專(zhuān)利名稱(chēng)：像素電路、陣列基板及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種像素電路、陣列基板及顯示裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光顯示器(Organic Light Emitting Diode,0LED)相比現(xiàn)在的主流顯示技術(shù)薄膜晶體管液晶顯不器(Thin Film Transisitor Liquid Crystal Display, TFT-LCD),具有廣視角、高亮度、高對(duì)比度、低能耗、體積更輕薄等優(yōu)點(diǎn)，是目前平板顯示技術(shù)關(guān)注的焦點(diǎn)。有機(jī)發(fā)光顯示器的驅(qū)動(dòng)方法分為被動(dòng)矩陣式(PM，Passive Matrix)和主動(dòng)矩陣式(AM, Active Matrix)兩種。而相比被動(dòng)矩陣式驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)矩陣式驅(qū)動(dòng)具有顯示信息量大、功耗低、器件壽命長(zhǎng)、畫(huà)面對(duì)比度高等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)的一種主動(dòng)矩陣式有機(jī)發(fā)光顯示器的像素單元驅(qū)動(dòng)電路的等效電路，如圖1所示，包括:第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml、驅(qū)動(dòng)晶體管M2、存儲(chǔ)電容Cl以及發(fā)光器件D1。其中，第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml的漏極與驅(qū)動(dòng)晶體管M2的柵極連接；驅(qū)動(dòng)晶體管M2的柵極同時(shí)連接存儲(chǔ)電容Cl的一端，其源極與存儲(chǔ)電容Cl另一端連接，其漏極與發(fā)光器件Dl連接。第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml在柵極被掃描信號(hào)Vscan (n)選通時(shí)打開(kāi)，從源極引入數(shù)據(jù)信號(hào)Vdata。驅(qū)動(dòng)晶體管M2 —般工作在飽和區(qū)，其柵源電壓Vgs決定了流過(guò)其電流的大小，進(jìn)而為發(fā)光器件Dl提供了穩(wěn)定的電流。其中Vgs=Vdata-VDl, VDl為發(fā)光器件Dl的開(kāi)啟電壓，VDD為穩(wěn)壓或者穩(wěn)流電源，連接驅(qū)動(dòng)晶體管M2，用于提供發(fā)光器件Dl發(fā)光所需要的能源。而存儲(chǔ)電容Cl的作用是在一幀的時(shí)間內(nèi)維持驅(qū)動(dòng)晶體管M2柵極電壓的穩(wěn)定。當(dāng)掃描信號(hào)Vscan(n)的第一個(gè)高電平開(kāi)始時(shí)，第n行像素單元被選通，將該行像素單元中的第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml打開(kāi)，引入數(shù)據(jù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)Vdata，發(fā)光器件Dl開(kāi)始發(fā)光。通過(guò)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)Vdata的高電平使發(fā)光器件Dl發(fā)光將該行像素單元中的存儲(chǔ)電容Cl充電完成，之后，通過(guò)掃描信號(hào)Vscan (n)的第一個(gè)低電平關(guān)閉該行像素單元的第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml。此時(shí)，存儲(chǔ)電容Cl維持充電時(shí)的電壓，維持該行像素單元的驅(qū)動(dòng)晶體管M2輸出穩(wěn)定的電流，使得該行像素單元的有機(jī)發(fā)光二級(jí)管Dl持續(xù)發(fā)光直到一幀時(shí)間結(jié)束。一幀時(shí)間通常為同一行像素單元連續(xù)兩次被掃描信號(hào)選通的時(shí)間間隔。在第n行像素單元的充電完成后，掃描信號(hào)選通第n+1行像素單元，將第n+1行像素單元的第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml打開(kāi)，引入驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行同樣的充電過(guò)程，充電完成后通過(guò)像素單元中的存儲(chǔ)電容Cl維持充電時(shí)的電壓，維持驅(qū)動(dòng)管輸出穩(wěn)定電流，使得n+1行像素單元的發(fā)光器件Dl持續(xù)發(fā)光直到一幀時(shí)間結(jié)束。如此依序下去，當(dāng)對(duì)最后一行像素單元充電完成后，便又從第一行像素單元開(kāi)始重新掃描充電。盡管現(xiàn)有技術(shù)像素單元電路被廣泛使用，但是其仍然必不可免的存在以下問(wèn)題:驅(qū)動(dòng)晶體管M2的閾值電壓Vth會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而出現(xiàn)漂移，從而導(dǎo)致針對(duì)同樣的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vdata的Vgs出現(xiàn)變化，即發(fā)光器件Dl的電流(也就是亮度)不同，從而將會(huì)影響整個(gè)有機(jī)發(fā)光顯示器的畫(huà)面均勻性及其發(fā)光質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題包括，針對(duì)現(xiàn)有的像素單元電路中由于驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓漂移等原因引起電路不穩(wěn)定，導(dǎo)致有機(jī)發(fā)光顯示器的畫(huà)面均勻性及其發(fā)光質(zhì)量差的問(wèn)題，提供一種可以有效地補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓的不均勻性，使得有機(jī)發(fā)光顯示器的畫(huà)面均勻性提高的像素電路、陣列基板及顯示裝置。