一种AMOLED像素电路及驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种AMOLED像素电路及驱动方法,包括第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、驱动管T3、有机发光二极管OLED、数据线Vdata、第一扫描控制线Vscan1、第二扫描控制线Vscan2、存储电容Cst、编程/擦除信号线Vpe，驱动方法包括阈值电压重置阶段、阈值电压补偿阶段、驱动电压写入阶段以及发光阶段，本发明专利技术具有结构和操作简单、尺寸小、开口率高、功耗低等优点，适用于高分辨率、大尺寸的平板显示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有源矩阵有机发光二极管(Active-MatrixOrganicLightEmittingDiode，AMOLED)像素电路及其驱动方法，属于平板显示

技术介绍
平板显示(FlatPanelDisplay,FPD)广泛应用于电视、计算机、平板电脑及智能手机等各类电子产品中，在电子信息产业中具有举足轻重的作用。作为平板显示的新兴代表，AMOLED显示具有自主发光、视角宽、色彩鲜艳、对比度高、工作温度范围宽(在零下40℃仍可工作)及适于柔性显示等优点，近年来发展势头迅猛。像素电路是构成平板显示的基本单元，一个典型的AMOLED像素电路由两个薄膜晶体管(2T，T表示Transistor)、一个存储电容(1C,C表示Capacitor)及有机发光二极管OLED构成,呈2T1C结构。其中，一个晶体管作为开关管，用于控制数据线对存储电容进行充电的通路；另外一个晶体管则作为驱动管，为OLED提供驱动电流，并通过驱动电流的大小调节OLED的明暗程度(灰阶)；存储电容则主要用于在OLED发光阶段维持施加在驱动管栅极的驱动电压。但是在实际应用中，无论是何种类型的薄膜晶体管，施加在薄膜晶体管上的电压偏置所产生的应力效应(Bias-InducedStress,BIS)不可避免地会引起薄膜晶体管的阈值电压发生漂移。由于阈值电压是决定晶体管输出电流的一个关键参数，阈值电压漂移将对驱动管的驱动电流(进而对OLED的灰阶)产生严重<br>影响。因此实际使用时往往要求像素电路具备对其驱动管的阈值电压漂移进行补偿的功能，以提高显示的稳定性能。当前，一个具备阈值电压补偿功能的像素电路通常包含了4个以上的晶体管和2个以上的电容，并需配备数目众多的控制线和数据线才可以进行阈值电压补偿。因此现有技术的像素电路具有尺寸大、开口率低、功耗高、结构和操作复杂等缺点，限制了它在高分辨率、大尺寸平板显示中的应用。利用双栅薄膜晶体管自身具备阈值电压调节功能的特点，Y.H.Tai等人提出了一种新型的AMOLED像素电路及其驱动方法(Y.H.Tai，L.S.Chou，H.L.Chiu,etal.,IEEEElectronDeviceLett.,Vol.33,No.3,pp.393-395,2012)。如图1所示，该像素电路采用双栅薄膜晶体管作为驱动管，呈3T2C结构，具有结构和操作简单、功耗低的优点。然而像素电路中的电容(如存储电容、补偿电容)的尺寸通常远大于晶体管的尺寸，因此像素电路的尺寸主要由电容决定。因此，与现有技术中5T2C等AMOLED像素电路比较，Y.H.Tai等提出的3T2C像素电路虽然减少了晶体管的数目，但在尺寸方面的优势并不显著，仍然存在着尺寸大、开口率低的缺点。申请号为201510166569X的专利公开了一种像素电路及其驱动方法，该像素电路包括反馈单元和驱动管T1，其中驱动管T1为双栅薄膜晶体管。该电路同样利用了双栅薄膜晶体管自身具备阈值电压调节功能的特点，通过反馈单元来调整施加在T1其中一个栅极上的电压，进而实现T1的阈值电压调节和补偿。该电路呈3T1C结构，但存在以下问题：(1)T1的阈值电压调节范围与施加在其栅极上的电压的极性密切相关，由于施加在T1其中一个栅极上的电压的极性始终为正(与电源电压VDD保持一致)而不能为负，因此，其阈值电压调节范围较窄；(2)在T1其中一个栅极上施加一个大的正电压(如VDD)会引起T1的阈值电压减小，甚至使T1的阈值电压小于零，导致T1处于常导通的状态，进而导致电路中VDD与地之间形成通路，这会引起发光器件的误发光。申请号为201410442661.X的专利技术专利公开了一种基于薄膜晶体管的反相器，具体公开了一种薄膜晶体管，如图3所示，该薄膜晶体管包括衬底(10)，设在衬底上的第一栅极(11)，设在衬底(10)上并且覆盖底栅(11)的栅氧化层(12)，设在栅氧化层(12)上的沟道层(13)，设在沟道层(13)上相对两侧的源极(14)、漏极(15)，设在沟道层(13)上以及源极(14)、漏极(15)上的隧穿层(21)，设在隧穿层(21)上的存储层(22)，设在存储层(22)上的阻挡层(23)，以及设在阻挡层(23)上的第二栅极(16)，所述第二栅极(16)位于第一栅极(11)正上方。所述驱动管为具有电荷存储功能的双栅薄膜晶体管，通过调节其存储层中的电荷数目，可调节驱动管的阈值电压。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种结构和操作简单(呈3T1C结构)、尺寸小、开口率高、功耗低的AMOLED像素电路及驱动方法，可有效解决AMOLED像素电路中驱动管的阈值电压漂移引起的显示稳定性问题。