像素電路和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種像素電路和顯示裝置，該像素電路包括兩個子像素電路，每個子像素電路包括：每個子像素電路包括：五個開關單元、驅(qū)動單元、儲能單元和電致發(fā)光單元，兩個子像素電路共用同一數(shù)據(jù)電壓線，并共用多條掃描信號線。本實用新型提供的像素電路中，流經(jīng)電致發(fā)光單元器件的工作電流能夠不受對應的驅(qū)動晶體管的閾值電壓的影響，徹底解決了由于驅(qū)動晶體管的閾值電壓漂移導致顯示亮度不均的問題。同時本實用新型中，使用一個補償電路來完成兩個像素的驅(qū)動，相鄰的兩個像素共用多條信號線路，能夠縮減顯示裝置中用于像素電路的信號線路數(shù)目，降低集成電路成本，并縮減像素間距，提高像素密度。
【專利說明】像素電路和顯示裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及顯示【技術(shù)領域】，尤其涉及一種像素電路和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有機發(fā)光顯示器(OLED)是當今平板顯示器研究領域的熱點之一，與液晶顯示器相比，OLED具有低能耗、生產(chǎn)成本低、自發(fā)光、寬視角及響應速度快等優(yōu)點。目前，在手機、PDA、數(shù)碼相機等顯示領域OLED已經(jīng)開始取代傳統(tǒng)的液晶(IXD)顯示屏。像素驅(qū)動電路設計是OLED顯示器核心技術(shù)內(nèi)容，具有重要的研究意義。
[0003]與TFT(薄膜場效應晶體管)-1XD利用穩(wěn)定的電壓控制亮度不同，OLED屬于電流驅(qū)動，需要穩(wěn)定的電流來控制發(fā)光。
[0004]由于工藝制程和器件老化等原因，在原始的2T1C驅(qū)動電路(包括兩個薄膜場效應晶體管和一個電容)中，各像素點的驅(qū)動TFT的閾值電壓存在不均勻性，這樣就導致了流過每個像素點OLED的電流發(fā)生變化使得顯示亮度不均，從而影響整個圖像的顯示效果。
[0005]并且現(xiàn)有技術(shù)中，一個像素電路一般對應于一個像素，每個像素電路都至少包含一條數(shù)據(jù)電壓線、一條工作電壓線和多條掃描信號線，這樣就導致相應的制作工藝較為復雜，并且不利于縮小像素間距。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是解決顯示裝置顯示亮度不均的問題，并縮減顯示裝置中用于像素電路的信號線路數(shù)目，降低集成電路成本，同時提高顯示裝置的像素密度。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種像素電路，包括兩個子像素電路；
[0008]每個子像素電路包括:第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元、第五開關單元、驅(qū)動單元、儲能單元和電致發(fā)光單元；并且，
[0009]第一開關單元的第一端連接工作電壓線，第一開關單元的第二端連接驅(qū)動單元的輸入端，用于在第一開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下向所述驅(qū)動單元提供工作電壓；第一開關單元的第二端還連接儲能單元的第一端，用于在控制端所接入的掃描信號線的控制下使工作電壓線向儲能單元的第一端充電；
[0010]第二開關單元的第一端連接到儲能單元的第二端，第二開關單元的第二端接地，用于在第二開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將所述儲能單元的第二端的電壓置零；
[0011]第三開關單元的第一端連接在驅(qū)動單元的輸出端與電致發(fā)光單元之間，第三開關單元的第二端接地，用于在第二開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的輸出端接地；
[0012]第四開關單元的第一端連接到數(shù)據(jù)電壓線，第四開關單元的第二端連接到驅(qū)動單元的控制端，用于在第四開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的控制端連接到數(shù)據(jù)電壓線；
[0013]第五開關單元的第一端連接到驅(qū)動單元的控制端，第二端連接到儲能單元的第二端，用于在第五開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的控制端的電壓置為儲能單元的第二端的電壓；
