專利名稱：同異步雙柵tft-oled像素驅(qū)動(dòng)電路及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于平板顯示領(lǐng)域，具體涉及一種同異步雙柵TFT-OLED像素驅(qū)動(dòng)電路及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
有源矩陣有機(jī)發(fā)光二級(jí)管(ActiveMatrix Organic Light-Emitting Diode)AMOLED具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，自主發(fā)光，亮度高，畫質(zhì)好，可視角度大，功耗低，響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，因而引起廣泛關(guān)注，極可能成為取代液晶的下一代顯示技術(shù)。當(dāng)前，用于驅(qū)動(dòng)AMOLED的薄膜晶體管TFT主要有非晶硅薄膜晶體管，多晶硅薄膜 晶體管。由于OLED電流驅(qū)動(dòng)的特性，非晶硅薄膜晶體管由于載流子遷移率低無法提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流，因而多晶硅薄膜晶體管成為驅(qū)動(dòng)OLED的首選。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用兩個(gè)晶體管TlO和T20和一個(gè)電容C的2T1C的像素驅(qū)動(dòng)電路用來驅(qū)動(dòng)0LED，如圖I所示。但是，一方面，由于晶體管T20的閾值電壓會(huì)隨著工作時(shí)間而漂移，從而導(dǎo)致OLED的發(fā)光不穩(wěn)定；另一方面，由于晶體管TlO的泄漏電流的存在，使得電容C的電壓不穩(wěn)定，從而也導(dǎo)致了 OLED的發(fā)光不穩(wěn)定。而且，由于各個(gè)像素的晶體管T20的閾值電壓的漂移不同，增大或減小，使得各個(gè)像素間的發(fā)光不均勻。因此，傳統(tǒng)的兩個(gè)晶體管一個(gè)電容2T1C的像素驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)不適合高質(zhì)量AMOLED的顯示。為了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)管的閾值電壓補(bǔ)償，需要研究各種新型的電路結(jié)構(gòu)來更好地驅(qū)動(dòng)像素單元。然而，至今大部分的AMOLED的像素驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要么為實(shí)現(xiàn)良好的閾值電壓補(bǔ)償而采用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，要么采用簡單的電路結(jié)構(gòu)而未能很好的實(shí)現(xiàn)閾值補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種同異步雙柵TFT-OLED像素驅(qū)動(dòng)電路及其驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種同異步雙柵TFT-OLED像素驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管、第二晶體管、存儲(chǔ)電容和發(fā)光二極管；其中，第二晶體管為異步雙柵晶體管；存儲(chǔ)電容的一端接地；第一晶體管的漏極接數(shù)據(jù)線，柵極接掃描控制線，源極接存儲(chǔ)電容的非接地端；第二晶體管的漏極接有機(jī)發(fā)光二極管的陰極并通過有機(jī)發(fā)光二極管與電源線相連，頂柵接存儲(chǔ)電容的非接地端，源極接地，底柵接預(yù)充電電壓通過反饋線與漏極相連。第二晶體管為異步雙柵薄膜晶體管，即頂柵和底柵由不同電壓控制，頂柵接存儲(chǔ)電容非接地端，底柵接預(yù)充電電壓通過反饋線與漏極相連。第二晶體管作為驅(qū)動(dòng)管，驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光，并通過預(yù)充電電壓的反饋調(diào)節(jié)作用實(shí)現(xiàn)閾值補(bǔ)償，使每個(gè)像素點(diǎn)發(fā)光均勻恒定。進(jìn)一步，本發(fā)明的第一晶體管為同步雙柵薄膜晶體管，即頂柵和底柵由相同電壓控制，雙柵接同一條掃描控制線。