Amoled 像素驅(qū)動電路、驅(qū)動方法及陣列驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一AMOLED像素驅(qū)動電路、驅(qū)動方法及陣列驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動電路包括：第一晶體管、第二晶體管、有機(jī)發(fā)光二極管及驅(qū)動晶體管，所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓可調(diào)；所述第一晶體管的柵極連接第一掃描信號，第一電極連接?xùn)艍盒盘枺诙姌O連接所述驅(qū)動晶體管的控制柵；所述驅(qū)動晶體管的源極接地，漏極連接所述有機(jī)發(fā)光二極管的第一極；所述有機(jī)發(fā)光二極管的第二極連接外部電源；所述第二晶體管的柵極連接第二掃描信號，第一電極連接數(shù)據(jù)信號，第二電極連接所述有機(jī)發(fā)光二極管的第一極。本發(fā)明采用一個閾值可調(diào)的驅(qū)動晶體管代替了傳統(tǒng)的電容及PMOS晶體管，大大地提高了像素結(jié)構(gòu)的相對孔徑，從而大大地提高了像素結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。
【專利說明】AMOLED像素驅(qū)動電路、驅(qū)動方法及陣列驅(qū)動系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及OLED顯示器的像素驅(qū)動技術(shù)，特別是涉及AMOLED像素驅(qū)動電路、驅(qū)動方法及陣列驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AM0LED)，相比于傳統(tǒng)的無源驅(qū)動有機(jī)發(fā)光二極管(PM0LED)，具有快速的響應(yīng)時間，對比度高，可視角度大等優(yōu)點，已成為下一代顯示【技術(shù)領(lǐng)域】的有力競爭者。
[0003]AMOLED最基本的發(fā)光像素結(jié)構(gòu)是2T1C結(jié)構(gòu)，其由開關(guān)晶體管Tl、驅(qū)動晶體管T2、電容Cl以及有機(jī)發(fā)光二極管Dl組成，如圖1所示。所述開關(guān)晶體管Tl的柵極連接掃描信號Vscan，漏極摻雜區(qū)連接數(shù)據(jù)信號Vdata，源極摻雜區(qū)連接驅(qū)動晶體管T2的柵極及所述電容Cl的第一極；所述驅(qū)動晶體管T2的源極摻雜區(qū)連接所述電容Cl的第二極并與外部電源VDD相連，漏極摻雜區(qū)連接所述有機(jī)發(fā)光二極管Dl的第一極，所述有機(jī)發(fā)光二極管Dl的第二極接地。這種結(jié)構(gòu)具有最大的相對孔徑，即子像素中發(fā)光面積和像素整體面積的比值最大，這樣可以使得像素的發(fā)光效率最高。
[0004]在上述的2T1C結(jié)構(gòu)的像素中，像素的發(fā)光亮度由外部的數(shù)字信號決定，通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器之后，由電壓的形式輸入到數(shù)據(jù)信號Vdata上，在打開開關(guān)晶體管Tl時，信號存儲在電容Cl上，這樣驅(qū)動晶體管T2在像素發(fā)光時具有固定的柵源電壓，這樣流過驅(qū)動晶體管T2和有機(jī)發(fā)光二極管電流也就恒定不變，有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度得到保持。由此像素可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)信號Vdata發(fā)射出不同亮度的光。對于上述的2T1C結(jié)構(gòu)的像素，其驅(qū)動晶體管管T2 —般采用PMOS晶體管，因此輸入的數(shù)據(jù)信號Vdata越低，流過有機(jī)發(fā)光二極管Dl的電流越大，亮度就越大。
[0005]一般來說，在AMOLED像素中具有一個相對孔徑的指標(biāo)，其定義為像素中發(fā)光面積比上像素的面積，通常用來表征顯示器的發(fā)光效率。而在一個像素中，由于需要考慮到電容的漏電情況，一般電容Cl要占到像素的很大一部分面積，通常是驅(qū)動晶體管T2的三倍，而開關(guān)晶體管Tl的面積最小，因此AMOLED像素中是否存在電容會成為限制像素發(fā)光效率的重要因素。由于傳統(tǒng)2T1C像素結(jié)構(gòu)的電容面積為驅(qū)動管T2面積的3倍左右，因此，傳統(tǒng)2T1C像素結(jié)構(gòu)的相對孔徑為:
【權(quán)利要求】
1.一種AMOLED像素驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括: 第一晶體管、第二晶體管、有機(jī)發(fā)光二極管及驅(qū)動晶體管，所述驅(qū)動晶體管包括控制柵和半浮柵，且其閾值電壓可調(diào)； 所述第一晶體管的柵極連接第一掃描信號，第一電極連接?xùn)艍盒盘枺诙姌O連接所述驅(qū)動晶體管的控制柵；所述驅(qū)動晶體管的源極接地，漏極連接所述有機(jī)發(fā)光二極管的第一極；所述有機(jī)發(fā)光二極管的第二極連接外部電源；所述第二晶體管的柵極連接第二掃描信號，第一電極連接數(shù)據(jù)信號，第二電極連接所述有機(jī)發(fā)光二極管的第一極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AMOLED像素驅(qū)動電路，其特征在于:所述驅(qū)動晶體管包括控制柵、半浮柵、漏極摻雜區(qū)及源極摻雜區(qū)，其中: 所述半浮柵以柵介質(zhì)層為間隔的覆蓋于所述驅(qū)動晶體管溝道區(qū)及部分漏極摻雜區(qū)表面，且所述半浮柵部分延伸至所述漏極摻雜區(qū)上方并與之接觸； 