解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種像素電路，包括:驅(qū)動(dòng)晶體管、第一開(kāi)關(guān)晶體管、存儲(chǔ)電容、發(fā)光器件管以及閾值補(bǔ)償電路；所述閾值補(bǔ)償電路由第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)晶體管以及耦合電容構(gòu)成；所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的柵極接第一掃描信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的源極接數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接存儲(chǔ)電容第一端、耦合電容的第一端以及第二開(kāi)關(guān)晶體管的源極；所述存儲(chǔ)電容的第二端接電源電壓同時(shí)接所述驅(qū)動(dòng)晶體管的源極；所述第二開(kāi)關(guān)晶體管的柵極接第二掃描信號(hào)同時(shí)接所述第三開(kāi)關(guān)晶體管的柵極，所述第二開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接電源負(fù)極端；所述第三開(kāi)關(guān)晶體管的源極接所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極，所述第三開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接所述驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極同時(shí)接所述第四開(kāi)關(guān)晶體管的源極；所述第四開(kāi)關(guān)晶體管的柵極接第一控制信號(hào)，所述第四開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接所述發(fā)光器件； 所述耦合電容的第二端與所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極相連。本實(shí)用新型的像素電路中，第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)晶體管以及耦合電容構(gòu)成的閾值補(bǔ)償電路，用于補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓漂移，可以有效地補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓的不均勻性，使得有機(jī)發(fā)光顯示器的畫(huà)面均勻性提高。優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管、第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)晶體管和所述驅(qū)動(dòng)晶體管為N型薄膜晶體管。優(yōu)選地，所述發(fā)光器件為有機(jī)發(fā)光二極管。解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種陣列基板，其包括上述的像素電路。由于本實(shí)用新型的陣列基板中包括上述的像素電路，故其性能穩(wěn)定。解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種顯示裝置，其包括上述的陣列基板。由于本實(shí)用新型的顯示裝置中包括上述的陣列基板，故其畫(huà)面均勻性高。

圖1為現(xiàn)有的像素電路的原理圖；圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的像素電路的電路圖；以及圖3為圖2中像素電路的時(shí)序圖。其中附圖標(biāo)記為:M1、第一開(kāi)關(guān)晶體管；DTFT、驅(qū)動(dòng)晶體管；M2、第_■開(kāi)關(guān)晶體管；M3、第三開(kāi)關(guān)晶體管；M4、為第四開(kāi)關(guān)晶體管；C1、存儲(chǔ)電容；C2、耦合電容；D1、發(fā)光器件；Vdata、數(shù)據(jù)信號(hào)；Vscan (n)、第一掃描信號(hào)；Vscan (n_l)、第二掃描信號(hào)；EM、第一控制信號(hào)。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1:本實(shí)施例提供一種像素電路，如圖2所示，包括:驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT、第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml、存儲(chǔ)電容Cl、發(fā)光器件以及閾值補(bǔ)償電路；所述閾值補(bǔ)償電路由第二開(kāi)關(guān)晶體管M2、第三開(kāi)關(guān)晶體管M3、第四開(kāi)關(guān)晶體管M4以及耦合電容C2構(gòu)成；所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的Ml柵極接第一掃描信號(hào)Vscan (n)，源極接數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端Vdata，漏極接存儲(chǔ)電容Cl第一端、耦合電容C2的第一端以及第二開(kāi)關(guān)晶體管M2的源極；所述存儲(chǔ)電容Cl的第二端接電源電壓Vdd同時(shí)接所述驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的源極；所述第二開(kāi)關(guān)晶體管M2的柵極接第二掃描信號(hào)Vscan (n-1)同時(shí)接所述第三開(kāi)關(guān)晶體管M3的柵極，漏極接電源負(fù)極端Vss ；所述第三開(kāi)關(guān)晶體管M3的源極接所述驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的柵極，漏極接所述驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的漏極同時(shí)接所述第四開(kāi)關(guān)晶體管M4的源極；所述第四開(kāi)關(guān)晶體管M4的柵極接第一控制信號(hào)EM，漏極接所述發(fā)光器件Dl ；所述耦合電容C2的第二端與所述驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的柵極相連。