMf2连接于直流信号源。在第一参考信号端VMfl输出直流电压时，可以保证发光器件Dl发光的驱动电压与该直流电压以及数据信号的电压Vdata有关；在第一参考信号端VrafI输出交流电压时,发光器件Dl发光的驱动电压仅与数据信号的电压Vdata有关，都与驱动晶体管TO的阈值电压Vth无关，能避免阈值电压Vth对发光器件Dl的影响，即在使用相同的数据信号加载到不同的像素单元时，能够得到亮度相同的图像，提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。需要说明的是本实用新型以下实施例中提到的驱动晶体管和开关晶体管可以是薄膜晶体管(TFT, Thin Film Transistor),也可以是金属氧化物半导体场效应管(MOS,Metal Oxide Semiconductor),具体地,这些晶体管可以是N型晶体管,也可以是P型晶体管，在此不做限定。在以下实施例中，这些晶体管的源极和漏极可以互换，不做具体区分。在描述具体实施例时以驱动晶体管和开关晶体管都为薄膜晶体管(TFT)，且以附图中TFT的三个电极中带有箭头的一端为漏极为例进行说明的。在具体实施时，本实用新型实施例提供的上述像素电路中的驱动控制子模块I具体包括驱动晶体管T0，其中，驱动晶体管TO的栅极与第二节点B相连，其源极与第一参考信号端VMfl相连，漏极与发光控制子模块的第二端b’相连。在具体实施时，本实用新型实施例提供的上述像素电路中的发光器件Dl —般为有机发光二极管(OLED)。发光器件Dl在驱动晶体管TO开态电流的作用下实现发光显示。下面对本实用新型实施例提供的上述像素电路的工作原理进行简要介绍。具体地，本实用新型实施例提供的上述像素电路的工作分为两个阶段:第一阶段:数据写入阶段，在此阶段中像素电路实现了第一节点的数据信号写入，同时还实现了第二节点的电压复位功能。在此阶段，发光控制子模块3处于关闭状态；充电与复位子模块2处于导通状态，数据信号端输出的数据信号的电压Vdata通过充电与复位子模块2加载到第一节点A，为电容CST充电；同时，导通的充电与复位子模块2将驱动晶体管TO的漏极与栅极短接，在第二节点B处实现了驱动晶体管TO的阈值电压Vth存储与复位功能。第二阶段:发光阶段，在此阶段中，充电与复位子模块2处于关闭状态；发光控制子模块3处于导通状态，导通发光器件Dl的第一端X与驱动晶体管TO的漏极，驱动晶体管TO根据加载到源极的参考信号的电压以及电容CST放电对应的电压导通，驱动发光器件Dl发光。需要说明的是，在具体实施时，驱动晶体管TO为P型晶体管时，其阈值电压Vth为负值，第一参考信号端U的电压大于第二参考信号端Vref2的电压,如图2a所不,此时发光器件Dl的正极为发光器件的第一端，与发光控制子模块3相连；驱动晶体管TO为N型晶体管时，其阈值电压Vth为正值,第一参考信号端VrafI的电压小于第二参考信号端Vraf2的电压，如图2b所示，此时发光器件Dl的负极为发光器件的第一端，与发光控制子模块3相连。下面对本实用新型实施例提供的上述像素电路中的充电与复位子模块2和发光控制子模块3的具体结构和工作原理进行详细说明。具体地，在本实用新型实施例提供的像素电路中，充电与复位子模块2，如图2a和图2b所示，具体可以包括:第一开关晶体管Tl和第二开关晶体管T2 ;其中，第一开关晶体管Tl的栅极与栅极信号端GATE相连，源极与数据信号端DATA相连，漏极与第一节点A相连；第二开关晶体管T2的栅极与栅极信号端GATE相连，源极与第二节点B相连，漏极与驱动控制子模块的第三端即驱动晶体管TO的漏极相连。需要注意的是，在具体实施时，第一开关晶体管Tl和第二开关晶体管T2为P型晶体管时，在栅极信号端输出低电平的栅极信号时其栅极才会开启。在第一开关晶体管Tl和第二开关晶体管T2为N型晶体管时，在栅极信号端输出高电平的栅极信号时其栅极才会开
