一種AMOLED像素驅動電路及像素驅動方法與流程

2023-12-02 05:36:41

【技術領域】

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種amoled像素驅動電路及像素驅動方法。

背景技術：

有機發光二極體(organiclightemittingdisplay，oled)顯示裝置具有自發光、驅動電壓低、發光效率高、響應時間短、清晰度與對比度高、近180°視角、使用溫度範圍寬，可實現柔性顯示與大面積全色顯示等諸多優點，成為最有發展潛力的顯示裝置。

傳統的amoled像素驅動電路通常為2t1c，即兩個薄膜電晶體加一個電容的結構，將電壓變換為電流。

如圖1所示，現有的2t1c結構的amoled像素驅動電路，包括第一薄膜電晶體t10、第二薄膜電晶體t20、電容c10及有機發光二極體d10，所述第一薄膜電晶體t10為驅動薄膜電晶體，所述第二薄膜電晶體t20為開關薄膜電晶體，所述電容c10為存儲電容。具體地，所述第二薄膜電晶體t20的柵極接入掃描信號gate，源極接入數據信號data，漏極電性連接第一薄膜電晶體t10的柵極；所述第一薄膜電晶體t10的源極接入電源正電壓ovdd，漏極電性連接有機發光二極體d10的陽極；有機發光二極體d10的陰極接入電源負電壓ovss。電容c10的一端電性連接第一薄膜電晶體t10的柵極，另一端電性連接第一薄膜電晶體t10的源極。該2t1c像素驅動電路在對amoled進行驅動時，流過有機發光二極體d10的電流滿足：

i＝k×(vgs-vth)2；

其中，i為流過有機發光二極體d10的電流，k為驅動薄膜電晶體的本徵導電因子，vgs為第一薄膜電晶體t10柵極和源極間的電壓差，vth為第一薄膜電晶體t10的閾值電壓，可見流過有機發光二極體d10的電流與驅動薄膜電晶體的閾值電壓相關。

由於面板製程的不穩定性等因素，使得面板內每個像素驅動電路內的驅動薄膜電晶體的閾值電壓產生差別。即使將相等的數據電壓施加到各個像素驅動電路內的驅動薄膜電晶體，也會使得流入有機發光二極體的電流不一致，從而影響顯示圖像質量的均一性。且隨著驅動薄膜電晶體的驅動時間的變長，薄膜電晶體的材料會出現老化、變異，導致驅動薄膜電晶體的閾值電壓產生漂移，且薄膜電晶體材料的老化程度不同，各驅動薄膜電晶體的閾值電壓漂移量也不同，從而出現面板顯示不均的現象，同時會使驅動薄膜電晶體的開啟電壓上升，流入有機發光二極體的電流降低，導致面板亮度降低、發光效率下降等問題。

因此，有必要提供一種amoled像素驅動電路及像素驅動方法，以解決現有技術所存在的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種amoled像素驅動電路及像素驅動方法，能夠提高面板顯示的均一性、面板的亮度以及發光效率。

為解決上述技術問題，本發明提供一種amoled像素驅動電路，其包括：

第一薄膜電晶體、第二薄膜電晶體、第三薄膜電晶體、第四薄膜電晶體、第五薄膜電晶體、第六薄膜電晶體、第一電容、第二電容以及有機發光二極體；

所述有機發光二極體的陽極接入電源正電壓；所述第二電容的一端接入所述電源正電壓，所述第二電容的另一端與所述第一電容的一端電性連接；

所述第五薄膜電晶體的柵極接入第一掃描信號，所述第五薄膜電晶體的源極接入所述電源正電壓，所述第五薄膜電晶體的漏極分別與所述有機發光二極體的陰極以及所述第三薄膜電晶體的源極電性連接；

