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CN107204171A - 像素电路、显示装置 - Google Patents

像素电路、显示装置 Download PDF

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CN107204171A
CN107204171A CN201610152497.8A CN201610152497A CN107204171A CN 107204171 A CN107204171 A CN 107204171A CN 201610152497 A CN201610152497 A CN 201610152497A CN 107204171 A CN107204171 A CN 107204171A
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徐小丽
周思思
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EverDisplay Optronics Shanghai Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种像素电路。该像素电路包括：第一开关，第二开关，第三开关、电容以及发光元件；所述第一开关的第一端电性连接至一数据信号的供应端；所述第一开关的控制端电性连接至一扫描信号的供应端；所述第二开关的第一控制端和所述第二开关的第一端电性连接，且均电性连接所述第一开关的第二端；所述第二开关的第二控制端和所述第二开关的第二端电性连接，且均电性连接所述电容的第一端和所述第三开关的控制端；所述电容的第二端和所述第三开关的第一端电性连接，且均电性连接至一第一电源信号的供应端；以及所述发光元件串联在所述第三开关的第二端与一第二电源信号的供应端之间。本发明的像素电路能有效的改善晶体管的阈值电压偏移引起的电路不稳定性问题，且电路结构简单。

Description

像素电路、显示装置
技术领域
本发明总体涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素电路、显示装置。
背景技术
随着市场对高分辨率有源矩阵有机发光二极管(Active-matrix organic light emitting diode简称AMOLED)显示产品的追求，面板中单个子像素所占空间越来越小。然而AMOELD像素电路中，将数据电压转换为发光电流的驱动薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称:TFT)的阈值电压Vth存在一定的可靠性问题，传统的两个TFT和一个电容的电路并不能构成一个理想的驱动电路，为了解决这一问题，理想的具备补偿阈值电压Vth可靠性功能的内部补偿电路往往具有5个以上TFT以及3个以上的信号线，这为高分辨率的像素电路的版图设计带来很大困难。而常见的三个TFT和一个电容的外部补偿电路，需感应像素电路内部某节点的信号，传输至外部的集成电路，经处理后再以反馈信号的形式修正阈值电压Vth可靠性带来的发光电流失真，该技术对集成电路提出了很高的要求，目前仍不成熟。
图1A为一种经典的两个TFT和一个电容像素电路结构图，由一个开关TFT(MS)、一个驱动TFT(MD)、一个电容(Cs)和一个有机发光二极管OLED构成。图1B为图1A的像素电路对应的时序信号。其中，第n行像素选通时Ms打开，数据电压信号写入MD的栅电极A点，并保存在Cs中，在发光阶段使OLED持续发光。
A点电压值为VDATA，MD的栅源电压为Vgs,发光阶段OLED的电流，
然而由于工艺的均一性和TFT长时间工作的稳定性，引起器件阈值电压Vth的改变，从而导致图像的失真，需通过设计具有补偿功能的像素电路来改善这一问题。
因此，需要一种新的像素电路解决上述问题。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种具备补偿功能的像素电路、显示装置，能够改善电路的不稳定性问题。
