像素驱动电路、阵列基板及显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种像素驱动电路，包括驱动晶体管、第一至第四开关元件、存储电容。通过不同控制信号控制上述开关元件的导通和关断来实现像素驱动电路的补偿功能，并实现OLED的发光电流仅与OLED的阈值电压和数据信号有关，而与驱动晶体管的阈值电压和背板电源压降无关，从而解决驱动晶体管阈值电压偏移和背板电源压降造成的发光亮度不均的问题。本实用新型专利技术还公开一种阵列基板及显示装置。

【技术实现步骤摘要】
像素驱动电路、阵列基板及显示装置
本技术涉及有机发光二极管显示
更具体地，涉及一种OLED像素驱动电路、阵列基板及显示装置。
技术介绍
有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode,OLED)显示技术是指有机发光材料在电流驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的技术。OLED发光原理是用ITO电极和金属电极分别作为器件的第一极和第二极，在一定的电流驱动下，电子和空穴分别从第二极和第一极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，在有发光特性的有机物质内复合，形成处于激发态的激子并使发光分子激发，激发的发光分子经过辐射弛豫而发出可见光。OLED根据其驱动方式分为无源OLED(PassiveMatrixOLED,PMOLED)和有源OLED(ActiveMatrixOLED,AMOLED)，其中AMOLED显示技术是一种应用于电视和移动设备的显示技术，以其低功耗、大尺寸的特点在对功耗敏感的便携电子设备中有着广阔的应用前景。如图1所示，传统的AMOLED像素驱动电路包括OLED元件、驱动晶体管M1、开关晶体管M2和电容器C。其中电容器C的一端连接电源电压Vdd和驱动晶体管M1的源极，另一端连接开关晶体管M2的漏极和驱动晶体管的栅极，用于存储驱动晶体管M1的阈值电压。开关晶体管M2的栅极连接扫描线S，源极连接数据电压Vdata，漏极连接驱动晶体管M1的栅极。开关晶体管M2的通断由扫描线S控制，进而控制数据电压Vdata的输入，驱动晶体管M1的源极连接电源电压Vdd，漏极连接OLED的阳极，OLED的阴极连接参考电压Vss。数据电压Vdata通过开关晶体管M2供应到驱动晶体管M1的栅极，以控制驱动晶体管M1的通断和电流的大小，进而控制OLED的发光及强弱。OLED发光时流经OLED的电流IOLED为驱动晶体管M1对应于栅源电压Vgs的电流，电流IOLED可表示为：IOLED＝k(Vgs-Vth)2＝k(Vdd-Vdata-|Vth|)2，其中，k表示常数。从上式中可以看出，在上述OLED像素驱动电路中，电流IOLED取决于驱动晶体管M1的阈值电压Vth和电源电压Vdd。不可避免地，晶体管阈值电压偏移和背板电源压降将造成OLED发光亮度不均的问题。目前，由于低温多晶硅薄膜晶体管(LTPSTFT)具有更高的迁移率和更稳定的特性，所以AMOLED中多采用LTPSTFT构建像素电路，为OLED器件提供相应的电流。但同时由于晶化工艺的局限性，在大面积玻璃基板上制作的LTPSTFT常常在诸如阈值电压、迁移率等电学参数上具有非均匀性，这种非均匀性会转化为OLED显示器件的电流差异和亮度差异，并被人眼所感知，即云纹现象(mura)。另外，在大尺寸显示应用中，由于背板电源线存在一定电阻，且所有像素的驱动电流都由ELVDD提供，因此在背板中靠近ELVDD电源供电位置区域的电源电压相比较离供电位置较远区域的电源电压要高，这种现象被称为电阻压阵(IRDrop)，由于ELVDD的电压与电流相关，IRDrop也会造成不同区域的电流差异，进而影响显示效果。现有的OLED像素驱动电路中的补偿技术大多针对阈值电压偏移这一问题，而忽视了随着OLED尺寸大型化的趋势，信号线的负载也会越来越大，致使信号线上会出现电压的衰减，从而影响显示区域电流均匀性。因此，需要一种OLED的像素驱动电路、阵列基板及显示装置。
技术实现思路