所述第三薄膜電晶體的柵極接入第二掃描信號，所述第三薄膜電晶體的漏極分別與所述第一薄膜電晶體的漏極和所述第二薄膜電晶體的漏極連接；

所述第二薄膜電晶體的柵極接入第一掃描信號，所述第二薄膜電晶體的源極與所述第二電容和所述第一電容之間的節點電性連接；

所述第一薄膜電晶體的柵極與所述第二電容和所述第一電容之間的節點電性連接，所述第一薄膜電晶體的源極分別與所述第一電容的另一端、所述第四薄膜電晶體的漏極以及所述第六薄膜電晶體的漏極電性連接；

所述第六薄膜電晶體的柵極接入第二掃描信號，所述第六薄膜電晶體的源極接入電源負電壓；

所述第四薄膜電晶體的柵極接入第三掃描信號，所述第四薄膜電晶體的源極接入數據電壓。

在本發明的amoled像素驅動電路中，所述第一薄膜電晶體、所述第二薄膜電晶體、所述第三薄膜電晶體、所述第四薄膜電晶體、所述第五薄膜電晶體以及所述第六薄膜電晶體均為低溫多晶矽薄膜電晶體、氧化物半導體薄膜電晶體以及非晶矽薄膜電晶體中的一種。

在本發明的amoled像素驅動電路中，所述第一掃描信號、所述第二掃描信號以及所述第三掃描信號均通過外部時序控制器產生。

在本發明的amoled像素驅動電路中，所述第一薄膜電晶體、所述第二薄膜電晶體、所述第三薄膜電晶體、所述第四薄膜電晶體、所述第五薄膜電晶體以及所述第六薄膜電晶體均為n型薄膜電晶體。

在本發明的amoled像素驅動電路中，所述第一掃描信號、第二掃描信號以及第三掃描信號相組合，先後對應於初始化階段、閾值電壓存儲階段以及發光顯示階段；

在所述初始化階段，所述第一掃描信號和所述第二掃描信號都為高電位，所述第三掃描信號為低電位；

在所述閾值電壓存儲階段，所述第一掃描信號和所述第三掃描信號都為高電位，所述第二掃描信號為低電位；

在所述發光顯示階段，所述第一掃描信號和所述第三掃描信號都為低電位，所述第二掃描信號為高電位。

本發明還提供一種amoled像素驅動方法，其包括如下步驟：

提供amoled像素驅動電路；

進入初始化階段；

進入閾值電壓存儲階段；以及

進入發光顯示階段；

其中所述amoled像素驅動電路包括：

第一薄膜電晶體、第二薄膜電晶體、第三薄膜電晶體、第四薄膜電晶體、第五薄膜電晶體、第六薄膜電晶體、第一電容、第二電容以及有機發光二極體；

所述有機發光二極體的陽極接入電源正電壓；所述第二電容的一端接入所述電源正電壓，所述第二電容的另一端與所述第一電容的一端電性連接；

所述第五薄膜電晶體的柵極接入第一掃描信號，所述第五薄膜電晶體的源極接入所述電源正電壓，所述第五薄膜電晶體的漏極分別與所述有機發光二極體的陰極以及所述第三薄膜電晶體的源極電性連接；

所述第三薄膜電晶體的柵極接入第二掃描信號，所述第三薄膜電晶體的漏極分別與所述第一薄膜電晶體的漏極和所述第二薄膜電晶體的漏極連接；

所述第二薄膜電晶體的柵極接入第一掃描信號，所述第二薄膜電晶體的源極與所述第二電容和所述第一電容之間的節點電性連接；

所述第一薄膜電晶體的柵極與所述第二電容和所述第一電容之間的節點電性連接，所述第一薄膜電晶體的源極分別與所述第一電容的另一端、所述第四薄膜電晶體的漏極以及所述第六薄膜電晶體的漏極電性連接；

所述第六薄膜電晶體的柵極接入第二掃描信號，所述第六薄膜電晶體的源極接入電源負電壓；

所述第四薄膜電晶體的柵極接入第三掃描信號，所述第四薄膜電晶體的源極接入數據電壓；

在所述初始化階段，所述第一掃描信號提供高電位，所述第二、第五薄膜電晶體打開；所述第二掃描信號提供高電位，所述第三、第六薄膜電晶體打開；所述第三掃描信號提供低電位，所述第四薄膜電晶體關閉；所述第一薄膜電晶體的柵極的電壓等於所述電源正電壓，所述第一薄膜電晶體的源極的電壓等於所述電源負電壓；

