Amoled像素單元驅動電路和方法、像素單元以及顯示裝置的製作方法
2023-06-16 19:20:06 1
專利名稱：Amoled像素單元驅動電路和方法、像素單元以及顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示驅動技術，尤其涉及ー種AMOLED像素單元驅動電路和方法、像素単元以及顯示裝置。
背景技術：
AMOLED能夠發光是由於驅動TFT在飽和狀態時產生的電流所驅動，即電流驅動發光。圖I為已有基本電流型AMOLED(有源矩陣有機發光二極體面板)像素結構原理圖。如圖I所示，已有基本電流型AMOLED像素結構包括0LED、Tl、T2、T3、T4和存儲電容Cst，其中Tl為驅動薄膜電晶體，T2、T3、T4為控制薄膜電晶體，T2的柵極和T3的柵極與輸出控制信號CNl的控制線連接，T4的柵極與輸出控制信號CN2的控制線連接。該已有電流型 AMOLED像素結構直接由外部加入驅動電流Idata，以決定存儲電容Cst上的電壓，從而產生驅動OLED(有機發光二極體)發光的驅動電流Ioled。在基本電流型AMOLED像素結構中，Ioled等於Idata，而由於Ioled必須在OLED的工作電流範圍內，為較小電流，因此Idata也較小，存儲電容Cst為大電容，充電速度較慢，特別在低灰階下，充電時間很長，不適用於高解析度、高刷新頻率的AMOLED顯示。
發明內容
本發明的主要目的在於提供ー種AMOLED像素單元驅動電路和方法、像素單元以及顯示裝置，可以使得充電電流Idata和流過OLED的電路Ioled之間具有較大的縮放比例，保證Ioled在OLED工作電流範圍內，而Idata可以為較大電流，從而加快了對存儲電容的充電速度。本發明提供ー種AMOLED像素単元驅動電路，用於驅動0LED，所述AMOLED像素単元驅動電路包括開關單元，第一輸入端與提供充電電流的電流源連接，第二輸入端與OLED連接；存儲電容，第一端與所述開關単元的輸出端連接，第二端連接到低電平；驅動薄膜電晶體和電流鏡薄膜電晶體，柵極均與存儲電容的第一端連接，源極接到低電平；以及分壓薄膜電晶體，柵極與存儲電容的第一端連接，源極與驅動薄膜電晶體的漏極連接，漏極與OLED連接；所述開關単元，用於在第一時間段導通第一輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路以及第二輸入端到驅動薄膜電晶體的漏極的通路，並斷開第一輸入端到驅動薄膜電晶體的漏極的通路以及第二輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路；所述開關単元，還用於在第二時間段斷開第一輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極和驅動薄膜電晶體的漏極的通路，並斷開第二輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極和驅動薄膜電晶體的漏極的通路。實施時，所述驅動薄膜電晶體的閾值電壓、所述電流鏡薄膜電晶體的閾值電壓和所述分壓薄膜電晶體的閾值電壓相等。實施時，所述開關単元包括第四開關元件、第五開關元件和第六開關元件，其中，所述驅動薄膜電晶體的柵極與所述電流鏡薄膜電晶體的柵極通過所述第五開關元件與所述電流源連接；所述電流鏡薄膜電晶體的漏極通過所述第四開關元件與所述電流源連接；所述驅動薄膜電晶體的漏極通過所述第六開關元件與所述OLED連接；
所述第四開關元件，用於在第一時間段導通所述電流鏡薄膜電晶體的漏極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述電流鏡薄膜電晶體的漏極與所述電流源的連接；所述第五開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體的柵極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體的柵極與所述電流源的連接；所述第六開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體的漏極與所述OLED的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體的漏極與所述OLED的連接。