CN203179478U - 有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，包括：行扫描线信号提供单元、数据信号提供单元、驱动电压提供单元、第一与第二晶体管、储存单元及发光单元，第一晶体管具有第一栅极、第一漏极及第一源极，第二晶体管具有第二栅极、第二漏极及第二源极，第二栅极与行扫描线信号提供单元电性连接，第二源极与数据信号提供单元电性连接，第二漏极分别与储存单元及第一栅极电性连接，第一漏极分别与驱动电压提供单元及储存单元电性连接，第一源极与发光单元电性连接，第一栅极分别与储存单元及第二漏极电性连接，数据信号提供单元提供帧画面数据，每一帧画面数据对应的一个场包括有数个相等的子场，驱动电压提供单元能提供数种驱动电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示技术，尤其涉及一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元。
背景技术
有机发光二极管面板是指一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件。OLED发光原理是用氧化铟锡（ITO）透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，经过辐射而发出可见光。
有机发光二极管面板的驱动方式可分为两种类型：无源矩阵有机发光二极管面板（Passive Matrix Organic Light Emitting Diode，PMOLED）和有源矩阵有机发光二极管面板（Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED）。
相比传统的薄膜晶体管液晶显示面板（Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，TFT LCD），有源矩阵有机发光二极管面板（AMOLED）具有反应速度较快、对比度更高、视角较广、色彩丰富及高亮度、低功耗、耐高低温等特点，其通过在每个像素中集成薄膜晶体管（TFT）和电容，并由电容器维持电压的方法进行驱动，可以实现大尺寸以及高分辨率，因此被称为下一代显示技术，目前已经受到大部分显示技术开发商的青睐。
有源矩阵有机发光二极管面板由驱动电路驱动发光。请参阅图1，现有的2T1C（2TFT1CAP）驱动电路由两个晶体管TFT和一个储存电容C100组成，其中，一个晶体管M100为开关管，另一个晶体管M200为驱动管。晶体管M100由行扫描线信号提供单元Vscan控制，以用于控制数据电压Vdata的输入；晶体管M200用于控制有机发光二极管发光，储存电容C100用于为晶体管M200的栅极提供偏置及维持电压。
单个扫描周期内该驱动电路工作时段分为两个部分：第一部分为显示数据写入时间t1，在显示数据写入时间t1内，行扫描线信号提供单元Vscan为高电平，此时晶体管M100工作在导通状态，数据电压Vdata经过M100管的漏极与源极，储存到储存电容C100上，该数据电压Vdata同时作用在晶体管M200的栅极上，使得晶体管M200工作在饱和状态下，驱动有机发光二极管发光；第二部分为显示维持时间t2，行扫描线信号提供单元Vscan为低电平，晶体管M100处于截止状态下，漏极与源极之间的通道被关断，数据电压Vdata也就不能传到晶体管M200的栅极，即储存电容C100的两端。此时，储存电容C100两端由于晶体管M100的关断而没有了释放电荷的通路，保持在晶体管M100截止前的状态，使得晶体管M200仍处在饱和状态下，继续维持有机发光二极管发光，也就是说有机发光二极管的发光在第二部分一直保持不变，该状态一直持续到晶体管M100被再次选通。
在上述有源矩阵有机发光二极管面板驱动方法中，有机发光二极管的发光亮度为：亮度=电流×OLED发光效率，其中，电流为流过该有机发光二极管的电流，其大小为：电流=k（Vgs-Vth）2=k（VDD-Vdata-Vth）2，其中，k为与晶体管M200自身结构和工艺有关的常数，Vgs为晶体管M200的栅极与源极之间的电压差，Vth为晶体管M200的阈值电压，VDD为驱动电压提供单元提供的电压。由此可见，有源矩阵有机发光二极管面板的发光亮度由数据电压Vdata的大小来控制，借由不同的Vgs使晶体管M200产生不同大小的电流，来实现不同的灰阶。如图2所示，其为有源矩阵有机发光二极管面板的现有驱动方法中纯时间控制灰阶的时间比例示意图，该方法只是利用时间来控制灰阶，对储存电容C100的最短充电时间为60ns。然而，该种控制方法容易使得晶体管M200的驱动电流发生变异，从而导致有源矩阵有机发光二极管面板的亮度均匀性差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，可以有效地降低第一晶体管的电流变异现象，从而使有源矩阵有机发光二极管面板的亮度均匀，提高显示质量。
为实现上述目的，本实用新型提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，包括：行扫描线信号提供单元、数据信号提供单元、驱动电压提供单元、第一晶体管、第二晶体管、储存单元及发光单元，所述第一晶体管具有第一栅极、第一漏极及第一源极，所述第二晶体管具有第二栅极、第二漏极及第二源极，所述第二栅极与行扫描线信号提供单元电性连接，所述第二源极与数据信号提供单元电性连接，所述第二漏极分别与储存单元的一端、及第一晶体管的第一栅极电性连接，所述第一漏极分别与驱动电压提供单元、及储存单元的另一端电性连接，所述第一源极与发光单元电性连接，所述第一栅极分别与储存单元的一端、及第二漏极电性连接，所述数据信号提供单元为能提供帧画面数据的数据信号提供单元，且所述每一帧画面数据对应的一个场包括有数个相等的子场，所述驱动电压提供单元为能提供数种驱动电压的驱动电压提供单元。