[0014]且兩個子像素電路中，第四開關單元的第一端接入同一數(shù)據(jù)電壓線，第一開關單元的控制端均連接第一掃描信號線，第二開關單元和第三開關單元的控制端均連接第二掃描信號線，第五開關單元的控制端均連接第三掃描信號線；第一子像素電路的第四開關單元的控制端連接到第二掃描信號線，第二子像素電路的第四開關單元的控制端連接到第四掃描信號線。
[0015]優(yōu)選的，所述第四掃描信號線與所述第三掃描信號線為同一掃描信號線，且第二子像素電路的第四開關單元與第五開關單元的溝道類型不同。
[0016]優(yōu)選的，所述第四掃描信號線與所述第三掃描信號線為不同的掃描信號線，且各個開關單元以及驅(qū)動單元的溝道類型相同。
[0017]優(yōu)選的，各個開關單元和各個驅(qū)動單元為薄膜場效應晶體管，各個開關單元的控制端為薄膜場效應晶體管的柵極，各個開關單元的第一端為薄膜場效應晶體管的源極，各個開關單元的第二端為薄膜場效應晶體管的漏極，各個驅(qū)動單元的控制端為薄膜場效應晶體管的柵極，各個驅(qū)動單元的第一端為薄膜場效應晶體管的源極，各個驅(qū)動單元的第二端為薄膜場效應晶體管的漏極。
[0018]優(yōu)選的，所述儲能單元為電容。
[0019]優(yōu)選的，所述電致發(fā)光單元為有機發(fā)光二極管。
[0020]本實用新型還提供了一種顯示裝置，其特征在于，包括上述任一項所述的像素電路。
[0021]優(yōu)選的，所述像素電路的兩個子像素電路分別位于兩個相鄰像素內(nèi)。
[0022]優(yōu)選的，所述兩個相鄰像素分別位于所述數(shù)據(jù)電壓線的兩側(cè)。
[0023]優(yōu)選的，所述兩個相鄰像素位于所述數(shù)據(jù)電壓線的同一側(cè)。
[0024]本實用新型提供的像素電路中，流經(jīng)電致發(fā)光單元的工作電流能夠不受對應的驅(qū)動晶體管的閾值電壓的影響，徹底解決了由于驅(qū)動晶體管的閾值電壓漂移導致顯示亮度不均的問題。同時本實用新型中，使用一個補償電路來完成兩個像素的驅(qū)動，相鄰的兩個像素共用多條信號線路，能夠縮減顯示裝置中用于像素電路的信號線路數(shù)目，降低集成電路成本，并縮減像素間距，提高像素密度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型實施例一提供的像素電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實用新型實施例一提供的像素電路中關鍵信號的時序圖；
[0027]圖3a-圖3d為本實用新型實施例一中的像素電路在不同時序下的電流流向和電壓值的示意圖；
[0028]圖4為本實用新型實施例二提供的像素電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本實用新型實施例二提供的像素電路中關鍵信號的時序圖；
[0030]圖6為本實用新型實施例提供的顯示裝置中像素電路與像素的一種位置關系的示意圖；
[0031]圖7為本實用新型實施例提供的顯示裝置中像素電路與像素的另一種位置關系的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0033]實施例一
[0034]本實用新型實施例一提供了一種像素電路，如圖1或圖3a-圖3d所示，包括:兩個子像素電路Pl和P2，這里的每個子像素電路對應于一個像素；每個像素子電路包括:五個開關單元Tl、T2、T3、T4、T5，一個驅(qū)動單元DT，一個儲能單元C，一個電致發(fā)光單元L(為了便于區(qū)分，在圖1或圖3a-圖3d中，P2中的五個開關單元分別表示為！1’、了2’、了3’、了4’、T5’，驅(qū)動單元表示為DT’，儲能單元為C’，電致發(fā)光單元為L’，下同)，
[0035]兩個子像素電路的相同之處在于(結(jié)合Pl進行說明):
[0036]Tl的控制端連接到第一掃描信號線Em，Tl的第一端連接到工作電壓線Vdd，Tl的第二端連接到DT的輸入端，用于在Tl的控制端所接入的掃描信號線的控制下向驅(qū)動單元DT提供工作電壓，同時Tl的第二端還連接儲能單元C的第一端al，用于在Tl的控制端所接入的掃描信號線的控制下使工作電壓線Vdd向儲能單元C的第一端al充電；
[0037]T2、T3的控制端連接到第二掃描信號線Scan [I] ；T2的第一端連接到C的第二端bl端(對于C’，其第一端為圖中所示的a2端，第二端為圖中所示的b2端)，T2的第二端接地，用于在Τ2的控制端所接入的掃描信號線的控制下將儲能單元C的第二端的電壓置零；