在閾值電壓存儲階段，所述第一掃描信號提供高電位，所述第二、第五薄膜電晶體打開；所述第二掃描信號提供低電位，所述第三、第六薄膜電晶體關閉；所述第三掃描信號提供高電位，所述第四薄膜電晶體打開；所述第一薄膜電晶體的源極的電壓等於所述數據電壓，所述第一薄膜電晶體的柵極的電壓變化至vd+vth，其中vd為數據電壓，vth為所述第一薄膜電晶體的閾值電壓；

在所述發光顯示階段，所述第一掃描信號提供低電位，所述第二、第五薄膜電晶體關閉；所述第二掃描信號提供高電位，所述第三、第六薄膜電晶體打開；所述第三掃描信號提供低電位，所述第四薄膜電晶體關閉；所述有機發光二極體發光，且流經所述有機發光二極體的電流與所述第一薄膜電晶體的閾值電壓無關。

在本發明的amoled像素驅動方法中，在所述發光顯示階段，所述第一薄膜電晶體的源極的電壓變化至所述電源負電壓，所述第一薄膜電晶體的柵極的電壓變化至vd+vth+δv，以使流經所述有機發光二極體的電流與所述第一薄膜電晶體的閾值電壓無關，其中δv為所述第一薄膜電晶體的源極的電壓由數據電壓變化至電源負電壓後對所述第一薄膜電晶體的柵極的電壓產生的影響。

在本發明的amoled像素驅動方法中，所述第一薄膜電晶體、所述第二薄膜電晶體、所述第三薄膜電晶體、所述第四薄膜電晶體、所述第五薄膜電晶體以及所述第六薄膜電晶體均為低溫多晶矽薄膜電晶體、氧化物半導體薄膜電晶體以及非晶矽薄膜電晶體中的一種。

在本發明的amoled像素驅動方法中，所述第一掃描信號、所述第二掃描信號及所述第三掃描信號均通過外部時序控制器產生。

在本發明的amoled像素驅動方法中，所述第一薄膜電晶體為驅動薄膜電晶體，所述第五薄膜電晶體為開關薄膜電晶體。

本發明的amoled像素驅動電路及像素驅動方法，通過對現有的像素驅動電路進行改進，從而消除了驅動薄膜電晶體的閾值電壓對有機發光二極體的影響，提高了面板顯示均勻性，此外還避免了面板隨oled器件的老化而出現的亮度降低、發光效率下降等問題。

【附圖說明】

圖1為現有用於amoled的2t1c像素驅動電路的電路圖；

圖2為現有用於amoled的5t2c像素驅動電路的電路圖；

圖3為現有用於amoled的8t1c像素驅動電路的電路圖；

圖4為本發明的amoled像素驅動電路的電路圖；

圖5為本發明的amoled像素驅動電路的時序圖；

圖6為本發明的amoled像素驅動方法的步驟2的示意圖；

圖7為本發明的amoled像素驅動方法的步驟3的示意圖；

圖8為本發明的amoled像素驅動方法的步驟4的示意圖。

【具體實施方式】

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。在圖中，結構相似的單元是以相同標號表示。

針對驅動薄膜電晶體閾值電壓漂移的問題，現有技術中一般會對amoled像素驅動電路進行改進，增加薄膜電晶體及相應的控制信號，以對驅動薄膜電晶體的閾值電壓進行補償，使有機發光二極體在發光時，流過其的電流與驅動薄膜電晶體的閾值電壓無關。請參閱圖2，現有的一種amoled像素驅動電路採用5t2c的結構，也即五個薄膜電晶體加兩個電容的結構，其包括第一薄膜電晶體t21、第二薄膜電晶體t22、第三薄膜電晶體t23、第四薄膜電晶體t24、第五薄膜電晶體t25、第一電容c20、第二電容c21及有機發光二極體d20，具體各元件的連接方式為：第一薄膜電晶體t21的柵極接入掃描信號s11，源極接入數據信號，漏極電性連接第一節點q。第二薄膜電晶體t22的柵極接入掃描信號s12，源極電性連接第一節點q，漏極電性連接有機發光二極體d20的陽極。