所述储存单元为一电容。
所述电容一端分别与第一晶体管的第一栅极、及第二晶体管的第二漏极电性连接，另一端分别与驱动电压提供单元、及第一晶体管的第一漏极电性连接。
所述发光单元为有机发光二极管。
所述每一帧画面数据对应的一个场包括的相等的子场数量与所述驱动电压提供单元提供的数种驱动电压的数量相同。
所述每一帧画面数据对应的一个场包括的相等的子场为八个，分别为第一至第八子场。
所述驱动电压提供单元提供的驱动电压为八种，该八种驱动电压分别为按从小到大顺序排列的第一至第八驱动电压。
所述驱动电压提供单元为与所述数据信号提供单元同步输入并按固定顺序循环提供第一至第八驱动电压的驱动电压提供单元。
本实用新型的有益效果：本实用新型有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元将每一帧画面对应的一个场平均分为数个子场，并利用驱动电压提供单元在第一晶体管的每一子场的Vgs位于高电压差区域时，分别提供一种驱动电压驱动发光单元，即在不同的子场中设置不同的驱动电压驱动发光单元，每一帧画面中各个子场的亮度总和即为所需的亮度值，实现同时利用时间和驱动电压提供单元来调配灰阶，可以有效地降低第一晶体管的电流变异现象，解决现有有机发光二极管面板亮度不均匀的问题，从而使有源矩阵有机发光二极管面板的亮度均匀，提高显示质量。
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有技术中有源矩阵有机发光二极管面板的驱动电路示意图；
图2为有源矩阵有机发光二极管面板的现有驱动方法中时间比例示意图；
图3为本实用新型有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元示意图；
图4为本实用新型有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元中利用时间和驱动电压同时控制灰阶的时间比例示意图；
图5为本实用新型有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元中第一晶体管在高电压差区域驱动发光单元的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3至图5，本实用新型提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元20，包括：行扫描线信号提供单元22、数据信号提供单元24、驱动电压提供单元26、第一晶体管M1、第二晶体管M2、储存单元27以及发光单元28，所述第一晶体管M1具有第一栅极g、第一源极s及第一漏极d，所述第二晶体管M2具有第二栅极g、第二漏极d及第二源极s，所述第二栅极g与行扫描线信号提供单元22电性连接，所述第二源极s与数据信号提供单元24电性连接，所述第二漏极d分别与储存单元27的一端、及第一晶体管M的第一栅极g电性连接，所述第一漏极d分别与驱动电压提供单元26、及储存单元27的另一端电性连接，所述第一源极s与发光单元28电性连接，所述第一栅极g分别与第二晶体管M2的第二漏极d、及储存单元27的一端电性连接，所述数据信号提供单元24为能提供帧画面数据的数据信号提供单元，且所述每一帧画面数据对应的一个场包括有数个相等的子场，所述驱动电压提供单元26为能提供数种驱动电压的驱动电压提供单元。所述每一帧画面数据对应的一个场包括的相等的子场数量与所述驱动电压提供单元26提供的数种驱动电压的数量相同。
所述数据信号提供单元24提供帧画面数据，每一所述帧画面数据对应的一个场包括有数个相等的子场，所述驱动电压提供单元26对应子场的数量按固定顺序循环提供数种驱动电压提供单元Vdd，所述行扫描线信号提供单元22输出高电平时，所述数据信号提供单元24透过第二晶体管M2向第一晶体管M1施加一控制信号，使得第一晶体管M1的第一栅极g与第一源极s形成一电压差Vgs，并在所述每一子场的所述电压差Vgs位于高电压差区域时，所述驱动电压提供单元26输出驱动电压至发光单元28，可以降低第一晶体管M1的电流变异现象。另，在第一子场时对应采用第一驱动电压Vdd1驱动发光单元28，在第二子场时对应采用第二驱动电压Vdd2驱动发光单元28，以此类推。同时，在工作过程中所述储存单元27也有可能放电，与所述数据信号提供单元24的输入信号同时作用于第一晶体管M1的第一栅极g。在所述行扫描线信号提供单元22输出低电平时，第二晶体管M2关断，储存单元27作用于该第一晶体管M1，使得第一晶体管M1处于饱和状态下，维持使得发光单元28维持在所述第二晶体管M2关断时刻的工作状态，如发光，直至所述第二晶体管M2再次被导通。
所述数据信号提供单元24输出的信号为数据信号0或1，则所述高电压差区域优选为0.9-1个数据信号提供单元24输出信号为1时数据信号提供单元24提供的实际电压。如果所述数据信号提供单元24输出信号为1时，所述数据信号提供单元24输出的实际电压为5V，则所述高电压差区域优选为4.5V-5V。