[0038]Τ3的第一端連接到DT的輸出端，Τ3的第二端接地，用于在Τ3的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元DT的輸出端接地；
[0039]Τ4的第一端連接到數(shù)據(jù)電壓線Vdata，Τ4的第二端連接到DT的控制端Dl端(對于DT’，其輸入端為圖中所示的D2)，用于在Τ4的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的控制端Dl連接到數(shù)據(jù)電壓線Vdata ；
[0040]Τ5的控制端連接到第三掃描信號線Scan [2]，第一端連接到DT的控制端Dl (對于DT’，其控制端為圖中所示的D2端)，第二端連接到C的bl端，用于在T5的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元DT的控制端Dl的電壓置為儲能單元C的第二端a2的電壓；
[0041]DT的輸入端還與C的第一端al端相連,輸出端還與L相連；
[0042]兩個子像素電路的不同之處在于:
[0043]Pl中T4的控制端連接到Scan [I]，P2中T4，的控制端連接到Scan [2];且Pl的T4的溝道類型與T5不同，P2的T4’的溝道類型與T5’不同。
[0044]可以理解的是，除了上述特別強調(diào)的T4與T5、T4’與Τ5’的溝道類型不同，對于其他的開關單元，控制端連接到同一掃描信號線的多個開關單元(比如連接到Em的兩個開關單元Tl與Tl’，連接到Scan [I]的兩個開關單元T2、T3、T2’、T3’和T4，連接到Scan [2]的兩個開關單元T5與T5’ )應為同一溝道類型的開關，即同為高電平導通或者同為低電平導通，從而保證連接到同一掃描信號線的兩個開關單元的導通或關斷狀態(tài)相同。
[0045]本實用新型提供的像素電路中，流經(jīng)電致發(fā)光單元的工作電流能夠不受對應的驅(qū)動晶體管的閾值電壓的影響，徹底解決了由于驅(qū)動晶體管的閾值電壓漂移導致顯示亮度不均的問題。同時本實用新型中，使用一個補償電路來完成兩個像素的驅(qū)動，壓縮了補償?shù)腡FT器件的個數(shù)，并減少了一個數(shù)據(jù)電壓線，從而減少了信號線路的數(shù)目，這樣可大幅縮減像素間距大小并降低IC成本，從而獲得更高的像素密度。
[0046]優(yōu)選的，各個開關單元和各個驅(qū)動單元為薄膜場效應晶體管TFT，各個開關單元的控制端為柵極，各個開關單元的第一端為薄膜場效應晶體管的源極，各個開關單元的第二端為場效應晶體管的漏極，各個驅(qū)動單元的輸入端為場效應晶體管的源極，各個驅(qū)動單元的控制端為場效應晶體管的柵極，各個驅(qū)動單元的輸出端為場效應晶體管的漏極。當然開關單元和驅(qū)動單元也可以為其他合適的器件或器件組合。
[0047]不難理解，這里的驅(qū)動單元和開關單元對應的晶體管可以為源漏極可以互換的晶體管，或者根據(jù)導通類型的不同，各個開關單元和驅(qū)動單元的第一端可能為晶體管的漏極、第二端為晶體管的源極，本領域技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的前提下，對本實用新型提供的像素電路中各個晶體管進行源漏極的反接所得到的、能夠取得與本實用新型提供的技術(shù)方案所能達到的技術(shù)效果相同或相似的電路結(jié)構(gòu)同樣應落入本實用新型的保護范圍。
[0048]優(yōu)選的，所述儲能單元C為電容。當然實際應用中，根據(jù)設計需要也可以采用其他具有儲能功能的元件。
[0049]優(yōu)選的，所述電致發(fā)光單元L可以為有機發(fā)光二極管(OLED)。當然實際應用中，根據(jù)設計需要也可以采用其他具有電致發(fā)光功能的元件。
[0050]下面結(jié)合圖2和圖3a-圖3d對本實用新型優(yōu)選的實施例提供的像素電路的工作原理進行詳細說明，如圖2所示為本實用新型提供的像素電路工作時輸入到各個掃描信號線中的掃描信號的時序圖，可分為四個階段，在圖2中分別表示為重置階段W1、第一放電階段W2、第二放電階段W3，發(fā)光階段W4，在各個階段，像素電路的電流流向和電壓值分別如圖3a、圖3b、圖3c、圖3d所示。為了方便說明，以T5和T5’為N溝道型TFT，其他TFT為P溝道型TFT進行說明。
[0051 ] 在重置階段Wl，如圖2所示，各個掃描信號線均為低電平，數(shù)據(jù)電壓線的數(shù)據(jù)電壓Vdata = V1, V1為有機發(fā)光二極管L所對應的電壓，此時僅T5和T5’斷開，其他TFT均導通，其電流流向如圖3a中的La所示，這個階段電容C的al端和電容C的a2端連接到工作電壓線Vdd，電勢均為Vdd，工作電壓線Vdd持續(xù)向C和C’充電，充電完成后，電容C的bl端和C’的b2端均接地，電勢為0，DT的Dl端和DT’的D2端分別均連接到Vdata,電勢均為VI。
