專利名稱：一種用于amoled顯示器的像素補償電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種主動式矩陣有機發光二極管顯示器，尤其涉及該AMOLED顯示器的像素補償電路。
背景技術：
有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode, 0LED)依驅動方式可分為被動式矩陣驅動(Passive Matrix OLED, PM0LED)和主動式矩陣驅動(Active Matrix OLED,AMOLED)兩種。其中，PMOLED是當數據未寫入時并不發光，只在數據寫入期間發光。這種驅動方式結構簡單、成本較低、較容易設計，主要適用于中小尺寸的顯示器。
AMOLED與PMOLED最大的差異是在于，每一像素都有一電容存儲數據，讓每一像素皆維持在發光狀態。由于AMOLED耗電量明顯小于PM0LED,加上其驅動方式適合發展大尺寸與高解析度的顯示器，使得AMOLED成為未來發展的主要方向。但是，AMOLED顯示器的驅動機制中，OLED是基于流經其的電流大小控制發光的亮度，用作驅動的薄膜晶體管的電學參數將會直接影響到畫面的顯示效果。例如，由于制程的影響，每一像素中的薄膜晶體管的閾值電壓(threshold voltage)可能會出現漂移，此時，即便提供相同的數據電壓至這些像素，流經每一像素的OLED的電流仍然會有差異，導致AMOLED顯示器出現亮度不均勻。
有鑒于此，如何設計一種用于AMOLED顯示器的像素補償電路，以有效地改進或消除亮度不均勻、顯示畫面質量較差等諸多缺陷，是業內相關技術人員亟待解決的一項課題。發明內容
針對現有技術中的用于AMOLED顯示器的像素補償電路所存在的上述缺陷，本發明提供了一種新穎的、可改善亮度不均的像素補償電路。
依據本發明的一個方面，提供了一種用于AMOLED顯示器的像素補償電路，包括:
—第一開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第一端用以接收一數據電壓，其第二端用以接收一第一開關信號；
一第二開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第二端用以接收所述第一開關信號；
—第三開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第二端和第三端均電性連接至一第一電壓；
一第四開關，具有一第一端、一第二端及一第三端，其第一端電性連接至所述第三開關的第二端，其第二端電性連接至所述第三開關的第一端，其第三端電性連接至所述第二開關的第三端；
—第五開關,具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第一端用以接收一參考電壓，其第二端用以接收一第三開關信號，其第三端電性連接至所述第一開關的第三端；
一第六開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第二端用以接收所述第三開關信號，其第三端電性連接至所述第二開關的第三端；
一第一電容，具有一第一端以及一第二端，其第一端電性連接至所述第一開關的第三端，其第二端電性連接至所述第三開關的第一端；
一第二電容，具有一第一端以及一第二端，其第一端電性連接至所述第一電容的第二端和所述第二開關的第一端，其第二端用以接收一第二開關信號；以及
一有機發光二極管，具有一第一端及一第二端，其第一端電性連接至所述第六開關的第一端，其第二端電性連接至一第二電壓，其中，所述第二電壓小于所述第一電壓。
優選地，第一開關至第六開關均為一薄膜晶體管。
優選地，第一開關信號、第二開關信號以及第三開關信號的組合依次對應于一數據保持期間、一復位期間、一電壓補償期間以及一點亮期間。
在其中的一實施例中，于數據保持期間內，所述第一開關信號和所述第二開關信號均為低電平，所述第三開關信號為高電平。
在其中的一實施例，于復位期間內，第一開關信號為低電平，第二開關信號從低電平跳變為高電平，第三開關信號為高電平。
在其中的一實施例中，于所述電壓補償期間，第一開關信號為低電平，第二開關信號從高電平跳變為低電平，第三開關信號為高電平。
在其中的一實施例中，于點亮期間，所述第一開關信號為高電平，所述第二開關信號為低電平，所述第三開關信號為低電平。