所述漏極摻雜區(qū)中還包括一位于所述半浮柵下方且與之接觸的擴(kuò)散區(qū)，以及一與該擴(kuò)散區(qū)間隔設(shè)置的漏極接觸區(qū)； 所述半浮柵及所述擴(kuò)散區(qū)的摻雜類型與漏極摻雜區(qū)、源極摻雜區(qū)及漏極接觸區(qū)的摻雜類型相反，所述半浮柵及所述擴(kuò)散區(qū)與漏極摻雜區(qū)形成一 Pn結(jié)二極管； 所述控制柵以柵介質(zhì)層為間隔的覆蓋于所述半浮柵的表面、側(cè)壁以及部分漏極摻雜區(qū)表面， 所述控制柵加上電壓時，所述漏極接觸區(qū)與半浮柵間形成一隧穿二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AMOLED像素驅(qū)動電路，其特征在于:通過所述驅(qū)動晶體管漏極與所述控制柵上所加電壓控制所述半浮柵存儲的電荷量，以實現(xiàn)所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AMOLED像素驅(qū)動電路，其特征在于:所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓通過以下過程調(diào)整: 充電過程:所述驅(qū)動晶體管的控制柵加負(fù)電壓，漏極摻雜區(qū)加正電壓，電荷由于隧穿效應(yīng)進(jìn)入半浮柵，使所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓降低； 放電過程:所述驅(qū)動晶體管的控制柵所加電壓大于所述漏極摻雜區(qū)所加電壓，所述pn結(jié)二極管正偏，所述半浮柵中的電荷通過所述Pn結(jié)二極管釋放，所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓提聞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AMOLED像素驅(qū)動電路，其特征在于:所述驅(qū)動晶體管控制柵的電壓通過所述第一掃描信號及柵壓信號控制，所述驅(qū)動晶體管的漏極的電壓通過所述第二掃描信號、數(shù)據(jù)信號及外部電源控制。
6.—種如權(quán)利要求1~5任意一項所述的AMOLED像素驅(qū)動電路的驅(qū)動方法，其特征在于，包括: 編程階段:所述第一晶體管及第二晶體管導(dǎo)通，外部電源輸出低電平，柵壓信號輸入第一電壓V1，所述數(shù)據(jù)信號對所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓進(jìn)行編程； 發(fā)光階段:所述第一晶體管導(dǎo)通，第二晶體管關(guān)斷，外部電源輸出高電平，所述柵壓信號輸入第二電壓V2使所述有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的AMOLED像素驅(qū)動電路的驅(qū)動方法，其特征在于:所述編程階段前還包括: 初始化階段:所述第一晶體管及第二晶體管導(dǎo)通，外部電源輸出低電平，數(shù)據(jù)信號輸入第三電壓V3，柵壓信號輸入第四電壓V4,且V3〈V4，使所述驅(qū)動晶體管中的pn結(jié)二極管正偏，以清空所述驅(qū)動晶體管半浮柵儲存的電荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的AMOLED像素驅(qū)動電路的驅(qū)動方法，其特征在于: 在編程階段中，所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓改變?yōu)?
Vth = Vtho+八 Vth 式中Vth為所述驅(qū)動晶體管編程后的閾值電壓，Vthtl為該驅(qū)動晶體管半浮柵清空電荷時的初始閾值電壓，AVth為該驅(qū)動晶體管閾值電壓編程后的變化量； 在發(fā)光階段中，所述有機(jī)發(fā)光二極管流過的電流為: I wI WO
/ = -//Coxτ(Κ -Vth) = -//Cov-(V2 -Vtho-AVth)2 式中I為流過有機(jī)發(fā)光二極管和驅(qū)動晶體管的電流，μ為載流子遷移率，Cm為單位面積柵氧化層電容，W為驅(qū)動晶體管柵寬，L為驅(qū)動晶體管柵長。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的AMOLED像素驅(qū)動電路的驅(qū)動方法，其特征在于:在編程階段中，所述柵壓信號為負(fù)電壓，所述數(shù)據(jù)信號為正電壓，使電荷由于隧穿效應(yīng)進(jìn)入半浮柵以降低所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓。
10.一種AMOLED像素陣列驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括: 數(shù)據(jù)信號驅(qū)動電路，用于 產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號； 掃描電路，用于產(chǎn)生第一掃描信號及第二掃描信號； 像素陣列，由多個如權(quán)利要求1~5任意一項所述的AMOLED像素驅(qū)動電路呈矩陣排列而成，其中，所述多個像素驅(qū)動電路共用同一外部電源、柵壓信號及地線，各行中的像素驅(qū)動電路共用所述第一掃描信號及第二掃描信號，各列中的像素驅(qū)動電路共用所述數(shù)據(jù)信號。
【文檔編號】G09G3/32GK103681767SQ201310705309
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】汪輝, 丁毅嶺, 方娜, 汪寧, 章琦, 田犁, 封松林 申請人:中國科學(xué)院上海高等研究院