[发明专利]利用发光器件初始化的TFT像素阈值电压补偿电路

说明书

显示装置用像素电路包括：驱动晶体管，根据施加到其栅极的电压来控制至发光器件的电流量；第二晶体管，连接到栅极和第二端子，当处于导通状态时，驱动晶体管变为二极管连接，使其栅极和第二端子经第二晶体管连接；发光器件，在第一节点连接到第二端子且在第二节点连接到第一电压源；第三晶体管，连接在初始化电压源和第一节点间，节点N1为第二端子、第一节点和第三晶体管的连接点；和至少一个电容器，具有连接到栅极的第一板和可连接到参考电压源的第二板。像素电路可在初始化阶段操作以初始化电路电压，在补偿阶段操作以补偿驱动晶体管特性变化，在编程阶段中操作以将灰度值编程到像素电路并在发光器件发出对应于灰度值的光的发光阶段中操作。

技术领域

本发明涉及用于向显示装置中的元件，诸如例如有源矩阵OLED(AMOLED)显示装置的像素中的有机发光二极管(OLED)，输送电流的电子电路的设计和操作。

背景技术

有机发光二极管(OLED)通过电子和空穴的复合产生光，并且当在阳极和阴极之间施加偏置使得电流在它们之间经过时发光。光的亮度与电流量相关。如果没有电流，则不会发光，因此OLED技术是一种能够产生绝对黑色的技术，并且当用于显示器应用时，在像素之间实现几乎“无限”的对比度。

在现有技术中教导了几种用于像素薄膜晶体管(TFT)电路以通过驱动晶体管将电流输送到显示装置的元件，诸如有机发光二极管(OLED)的解决方案。在一个示例中，诸如低“SCAN(扫描)”信号的输入信号被用于切换电路中的晶体管以允许数据电压VDAT在编程阶段期间存储在储能电容器中。当SCAN信号为高电平并且VDAT通过开关晶体管关闭而与电路隔离时，VDAT电压被电容器保持，并且该电压被施加到驱动晶体管的栅极。在驱动晶体管具有阈值电压V_TH的情况下，至OLED的电流量通过下式与驱动晶体管的栅极上的电压相关：

(β为与驱动晶体管的特性相关的常数)。

TFT器件特性，尤其是TFT阈值电压V_TH可例如由于制造过程或在操作期间TFT器件的应力和老化而改变。在相同的VDAT电压下，由于这种阈值电压变化，驱动TFT输送的电流量可能会有很大的变化。因此，对于给定的VDAT值，显示器中的像素可能不会表现出均匀的亮度。

因此，传统上，OLED像素电路通过采用补偿驱动晶体管的特性不匹配的电路而具有对驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率的变化的高容差范围。例如，在US7414599(Chung等人，在2008年8月19日发布)中描述了一种解决方案，其描述了一种驱动TFT在编程时段期间被配置为二极管连接的器件并且数据电压被施加于驱动晶体管的源极的电路。

然而，在这种电路配置的情况下，OLED的阳极不会相对于编程阶段重置。相反，OLED阳极处将存在残余电压。当发光开始并且发光电流在发光阶段期间流过OLED时，OLED将需要一些时间来刷新阳极处的数据电压。这样做的第一个问题在于它可能会影响真实的黑色状态。例如，如果前一帧数据电压对应于白色灰度级并且当前帧数据电压对应于黑色灰度级，则由于在发光阶段开始时的残余电压将存在一些光发射。真实的黑色状态将受到损害。第二个问题在于来自前一帧数据的记忆效应。如果编程电流为低电流，则可能需要相当很长时间才能将阳极刷新到编程值。在刷新时段期间，光发射可能由于OLED的阳极处的先前残留数据而变化，这意味着相同的编程数据受前一帧数据影响而可能具有不同光发射，尤其是对于相对小的发光电流而言。

另一种解决方案在US 8314788(Choi，在2012年11月12日发布)中描述。在这种电路中，通过改变储能电容器顶板上的电压电平来下拉驱动晶体管的二极管连接电压。这种配置和方法存在明显的缺点。首先，当下拉驱动晶体管的栅极电压时，二极管连接的驱动晶体管被正向偏置，并且可能存在至OLED的大的瞬间电流。这可能产生高亮度光的情况，这将阻止像素具有真实的黑色状态。其次，OLED的阳极和驱动晶体管的栅极电压将保持来自前一帧的电压。由于没有初始化或重置方案，前一帧的电压可能会影响当前帧的编程电压。因此，帧期间至OLED的电流可能受前一帧中的状态以及所应用的数据的影响。