为了解决OLED的发光电流受驱动晶体管的阈值电压和背板电源压降影响而产生发光亮度不均的问题，本技术第一方面提供一种OLED的像素驱动电路，包括驱动晶体管、第一至第四开关元件和存储电容。在上述像素驱动电路中，驱动晶体管的第二端与OLED的第一极连接，用于驱动OLED进行发光，OLED的第二极接收第二电源信号；第一开关元件用于响应第一驱动开关信号而导通，以将第一电源信号传输至驱动晶体管的第一端；第二开关元件用于响应第二驱动开关信号而导通，以将驱动晶体管的第一端通过存储电容与驱动晶体管的控制端连通；第三开关元件用于响应写入开关信号而导通，以将驱动晶体管的第一端通过存储电容与驱动晶体管的第二端连通；第四开关元件用于响应写入开关信号而导通，以将数据信号传输至驱动晶体管的控制端。本技术的第一方面通过不同控制信号控制上述开关元件的导通和关断来实现像素驱动电路的补偿功能，并实现OLED的发光电流仅与OLED的阈值电压和数据信号有关，而与驱动晶体管的阈值电压和背板电源压降无关，从而解决驱动晶体管阈值电压偏移和背板电源压降造成的发光亮度不均的问题。在一个优选实施例中，第一至第四开关元件分别为第一至第四晶体管，其中第一晶体管的控制端接收第一驱动开关信号，第一端接收第一电源信号，第二端与驱动晶体管的第一端和存储电容的第一端连接；第二晶体管的控制端接收第二驱动开关信号，第一端与存储电容的第二端连接，第二端与驱动晶体管的控制端连接；第三晶体管的控制端接收写入开关信号，第一端与存储电容的第二端连接，第二端与驱动晶体管的第二端连接；第四晶体管的控制端接收写入开关信号，第一端接收数据信号，第二端与驱动晶体管的控制端连接。在该实施例中，通过引入第一和第二驱动开关信号分别对第一和第二晶体管的导通和关断进行控制，使得电路结构随驱动开关信号的高低电平变化而改变。同时，写入开关信号控制数据信号的写入过程，将数据信号和驱动晶体管的阈值电压写入存储电容的第一端并将OLED的阈值电压写入存储电容的第二端，完成存储电容两端电压的写入，实现OLED的发光电流仅与OLED的阈值电压和数据信号有关，从而解决驱动晶体管阈值电压偏移和背板电源压降造成的发光亮度不均的问题。在又一个优选实施例中，所有晶体管均为P型薄膜晶体管，所有P型薄膜晶体管的第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极；OLED的第一极为阳极，第二极为阴极；并且第一电源信号为高电平信号，第二电源信号为低电平信号。或者，所有晶体管均为N型薄膜晶体管，所有N型薄膜晶体管的第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极；OLED的第一极为阴极，第二极为阳极；并且第一电源信号为低电平信号，第二电源信号为高电平信号。在上述实施例中，晶体管可以为P型薄膜晶体管或N型薄膜晶体管。对应地，电路中OLED的电流流向及电源信号的高低电平随着采用不同导电类型的薄膜晶体管作为电路的开关元件的不同而改变。在又一个优选实施例中，所有开关元件和驱动晶体管均为低温多晶硅晶体管。在该实施例中，采用低温多晶硅晶体管降低了制造成本和产品功耗，具有更快的电子迁移率和更小的薄膜电路面积，提高了显示的分辨率和稳定性。在又一个优选实施例中，驱动时序包括：初始化阶段：利用第一驱动开关信号、第二驱动开关信号以及写入开关信号导通第一开关元件、第三开关元件和第四开关元件并关断第二开关元件，利用数据信号关断驱动晶体管，并使驱动晶体管控制端和第一端之间形成固定电压偏置；补偿阶段：利用第一驱动开关信号、第二驱动开关信号以及写入开关信号导通第三开关元件和第四开关元件并关断第一开关元件和第二开关元件，以将数据信号和驱动晶体管的阈值电压写入存储电容的第一端，并将OLED的阈值电压写入存储电容的第二端；发光阶段：利用第一驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OLED的像素驱动电路，其特征在于，包括驱动晶体管、第一至第四开关元件、存储电容，其中所述驱动晶体管的第二端与所述OLED的第一极连接，用于驱动OLED进行发光，所述OLED的第二极接收第二电源信号；所述第一开关元件用于响应第一驱动开关信号而导通，以将第一电源信号传输至所述驱动晶体管的第一端；所述第二开关元件用于响应第二驱动开关信号而导通，以将所述驱动晶体管的第一端通过所述存储电容与所述驱动晶体管的控制端连通；所述第三开关元件用于响应写入开关信号而导通，以将所述驱动晶体管的第一端通过所述存储电容与所述驱动晶体管的第二端连通；所述第四开关元件用于响应所述写入开关信号而导通，以将数据信号传输至所述驱动晶体管的控制端。

【技术特征摘要】