第一晶體管作為開關(guān)管，為數(shù)據(jù)電壓寫入到第二晶體管的柵極并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電容提供開關(guān)通路；同時(shí)，由于同步雙柵晶體管的雙柵同步控制，有效地減小了泄漏電流，使得存儲(chǔ)電容的電壓保持穩(wěn)定。利用同步雙柵晶體管的泄漏電流小的特點(diǎn)，增加存儲(chǔ)電容在非選通期間對(duì)數(shù)據(jù)電壓的保持能力，因而可減小所需存儲(chǔ)電容的大小，節(jié)省電容面積。第一晶體管和第二晶體管為多晶硅薄膜晶體管或氧化鋅薄膜晶體管等。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種同異步雙柵TFT-OLED像素驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法包括以下步驟I)掃描與數(shù)據(jù)電壓寫入階段掃描控制線為高電平，數(shù)據(jù)線為有效電平，第一晶體管呈導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)據(jù)電壓通過第一晶體管寫入到第二晶體管的頂柵并由存儲(chǔ)電容保持到下 一中貞更新；2)發(fā)光與閾值補(bǔ)償階段掃描控制線為低電平，數(shù)據(jù)線為無效電平，第一晶體管呈關(guān)斷狀態(tài)，存儲(chǔ)電容上保持的電壓使第二晶體管導(dǎo)通，第二晶體管驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光階段第二晶體管的柵源電壓保持不變，從而維持有機(jī)發(fā)光二極管在一幀時(shí)間內(nèi)亮度不變直到下一幀圖像更新。當(dāng)作為驅(qū)動(dòng)管的第二晶體管的閾值電壓漂移時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流朝相反方向變化，而第二晶體管的預(yù)充電電壓隨閾值電壓朝相同方向變化，由于異步雙柵晶體管的閾值電壓隨預(yù)充電電壓增加而減小，故第二晶體管的閾值電壓反向漂移，即通過預(yù)充電電壓的反饋調(diào)節(jié)作用有效地抑制了作為驅(qū)動(dòng)管的第二晶體管的閾值電壓的漂移，實(shí)現(xiàn)了閾值補(bǔ)償，從而維持驅(qū)動(dòng)電流及發(fā)光亮度均勻恒定。本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路只在傳統(tǒng)的2T1C電路的基礎(chǔ)上引入一同步雙柵結(jié)構(gòu)和異步雙柵結(jié)構(gòu)，增加一預(yù)充電電壓及一條反饋線，既有效增加了存儲(chǔ)電容在非選通階段對(duì)數(shù)據(jù)電壓的保持效果，又有效地實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓補(bǔ)償，從而確保了顯示器發(fā)光亮度的均勻性與恒定性。換言之，相比于大部分為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保持和閾值補(bǔ)償而采用的4T1C或4T2C像素驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)省了晶體管、電容及控制線，大大簡化了電路結(jié)構(gòu)，從而提高了開口率和分辨率并降低了實(shí)現(xiàn)成本。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提出的同異步雙柵像素驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保持和閾值補(bǔ)償以保持顯示亮度均勻恒定的同時(shí)，節(jié)省了所需晶體管、電容及控制線的數(shù)量，簡化了電路，節(jié)約了成本，減小了單元像素的面積，因而可提高開口率及顯示分辨率。