具體地，所述發(fā)光器件Dl為有機(jī)發(fā)光二極管，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml、第二開(kāi)關(guān)晶體管M2、第三開(kāi)關(guān)晶體管M3、第四開(kāi)關(guān)晶體管M4和所述驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT為N型薄膜晶體管，可選地，所有開(kāi)關(guān)管只起開(kāi)關(guān)的作用，也可為P型晶體管，導(dǎo)通或關(guān)斷開(kāi)關(guān)管的信號(hào)做相應(yīng)調(diào)整即可。下面具體說(shuō)明該像素電路的工作過(guò)程。結(jié)合圖2所示的像素電路以及圖3中的時(shí)序圖，其工作過(guò)程分3個(gè)階段:預(yù)充階段、補(bǔ)償階段以及發(fā)光階段。第一階段為預(yù)充階段C，當(dāng)掃描信號(hào)選通第n-1行像素單元時(shí)，第n-1行像素單元對(duì)應(yīng)的第二掃描信號(hào)Vscan(n-1)為高電平，第二開(kāi)關(guān)晶體管M2、第三開(kāi)關(guān)晶體管M3保持開(kāi)啟，而第n行像素單元對(duì)應(yīng)的第一掃描信號(hào)Vscan (n)為低電平，第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml關(guān)閉，第一控制信號(hào)EM通低電平，第四開(kāi)關(guān)晶體管M4也保持關(guān)閉。此時(shí)，第二開(kāi)關(guān)晶體管M2的源極處A點(diǎn)的電壓，以及驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的柵極處B點(diǎn)的電壓均開(kāi)始下降，耦合電容C2儲(chǔ)存的電荷進(jìn)行釋放，此時(shí)耦合電容C2兩端的電壓下降至驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的閾值電壓Vth，直至A點(diǎn)的電壓下降至0，而B(niǎo)點(diǎn)的電壓則下降至驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的閾值電壓Vth，從而驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT關(guān)閉，耦合電容C2兩端的電壓大小也變化為A、B兩點(diǎn)的電壓差值Vth。第二階段為補(bǔ)償階段D，當(dāng)掃描信號(hào)選通第n行像素單元時(shí)，第n-1行像素單元對(duì)應(yīng)的第二掃描信號(hào)Vscan (n-1)為低電平，第二開(kāi)關(guān)晶體管M2、第三開(kāi)關(guān)晶體管M3關(guān)閉，而第n行像素單元對(duì)應(yīng)的第一掃描信號(hào)Vscan (n)為高電平，第一開(kāi)關(guān)晶體管Ml開(kāi)啟，引入數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vdata，并對(duì)存儲(chǔ)電容Cl充電以存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vdata。隨后，數(shù)據(jù)信號(hào)Vdata使得A點(diǎn)電壓抬升至Vdata，由于耦合電容C2的作用，薄膜晶體管柵極B點(diǎn)的電壓升高變?yōu)閂data+Vth，驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管保持導(dǎo)通臨界狀態(tài)。第三階段為發(fā)光階段E:第一控制信號(hào)EM接高電平控制第四開(kāi)關(guān)晶體管M4開(kāi)啟，由于電源電壓Vdd遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)電壓Vdata，因此驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT開(kāi)啟，電源電壓Vdd通過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管M2向發(fā)光器件Dl輸出電流驅(qū)動(dòng)有發(fā)光器件Dl發(fā)光。此時(shí)流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的電流可以用下述公式表達(dá):I=k (Vgs-Vth)2 其中 k=l/2* μ *Cox*W/L,為常數(shù).....(I)驅(qū)動(dòng)晶體管M2的柵源電壓Vgs=Vg-Vs。驅(qū)動(dòng)晶體管M2的柵極電壓Vg即為B點(diǎn)電壓Vdata+Vth，源極電壓Vs為此時(shí)C點(diǎn)電壓即發(fā)光器件Dl的開(kāi)啟電壓VD1。因此，驅(qū)動(dòng)晶體管M2的柵源電壓Vgs為:Vgs=Vdata+Vth-VD1......(2)將公式(2 )代入(I)得出:I=k (Vgs-Vth) 2=k (Vdata+Vth-VD1-Vth) 2=k (Vdata-VD1)2......(3)從公式(3)可以看出，流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的電流值與其閾值電壓的變化無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)，即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的閾值電壓發(fā)生漂移，但是流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT的電流也不會(huì)因此而受到影響，也保證了發(fā)光器件Dl的發(fā)光質(zhì)量。相應(yīng)地，由于單個(gè)像素電路中發(fā)光器件Dl的發(fā)光質(zhì)量得到了保證，本電路可以有效地補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓的不均勻性，使得顯示裝置的畫(huà)面均勻性提高，而無(wú)需借助外部補(bǔ)償電路進(jìn)行閾值電壓補(bǔ)償，從而降低了研發(fā)及制造成本。而且該像素的時(shí)序簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。