第一電容c20的一端連接第一節點q，另一端接入電源正電壓ovdd，第二電容c21的一端連接第一節點q，另一端電性連接第五薄膜電晶體t25的柵極以及第四薄膜電晶體t24的源極，第四薄膜電晶體t24的漏極電性連接第二節點p，第四薄膜電晶體t24的柵極接入第二掃描信號s12，第五薄膜電晶體t25的源極接入電源正電壓ovdd，第五薄膜電晶體t25的漏極電性連接第二節點p；第三薄膜電晶體t23的柵極接入發光信號em，源極電性連接第二節點p，漏極電性連接有機發光二極體d20的陽極，有機發光二極體d20的陰極連接電源負電壓ovss。

上述5t2c架構雖然可以消除驅動tft的vth，但在data寫入writing和emission階段a點的電位保持vdata+ovdd-vth-vref不變；vref為參考電壓，由於面板oled的不均勻性導致各像素的有機發光二極體的亮度不一致，若vref過大會使oled在reset階段發光；若vref過小，會使上述datawriting和emission階段a點的電位過大，導致驅動tft處於截止狀態，所以vref的大小不恆定。

如圖3所示，現有的另一種amoled像素驅動電路採用8t1c的結構，也即八個薄膜電晶體加一個電容的結構，包括第一薄膜電晶體t31、第二薄膜電晶體t32、第三薄膜電晶體t33、第四薄膜電晶體t34、第五薄膜電晶體t35、第六薄膜電晶體t36、第七薄膜電晶體t37、第八薄膜電晶體t38、電容c30及有機發光二極體d30，具體各元件的連接方式為：第一薄膜電晶體t31的柵極接入掃描信號s2，源極接入參考電壓vref，漏極電性連接電容c30的一端以及第七薄膜電晶體t37的源極，電容c30的另一端與第三薄膜電晶體t33的源極以及第五薄膜電晶體t35的柵極連接，第三薄膜電晶體t33的漏極連接第四薄膜電晶體t34的源極以及第二薄膜電晶體t32的漏極，第二薄膜電晶體t32的柵極接入掃描信號s1，第二薄膜電晶體t32的源極接入電壓vini。第三薄膜電晶體t33和第四薄膜電晶體t34的柵極接入掃描信號s2。

第四薄膜電晶體t34的漏極連接第五薄膜電晶體t35的漏極和有機發光二極體d30的陽極，有機發光二極體d30的陰極接入電源負電壓vss，第五薄膜電晶體t35的源極連接第八薄膜電晶體t38的漏極以及第七薄膜電晶體t37的漏極，第七薄膜電晶體t37的源極與第六薄膜電晶體t36的漏極連接，第六薄膜電晶體t36的源極接入電源正電壓vdd，第六薄膜電晶體t36的柵極和第七薄膜電晶體t37的柵極都接入掃描信號s3，第八薄膜電晶體t38的柵極接入掃描信號s2，第八薄膜電晶體t38的源極接入數據電壓vdata。

上述8t1c的架構雖然可以消除驅動tft的vth，但所用tft的數量較多，會降低面板的開口率，從而降低顯示亮度，且較多的tft會產生寄生電容等問題。另一方面，該架構需要兩個額外電源vref和vini，因此輸入信號源較多。

請參照圖4，圖4為本發明的amoled像素驅動電路的電路圖。

如圖4所示，本發明的amoled像素驅動電路包括第一薄膜電晶體t1、第二薄膜電晶體t2、第三薄膜電晶體t3、第四薄膜電晶體t4、第五薄膜電晶體t5、第六薄膜電晶體t6、第一電容c1、第二電容c2以及有機發光二極體d1。其中所述第一薄膜電晶體t1為驅動薄膜電晶體，所述第五薄膜電晶體t5為開關薄膜電晶體。