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的2T1C結(jié)構(gòu)的像素驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；圖2為本發(fā)明同異步雙柵TFT-OLED像素驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的的信號(hào)時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例如圖I所示，本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管Tl、第二晶體管T2、存儲(chǔ)電容Cst，和有機(jī)發(fā)光二極管OLED ;其中，第一晶體管TI為同步雙柵多晶硅薄膜晶體管，第二晶體管T2為異步雙柵多晶硅薄膜晶體管；存儲(chǔ)電容的一端接地GND ；第一晶體管Tl的漏極接數(shù)據(jù)線DATA，雙柵接同一條掃描控制線SCAN，源極接存儲(chǔ)電容的非接地端VG，第一晶體管Tl為數(shù)據(jù)電壓寫入到第二晶體管T2的頂 柵并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電容Cst提供開關(guān)通路；第二晶體管T2的漏極接有機(jī)發(fā)光二極管OLED的陰極VD并通過OLED與電源線VDD相連，頂柵接存儲(chǔ)電容的非接地端VG，源極接地，底柵接預(yù)充電電壓VPRE通過反饋線Lf與漏極VD相連。像素驅(qū)動(dòng)電路工作時(shí)，第一晶體管Tl作為開關(guān)管實(shí)現(xiàn)像素單元的選擇，第二晶體管T2作為驅(qū)動(dòng)管負(fù)責(zé)OLED的驅(qū)動(dòng)及閾值補(bǔ)償。各信號(hào)線的時(shí)序如圖3所示，本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路的控制方法包括以下步驟I)掃描與數(shù)據(jù)電壓寫入(階段I):掃描控制線SCAN電壓VSCAN為高電平，數(shù)據(jù)線DATA電壓VDATA為有效電平，第一晶體管Tl呈開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)據(jù)電壓VDATA通過第一晶體管Tl寫入到第二晶體管T2的頂柵并由存儲(chǔ)電容Cst保持到下一幀更新；2)發(fā)光與閾值補(bǔ)償(階段2):掃描控制線SCAN電壓VSCAN為低電平，數(shù)據(jù)線DATA電壓VDATA為無效電平，第一晶體管Tl呈關(guān)斷狀態(tài)，存儲(chǔ)電容Cst上保持的電壓使第二晶體管T2導(dǎo)通，第二晶體管T2驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管OLED發(fā)光，發(fā)光階段第二晶體管柵源電壓VG-GND=VDATA保持不變，從而維持有機(jī)發(fā)光二極管在一幀時(shí)間內(nèi)亮度不變直到下一幀圖像更新。當(dāng)作為驅(qū)動(dòng)管的第二晶體管T2的閾值電壓Vth漂移(增大或減小)時(shí)，由于異步雙柵晶體管閾值電壓Vth隨預(yù)充電電壓VPRE增加而減小，故第二晶體管T2的閾值電壓反向漂移，實(shí)現(xiàn)了閾值補(bǔ)償。當(dāng)?shù)诙w管T2的閾值電壓Vth增加時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流1_朝相反方向變化，即1_減小，驅(qū)動(dòng)電壓減小，而驅(qū)動(dòng)管T2的預(yù)充電電壓VPRE隨閾值電壓Vth朝相同方向變化，即預(yù)充電電壓VPRE=VD=VDD-Vmd增加，由于異步雙柵晶體管閾值電壓Vth隨預(yù)充電電壓VPRE增加而減小，故第二晶體管T2的閾值電壓Vth反向漂移，即Vth減??；當(dāng)?shù)诙w管T2的閾值電壓Vth漂移減小時(shí)驅(qū)動(dòng)電流Imd朝相反方向變化，即1_增加，驅(qū)動(dòng)電壓Vmd增加，而驅(qū)動(dòng)管T2的預(yù)充電電壓VPRE隨閾值電壓Vth朝相同方向變化，即VPRE=VD=VDD-Vcmd減小，由于異步雙柵晶體管閾值電壓Vth隨預(yù)充電電壓VPRE減小而增大，故第二晶體管T2的閾值電壓Vth反向漂移，即Vth增加。通過預(yù)充電電壓VPRE的反饋調(diào)節(jié)作用有效的抑制了第二晶體管T2的閾值電壓Vth的漂移，實(shí)現(xiàn)了閾值補(bǔ)償，從而維持驅(qū)動(dòng)電流及發(fā)光亮度的均勻與恒定。本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路中，各個(gè)像素點(diǎn)的閾值電壓的非均勻性和漂移基本不會(huì)影響發(fā)光器件OLED的亮度差異。發(fā)光器件OLED亮度與驅(qū)動(dòng)電流大小成正比。在掃描階段，數(shù)據(jù)電壓VDATA存儲(chǔ)在保持電容Cst直到下一幀，而在發(fā)光階段，不同像素點(diǎn)及同一像素點(diǎn)不同時(shí)間的閾值電壓差異通過預(yù)充電電壓的反饋調(diào)節(jié)作用得到補(bǔ)償。