专利名称：Amoled像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示驱动技术，尤其涉及ー种AMOLED像素单元驱动电路和方法、像素単元以及显示装置。
背景技术：
AMOLED能够发光是由于驱动TFT在饱和状态时产生的电流所驱动，即电流驱动发光。图I为已有基本电流型AMOLED(有源矩阵有机发光二极管面板)像素结构原理图。如图I所示，已有基本电流型AMOLED像素结构包括0LED、Tl、T2、T3、T4和存储电容Cst，其中Tl为驱动薄膜晶体管，T2、T3、T4为控制薄膜晶体管，T2的栅极和T3的栅极与输出控制信号CNl的控制线连接，T4的栅极与输出控制信号CN2的控制线连接。该已有电流型 AMOLED像素结构直接由外部加入驱动电流Idata，以决定存储电容Cst上的电压，从而产生驱动OLED(有机发光二极管)发光的驱动电流Ioled。在基本电流型AMOLED像素结构中，Ioled等于Idata，而由于Ioled必须在OLED的工作电流范围内，为较小电流，因此Idata也较小，存储电容Cst为大电容，充电速度较慢，特别在低灰阶下，充电时间很长，不适用于高分辨率、高刷新频率的AMOLED显示。
发明内容
本发明的主要目的在于提供ー种AMOLED像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置，可以使得充电电流Idata和流过OLED的电路Ioled之间具有较大的缩放比例，保证Ioled在OLED工作电流范围内，而Idata可以为较大电流，从而加快了对存储电容的充电速度。本发明提供ー种AMOLED像素単元驱动电路，用于驱动0LED，所述AMOLED像素単元驱动电路包括开关单元，第一输入端与提供充电电流的电流源连接，第二输入端与OLED连接；存储电容，第一端与所述开关単元的输出端连接，第二端连接到低电平；驱动薄膜晶体管和电流镜薄膜晶体管，栅极均与存储电容的第一端连接，源极接到低电平；以及分压薄膜晶体管，栅极与存储电容的第一端连接，源极与驱动薄膜晶体管的漏极连接，漏极与OLED连接；所述开关単元，用于在第一时间段导通第一输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路以及第二输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，并断开第一输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路以及第二输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路；所述开关単元，还用于在第二时间段断开第一输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极和驱动薄膜晶体管的漏极的通路，并断开第二输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极和驱动薄膜晶体管的漏极的通路。实施时，所述驱动薄膜晶体管的阈值电压、所述电流镜薄膜晶体管的阈值电压和所述分压薄膜晶体管的阈值电压相等。实施时，所述开关単元包括第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件，其中，所述驱动薄膜晶体管的栅极与所述电流镜薄膜晶体管的栅极通过所述第五开关元件与所述电流源连接；所述电流镜薄膜晶体管的漏极通过所述第四开关元件与所述电流源连接；所述驱动薄膜晶体管的漏极通过所述第六开关元件与所述OLED连接；
所述第四开关元件，用于在第一时间段导通所述电流镜薄膜晶体管的漏极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述电流镜薄膜晶体管的漏极与所述电流源的连接；所述第五开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管的栅极、所述电流镜薄膜晶体管的栅极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管的栅极、所述电流镜薄膜晶体管的栅极与所述电流源的连接；所述第六开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管的漏极与所述OLED的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管的漏极与所述OLED的连接。实施时，所述驱动薄膜晶体管、所述电流镜薄膜晶体管、所述分压薄膜晶体管、所述第四开关元件、所述第五开关元件和所述第六开关元件为n型TFT。本发明提供了ー种AMOLED像素単元驱动方法，其应用于上述的AMOLED像素単元驱动电路，包括以下步骤像素充电步骤导通提供充电电流的电流源到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路，并且导通OLED到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，控制所述电流源对存储电容进行充电，并且控制所述电流源提供的充电电流分为两路分别流过驱动薄膜晶体管和电流镜薄膜晶体管；驱动OLED发光显示步骤通过分压薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管驱动OLED发光显不。