利用上述结构，所述数据信号提供单元24通过第二晶体管M2向储存单元27充电的最短充电时间可以控制为大于或等于2us，充电时间较长，可以很好地确保将储存单元27充电至所需的电压，防止第一晶体管M1的电流变异。所述数据信号提供单元24与所述驱动电压提供单元26同步输送信号进来。
具体地，所述储存单元27为一电容C，用于为第一晶体管M1的第一栅极g提供偏置及维持电压，所述电容C一端分别与第一晶体管M1的第一栅极g、及第二晶体管M2的第二漏极d电性连接，另一端分别与驱动电压提供单元26、及第一晶体管M1的第一漏极d电性连接。所述发光单元28为有机发光二极管（OLED），其一端还与地电性连接。有机发光二极管具有发光效率高、节能效果好、响应速度快、体积小等特点。
在本较佳实施例中，每一帧画面数据对应的一个场包括八个相等的子场，该八个相等的子场分别为第一至第八子场，所述驱动电压提供单元26对应八个相等的子场提供八种驱动电压，该八种驱动电压分别为从小到大顺序排列的第一至第八驱动电压Vdd1-Vdd8。在第一子场时对应采用第一驱动电压Vdd1驱动发光单元28，在第二子场时对应采用第二驱动电压Vdd2驱动发光单元28，以此类推，在第八子场时对应采用第八驱动电压Vdd8驱动发光单元28。
优选的，所述第一至第八驱动电压Vdd1-Vdd8可以驱动有机发光二极管发出的亮度值依次为1（20）、2（21）、4（22）、8（23）、16（24）、32（25）、64（26）及128（27）（即第n种驱动电压Vddn驱动有机发光二极管发出的亮度值为2n，n为大于0的整数），该8个亮度值为相对值，利用该些亮度进行组合，即可获得所需的亮度值，实现不同的灰阶。该发光单元28在该数个子场发出的光相组合，从而形成所需的亮度。如需要相对亮度值为78时，根据78=2+4+8+64可知，只需第二子场显示亮度2、第三子场显示亮度4、第四子场显示亮度8及第七子场显示亮度64即可，即在该帧画面中只在第二、第三、第四及第七子场时驱动发光单元28发光，该帧画面内的其它子场，所述发光单元28不发光。每一帧画面中各个子场的亮度总和即为所需的亮度值，这样就可以同时利用时间和驱动电压来调配灰阶。
综上所述，本实用新型提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，将每一帧画面对应的一个场平均分为数个子场，并利用驱动电压提供单元在第一晶体管的每一子场的Vgs位于高电压差区域时，分别提供一种驱动电压驱动发光单元，即在不同的子场中设置不同的驱动电压驱动发光单元，每一帧画面中各个子场的亮度总和即为所需的亮度值，实现同时利用时间和驱动电压提供单元来调配灰阶，可以有效地降低第一晶体管的电流变异现象，解决现有有机发光二极管面板亮度不均匀的问题，从而使有源矩阵有机发光二极管面板的亮度均匀，提高显示质量。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，包括：行扫描线信号提供单元、数据信号提供单元、驱动电压提供单元、第一晶体管、第二晶体管、储存单元及发光单元，所述第一晶体管具有第一栅极、第一漏极及第一源极，所述第二晶体管具有第二栅极、第二漏极及第二源极，所述第二栅极与行扫描线信号提供单元电性连接，所述第二源极与数据信号提供单元电性连接，所述第二漏极分别与储存单元的一端、及第一晶体管的第一栅极电性连接，所述第一漏极分别与驱动电压提供单元、及储存单元的另一端电性连接，所述第一源极与发光单元电性连接，所述第一栅极分别与储存单元的一端、及第二漏极电性连接，所述数据信号提供单元为能提供帧画面数据的数据信号提供单元，且所述每一帧画面数据对应的一个场包括有数个相等的子场，所述驱动电压提供单元为能提供数种驱动电压的驱动电压提供单元。
2.如权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述储存单元为一电容。
3.如权利要求2所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述电容一端分别与第一晶体管的第一栅极、及第二晶体管的第二漏极电性连接，另一端分别与驱动电压提供单元、及第一晶体管的第一漏极电性连接。
4.如权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述发光单元为有机发光二极管。
5.如权利要求1所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述每一帧画面数据对应的一个场包括的相等的子场数量与所述驱动电压提供单元提供的数种驱动电压的数量相同。
6.如权利要求5所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述每一帧画面数据对应的一个场包括的相等的子场为八个，分别为第一至第八子场。
7.如权利要求6所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述驱动电压提供单元提供的驱动电压为八种，该八种驱动电压分别为按从小到大顺序排列的第一至第八驱动电压。
8.如权利要求7所述的有源矩阵有机发光二极管面板的像素单元，其特征在于，所述驱动电压提供单元为与所述数据信号提供单元同步输入并按固定顺序循环提供第一至第八驱动电压的驱动电压提供单元。
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