·[0048]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管、第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管第四開(kāi)關(guān)晶體管和所述驅(qū)動(dòng)晶體管為N型薄膜晶體管。優(yōu)選地所述發(fā)光器件為有機(jī)發(fā)光二極管，當(dāng)然其他發(fā)光器件也是可以的。實(shí)施例2:本實(shí)施例提供陣列基板，包括多條數(shù)據(jù)線、多條掃描線，所述的數(shù)據(jù)線與掃描線交叉排列，在交叉處設(shè)有實(shí)施例1中的像素電路。本實(shí)施例具有實(shí)施例1中像素電路中的閾值補(bǔ)償電路，可以有效的補(bǔ)償了驅(qū)動(dòng)晶體管DTFT閾值電壓的不均勻性，使得本實(shí)施例中的陣列基板性能更加穩(wěn)定。實(shí)施例3:本實(shí)施例提供一種顯示裝置，所述的顯示裝置中的有機(jī)發(fā)光顯示裝置陣列基板如實(shí)施例2中所述，此處不詳細(xì)描述。當(dāng)然本實(shí)施例中該顯示裝置可以包括:0LED面板、手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。由于具有上述的顯示裝置的陣列基板，故本實(shí)施例的顯示裝置的畫(huà)面均勻性明顯提聞?？梢岳斫獾氖?，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種像素電路，包括:第一開(kāi)關(guān)晶體管、存儲(chǔ)電容、驅(qū)動(dòng)晶體管、發(fā)光器件以及閾值補(bǔ)償電路，其特征在于， 所述閾值補(bǔ)償電路包括:第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)晶體管以及耦合電容； 所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的柵極接第一掃描信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的源極接數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接存儲(chǔ)電容第一端、稱(chēng)合電容的第一端以及第二開(kāi)關(guān)晶體管的源極； 所述存儲(chǔ)電容的第二端接電源電壓同時(shí)接所述驅(qū)動(dòng)晶體管的源極； 所述第二開(kāi)關(guān)晶體管的柵極接第二掃描信號(hào)同時(shí)接所述第三開(kāi)關(guān)晶體管的柵極，所述第二開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接電源負(fù)極端； 所述第三開(kāi)關(guān)晶體管的源極接所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極，所述第三開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接所述驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極同時(shí)接所述第四開(kāi)關(guān)晶體管的源極； 所述第四開(kāi)關(guān)晶體管的柵極接第一控制信號(hào)，所述第四開(kāi)關(guān)晶體管的漏極接所述發(fā)光器件； 所述耦合電容的第二端與所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管、第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)晶體管和所述驅(qū)動(dòng)晶體管為N型薄膜晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的像素電路，其特征在于，所述發(fā)光器件為有機(jī)發(fā)光二極管。
4.一種陣列基板，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至3中所述的任意一種像素電路。
5.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求4所述的陣列基板。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種像素電路、陣列基板及顯示裝置，屬于有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的像素電路包括驅(qū)動(dòng)晶體管、第一開(kāi)關(guān)晶體管、存儲(chǔ)電容、發(fā)光器件；像素電路還包括閾值補(bǔ)償電路；閾值補(bǔ)償電路由第二開(kāi)關(guān)晶體管、第三開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)晶體管以及耦合電容構(gòu)成；其可以有效地補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓不均勻性。本實(shí)用新型的陣列基板，包括上述像素單元電路，性能更加穩(wěn)定。本實(shí)用新型的顯示裝置包括上述顯示裝置的陣列基板，畫(huà)面均勻性大大提高。
文檔編號(hào)G09G3/20GK203165421SQ20132012882
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者曾勉, 尹傛俊, 涂志中, 金在光 申請(qǐng)人:合肥京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司