故發(fā)光階段流經(jīng)各個(gè)OLED的電流大小是基本均勻恒定的，即各像素點(diǎn)發(fā)光亮度均勻恒定。最后需要注意的是，公布實(shí)施方式的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和 修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種像素驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管Tl、第二晶體管T2、存儲(chǔ)電容Cst,和有機(jī)發(fā)光二極管OLED ;其中，所述第二晶體管T2為異步雙柵多晶硅薄膜晶體管； 所述存儲(chǔ)電容的一端接地GND ； 所述第一晶體管Tl的漏極接數(shù)據(jù)線DATA，柵極接掃描控制線SCAN，源極接存儲(chǔ)電容的非接地端VG，所述第一晶體管Tl為數(shù)據(jù)電壓寫入到所述第二晶體管T2的頂柵并存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)電容Cst提供開關(guān)通路； 所述第二晶體管T2的漏極接所述有機(jī)發(fā)光二極管OLED的陰極VD并通過OLED與電源線VDD相連，頂柵接所述存儲(chǔ)電容的非接地端VG，源極接地，底柵接預(yù)充電電壓VPRE通過反饋線Lf與漏極VD相連。
2.如權(quán)利要求I所述的像素驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一晶體管Tl為同步雙柵薄膜晶體管，雙柵接同一條掃描控制線。
3.如權(quán)利要求I所述的像素驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一晶體管Tl和第二晶體管T2為多晶硅薄膜晶體管或氧化鋅薄膜晶體管等。
4.一種權(quán)利要求I所述像素驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)方法包括以下步驟 1)掃描與數(shù)據(jù)電壓寫入階段掃描控制線為高電平，數(shù)據(jù)線為有效電平，第一晶體管呈導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)據(jù)電壓通過第一晶體管寫入到第二晶體管的頂柵并由存儲(chǔ)電容保持到下一幀更新； 2)發(fā)光與閾值補(bǔ)償階段掃描控制線為低電平，數(shù)據(jù)線為無效電平，第一晶體管呈關(guān)斷狀態(tài)，存儲(chǔ)電容上保持的電壓使第二晶體管導(dǎo)通，第二晶體管驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光階段第二晶體管的柵源電壓保持不變，從而維持有機(jī)發(fā)光二極管在一幀時(shí)間內(nèi)亮度不變直到下一幀圖像更新。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同異步雙柵TFT-OLED像素驅(qū)動(dòng)電路及其驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管、第二晶體管、存儲(chǔ)電容和發(fā)光二極管；其中，第一晶體管為同步雙柵薄膜晶體管，第二晶體管為異步雙柵薄膜晶體管。本發(fā)明的像素驅(qū)動(dòng)電路只在傳統(tǒng)的2T1C電路的基礎(chǔ)上引入一同步雙柵結(jié)構(gòu)和異步雙柵結(jié)構(gòu)，增加一預(yù)充電電壓及一條反饋線，既有效增加了存儲(chǔ)電容在非選通階段對(duì)數(shù)據(jù)電壓的保持效果，又有效地實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓補(bǔ)償，從而確保了顯示器發(fā)光亮度的均勻性與穩(wěn)定性。相比于大部分為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保持和閾值補(bǔ)償而采用的像素驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)省了晶體管、電容及控制線，大大簡化了電路結(jié)構(gòu)，從而提高了開口率和分辨率并降低了實(shí)現(xiàn)成本。
文檔編號(hào)G09G3/20GK102890910SQ20121038978
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者王漪, 王亮亮, 韓德棟, 蔡劍, 王薇, 耿友峰, 張盛東, 劉曉彥, 康晉鋒 申請(qǐng)人:北京大學(xué)