實施時，所述驅動薄膜電晶體、所述電流鏡薄膜電晶體、所述分壓薄膜電晶體、所述第四開關元件、所述第五開關元件和所述第六開關元件為n型TFT。本發明提供了ー種AMOLED像素単元驅動方法，其應用於上述的AMOLED像素単元驅動電路，包括以下步驟像素充電步驟導通提供充電電流的電流源到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路，並且導通OLED到驅動薄膜電晶體的漏極的通路，控制所述電流源對存儲電容進行充電，並且控制所述電流源提供的充電電流分為兩路分別流過驅動薄膜電晶體和電流鏡薄膜電晶體；驅動OLED發光顯示步驟通過分壓薄膜電晶體和驅動薄膜電晶體驅動OLED發光顯不。本發明還提供了ー種AMOLED像素單元，包括OLED和上述的AMOLED像素單元驅動電路，所述AMOLED像素單元驅動電路與所述OLED的陰極連接，所述OLED的陽極與輸出電壓為VDD的電源線連接。本發明還提供了一種顯示裝置，包括多個上述的AMOLED像素単元。與現有技術相比，本發明所述的AMOLED像素單元驅動電路和方法、像素單元以及顯示裝置，採用電流鏡結構和分壓方式，可以使得充電電流Idata和流過OLED的電路Ioled之間具有較大的縮放比例，保證Ioled在OLED工作電流範圍內，而Idata可以為較大電流，從而加快了對存儲電容的充電速度。
圖I是已有基本電流型AMOLED像素結構原理圖；圖2是本發明所述的AMOLED像素單元的一具體實施例的電路圖；圖3是本發明所述的AMOLED像素單元的另一具體實施例的電路圖；圖4是圖3中控制信號Scan和充電電流Idata的時序圖；圖5是本發明所述的AMOLED像素單元的該具體實施例在第一時間段的等效電路圖6是本發明所述的AMOLED像素單元的該具體實施例在第二時間段的等效電路圖。
具體實施例方式如圖2所示，本發明提供了ー種AMOLED像素単元驅動電路，用於驅動0LED，所述AMOLED像素單元驅動電路包括開關單元21，第一輸入端與提供充電電流Idata的電流源連接，第二輸入端與OLED連接；存儲電容Cst，第一端與所述開關単元21的輸出端連接，第二端連接到低電平Vss ；驅動薄膜電晶體Tl和電流鏡薄膜電晶體T2，柵極均與存儲電容Cst的第一端連 接，源極接到低電平Vss;以及分壓薄膜電晶體T3，柵極與存儲電容Cst的第一端連接，源極與驅動薄膜電晶體Tl的漏極連接，漏極與OLED連接；所述開關単元21，用於在第一時間段導通第一輸入端到電流鏡薄膜電晶體T2的漏極的通路以及第二輸入端到驅動薄膜電晶體Tl的漏極的通路，並斷開第一輸入端到驅動薄膜電晶體Tl的漏極的通路以及第二輸入端到電流鏡薄膜電晶體T2的漏極的通路；所述開關単元，還用於在第二時間段斷開第一輸入端到電流鏡薄膜電晶體T2的漏極和驅動薄膜電晶體Tl的漏極的通路，並斷開第二輸入端到電流鏡薄膜電晶體T2的漏極和驅動薄膜電晶體Tl的漏極的通路。實施時，所述驅動薄膜電晶體Tl的閾值電壓、所述電流鏡薄膜電晶體T2的閾值電壓和所述分壓薄膜電晶體T3的閾值電壓相等。實施時，所述開關単元21包括第四開關元件、第五開關元件和第六開關元件，其中，所述驅動薄膜電晶體Tl的柵極與所述電流鏡薄膜電晶體T2的柵極通過所述第五開關元件與所述電流源連接；所述電流鏡薄膜電晶體T2的漏極通過所述第四開關元件與所述電流源連接；所述驅動薄膜電晶體Tl的漏極通過所述第六開關元件與所述OLED連接；所述第四開關元件，用於在第一時間段導通所述電流鏡薄膜電晶體T2的漏極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述電流鏡薄膜電晶體T2的漏極與所述電流源的連接；所述第五開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體Tl的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體T2的柵極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體Tl的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體T2的柵極與所述電流源的連接；所述第六開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體Tl的漏極與所述OLED的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體Tl的漏極與所述OLED的連接。