1.一种OLED的像素驱动电路，其特征在于，包括驱动晶体管、第一至第四开关元件、存储电容，其中所述驱动晶体管的第二端与所述OLED的第一极连接，用于驱动OLED进行发光，所述OLED的第二极接收第二电源信号；所述第一开关元件用于响应第一驱动开关信号而导通，以将第一电源信号传输至所述驱动晶体管的第一端；所述第二开关元件用于响应第二驱动开关信号而导通，以将所述驱动晶体管的第一端通过所述存储电容与所述驱动晶体管的控制端连通；所述第三开关元件用于响应写入开关信号而导通，以将所述驱动晶体管的第一端通过所述存储电容与所述驱动晶体管的第二端连通；所述第四开关元件用于响应所述写入开关信号而导通，以将数据信号传输至所述驱动晶体管的控制端。2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一至第四开关元件分别为第一至第四晶体管，其中所述第一晶体管的控制端接收所述第一驱动开关信号，第一端接收所述第一电源信号，第二端与所述驱动晶体管的第一端和所述存储电容的第一端连接；所述第二晶体管的控制端接收所述第二驱动开关信号，第一端与所述存储电容的第二端连接，第二端与所述驱动晶体管的控制端连接；所述第三晶体管的控制端接收所述写入开关信号，第一端与所述存储电容的第二端连接，第二端与所述驱动晶体管的第二端连接；所述第四晶体管的控制端接收所述写入开关信号，第一端接收所述数据信号，第二端与所述驱动晶体管的控制端连接。3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，所有所述晶体管均为P型薄膜晶体管，所有所述P型薄膜晶体管的第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极；所述OLED的第一极为阳极，第二极为阴极；并且所述第一电源信号为高电平信号，所述第二电源信号为低电平信号，或者所有所述晶体管均为N型薄膜晶体管，所有所述N型薄膜晶体管的第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极；所述OLED的第一极为阴极，第二极为阳极；并且所述第一电源信号为低电平信号，所述第二电源信号为高电平信号。4.根据权利要求1-3中任一项所述的像素驱动电路，其特征在于，所有所述开关元件和驱动晶体管均为低温多晶硅晶体管。5.根据权利要求1-3中任一项所述的像素驱动电路，其特征在于，所述驱动时序包括：初始化阶段：利用第一驱动开关信号、第二驱动开关信号以及写入开关信号导通第一开关元件、第三开关元件和第四开关元件并关断第二开关元件，利用数据信号关断驱动晶体管，并使驱动晶体管控制端和第一端之间形成固定电压偏置；补偿阶段：利用第一驱动开关信号、第二驱动开关信号以及写入开关信号导通第三开关元件和第四开关元件并关断第一开关元件和第二开关元件，以将数据信号和驱动晶体管的阈值电压写入存储电容的第一端，并将OLED的阈值电压写入存储电容的第二端；发光阶段：利用第一驱动开关信号、第二驱动开关信号以及写入开关信号导通第一开关元件和第二开关元件并关断第三开关元件和第四开关元件，以通过存储电容中的电压信号导通所述驱动晶体管，使第一电源信号驱动OLED发光。6.根据权利要求5所述的像素驱动电路，其特征在于，在所有所述开关元件和驱动晶体管为P型薄膜晶体管的情况下，所述初始化阶段中，所述写入开关信号和第一驱动开关信号为低电平信号，所述第二驱动开关信号为高电平信号，所述数据信号为第一数据信号；所述补偿阶段中，所述写入开关信号为低电平信号，所述第一驱动开关信号和第二驱动开关信号为高电平信号，所述数据信号为第二数据信号；所述发光阶段中，所述写入开关信号为高电平信号，所述第一驱动开关信号、第二驱动开关信号和数据信号为低电平信号；其中，所述第一数据信号的电压值高于所述第二数据信号的电压值。7.一种OLED的像素驱动电路，其特征在于，包括驱动晶体管、第一至第五开关元件、存储电容，其中所述驱动晶体管的第二端与所述OLED的第一极连接，用于驱动OLED进行发光，所述OLED的第二极接收第二电源信号；所述第一开关元件用于响应第一驱动开关信号而导通，以将第一电源信号传输至所述驱动晶体管的第一端；所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪岭，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11