启O具体地，在本实用新型实施例提供的像素电路中，发光控制子模块3，如图2a和图2b所示,具体可以包括:第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4 ;其中，第三开关晶体管T3的栅极与发光信号端EMISSION相连，源极与第一参考端ViefI相连，漏极与第一节点A相连；第四开关晶体管T4的栅极与发光信号端EMISSION相连，源极与驱动控制子模块的第三端即驱动晶体管TO的漏极相连，漏极与发光器件Dl的第一端相连。需要注意的是，在具体实施时，第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4为P型晶体管时，在发光信号端输出低电平的发光信号时其栅极才会开启。在第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4为N型晶体管时，在发光信号端输出高电平的发光信号时其栅极才会开启O下面通过本实用新型实施例提供的像素电路在具体实施时的几种具体工作状态，来具体说明像素电路的工作原理。在第一参考信号端VrefI接收的参考信号为直流信号，且驱动晶体管T0、第一开关晶体管Tl、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4为P型晶体管时，此时VrefI为高电平信号，VMf2为低电平信号，像素电路的电路信号时序图如图3a所示。在此情况下，像素电路的具体工作原理如下:在像素电路的数据写入阶段即第一阶段，栅极信号端GATE输出的栅极信号控制第一开关晶体管Tl的栅极开启，使第一开关晶体管Tl变为二极管的连接方式，数据信号端DATA输出的数据信号的电压通过第一开关晶体管Tl的源极写入与漏极连接的第一节点A处，即第一节点A的电压变为VDATA，实现第一节点A的数据写入。栅极信号端GATE输出的栅极信号同时控制第二开关晶体管T2的栅极开启，使第二开关晶体管T2变为二极管的连接方式，导通驱动晶体管TO的漏极和栅极，由于驱动晶体管TO为P型晶体管，其阈值电压Vth为负值，第一参考信号端VrefI的直流信号的电压值为Vm，因此，在第二节点B处的电压变为Vm+Vth，实现了在第二节点B处阈值电压Vth的存储与对B点的复位功能。[0046]在像素电路的发光阶段即第二阶段,发光信号端EMISSION输出的发光信号控制第三开关晶体管T3的栅极开启，使第三开关晶体管T3变为二极管的连接方式，这样第一节点A的电压变为与第一参考信号端VMfl的电压相同的Vm,根据电容电量守恒原理,第二节点B的电压对应变为Vm-VDATA+Vm+Vth=2Vm-VDATA+Vth。此时，驱动晶体管TO的源极和栅极之间的电压为 Vgs=Vg-Vs=2Vm-VDATA+Vth-Vm=Vm-VDATA+Vth。由于驱动晶体管TO工作处于饱和状态，根据饱和状态电流特性可知，驱动
晶体管TO的开态电流id满足公式:id= (Vgs-Vth)2=警(νηΓνΟΑΤΑ+νΛ-νΑ) 2
=γ (Vm-Vdata) 2，其中K为结构参数，相同结构中此数值相对稳定，可以算作常量。从
公式推导可知，流经驱动晶体管το的漏电流仅与数据信号的电压Vdata和第一参考信号端VrefI的电压Vm有关，与驱动晶体管το的阈值电压Vth无关。因此，用该开态电流id驱动发光器件Dl发光，流经OLED的电流不会因背板制造工艺原因而造成的Vth不均匀所导致的电流不同，从而引起亮度变化。同时还可以改善由于Vth衰退而导致的流经发光器件Dl的电流变化，从而引起亮度变化，使发光器件Dl稳定性变差。在第一参考信号端ViefI接收的参考信号为交流信号，且驱动晶体管T0、第一开关晶体管Tl、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4为P型晶体管时，此时第二参考信号端VMf2输出的参考信号为低电平信号，像素电路的电路信号时序图如图3b所示。