實施時，所述驅動薄膜電晶體Tl、所述電流鏡薄膜電晶體T2、所述分壓薄膜電晶體T3、所述第四開關元件、所述第五開關元件和所述第六開關元件為n型TFT。本發明還提供了ー種AMOLED像素単元驅動方法，用於驅動上述AMOLED像素単元驅動電路。根據ー種具體實施方式
，所述AMOLED像素単元驅動方法包括以下步驟像素充電步驟導通提供充電電流的電流源到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路，並且導通OLED到驅動薄膜電晶體的漏極的通路，控制所述電流源對存儲電容進行充電，並且控制所述電流源提供的充電電流分為兩路分別流過驅動薄膜電晶體和電流鏡薄膜電晶體；驅動OLED發光顯示步驟通過分壓薄膜電晶體和驅動薄膜電晶體驅動OLED發光顯不。本發明還提供了ー種AMOLED像素單元，包括OLED和上述的AMOLED像素單元驅動電路，所述AMOLED像素單元驅動電路與所述OLED的陰極連接，所述OLED的陽極與輸出電 壓為VDD的電源線連接。實施時，所述驅動薄膜電晶體Tl的閾值電壓、所述電流鏡薄膜電晶體T2的閾值電壓和所述分壓薄膜電晶體T3的閾值電壓相等。實施時，所述開關単元21包括第四開關元件、第五開關元件和第六開關元件，其中，所述驅動薄膜電晶體Tl的柵極與所述電流鏡薄膜電晶體T2的柵極通過所述第五開關元件與所述電流源連接；所述電流鏡薄膜電晶體T2的漏極通過所述第四開關元件與所述電流源連接；所述驅動薄膜電晶體Tl的漏極通過所述第六開關元件與所述OLED連接；所述第四開關元件，用於在第一時間段導通所述電流鏡薄膜電晶體T2的漏極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述電流鏡薄膜電晶體T2的漏極與所述電流源的連接；所述第五開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體Tl的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體T2的柵極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體Tl的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體T2的柵極與所述電流源的連接；所述第六開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體Tl的漏極與所述OLED的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體Tl的漏極與所述OLED的連接。實施時，所述驅動薄膜電晶體Tl、所述電流鏡薄膜電晶體T2、所述分壓薄膜電晶體T3、所述第四開關元件、所述第五開關元件和所述第六開關元件為n型TFT。本發明還提供了一種顯示裝置，包括多個上述的AMOLED像素単元。圖3為本發明所述的AMOLED像素單元驅動電路的一具體實施例與OLED連接的電路圖，也即本發明所述的AMOLED像素單元的一具體實施例的電路圖。該實施例所述的AMOLED像素單元驅動電路採用6T1C電路，並採用電流鏡電路和分壓方式，使得充電電流Idata和流過OLED的電路Ioled之間具有較大的縮放比例，保證Ioled在OLED工作電流範圍內，而Idata可以為較大電流，從而加快了對存儲電容Cst的充電速度，解決了傳統的電流型AMOLED像素因為充電電流小而產生的充電速度慢的問題。如圖3所示，T1-T6均為n型TFT，其中，Tl為驅動薄膜電晶體，T2為電流鏡薄膜電晶體，T3為分壓薄膜電晶體，T4、T5、T6為控制電晶體，Cst為存儲電容。