優選地，在所述復位期間，所述第四開關的第二端的電壓Vg滿足關系式:Vg=OVDD+ I Vth I
優選地，在所述電壓補償期間，所述第四開關的第二端的電壓Vg滿足關系式:Vg=OVDD-1 Vth I
優選地，在所述點亮期間，所述第四開關的第二端的電壓Vg滿足關系式:Vg=OVDD-1 Vth I +Vref-Vdata
其中，OVDD表示所述第一電壓，Vth表示所述薄膜晶體管的門限電壓閾值，Vref表示所述參考電壓，Vdata表示所述數據電壓。
采用本發明的像素補償電路，通過六個開關和兩個電容構成的6T2C架構對OLED進行電流驅動，第一開關的第一端接收一數據電壓，第一開關和第二開關各自的第二端同時接收一第一開關信號，第三開關的第二端和第二端連接至一第一電壓，第五開關和第六開關各自的第二端同時接收一第三開關信號，第一電容的第一端連接至第一開關的第三端且第一電容的第二端連接至第三開關的第一端，第二電容的第一端連接至第一電容的第二端和第二開關的第一端且第二電容的第二端接收一第二開關信號。相比于現有技術，本發明對薄膜晶體管的門限閾值電壓在點亮期間之前進行補償操作，消除了 OLED電流對于該門限閾值電壓的依賴，從而使像素中的OLED能夠維持穩定的電流輸出。
讀者在參照附圖閱讀了本發明的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本發明的各個方面。其中，
圖1示出現有技術中的用于AMOLED顯示器的像素補償電路采用6T1C架構的原理示意圖2示出依據本發明的一實施方式，用于AMOLED顯示器的像素補償電路采用6T2C架構的原理示意圖3a示出圖2的像素補償電路在數據保持期間的各開關的工作狀態示意圖3b示出圖3a的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖4a示出圖2的像素補償電路在復位期間的各開關的工作狀態示意圖4b示出圖4a的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖5a示出圖2的像素補償電路在電壓補償期間的各開關的工作狀態示意圖5b示出圖5a的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖6a示出圖2的像素補償電路在點亮期間的各開關的工作狀態示意圖；以及
圖6b示出圖6a的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖。
具體實施方式
為了使本申請所揭示的技術內容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
下面參照附圖，對本發明各個方面的具體實施方式
作進一步的詳細描述。
圖1示出現有技術中的用于AMOLED顯示器的像素補償電路采用6T1C架構的原理示意圖，圖2示出圖1的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖。
參照圖1，該像素補償電路為一“6T1C”架構，這里的6T即薄膜晶體管Ml M6，IC即為薄膜晶體管M4的柵極與薄膜晶體管Ml、M3的連接點所設置的存儲電容Cs。亦即，術語“mTnC”表示薄膜晶體管的數目為m,存儲電容的數目為n, m、η均為自然數。
該6T1C的電路架構具體描述如下:存儲電容Cs的第一端電性連接至一第一開關信號SI。薄膜晶體管Ml的第一端電性耦接至該存儲電容Cs的第二端，薄膜晶體管Ml的第二端電性耦接至一第一電壓VDD，薄膜晶體管Ml的第三端與第二端電性耦接在一起。薄膜晶體管Μ5的第二端用以接收一第三開關信號ΕΜ，薄膜晶體管Μ5的第三端電性耦接至該第一電壓VDD。薄膜晶體管M2的第一端電性耦接至薄膜晶體管Μ5的第一端，薄膜晶體管M2的第二端用以接收一第二開關信號S2，薄膜晶體管M2的第三端電性連接至一數據電壓Vdata0
薄膜晶體管Μ4的第一端電性耦接至薄膜晶體管M2的第一端和薄膜晶體管Μ5的第一端，薄膜晶體管Μ4的第二端電性耦接至薄膜晶體管Ml的第一端以及存儲電容Cs的第二端。薄膜晶體管M3的第一端電性耦接至薄膜晶體管Μ4的第二端，薄膜晶體管M3的第二端用以接收該第二開關信號S2，薄膜晶體管M3的第三端電性耦接至薄膜晶體管Μ4的第三端。薄膜晶體管Μ6的第一端電性耦接至薄膜晶體管M3的第三端，薄膜晶體管Μ6的第二端用以接收該第三開關信號ΕΜ。有機發光二極管OLED的陽極電性耦接至薄膜晶體管Μ6的第三端，其陰極連接至第二電壓VSS。