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种AMOLED像素电路，包括第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、驱动管T3、有机发光二极管OLED、数据线Vdata、第一扫描控制线Vscan1、第二扫描控制线Vscan2、存储电容Cst、编程/擦除信号线Vpe，其中：所述第一开关晶体管T1包括第一开关晶体管漏极、第一开关晶体管栅极以及第一开关晶体管源极，所述第一开关晶体管漏极与数据线Vdata相连接，第一开关晶体管栅极与第一扫描控制线Vscan1相连接，而第一开关晶体管源极与存储电容Cst的A端相连接；所述第二开关晶体管T2包括第二开关晶体管漏极、第二开关晶体管栅极以及第二开关晶体管源极，所述第二开关晶体管漏极与有机发光二极管OLED的阳极相连接，第二开关晶体管栅极与第二扫描控制线Vscan2相连接，第二开关晶体管源极连接地线Vss；所述驱动管T3为具备电荷存储功能且能够通过调节其自身存储层中的电荷数目调节其阈值电压的双栅薄膜晶体管；所述驱动管T3包括第一栅极、第二栅极、驱动管漏极以及驱动管源极，所述第一栅极与存储电容Cst的A端相连接，第二栅极与编程/擦除信号线Vpe相连接，驱动管漏极与电源线Vdd相连接，驱动管源极与有机发光二极管OLED的阳极相连接；所述存储电容Cst的B端以及有机发光二极管OLED的阴极分别与地线Vss相连接。一种AMOLED像素电路的驱动方法，包括以下步骤：(1)阈值电压重置阶段：第一扫描控制线Vscan1设为高电平，第二扫描控制线Vscan2设为高电平，电源线Vdd设为低电平，数据线Vdata上的电压设为预置电压Vpreset，编程/擦除信号线Vpe上的电压设为擦电压Ve；利用隧穿机制对驱动管T3进行擦操作使其阈值电压变小；(2)阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AMOLED像素电路，其特征在于：包括第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、驱动管T3、有机发光二极管OLED、数据线Vdata、第一扫描控制线Vscan1、第二扫描控制线Vscan2、存储电容Cst、编程/擦除信号线Vpe，其中：所述第一开关晶体管T1包括第一开关晶体管漏极、第一开关晶体管栅极以及第一开关晶体管源极，所述第一开关晶体管漏极与数据线Vdata相连接，第一开关晶体管栅极与第一扫描控制线Vscan1相连接，而第一开关晶体管源极与存储电容Cst的A端相连接；所述第二开关晶体管T2包括第二开关晶体管漏极、第二开关晶体管栅极以及第二开关晶体管源极，所述第二开关晶体管漏极与有机发光二极管OLED的阳极相连接，第二开关晶体管栅极与第二扫描控制线Vscan2相连接，第二开关晶体管源极连接地线Vss；所述驱动管T3为具备电荷存储功能且能够通过调节其自身存储层中的电荷数目调节其阈值电压的双栅薄膜晶体管；所述驱动管T3包括第一栅极、第二栅极、驱动管漏极以及驱动管源极，所述第一栅极与存储电容Cst的A端相连接，第二栅极与编程/擦除信号线Vpe相连接，驱动管漏极与电源线Vdd相连接，驱动管源极与有机发光二极管OLED的阳极相连接；所述存储电容Cst的B端以及有机发光二极管OLED的阴极分别与地线Vss相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种AMOLED像素电路，其特征在于：包括第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、
驱动管T3、有机发光二极管OLED、数据线Vdata、第一扫描控制线Vscan1、第二扫
描控制线Vscan2、存储电容Cst、编程/擦除信号线Vpe，其中：
所述第一开关晶体管T1包括第一开关晶体管漏极、第一开关晶体管栅极以及第
一开关晶体管源极，所述第一开关晶体管漏极与数据线Vdata相连接，第一开关晶
体管栅极与第一扫描控制线Vscan1相连接，而第一开关晶体管源极与存储电容Cst
的A端相连接；
所述第二开关晶体管T2包括第二开关晶体管漏极、第二开关晶体管栅极以及第
二开关晶体管源极，所述第二开关晶体管漏极与有机发光二极管OLED的阳极相连接，
第二开关晶体管栅极与第二扫描控制线Vscan2相连接，第二开关晶体管源极连接地
线Vss；
所述驱动管T3为具备电荷存储功能且能够通过调节其自身存储层中的电荷数目
调节其阈值电压的双栅薄膜晶体管；所述驱动管T3包括第一栅极、第二栅极、驱动
管漏极以及驱动管源极，所述第一栅极与存储电容Cst的A端相连接，第二栅极与
编程/擦除信号线Vpe相连接，驱动管漏极与电源线Vdd相连接，驱动管源极与有机
发光二极管OLED的阳极相连接；
所述存储电容Cst的B端以及有机发光二极管OLED的阴极分别与地线Vss相连
接。
2.根据权利要求1所述的AMOLED像素电路，其特征在于：所述驱动管T3包括由上到
下依次设置的第二栅极(16)、阻挡层(23)、存储层(22)、隧穿层(21)、沟
道层(13)、栅氧化层(12)以及衬底(10)，所述栅氧化层(12)与衬底(10)相对的一面
的形状为凹形，所述第一栅极(11)设置于栅氧化层(12)的凹形内部，且所述栅氧
化层(12)的两侧凸起侧端与衬底(10)相接；所述隧穿层(21)与沟道层(13)相
对的一面的形状为凸形，驱动管源极(14)设置于隧穿层(2)凸形一面较低的两侧
上，且所述隧穿层(2)的凸形端与沟道层(13)连接。
3.一种基于权利要求1或2所述的AMOLED像素电路的驱动方法，其特征在于，包括以
下步骤：
(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓东，黄见秋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32