在此情况下，像素电路的具体工作原理如下:在像素电路的数据写入阶段即第一阶段，栅极信号端GATE输出的栅极信号控制第一开关晶体管Tl的栅极开启，使第一开关晶体管Tl变为二极管的连接方式，数据信号端DATA输出的数据信号通过第一开关晶体管Tl的源极写入与漏极连接的第一节点A处，即第一节点A的电压变为VDATA，实现第一节点A的数据写入。栅极信号端GATE输出的栅极信号同时控制第二开关晶体管T2的栅极开启，使第二开关晶体管T2变为二极管的连接方式，导通驱动晶体管TO的漏极和栅极，由于驱动晶体管TO为P型晶体管，其阈值电压Vth为负值，而此时的第一参考信号端VM fl的电压为V1,因此，在第二节点B处的电压变为VAVth,实现了在第二节点B处阈值电压Vth的存储与对B点的复位功能。在像素电路的发光阶段即第二阶段，此时第一参考信号端ViefI的电压变为V2，，且V2W1，发光信号端EMISSION输出的发光信号控制第三开关晶体管T3的栅极开启，使第三开关晶体管T3变为二极管的连接方式，这样第一节点A的电压变为与第一参考信号端VMfl的V2相同，根据电容电量守恒原理，第二节点B的电压对应变为^-V.+Vi+Vth。此时，驱动晶体管TO的源极和栅极之间的电压为由于驱动晶体管TO工作处于饱和状态，根据饱和状态电流特性可知，驱动晶体管TO的开态电流id满足公式:id=等CVrgs-Vy=导(V1-Vdata+Vth-Vth )'=γ
(V1-Vdata) 2，其中K为结构参数，相同结构中此数值相对稳定，可以算作常量。而在本实用新型实施例中通常第一参考信号端输出的V1通常为O伏。因此，从公式推导可知，流经驱动晶体管TO的漏电流仅与数据信号的电压Vdata有关，与驱动晶体管TO的阈值电压Vth和参考信号无关。因此，用该开态电流id驱动发光器件Dl发光，流经OLED的电流不会因背板制造工艺原因而造成的Vth不均匀所导致的电流不同，从而引起亮度变化。同时还可以改善由于Vth衰退而导致的流经发光器件Dl的电流变化，从而引起亮度变化，使发光器件Dl稳定性变差。进一步地，还补偿了因为ViefI信号线上由于负载原因所导致的ViefIIRDrop,而引起的电流差异造成显示的问题。在第一参考信号端ViefI接收的参考信号为直流信号，且驱动晶体管T0、第一开关晶体管Tl、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4为N型晶体管时，像素电路的电路信号时序图如图3c所示。这时，第一参考信号端VrefI的参考信号为低电平信号，第二参考信号端VMf2的参考信号为高电平信号。在此情况下，像素电路的具体工作原理如下:在像素电路的数据写入阶段即第一阶段，栅极信号端GATE输出的栅极信号控制第一开关晶体管Tl的栅极开启，使第一开关晶体管Tl变为二极管的连接方式，数据信号端DATA输出的数据信号的电压通过第一开关晶体管Tl的源极写入与漏极连接的第一节点A处，即第一节点A的电压变为VDATA，实现第一节点A的数据写入。栅极信号端GATE输出的栅极信号同时控制第二开关晶体管T2的栅极开启，使第二开关晶体管T2变为二极管的连接方式，导通驱动晶体管TO的漏极和栅极，由于驱动晶体管TO为N型晶体管，其阈值电压Vth为正值，第一参考信号端VrefI的直流信号的电压值为因此，在第二节点B处的电压变为Vn+Vth，实现了在第二节点B处阈值电压Vth的存储与对B点的复位功能。在像素电路的发光阶段即第二阶段，发光信号端EMISSION输出的发光信号控制第三开关晶体管T3的栅极开启，使第三开关晶体管T3变为二极管的连接方式，这样第一节点A的电压变为与第一参考信号端VMfl的电压相同的Vn,根据电容电量守恒原理,第二节点B的电压对应变为Vn-VDATA+Vn+Vth=2Vn-VDATA+Vth。此时，驱动晶体管TO的源极和栅极之间的电压为