具體各元件的連接方式如下：所述有機發光二極體d1的陽極接入電源正電壓ovdd；所述第二電容c2的一端接入電源正電壓ovdd，所述第二電容c2的另一端與所述第一電容c1的一端電性連接；

所述第五薄膜電晶體t5的柵極接入第一掃描信號scan1，所述第五薄膜電晶體t5的源極接入電源正電壓ovdd，所述第五薄膜電晶體t5的漏極與所述有機發光二極體d1的陰極電性連接；

所述第三薄膜電晶體t3的柵極接入第二掃描信號scan2，所述第三薄膜電晶體t3的源極與所述有機發光二極體的陰極電性連接，也即所述第三薄膜電晶體t3的源極分別與所述有機發光二極體d1的陰極以及第五薄膜電晶體t5的漏極電性連接。所述第三薄膜電晶體t3的漏極分別與所述第一薄膜電晶體t1的漏極和所述第二薄膜電晶體t2的漏極連接；

所述第二薄膜電晶體t2的柵極接入第一掃描信號scan1，所述第二薄膜電晶體t2的源極與所述第二電容c2和所述第一電容c1之間的節點電性連接。

所述第一薄膜電晶體t1的柵極與所述第二電容c2和所述第一電容c1之間的節點電性連接，所述第一薄膜電晶體t1的源極與所述第一電容c1的另一端電性連接；

所述第六薄膜電晶體t6的柵極接入第二掃描信號scan2，所述第六薄膜電晶體t6的源極接入電源負電壓ovss；所述第六薄膜電晶體t6的漏極與所述第一薄膜電晶體t1的漏極電性連接；也即第六薄膜電晶體t6的漏極分別與所述第一薄膜電晶體t1的源極、第一電容c1的另一端以及第四薄膜電晶體t4的漏極電性連接。

所述第四薄膜電晶體t4的柵極接入第三掃描信號scan3，所述第四薄膜電晶體t4的源極接入數據電壓vd；所述第四薄膜電晶體t4的漏極與所述第一薄膜電晶體t1的源極電性連接。也即，所述第四薄膜電晶體t4的漏極與所述第一薄膜電晶體t1的源極、第六薄膜電晶體t6的漏極以及第一電容c1的另一端電性連接。

所述第一薄膜電晶體t1、第二薄膜電晶體t2、第三薄膜電晶體t3、第四薄膜電晶體t4、第五薄膜電晶體t5以及第六薄膜電晶體t6均為低溫多晶矽薄膜電晶體、氧化物半導體薄膜電晶體以及非晶矽薄膜電晶體中的一種。

所述第一掃描信號scan1、第二掃描信號scan2以及第三掃描信號scan3均通過外部時序控制器產生。

所述第一薄膜電晶體t1、第二薄膜電晶體t2、第三薄膜電晶體t3、第四薄膜電晶體t4、第五薄膜電晶體t5以及第六薄膜電晶體t6均為n型薄膜電晶體。

所述第一掃描信號scan1、第二掃描信號scan2、及第三掃描信號scan3相組合，先後對應於一初始化階段、一閾值電壓存儲階段、及一發光顯示階段；

基於上述amoled像素驅動電路，本發明還提供一種amoled像素驅動方法，包括如下步驟：

s101、提供一amoled像素驅動電路。

具體請參閱圖4和上文。

s102、進入初始化階段。

結合圖5和6，在所述初始化階段也即t0-t1時段，所述第一掃描信號scan1和所述第二掃描信號scan2都為高電位，所述第三掃描信號scan3為低電位；

所述第一掃描信號scan1提供高電位，使得所述第二、第五薄膜電晶體t2、t5打開。所述第二掃描信號scan2提供高電位，使得所述第三、第六薄膜電晶體t3、t6打開。所述第三掃描信號scan3提供低電位，所述第四薄膜電晶體t4關閉，ovdd對第一薄膜電晶體t1的柵極(簡稱g點)充電，使得所述第一薄膜電晶體的柵極vg的電壓等於電源正電壓ovdd。由於第六薄膜電晶體t6打開，ovss對第一薄膜電晶體t1的源極(簡稱s點)充電，使得所述第一薄膜電晶體t1的源極vs的電壓等於電源負電壓ovss。由於第五薄膜電晶體t5開啟，因此有機發光二極體d1不發光，此階段完成對g點和s點電位的初始化。