[0052]在第一放電階段W2，如圖2所示，掃描信號線中，Em為高電平，Scan[l]和Scan[2]為低電平，此時T1、T1’、T5、T5’關斷，其他TFT均導通，其電流流向如圖3b中的Lbl和Lb2所示，C沿Lbl放電，C’沿Lb2放電，放電結(jié)束后，al端的電勢降至VJVthl, a2端電勢降至Vi+Vth2,其中Vthl和Vth2分別為DT和DT’的閾值電壓。
[0053]在第二放電階段W3，如圖2所示，掃描信號線中，僅Scan[l]為高電平，其他掃描信號線為低電平，數(shù)據(jù)電壓Vdata = V2，V2為有機發(fā)光二極管L’所對應的電壓，此時，僅T4’和DT’導通，其他TFT關斷，D2端連接到Vdata,電勢為V2，C’沿圖3c中的Lc放電，放電結(jié)束后，al端電勢保持不變，a2端電勢降至V2+Vth2。
[0054]在發(fā)光階段W4，如圖2所示，掃描信號線中，Em為高電平，其他掃描信號線為低電平，此時T1、T1’、T5、T5’，DT，DT’導通，其他TFT關斷，al端和a2端連接到Vdd，bl端和b2端浮接，此時發(fā)生等壓跳變，Dl點電勢為Vdd-V1-Vthl, D2點電勢為Vdd-V2-Vth2, Vdd沿圖3d中的Ldl和Ld2對L和L’供應電流，使L和L’發(fā)光。
[0055]根據(jù)飽和電流公式可知，此時流經(jīng)L的電流Il = K (Vcs-Vthl)2 = [Vdd - ([Vdd - V1 -Vthl) -ν-Χ。
[0056]同理，IL，=K*V22。
[0057]由上式中可以看到此時流經(jīng)兩個電致發(fā)光單元的工作電流能夠不受驅(qū)動晶體管閾值電壓的影響，只與此時的數(shù)據(jù)電SVdata有關。徹底解決了驅(qū)動TFT由于工藝制程及長時間的操作造成閾值電壓(Vth)漂移的問題，消除其對流經(jīng)電致發(fā)光單元的電流的影響，保證電致發(fā)光單元的正常工作。同時本實用新型實施例中，兩個像素共用同一條數(shù)據(jù)電壓線、工作電壓線、并僅使用三個掃描信號線，大大縮減了相應的信號線路的數(shù)目，降低集成電路成本，并縮減像素間距，提高像素密度。
[0058]實施例二
[0059]本實用新型實施例二提供的像素電路與實施例提供的像素電路不同之處在于，P2中T4’的控制端連接到第四掃描信號Scan[3](參見圖4)，這里的Scan[3]不同于上述的3(^11[2]，此時？2的14’的溝道類型與T5、T5’的溝道類型可以相同，也可以不同。只要在實施例一的實施方案的基礎上，使Τ4’的導通狀態(tài)與Τ5、Τ5 ‘的導通狀態(tài)相反即可實現(xiàn)本實用新型提供的技術(shù)方案，其具體原理在此不再詳細說明。
[0060]優(yōu)選的，各個開關單元以及DT的溝道類型相同。這樣能夠保證各個開關單元以及DT的工藝制程一致，降低制作難度。
[0061]優(yōu)選的，如圖4所示，各個開關單元及DT均為P溝道型TFT。此時該像素電路在工作時輸入的各個信號的時序圖可如圖5所不。與圖2不出的實施例一的時序圖相比，由于T5和T5’變?yōu)镻型晶體管，因此Scan[2]的信號相反，同事為了使T4’的導通狀態(tài)與T5和T5’的導通狀態(tài)相反，所以增加了與本實施例中Scan[2]的信號反相的第四掃描信號Scan[3]，其工作原理與實施例一類似，在此不再贅述。
[0062]基于相同的構(gòu)思，本實用新型還提供了一種顯示裝置，包括上述任一項所示的像素電路。
[0063]優(yōu)選的，該顯示裝置中，像素電路的兩個子像素電路分別位于兩個相鄰像素內(nèi)。這樣能夠使得元器件在相應的基板上的分布更加均勻。
[0064]優(yōu)選的，所述兩個相鄰像素位于其數(shù)據(jù)電壓線的同一側(cè)，圖6示出了其中一個像素電路對應的兩個相鄰像素在其對應數(shù)據(jù)電壓線Vdata —側(cè)的情況；或者，所述兩個相鄰像素分別位于其數(shù)據(jù)電壓線的兩側(cè)，圖7示出了其中一個所述像素電路PU對應的兩個相鄰像素在其對應數(shù)據(jù)電壓線Vdata兩側(cè)的情況。
