有源有机发光二极管显示器像素驱动电路及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了有源有机发光二极管显示器的像素驱动电路及方法，包括一个驱动晶体管，三个开关晶体管，存储电容和ＯＬＥＤ，第一晶体管的漏极接数据线，栅极接第一扫描控制线，源极接存储电容的Ａ端，第二晶体管漏极接第三晶体管的源极，栅极接存储电容的Ａ端，源极接第四晶体管的漏极以及存储电容的Ｂ端，并通过有机发光二极管与地相连。第三晶体管漏极接电源线，栅极接发光控制线，第四晶体管栅极接第二扫描控制线，源极接地，本发明专利技术电路可以有效补偿晶体管的阈值电压不均匀性和ＯＬＥＤ开启电压的退化，使ＯＬＥＤ显示画面亮度均匀并且实现高对比度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光二极管显示器的像素驱动技术，尤其涉及有源有机发光二极管显 示器的像素驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
有机发光二极管显示器(Organic Light Emitting Diode =OLED)是全固态工艺， 具有体积小，自主发光、可视角度大、响应时间短，制作成本低廉等优点，是继液晶显示器 (LCD)、等离子体显示器(PDP)之后的一种极具潜力的平板显示器。有源OLED显示器在每一个OLED像素都集成了薄膜晶体管(Thin Film Transistor :TFT)和存储电容作为像素驱动电路。由于使用TFT驱动每个像素，使得OLED 在整个帧周期内都是点亮的，类似于直流驱动，克服了无源驱动中使用占空比很小的脉冲 信号驱动带来的问题。有源驱动方式降低了发光器件的工作电流和OLED上的压降，使得发 光器件工作在高效率区并提高了器件的寿命；显示器的功耗也随之降低。AMOLED虽然工艺 相对复杂，成本较高，但耗电量低，可实现高分辨率和大信息显示，是当前的一大技术热点。 目前，应用于有源OLED的TFT主要有非晶硅TFT和多晶硅TFT。多晶硅TFT具有较高的载 流子迁移率，相比于非晶硅工艺，其特征尺寸可以做到更小，增加了 OLED像素的开口率。另 外，对于多晶硅，可制作η型和ρ型的薄膜晶体管，这为使用多晶硅TFT实现了在同一衬底 上集成制作OLED像素驱动电路及外围驱动电路提供了很大的灵活性。但多晶硅晶化设备 相当昂贵，工艺复杂，工艺均勻性不好控制。近年来，氧化锌(ZnO)基TFT及有机TFT具有 制备温度低、工艺相对简单等优点，也具备应用于有源OLED平板显示中的潜力。OLED器件属于电流驱动，需要稳定的电流来控制发光，与TFT-LCD利用稳定的电 压控制亮度不同。OLED有源矩阵驱动方式可分为电流编程模式和电压编程模式。电流编 程是在数据线上提供一恒定电流通过电流镜的作用控制OLED上流过的电流，即根据通入 电流的大小控制像素的明暗程度(灰阶)。采用电流编程技术的AMOLED画面具有自动补 偿TFT器件差异的功能，由此能提供高均勻度及高精细的画质表现，但在低色阶区电流写 入不足。在电流编程之前还需要以电压驱动一小段时间使OLED本身的寄生电容预充电 (precharge)使OLED的两端电压达到导通电压，这样数据线供给的电流才能精确控制流 经OLED的电流，这也导致外围驱动芯片设计复杂，成本高。电压编程模式结构简单，开口 率高，像素充电迅速，功耗小，控制方便，外围驱动芯片设计容易、成本低。因此近年来对电 压编程型像素驱动的研究吸引了越来越多人的参与。传统的电压编程型AMOLED像素驱动 电路包含两个薄膜晶体管和一个存储电容(简称2T1C电路)，其中一个开关(switching) TFT，一个驱动(driving) TFT。当扫描线(scan line)开启时，外部电路送入电压信号经 由开关TFT存储在存储电容(Cs)中，此电压信号控制驱动TFT导通电流大小，也就决定了 OLED的灰阶；当扫描线关闭时，存储于Cs中的电压仍能保持驱动TFT在导通状态，故能在 一个画面时间内维持OLED的固定电流。但实际上，像素阵列中TFT特性参数尤其是阈值电 压分布不均以及会随时间漂移，另外像素阵列中OLED的开启电压分布不均并随时间退化，这些都使得分配给每个像素的电流大小不一致。如何在像素电路设计上解决TFT阈值电压 漂移以及OLED开启电压退化是有源OLED显示技术的重要课题。G. R. Chaji和A. Nathan 等技术人员在“A Stable Voltage-Programmed Pixel Circuit for a_Si:H AMOLED Displays"(Journal of Display Technology,VOL. 2,NO. 4,DECEMBER2006,pp. 347-358)提 出一种补偿电路，该像素驱动电路由2个a-Si:H薄膜晶体管和一个存储电容构成。