然而，用作驅動的薄膜晶體管的電學參數將會直接影響到畫面的顯示效果。由于制程的影響，每一像素中的薄膜晶體管的閾值電壓往往出現漂移，此時，即便提供相同的數據電壓至這些像素，流經每一像素的OLED的電流仍然會有差異，導致AMOLED顯示器出現亮度不均勻。
為了有效地解決上述缺陷，本發明提供了一種新穎的像素補償電路架構。圖2示出依據本發明的一實施方式，用于AMOLED顯示器的像素補償電路采用6T2C架構的原理示意圖。
參照圖2，本發明的像素補償電路采用6T2C架構，包括第一開關Tl、第二開關T2、第三開關T3、第四開關T4、第五開關T5、第六開關T6、第一電容Cl和第二電容C2。
第一開關Tl具有一第一端(如源極，下文皆同)、一第二端(如柵極，下文皆同)以及一第三端(如漏極，下文皆同)。第一開關Tl的源極用以接收一數據電壓Vdata，柵極用以接收一第一開關信號SI。第二開關T2的柵極用以接收該第一開關信號SI，源極電性耦接至第二電容C2的第一端及第一電容Cl的第二端。第三開關T3的柵極和源極均電性連接至一第一電壓OVDD。
第四開關T4的源極電性連接至第三開關T3的柵極，第四開關T4的柵極電性連接至第三開關T3的漏極，第四開關T4的漏極電性連接至第二開關T2的漏極。第五開關T5的源極用以接收一參考電壓Vref，第五開關T5的柵極用以接收一第三開關信號EM，第五開關T5的漏極電性連接至第一開關Tl的漏極。第六開關T6的柵極用以接收第三開關信號EM，第六開關T6的源極電性連接至第二開關T2的漏極和第四開關T4的漏極。
并且，第一電容Cl具有一第一端以及一第二端,該第一電容Cl的第一端電性連接至第一開關Tl的漏極，該第一電容Cl的第二端電性連接至第三開關T3的漏極。第二電容C2具有一第一端以及一第二端,該第二電容C2的第一端電性連接至第一電容Cl的第二端和第二開關T2的源極，該第二電容C2的第二端用以接收該第二開關信號S2。有機發光二極管OLED的陽極電性連接至第六開關T6的漏極，其陰極電性連接至一第二電壓0VSS，該第二電壓OVSS小于第一電壓OVDD。
在一具體實施例中，第一開關Tl至第六開關T6均為一薄膜晶體管。
在一具體實施例中，第一開關信號S1、第二開關信號S2以及第三開關信號EM的組合依次對應于一數據保持期間P1、一復位期間P2、一電壓補償期間P3以及一點亮期間P4。也就是說，本發明的像素補償電路的運作可劃分為若干個循環周期，每一循環周期首先執行數據保持操作，然后再進行復位操作，接著對薄膜晶體管的門限閾值電壓進行補償，最后再點亮有機發光二極管。
圖3a示出圖2的像素補償電路在數據保持期間的各開關的工作狀態示意圖，圖3b示出圖3a的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖。
參照圖3a和圖3b，在數據保持期間Pl內，第一開關信號SI和第二開關信號S2均為低電平，第三開關信號EM為高電平。此時，第五開關T5和第六開關T6處于關斷狀態。而第一開關Tl在第一開關信號SI的作用下處于打開狀態，第一開關Tl的漏極電位為數據電壓Vdata,第四開關T4的柵極電位為一懸浮狀態(floating)。
圖4a示出圖2的像素補償電路在復位期間的各開關的工作狀態示意圖，圖4b為圖4a的像素補償電路的關鍵信號的時序示意圖。
參照圖4a和圖4b，在復位期間P2內，第一開關信號SI為低電平，第二開關信號S2從低電平跳變為高電平，第三開關信號EM為高電平。此時，第五開關T5和第六開關T6處于關斷狀態，第四開關T3也處于關斷狀態。而第一開關Tl在第一開關信號SI的作用下處于打開狀態，第一開關Tl的漏極電位為數據電壓Vdata，而第四開關T4的柵極電位Vg可滿足關系式:
權利要求