[0065]顯示裝置可以為:電子紙、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0066]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種像素電路，其特征在于，包括兩個子像素電路； 每個子像素電路包括:第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元、第五開關單元、驅(qū)動單元、儲能單元和電致發(fā)光單元；并且， 第一開關單元的第一端連接工作電壓線，第一開關單元的第二端連接驅(qū)動單元的輸入端，用于在第一開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下向所述驅(qū)動單元提供工作電壓；第一開關單元的第二端還連接儲能單元的第一端，用于在第一開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下使工作電壓線向儲能單元的第一端充電； 第二開關單元的第一端連接到儲能單元的第二端，第二開關單元的第二端接地，用于在第二開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將所述儲能單元的第二端的電壓置零； 第三開關單元的第一端連接在驅(qū)動單元的輸出端與電致發(fā)光單元之間，第三開關單元的第二端接地，用于在第三開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的輸出端接地； 第四開關單元的第一端連接到數(shù)據(jù)電壓線，第四開關單元的第二端連接到驅(qū)動單元的控制端，用于在第四開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的控制端連接到數(shù)據(jù)電壓線； 第五開關單元的第一端連接到驅(qū)動單元的控制端，第二端連接到儲能單元的第二端，用于在第五開關單元的控制端所接入的掃描信號線的控制下將驅(qū)動單元的控制端的電壓置為儲能單元的第二端的電壓； 且兩個子像素電路中，第四開關單元的第一端接入同一數(shù)據(jù)電壓線，第一開關單元的控制端均連接第一掃描信號線，第二開關單元和第三開關單元的控制端均連接第二掃描信號線，第五開關單元的控制端均連接第三掃描信號線；第一子像素電路的第四開關單元的控制端連接到第二掃描信號線，第二子像素電路的第四開關單元的控制端連接到第四掃描信號線。
2.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其特征在于，所述第四掃描信號線與所述第三掃描信號線為同一掃描信號線，且第二子像素電路的第四開關單元與第五開關單元的溝道類型不同。
3.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其特征在于，所述第四掃描信號線與所述第三掃描信號線為不同的掃描信號線，且各個開關單元以及驅(qū)動單元的溝道類型相同。
4.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其特征在于，各個開關單元和各個驅(qū)動單元為薄膜場效應晶體管，各個開關單元的控制端為薄膜場效應晶體管的柵極，各個開關單元的第一端為薄膜場效應晶體管的源極，各個開關單元的第二端為薄膜場效應晶體管的漏極，各個驅(qū)動單元的控制端為薄膜場效應晶體管的柵極，各個驅(qū)動單元的第一端為薄膜場效應晶體管的源極，各個驅(qū)動單元的第二端為薄膜場效應晶體管的漏極。
5.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其特征在于，所述儲能單元為電容。
6.如權(quán)利要求1-5其中任一項所述的像素電路，其特征在于，所述電致發(fā)光單元為有機發(fā)光二極管。
7.—種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6任一項所述的像素電路。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其他特征在于，所述像素電路的兩個子像素電路分別位于兩個相鄰像素內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于，所述兩個相鄰像素分別位于所述數(shù)據(jù)電壓線的兩側(cè)。
10.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于，所述兩個相鄰像素位于所述數(shù)據(jù)電壓線的同一側(cè)。
【文檔編號】G09G3/32GK203982749SQ201420327125
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】楊盛際 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司