Tl和T2共柵共源，組成電流鏡，Tl和T2的公共柵極A與所述存儲電容Cst的第一端連接，Tl和T2的公共源極C與所述存儲電容Cst的第二端連接並接低電平Vss ；T2通過T4與提供充電電流Idata的電流源連接，T4的漏極與T2的漏極連接，T4的源極分別與T5的漏極和所述電流源連接，T4、T5和T6的柵極與提供控制信號Scan的控制線連接；T5的源極分別與Tl的柵極、T2的柵極和所述存儲電容Cst的第一端連接；T3與T6共漏共源，T3與T6的公共源極B與Tl的漏極連接，T3與T6的公共漏極與OLED連接，T3的柵極與Tl的柵極連接；T4和T5控制在充電階段充電電流Idata對存儲電容Cst充電，Tl和T3在像素完成充電後導通，以驅動電流流過0LED，使得OLED發光顯示。 以上薄膜電晶體中，T4、T5和T6的柵極接控制信號Scan，且Tl、T2和T3的閾值電壓相等；圖4是控制信號Scan和充電電流Idata的時序圖。如圖5所示，本發明所述的AMOLED像素單元驅動電路的該具體實施例在工作時，在第一時間段，即A階段，也即像素充電階段，Scan為高電平，T4、T5、T6導通，T3截止；在經過充電電流Idata充電後，T2處於飽和狀態，充電電流Idata等於T2的飽和漏電流Idsl，由AMOLED面板模組的驅動IC加入，存儲電容Cst被充電到其第一端與第二端之間的電壓差值為Vgs = Va-Vss ；Ids2=-k2(Vgs — Vth)2 ,ljiiJIdata=Ids2=-k2(Vgs — Vth)2 ；由於Tl和T2柵極連接，因此Tl處於飽和區，則Ids I ^kl(Vgs-Vth)2;T3 截止，則 Ids3 = 0 ;因此，Idata=Ids2=ik2(Vgs—Vth)2」^Idsl，即 Idsl=tldata。如圖6所示，本發明所述的AMOLED像素單元驅動電路的該具體實施例在工作時，在第二時間段，即B階段，也即OLED發光顯示階段，Scan為低電平，T2、T4、T5、T6截止，Tl處於線性區，T2處於飽和區，存儲電容Cst兩端電壓仍保持為Vgs，OLED導通，T3的柵源電壓 Vgs』 = Vgs-VBCo在第二時間段，Tl的漏電流Idsl』=kl[(Vgs-Vth)XVBC-| Vbc2];T3 的漏電流Ids3』=^(Vgs』 -Vth)2;Ids3,=-k3(Vgs -Vth)2-k3[(Vgs-Vth)2-2VBc(Vgs-Vth)+ Vbc2]=- k3(Vgs - Vth)2 - k3 x VBC(Vgs - Vth)+ Vbc2];由於Idsl』 = Ids3』 = Ioled,因此，
i k3(Vgs - Vth)2 - k3 X VBC(VgS - Vth)+ VBC2]=kl(Vgs—Vth)XVBC —*klxVBc2;吾X Ids I — (k l+k3) X VBC(Vgs — Vth)+ -k3X VBC2=0;^ X Ids I - (k l+k3) X [YBC(Vgs - Vth) - ^ VBC2]=0;
gxidsl —kl(l+吾)[VBc(Vgs-Vth)-i VBc2]=0；因為ioled = I ds I』，Ids I =klJhk3 X Ids I』 ,Ids I X Idata ；
Kl可得，X，其中，kl、k2、k3分別為TI、T2、T3的電流係數。Ioled為正比於Idata的電流，且通過選擇Kl、K2、K3的值，可以使得Idata和IOIed有較大的電流縮放比。最終，在該具體實施例所述的AMOLED像素單元中，充電電流Idata和驅動電流Ioled具有較大的電流縮放比:，在保證I0Ied在OLED工作電流範圍內，可以有較大的充電電流Idata，從而加快對存儲電容Cst的充電速度。以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都 將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種AMOLED像素單元驅動電路，用於驅動0LED，其特徵在於，所述AMOLED像素單元驅動電路包括 開關單元，第一輸入端與提供充電電流的電流源連接，第二輸入端與OLED連接； 存儲電容，第一端與所述開關單元的輸出端連接，第二端連接到低電平； 驅動薄膜電晶體和電流鏡薄膜電晶體，柵極均與存儲電容的第一端連接，源極接到低電平； 以及分壓薄膜電晶體，柵極與存儲電容的第一端連接，源極與驅動薄膜電晶體的漏極連接，漏極與OLED連接； 