1.一種用于主動式矩陣有機發光二極管(AMOLED, Active Matrix Organic LightEmitting Diode)顯示器的像素補償電路，其特征在于，所述像素補償電路包括: 一第一開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第一端用以接收一數據電壓，其第二端用以接收一第一開關信號； 一第二開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第二端用以接收所述第一開關信號; 一第三開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第二端和第三端均電性連接至一第一電壓; 一第四開關，具有一第一端、一第二端及一第三端，其第一端電性連接至所述第三開關的第二端，其第二端電性連接至所述第三開關的第一端，其第三端電性連接至所述第二開關的第三端； 一第五開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第一端用以接收一參考電壓，其第二端用以接收一第三開關信號，其第三端電性連接至所述第一開關的第三端； 一第六開關，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其第二端用以接收所述第三開關信號，其第三端電性連接至所述第二開關的第三端； 一第一電容，具有一第一端以及一第二端，其第一端電性連接至所述第一開關的第三端，其第二端電性連接至所述第三開關的第一端； 一第二電容，具有一第一端以及一第二端，其第一端電性連接至所述第一電容的第二端和所述第二開關的第一端，其第二端用以接收一第二開關信號；以及 一有機發光二極管(OLED, Organic Light Emitting Diode),具有一第一端及一第二端，其第一端電性連接至所述第六開關的第一端，其第二端電性連接至一第二電壓，其中，所述第二電壓小于所述第一電壓。
2.根據權利要求1所述的像素補償電路，其特征在于，所述第一開關至所述第六開關均為一薄膜晶體管。
3.根據權利要求1所述的像素驅動電路，其特征在于，所述第一開關信號、所述第二開關信號以及所述第三開關信號的組合依次對應于一數據保持期間、一復位期間、一電壓補償期間以及一點亮期間。
4.根據權利要求3所述的像素補償電路，其特征在于，在所述數據保持期間內，所述第一開關信號和所述第二開關信號均為低電平，所述第三開關信號為高電平。
5.根據權利要求4所述的像`素補償電路，其特征在于，在所述復位期間內，所述第一開關信號為低電平，所述第二開關信號從低電平跳變為高電平，所述第三開關信號為高電平。
6.根據權利要求5所述的像素補償電路，其特征在于，在所述電壓補償期間，所述第一開關信號為低電平，所述第二開關信號從高電平跳變為低電平，所述第三開關信號為高電平。
7.根據權利要求6所述的像素補償電路，其特征在于，在所述點亮期間，所述第一開關信號為高電平，所述第二開關信號為低電平，所述第三開關信號為低電平。
8.根據權利要求3所述的像素補償電路，其特征在于，在所述復位期間，所述第四開關的第二端的電壓Vg滿足關系式:Vg=OVDD+ I Vth I其中，OVDD表示所述第一電壓，Vth表示所述薄膜晶體管的門限電壓閾值。
9.根據權利要求3所述的像素補償電路，其特征在于，在所述電壓補償期間，所述第四開關的第二端的電壓Vg滿足關系式:Vg=OVDD-1 Vth I 其中，OVDD表示所述第一電壓，Vth表示所述薄膜晶體管的門限電壓閾值。
10.根據權利要求3所述的像素補償電路，其特征在于，在所述點亮期間，所述第四開關的第二端的電壓Vg滿足關系式:Vg=OVDD-1 Vth I +Vref-Vdata 其中，OVDD表示所述第一電壓，Vth表示所述薄膜晶體管的門限電壓閾值，VMf表示所述參考電壓，Vdata 表示所述數據電壓。
全文摘要
本發明提供了一種像素補償電路，包括第一開關，其第一端接收一數據電壓，其第二端接收第一開關信號；第二開關，其第二端接收該第一開關信號；第三開關，其第二端和第三端均連接至第一電壓；第四開關；第五開關，其第一端接收一參考電壓，其第二端接收第三開關信號；第六開關，其第二端接收該第三開關信號；第一電容；第二電容，其第一端連接至第一電容的第二端，其第二端接收第二開關信號；以及有機發光二極管，其第一端連接至第六開關的第一端，其第二端連接至第二電壓。相比于現有技術，本發明對開關的門限閾值電壓在點亮期間前進行補償，消除該閾值電壓對OLED電流的影響，使得像素中的OLED能夠維持穩定的電流輸出。
文檔編號G09G3/32GK103150991SQ20131008064
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者鄭士嵩 申請人:友達光電股份有限公司