本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本发明的第一方面，一种像素电路，包括：第一开关，第二开关，第三开关、电容以及发光元件；所述第一开关的第一端电性连接至一数据信号的供应端；所述第一开关的控制端电性连接至一扫描信号的供应端；所述第二开关的第一控制端和所述第二开关的第一端电性连接，且均电性连接所述第一开关的第二端；所述第二开关的第二控制端和所述第二开关的第二端电性连接，且均电性连接所述电容的第一端和所述第三开关的控制端；所述电容的第二端和所述第三开关的第一端电性连接，且均电性连接至一第一电源信号的供应端；以及所述发光元件串联在所述第三开关的第二端与一第二电源信号的供应端之间。
根据本发明的一实施方式，所述第一至第三开关包括非晶硅N型场效应晶体管、多晶硅N型场效应晶体管、非晶硅P型场效应晶体管、多晶硅P型场效应晶体管或者非晶态氧化物半导体场效应晶体管。
根据本发明的一实施方式，所述非晶态氧化物半导体场效应晶体管为铟一镓一锌一氧簿膜晶体管。
根据本发明的一实施方式，所述发光元件包括有机发光二极管。
根据本发明的一实施方式，所述第二电源信号的供应端为一接地信号供应端。
根据本发明的第二方面，一种显示装置，包括多级如本发明第一方面任一项所述的像素电路。
根据本发明的第三方面，一种像素电路，包括：第一开关，所述第一开关用以响应一扫描信号以传送一数据信号；第二开关，所述第二开关用以接收由所述第一开关所传送的所述数据信号，其中所述第二开关包括第一控制端和第二控制端；以及第三开关，所述第三开关用以接收第一电源信号，同时电性连接一电容和发光元件，其中所述电容用以保存所述数据信号，而所述发光元件另连接一第二电源信号的供应端。
根据本发明的一实施方式，所述第一开关的第一端电性连接至所述数据信号的供应端,而所述第一开关的控制端电性连接至所述扫描信号的供应端；所述第二开关的所述第一控制端和所述第二开关的第一端电性连接，且均电性连接所述第一开关的第二端；所述第二开关的所述第二控制端和所述第二开关的第二端电性连接，且均电性连接所述电容的第一端和所述第三开关的控制端；所述电容的第二端和所述第三开关的第一端电性连接，且均电性连接至一电源信号的供应端；以及所述发光元件串联在所述第三开关的第二端与所述第二电源信号的供应端之间。
根据本发明的一实施方式，所述第二电源信号的供应端为一接地信号的供应端。
根据本发明的一实施方式，所述第一至第三开关为N型晶体管或者所述第一开关至第三开关为P型晶体管。
本发明的像素电路，由于不使用除扫描线、数据线、电源线和接地极以外的信号控制线，能有效的改善晶体管的阈值电压偏移引起的电路不稳定性问题。电路结构简单、易于设计，有利于简化制造工艺和提高良率，从而更适用于高分辨率和低功耗的二极管发光器件应用。
本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1A为现有技术中的一种两个TFT和一个电容的像素电路结构图。
图1B为图1A的像素电路对应的时序信号。
图2A为根据本发明一实施方式的像素电路的结构图。
图2B、2C为图2A的像素电路对应的时序信号。
图3示例性示出基于图2A像素电路的一工作过程。
图4示例性示出基于图2A像素电路的另一工作过程。
图5为根据本发明另一实施方式的像素电路的结构图。
其中，附图标记说明如下：
20：扫描信号
21：数据信号
22：电源信号
23：接地线
24：发光元件
25：第一开关
26：第二开关
261：第二开关的第一控制端
262：第二开关的第二控制端
27：第三开关
28：电容
56：第二开关
561：第二开关的第一控制端
562：第二开关的第二控制端
57：第三开关
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
根据本发明的构思，提出一种像素电路，包括：第一开关，第一开关用以响应一扫描信号以传送一数据信号；第二开关，第二开关用以接收由第一开关所传送的数据信号，其中第二开关包括第一控制端和第二控制端；以及第三开关，第三开关用以接收第一电源信号，同时电性连接一电容和发光元件，其中电容用以保存数据信号，而发光元件另连接一第二电源信号的供应端。第一开关的第一端电性连接至数据信号的供应端,而第一开关的控制端电性连接至扫描信号的供应端；第二开关的第一控制端和第二开关的第一端电性连接，且均电性连接第一开关的第二端；第二开关的第二控制端和第二开关的第二端电性连接，且均电性连接电容的第一端和第三开关的控制端；电容的第二端和第三开关的第一端电性连接，且均电性连接至第一电源信号的供应端；以及发光元件串联在第三开关的第二端与第二电源信号的供应端之间。