所述開關單元，用於在第一時間段導通第一輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路以及第二輸入端到驅動薄膜電晶體的漏極的通路，並斷開第一輸入端到驅動薄膜電晶體的漏極的通路以及第二輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路； 所述開關單元，還用於在第二時間段斷開第一輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極和驅動薄膜電晶體的漏極的通路，並斷開第二輸入端到電流鏡薄膜電晶體的漏極和驅動薄膜電晶體的漏極的通路。
2.如權利要求I所述的AMOLED像素單元驅動電路，其特徵在於，所述驅動薄膜電晶體的閾值電壓、所述電流鏡薄膜電晶體的閾值電壓和所述分壓薄膜電晶體的閾值電壓相等。
3.如權利要求I或2所述的AMOLED像素單元驅動電路，其特徵在於，所述開關單元包括第四開關元件、第五開關元件和第六開關元件，其中， 所述驅動薄膜電晶體的柵極與所述電流鏡薄膜電晶體的柵極通過所述第五開關元件與所述電流源連接； 所述電流鏡薄膜電晶體的漏極通過所述第四開關元件與所述電流源連接； 所述驅動薄膜電晶體的漏極通過所述第六開關元件與所述OLED連接； 所述第四開關元件，用於在第一時間段導通所述電流鏡薄膜電晶體的漏極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述電流鏡薄膜電晶體的漏極與所述電流源的連接； 所述第五開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體的柵極與所述電流源的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體的柵極、所述電流鏡薄膜電晶體的柵極與所述電流源的連接； 所述第六開關元件，用於在第一時間段導通所述驅動薄膜電晶體的漏極與所述OLED的連接，並在第二時間段斷開所述驅動薄膜電晶體的漏極與所述OLED的連接。
4.如權利要求3所述的AMOLED像素單元驅動電路，其特徵在於，所述驅動薄膜電晶體、所述電流鏡薄膜電晶體、所述分壓薄膜電晶體、所述第四開關元件、所述第五開關元件和所述第六開關元件為n型TFT。
5.一種AMOLED像素單元驅動方法，其應用於如權利要求I所述的AMOLED像素單元驅動電路，其特徵在於，包括以下步驟 像素充電步驟導通提供充電電流的電流源到電流鏡薄膜電晶體的漏極的通路，並且導通OLED到驅動薄膜電晶體的漏極的通路，控制所述電流源對存儲電容進行充電，並且控制所述電流源提供的充電電流分為兩路分別流過驅動薄膜電晶體和電流鏡薄膜電晶體；驅動OLED發光顯示步驟通過分壓薄膜電晶體和驅動薄膜電晶體驅動OLED發光顯示。
6.一種AMOLED像素單元，其特徵在於，包括OLED和如權利要求I至4中任一權利要求所述的AMOLED像素單元驅動電路，所述AMOLED像素單元驅動電路與所述OLED的陰極連接，所述OLED的陽極與輸出電壓為VDD的電源線連接。
7.一種顯示裝置，其特徵在於，包括多個如權利要求6所述的AMOLED像素單元。
全文摘要
本發明提供了一種AMOLED像素單元驅動電路和方法、像素單元以及顯示裝置。所述AMOLED像素單元驅動電路包括開關單元，第一輸入端與提供充電電流的電流源連接，第二輸入端與OLED連接；存儲電容，第一端與所述開關單元的輸出端連接，第二端連接到低電平；驅動薄膜電晶體和電流鏡薄膜電晶體，柵極均與存儲電容的第一端連接，源極接到低電平；以及分壓薄膜電晶體，柵極與存儲電容的第一端連接，源極與驅動薄膜電晶體的漏極連接，漏極與OLED連接。本發明採用電流鏡結構和分壓方式，可以使得充電電流Idata和流過OLED的電路Ioled之間具有較大的縮放比例，保證Ioled在OLED工作電流範圍內，而Idata可以為較大電流，加快對存儲電容的充電速度。
文檔編號G09G3/32GK102708786SQ20111024722
公開日2012年10月3日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者祁小敬, 譚文 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司