参考图 1和图2，图1给出了该电路拓扑结构，图2给出了相应的驱动时序。G. R. Chaji和A. Nathan 等技术人员指出，该像素电路能够有效补偿驱动TFT的阈值电压漂移和OLED的开启电压退 化。该电路拓扑结构虽然简单，但电源线Vdd需要三种电平又要满足一定的时序要求，同时 要保证有足够的电流驱动能力，外围驱动芯片实现起来难度大。另外，在该像素电路的数据 电压写入阶段，由于驱动管Tl导通而造成Tl管的源端电压漂移，并且其漂移程度跟写入的 灰阶数据电压的大小有关，影响了阈值电压的补偿效果。换句话说，Tl管源端电压的漂移 等效于Tl管阈值电压的漂移，从这个意义上，该像素电路未能完全实现对阈值电压的补偿 而不能达到显示均勻的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供有源有机发光二极管显 示器像素驱动电路，该驱动电路可以有效解决有源有机发光二极管显示器中各个像素点驱 动晶体管的阈值电压的不均勻性和OLED开启电压的退化，从而使得OLED显示器发光亮度 均勻。本专利技术的另一目的在于提供上述像素驱动电路的驱动方法。本专利技术的目的通过下述方案实现有源有机发光二极管显示器像素驱动电路，所述驱动电路包括第一晶体管、第二 晶体管、第三晶体管、第四晶体管、OLED ；这些晶体管为多晶硅薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体 管、氧化锌基薄膜晶体管或有机薄膜晶体管中的任意一种。所述第一晶体管的漏极接数据线，栅极接第一扫描控制线，源极接存储电容的A 端，所述第一晶体管为数据电压写入到第二晶体管T2的栅极并存储于存储电容提供通路；所述第二晶体管漏极接第三晶体管的源极，栅极接存储电容的A端，源极接第四 晶体管的漏极以及存储电容的B端，并通过OLED与地相连，所述第二晶体管驱动OLED发 光；所述第三晶体管漏极接电源线，栅极接发光控制线，所述第三晶体管为第二晶体 管阈值电压存储提供充电通路并为驱动OLED发光提供通路；所述第四晶体管栅极接第二扫描控制线，源极接地，所述第四晶体管提供OLED放 电通路使B点电位降至地电位，并避免OLED在重置阶段发光。上述有源有机发光二极管显示器像素驱动电路的驱动方法，包括下列步骤(1)重置阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线处于高电平，发光控制线处于低 电平，数据线预编程电压通过第一晶体管写入到第二晶体管的栅极，OLED阳极存储的电荷 放电直至其电位与地相等；(2)阈值电压存储阶段第一扫描控制线保持步骤(1)的高电平，第二扫描控制线 跳至低电平，发光控制线跳至高电平，通过第三晶体管、第二晶体管对OLED阳极B点进行充电直到第二晶体管截止；(3)数据电压写入阶段第一扫描控制线为高电平，第二扫描控制线和发光控制 线为低电平，数据电压通过第一晶体管写入到第二晶体管的栅极并由存储电容保持至下一 帧更新；(4)发光阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线为低电平，发光控制线为高电 平，第二晶体管驱动OLED发光，发光阶段第二晶体管的栅源电压保持不变；上述步骤(2)第二晶体管阈值电压的存储是通过对OLED充电直到第二晶体管截 止，存储电容两端存储电压即为第二晶体管的阈值电压。在数据电压写入阶段，该像素驱动 电路利本文档来自技高网...

【技术保护点】
有源有机发光二极管显示器像素驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、ＯＬＥＤ；所述第一晶体管的漏极接数据线，栅极接第一扫描控制线，源极接存储电容的Ａ端，所述第一晶体管为数据电压写入到第二晶体管的栅极并存储于存储电容提供通路；所述第二晶体管漏极接第三晶体管的源极，栅极接存储电容的Ａ端，源极接第四晶体管的漏极以及存储电容的Ｂ端，并通过ＯＬＥＤ与地相连，所述第二晶体管驱动ＯＬＥＤ发光；所述第三晶体管漏极接电源线，栅极接发光控制线，所述第三晶体管为第二晶体管阈值电压存储提供充电通路并为驱动ＯＬＥＤ发光提供通路；所述第四晶体管栅极接第二扫描控制线，源极接地，所述第四晶体管提供ＯＬＥＤ放电通路使Ｂ点电位降至地电位，并避免ＯＬＥＤ在重置阶段发光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴为敬，彭俊彪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]