本发明的像素电路结构，由于不使用除扫描线、数据线、电源线和接地极以外的信号控制线，能有效的改善晶体管的阈值电压偏移引起的电路不稳定性问题。
图2A为根据本发明一实施方式的像素电路的结构图。
如图2A所示，一种像素电路，包括：第一开关25，第二开关26，第三开关27、电容28以及发光元件24。
第一开关25的第一端电性连接至一数据信号的供应端21。第一开关25的控制端电性连接至一扫描信号的供应端20。第二开关26的第一控制端261和第二开关26的第一端电性连接，且均电性连接第一开关25的第二端。第二开关26的第二控制端262和第二开关26的第二端电性连接，且均电性连接电容28的第一端和第三开关27的控制端。电容28的第二端和第三开关27的第一端电性连接，且均电性连接至第一电源信号的供应端22。发光元件24串联在第三开关27的第二端与接地线23 之间。
本实施方式示出的是一种3个开关元件和1个电容的像素电路，第二开关26的阈值电压Vth2<0，第二开关26的第一控制端261和第二控制端262分别与其第一端和第二端相连接，等效为二极管器件。
本实施方式的像素电路以公共阴极方式布置。发光元件24，即阵列基板上所有像素的发光元件24的阴极均共同连接到接地极。一般而言，在布置发光元件24时，公共阴极方式比公共阳极方式在制造工艺方面更容易保证良率。这是因为，作为阳极的电源极通常是由透明的铟锡氧化物(Indium Tin Oxides，简称:ITO)层制成，而作为阴极的接地极通常是由金属和ITO层制成。当采用共阳极方式时，接地极设置于面板的底部，使接地极的金属厚度受到了限制，从而会影响良率。当采用共阴极方式时，电源极设置于面板的底部，由于ITO层本身是透明的，所以无需限制其厚度，从而更容易保证良率。
本实施方式的像素电路的结构，由于不使用除扫描线、数据线、电源线和接地极以外的信号控制线，能有效的改善晶体管的阈值电压偏移引起的电路不稳定性问题。电路结构简单、易于设计，有利于简化制造工艺和提高良率，从而更适用于高分辨率和低功耗的二极管发光器件应用。
根据一示例实施例，第一开关25、第二开关26、第三开关27可以为非晶硅N型场效应晶体管、多晶硅N型场效应晶体管、多晶硅P型场效应晶体管、多晶硅P型场效应晶体管或者非晶态氧化物半导体场效应晶体管。
根据一示例实施例，非晶态氧化物半导体场效应晶体管可以是铟一镓一锌一氧簿膜晶体管(In-Ga-Zn-O，简称:1GZO)。
根据一示例实施例，发光元件24可以采用有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)。
图3示例性示出基于图2A像素电路的一工作过程。
如图3、2B所示，像素电路的工作过程包括S301至S303。
在S301中，提供导通的扫描信号，使第一开关25处于导通状态。
在S302中，数据信号提供负数据电流，使电容28放电。
具体而言，在VDATA<VA的情况下，数据信号的供应端21提供负数据电流，VDATA为加载到第一开关25的第一端的数据电压，VA为第三开关27的控制端A点电压，电容28通过第二开关26的第一控制端261构成的TFT放电。在放电过程中，电容28的第一端的电位降低，改变第三开关27的控制端A点电压电压，将电压信号写入第三开关27的控制端A点，并保存在电容28中。
在S303中，发光元件24根据第三开关27的控制端A点电压发光。
图4示例性示出基于图2A像素电路的另一工作过程。
如图4、2C所示，像素电路的另一工作过程方法包括S401至S403。
在S401中，提供导通的扫描信号，使第一开关25处于导通状态。
在S402中，数据信号提供正数据电流，使电容28充电。
具体而言，在VDATA＞VA的情况下，数据信号的供应端21提供正数据电流，VDATA为加载到第一开关25的第一端的数据电压，VA为第三开关27的控制端A点电压，电容28通过第二开关26的第二控制端262构成的TFT充电，在充电过程中，电容28的第一端的电位升高，改变第三开关27的控制端A点电压，将电压信号写入第三开关27的控制端A点，并保存在电容28中。
在S403中，发光元件24根据第三开关27的控制端A点电压发光。
本发明像素电路的补偿原理说明如下。当分配在发光元件24两端的电压大于例如2V时，从第三开关27的第一端流过第二端的驱动电流通过发光元件24的阳极流入发光元件24，产生电致发光现象，从而使得发光元件24导通发光。
其中，A点电压值为VDATA+Vth2，发光阶段发光元件24的电流IOLED为
