Amoled像素驅動電路、驅動方法及陣列驅動系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種AMOLED像素驅動電路、驅動方法及陣列驅動系統，所述驅動電路包括：第一晶體管、第二晶體管、有機發光二極管及驅動晶體管，所述驅動晶體管的閾值電壓可調；所述第一晶體管的柵極連接第一掃描信號，第一電極連接數據信號，第二電極連接所述驅動晶體管的控制柵；所述驅動晶體管的源極摻雜區接地，漏極摻雜區連接所述有機發光二極管的第一極；所述有機發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，第一電極及第二電極分別連接所述有機發光二極管的第一極與第二極。本發明采用一個閾值可調的驅動晶體管代替了傳統的電容及PMOS晶體管，大大地提高了像素驅動電路的相對孔徑，從而提高了像素驅動電路的發光效率。
【專利說明】AMOLED像素驅動電路、驅動方法及陣列驅動系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及OLED顯示器的像素驅動技術，特別是涉及一種AMOLED像素驅動電路、驅動方法及陣列驅動系統。
【背景技術】
[0002]有源矩陣有機發光二極管(AM0LED)，相比于傳統的無源驅動有機發光二極管(PM0LED)，具有快速的響應時間，對比度高，可視角度大等優點，近年來已成為下一代顯示【技術領域】的有力競爭者。
[0003]AMOLED最基本的發光像素結構是2T1C結構，其由開關晶體管Tl、驅動晶體管T2、電容Cl以及有機發光二極管Dl組成，如圖1所示。所述開關晶體管Tl的柵極連接掃描信號Vscan，漏極連接數據信號Vdata，源極連接驅動晶體管T2的柵極及所述電容Cl的第一極；所述驅動晶體管T2的源極連接所述電容Cl的第二極并與外部電源VDD相連，漏極連接所述有機發光二極管Dl的第一極，所述有機發光二極管Dl的第二極接地。這種結構具有最大的相對孔徑，即子像素中發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光效率最高。 [0004]在上述的2T1C結構的像素中，像素的發光亮度由外部的數字信號決定，通過數字模擬轉換器之后，由電壓的形式輸入到數據信號Vdata上，在打開開關晶體管Tl時，信號存儲在電容Cl上，這樣驅動晶體管T2在像素發光時具有固定的柵源電壓，這樣流過驅動晶體管T2和有機發光二極管電流也就恒定不變，有機發光二極管的發光強度得到保持。由此像素可以根據不同的數據信號Vdata發射出不同亮度的光。對于上述的2T1C結構的像素，其驅動晶體管管T2 —般采用PMOS晶體管，因此輸入的數據信號Vdata越低，流過有機發光二極管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，其定義為像素中發光面積比上像素的面積，通常用來表征顯示器的發光效率。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，通常是驅動晶體管T2的三倍，而開關晶體管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光效率的重要因素。由于傳統2T1C像素結構的電容面積為驅動晶體管T2面積的3倍左右，因此，傳統2T1C像素結構的相對孔徑為:
【權利要求】
1.一種AMOLED像素驅動電路，其特征在于，所述像素驅動電路包括: 第一晶體管、第二晶體管、有機發光二極管及驅動晶體管，所述驅動晶體管包括控制柵和半浮柵，且其閾值電壓可調； 所述第一晶體管的柵極連接第一掃描信號，第一電極連接數據信號，第二電極連接所述驅動晶體管的控制柵；所述驅動晶體管的源極接地，漏極連接所述有機發光二極管的第一極；所述有機發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，第一電極及第二電極分別連接所述有機發光二極管的第一極與第二極。