s103、進入閾值電壓存儲階段。

結合圖5和7，在該閾值電壓存儲階段也即t1-t2時段，所述第一掃描信號scan1和所述第三掃描信號scan3都為高電位，所述第二掃描信號scan2為低電位。

所述第一掃描信號scan1提供高電位，使得所述第二、第五薄膜電晶體t2、t5打開，所述第二掃描信號scan2提供低電位，使得所述第三、第六薄膜電晶體t3、t6關閉。所述第三掃描信號scan3提供高電位，所述第四薄膜電晶體t4打開，使得數據電壓vd對s點充電，所述第一薄膜電晶體t1的源極vs的電壓等於數據電壓vd。由於第二薄膜電晶體t2開啟，第三薄膜電晶體t3關閉，使得g點電位通過第一、二薄膜電晶體t1、t2進行放電，直到g點與s點的之間的夾壓為驅動薄膜電晶體t1的閾值電壓vth時截止。

由於vg與vs之間滿足下式：

vg-vs＝vth；

其中vs＝vd；

則有vg為：

vg＝vd+vth；

也即所述第一薄膜電晶體t1的柵極的電壓變化至vd+vth。其中vg為g點電壓，vs為s點電壓，vd為數據電壓，vth為所述第一薄膜電晶體t1的閾值電壓。

由於第五薄膜電晶體t5開啟，因此有機發光二極體d1不發光，此階段完成對閾值電壓vth電位的存儲。

s104、進入發光顯示階段。

結合圖5和8，在發光顯示階段也即t2-t3時段，所述第一掃描信號scan1和所述第三掃描信號scan3都為低電位，所述第二掃描信號scan2為高電位。

所述第一掃描信號scan1提供低電位，所述第二、第五薄膜電晶體t2、t5關閉。所述第二掃描信號scan2提供高電位，所述第三、第六薄膜電晶體t3、t6打開。所述第三掃描信號scan3提供低電位，所述第四薄膜電晶體t4關閉。由於第五薄膜電晶體t5關閉，有機發光二極體d1發光，且流經所述有機發光二極體的電流與所述第一薄膜電晶體t1的閾值電壓無關。

具體地，由於第四薄膜電晶體t4關閉、第六薄膜電晶體t6打開，使得s點電位變為vs＝ovss；t2關閉。

由電容耦合定理可得g點電位vg如下：

vg＝vd+vth+δv；

其中δv如下：

δv＝(ovss–vd)*c1/(c1+c2)；

其中δv為所述第一薄膜電晶體t1的源極的電壓由數據電壓變化至電源負電壓後對所述第一薄膜電晶體t1的柵極的電壓產生的影響，c1為第一電容的電容值，c2為第二電容的電容值。

g點與s點之間的夾壓vgs，此時變為如下：

vgs＝vg–vs＝δv+vth+vd–ovss；

流過有機發光二極體d1的電流滿足：

i＝k(vgs–vth)2＝k(vd–ovss+δv)2

結合上面的公式，得到最終流過有機發光二極體d1的電流為：

i＝k[(vd–ovss)*c2/(c1+c2)]2

可知有機發光二極體的電流與驅動薄膜電晶體(t1)的閾值電壓vth無關，消除了閾值電壓vth對有機發光二極體的影響，從而提高了面板顯示的均勻性以及發光效率。

本發明的amoled像素驅動電路及像素驅動方法，通過對現有的像素驅動電路進行改進，從而消除了驅動薄膜電晶體的閾值電壓對有機發光二極體的影響，提高了面板顯示均勻性，此外還避免了面板隨oled器件的老化而出現的亮度降低、發光效率下降等問題。

綜上所述，雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。