μ为常数，Cox为单位面积的栅氧化层电容。Vgs为第三开关27的控制端和第一端的电压差，Vth2为第二开关26的阈值电压，W为开关元件的沟槽宽度，L为开关元件的沟槽长度。
在理想情况下，可假设小范围里开关元件的阈值电压相近，且该像素电路在发光阶段第二开关26与第三开关27的控制端和第一端的电压差Vgs偏置近似，导致两个开关元件的阈值电压偏移量亦近似，因此发光元件24的电流可等效为
发光元件24的电流与开关元件的阈值电压无关，改善了因开关元件的阈值电压偏移引起的电路不稳定性问题。
图5为根据本发明另一实施方式的像素电路的结构图。
如图5所示，为本发明另一实施方式的像素电路，由于其原理与上述实施方式类似，故不再赘述。该像素电路包括：第一开关25，第二开关56，第三开关57、电容28以及发光元件24。
第一开关25的第一端电性连接至一数据信号的供应端21。第一开关25的控制端电性连接至一扫描信号的供应端20。第二开关56的第一控制端561和第二开关56的第一端电性连接，且均电性连接第一开关25的第二端。第二开关56的第二控制端562和第二开关56的第二端电性连接，且均电性连接电容28的第一端和第三开关57的控制端。电容28的第二端接地。第三开关57的第一端电性连接第一电源信号的供应端22。发光元件24串联在第三开关57的第二端与接地线23之间。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (10)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：第一开关，第二开关，第三开关、电容以及发光元件；
所述第一开关的第一端电性连接至一数据信号的供应端；
所述第一开关的控制端电性连接至一扫描信号的供应端；
所述第二开关的第一控制端和所述第二开关的第一端电性连接，且均电性连接所述第一开关的第二端；
所述第二开关的第二控制端和所述第二开关的第二端电性连接，且均电性连接所述电容的第一端和所述第三开关的控制端；
所述电容的第二端和所述第三开关的第一端电性连接，且均电性连接至一第一电源信号的供应端；以及
所述发光元件串联在所述第三开关的第二端与一第二电源信号的供应端之间。
2.权利要求1所述的像素电路，其特征在于：所述第一至第三开关包括非晶硅N型场效应晶体管、多晶硅N型场效应晶体管、非晶硅P型场效应晶体管、多晶硅P型场效应晶体管或者非晶态氧化物半导体场效应晶体管。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于：所述非晶态氧化物半导体场效应晶体管为铟一镓一锌一氧簿膜晶体管。
4.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于：所述发光元件包括有机发光二极管。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于：所述第二电源信号的供应端为一接地信号供应端。
6.一种显示装置，其特征在于，包括多级如权利要求1至5任一项所述的像素电路。
7.一种像素电路，其特征在于，包括：
第一开关，所述第一开关用以响应一扫描信号以传送一数据信号；
第二开关，所述第二开关用以接收由所述第一开关所传送的所述数据信号，其中所述第二开关包括第一控制端和第二控制端；以及
第三开关，所述第三开关用以接收第一电源信号，同时电性连接一电容和发光元件，其中所述电容用以保存所述数据信号，而所述发光元件另连接一第二电源信号的供应端。
8.根据权利要求7所述的像素电路，其特征在于：
所述第一开关的第一端电性连接至所述数据信号的供应端,而所述第一开关的控制端电性连接至所述扫描信号的供应端；
所述第二开关的所述第一控制端和所述第二开关的第一端电性连接，且均电性连接所述第一开关的第二端；
所述第二开关的所述第二控制端和所述第二开关的第二端电性连接，且均电性连接所述电容的第一端和所述第三开关的控制端；
所述电容的第二端和所述第三开关的第一端电性连接，且均电性连接至第一电源信号的供应端；以及
所述发光元件串联在所述第三开关的第二端与所述第二电源信号的供应端之间。
9.根据权利要求8所述的像素电路，其特征在于：所述第二电源信号的供应端为一接地信号的供应端。
10.根据权利要求7至9任一所述的像素电路，其特征在于：所述第一至第三开关为N型晶体管或者所述第一开关至第三开关为P型晶体管。
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