2.根據權利要求1所述的AMOLED像素驅動電路，其特征在于:所述驅動晶體管包括控制柵、半浮柵、漏極摻雜區及源極摻雜區，其中: 所述半浮柵以柵介質層為間隔的覆蓋所述驅動晶體管溝道區及部分漏極摻雜區表面，且所述半浮柵部分延伸至所述漏極摻雜區表面上方并與之接觸； 所述漏極摻雜區中還包括一位于所述半浮柵下方且與之接觸的擴散區，以及一與該擴散區間隔設置的漏極接觸區； 所述半浮柵及所述擴散區的摻雜類型與漏極摻雜區、源極摻雜區及漏極接觸區的摻雜類型相反，所述半浮柵及所述擴散區與漏極摻雜區形成一 Pn結二極管； 所述控制柵以柵介質層為間隔的覆蓋于所述半浮柵的表面、側壁以及部分漏極摻雜區表面，所述控制柵上加電壓時，所述漏極接觸區與半浮柵間形成一隧穿二極管。
3.根據權利要求2所述的AMOLED像素驅動電路，其特征在于:通過所述驅動晶體管漏極與控制柵上所加電壓控制所述半浮柵存儲的電荷量，以實現所述驅動晶體管的閾值電壓可調。
4.根據權利要求3所 述的AMOLED像素驅動電路，其特征在于:所述驅動晶體管的閾值電壓通過以下過程調整: 充電過程:所述驅動晶體管的控制柵加負電壓，漏極加正電壓，電荷由于隧穿效應進入半浮柵，使所述驅動晶體管的閾值電壓降低； 放電過程:所述驅動晶體管的控制柵所加電壓大于所述漏極所加電壓，所述pn結二極管正偏，所述半浮柵中的電荷通過所述Pn結二極管釋放，所述驅動晶體管的閾值電壓提聞。
5.根據權利要求1所述的AMOLED像素驅動電路，其特征在于:所述第一晶體管及第二晶體管為多晶硅薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管、氧化鋅基薄膜晶體管及有機薄膜晶體管中的任意一種。
6.—種如權利要求1~5任意一項所述的AMOLED像素驅動電路的驅動方法，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通，所述數據信號對所述驅動晶體管的閾值電壓進行編程； 發光階段:所述第一晶體管導通，第二晶體管關斷，所述數據信號輸入第一電壓V1，使所述有機發光二極管發光。
7.根據權利要求6所述的AMOLED像素驅動電路的驅動方法，其特征在于:所述編程階段前還包括: 初始化階段:第一晶體管及第二晶體管導通，所述數據信號輸入第二電壓V2，外部電源輸入第三電壓且V3〈v2，使所述驅動晶體管中的pn結二極管正偏，以清空所述驅動晶體管半浮柵儲存的電荷。
8.根據權利要求7所述的AMOLED像素驅動電路的驅動方法，其特征在于: 在編程階段中，所述驅動晶體管的閾值電壓改變為:
Vth = Vtho+AVth 式中Vth為所述驅動晶體管編程后的閾值電壓，Vthtl為該驅動晶體管半浮柵清空電荷時的初始閾值電壓，AVth為該驅動晶體管閾值電壓編程后的變化量； 在發光階段中，所述有機發光二極管流過的電流為:
9.根據權利要求6或7所述的AMOLED像素驅動電路的驅動方法，其特征在于:在編程階段中，所述驅動晶體管的控制柵加負電壓，漏極加正電壓，電荷由于隧穿效應進入半浮柵使所述驅動晶體管的閾值電壓降低。
10.一種AMOLED像素陣列驅動系統，其特征在于，包括: 數據信號驅動電路，用于產生數據信號； 掃描電路，用于產生第一掃描信號及`第二掃描信號； 像素陣列，由多個如權利要求1~5任意一項所述的AMOLED像素驅動電路呈矩陣排列而成，其中，所述多個像素驅動電路共用同一外部電源及地線，各行中的像素驅動電路共用所述第一掃描信號及第二掃描信號，各列中的像素驅動電路共用數據信號。
【文檔編號】G09G3/32GK103680408SQ201310705774
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】汪輝, 丁毅嶺, 方娜, 汪寧, 章琦, 田犁, 封松林 申請人:中國科學院上海高等研究院