权利要求1.一种像素电路，其特征在于，包括:发光器件、电容、驱动控制子模块、充电与复位子模块以及发光控制子模块；其中， 所述电容的第一端作为第一节点分别与所述充电与复位子模块的第一端和所述发光控制子模块的第一端相连，所述电容的第二端作为第二节点分别与所述充电与复位子模块的第二端和所述驱动控制子模块的第一端相连； 所述驱动控制子模块的第二端与第一参考信号端相连，所述驱动控制子模块的第三端分别与所述充电与复位子模块的第三端和所述发光控制子模块的第二端相连，所述驱动控制子模块在所述第二节点的控制下驱动所述发光器件发光； 所述充电与复位子模块的第四端与数据信号端相连，所述充电与复位子模块的第五端与栅极信号端相连，所述充电与复位子模块在栅极信号端的控制下传输来自所述数据信号端的数据信号； 所述发光控制子模块的第三端与发光信号端相连，所述发光控制子模块的第四端与第一参考信号端相连，所述发光控制子模块的第五端与所述发光器件的第一端相连，所述发光器件的第二端与第二参考信号端相连，所述发光控制子模块用于在所述发光信号端的控制下驱动所述发光器件发光。
2.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第一参考信号端连接于直流信号源或者交流信号源。
3.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第二参考信号端连接于直流信号源。
4.如权利要求 1所述的像素电路，其特征在于，所述驱动控制子模块，具体包括:驱动晶体管，其中， 所述驱动晶体管的栅极与第二节点相连，源极与第一参考信号端相连，漏极与所述发光控制子模块的第二端相连。
5.如权利要求1-4任一项所述的像素电路，其特征在于，所述充电与复位子模块，具体包括:第一开关晶体管和第二开关晶体管；其中， 第一开关晶体管的栅极与栅极信号端相连，源极与数据信号端相连，漏极与第一节点相连； 第二开关晶体管的栅极与栅极信号端相连，源极与第二节点相连，漏极与所述驱动控制子模块的第三端相连。
6.如权利要求1-4任一项所述的像素电路，其特征在于，所述发光控制子模块，包括:第三开关晶体管和第四开关晶体管；其中， 第三开关晶体管的栅极与发光信号端相连，源极与第一参考信号端相连，漏极与第一节点相连； 第四开关晶体管的栅极与发光信号端相连，源极与所述驱动控制子模块的第三端相连，漏极与所述发光器件的第一端相连。
7.如权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述驱动晶体管为P型晶体管，所述发光器件的正极为所述发光器件的第一端；所述驱动晶体管为N型晶体管，所述发光器件的负极为所述发光器件的第一端。
8.一种有机电致发光显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的像素电路。
9.一 种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的有机电致发光显示面板。
专利摘要本实用新型公开了一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置，用以提高显示装置显示区域图像亮度的均匀性。像素电路包括电容、发光器件、驱动控制子模块，充电与复位子模块以及发光控制子模块；电容的第一端为第一节点，第二端为第二节点；发光器件的第一端与发光控制子模块的第五端相连，第二端与第二参考信号端相连。在充电与复位子模块导通时，将数据信号写入第一节点，并将驱动控制子模块的第一端与和第三端短接，使第二节点的电压复位，电容充电。在发光控制子模块导通时，将驱动控制子模块与发光器件导通，驱动发光器件发光。
文档编号G09G3/32GK203085137SQ201320101399
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者马占洁 申请人:京东方科技集团股份有限公司