本发明还提供了ー种AMOLED像素单元，包括OLED和上述的AMOLED像素单元驱动电路，所述AMOLED像素单元驱动电路与所述OLED的阴极连接，所述OLED的阳极与输出电压为VDD的电源线连接。本发明还提供了一种显示装置，包括多个上述的AMOLED像素単元。与现有技术相比，本发明所述的AMOLED像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置，采用电流镜结构和分压方式，可以使得充电电流Idata和流过OLED的电路Ioled之间具有较大的缩放比例，保证Ioled在OLED工作电流范围内，而Idata可以为较大电流，从而加快了对存储电容的充电速度。
图I是已有基本电流型AMOLED像素结构原理图；图2是本发明所述的AMOLED像素单元的一具体实施例的电路图；图3是本发明所述的AMOLED像素单元的另一具体实施例的电路图；图4是图3中控制信号Scan和充电电流Idata的时序图；图5是本发明所述的AMOLED像素单元的该具体实施例在第一时间段的等效电路图6是本发明所述的AMOLED像素单元的该具体实施例在第二时间段的等效电路图。
具体实施例方式如图2所示，本发明提供了ー种AMOLED像素単元驱动电路，用于驱动0LED，所述AMOLED像素单元驱动电路包括开关单元21，第一输入端与提供充电电流Idata的电流源连接，第二输入端与OLED连接；存储电容Cst，第一端与所述开关単元21的输出端连接，第二端连接到低电平Vss ；驱动薄膜晶体管Tl和电流镜薄膜晶体管T2，栅极均与存储电容Cst的第一端连 接，源极接到低电平Vss;以及分压薄膜晶体管T3，栅极与存储电容Cst的第一端连接，源极与驱动薄膜晶体管Tl的漏极连接，漏极与OLED连接；所述开关単元21，用于在第一时间段导通第一输入端到电流镜薄膜晶体管T2的漏极的通路以及第二输入端到驱动薄膜晶体管Tl的漏极的通路，并断开第一输入端到驱动薄膜晶体管Tl的漏极的通路以及第二输入端到电流镜薄膜晶体管T2的漏极的通路；所述开关単元，还用于在第二时间段断开第一输入端到电流镜薄膜晶体管T2的漏极和驱动薄膜晶体管Tl的漏极的通路，并断开第二输入端到电流镜薄膜晶体管T2的漏极和驱动薄膜晶体管Tl的漏极的通路。实施时，所述驱动薄膜晶体管Tl的阈值电压、所述电流镜薄膜晶体管T2的阈值电压和所述分压薄膜晶体管T3的阈值电压相等。实施时，所述开关単元21包括第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件，其中，所述驱动薄膜晶体管Tl的栅极与所述电流镜薄膜晶体管T2的栅极通过所述第五开关元件与所述电流源连接；所述电流镜薄膜晶体管T2的漏极通过所述第四开关元件与所述电流源连接；所述驱动薄膜晶体管Tl的漏极通过所述第六开关元件与所述OLED连接；所述第四开关元件，用于在第一时间段导通所述电流镜薄膜晶体管T2的漏极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述电流镜薄膜晶体管T2的漏极与所述电流源的连接；所述第五开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管Tl的栅极、所述电流镜薄膜晶体管T2的栅极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管Tl的栅极、所述电流镜薄膜晶体管T2的栅极与所述电流源的连接；所述第六开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管Tl的漏极与所述OLED的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管Tl的漏极与所述OLED的连接。实施时，所述驱动薄膜晶体管Tl、所述电流镜薄膜晶体管T2、所述分压薄膜晶体管T3、所述第四开关元件、所述第五开关元件和所述第六开关元件为n型TFT。本发明还提供了ー种AMOLED像素単元驱动方法，用于驱动上述AMOLED像素単元驱动电路。根据ー种具体实施方式
，所述AMOLED像素単元驱动方法包括以下步骤像素充电步骤导通提供充电电流的电流源到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路，并且导通OLED到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，控制所述电流源对存储电容进行充电，并且控制所述电流源提供的充电电流分为两路分别流过驱动薄膜晶体管和电流镜薄膜晶体管；驱动OLED发光显示步骤通过分压薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管驱动OLED发光显不。本发明还提供了ー种AMOLED像素单元，包括OLED和上述的AMOLED像素单元驱动电路，所述AMOLED像素单元驱动电路与所述OLED的阴极连接，所述OLED的阳极与输出电 压为VDD的电源线连接。实施时，所述驱动薄膜晶体管Tl的阈值电压、所述电流镜薄膜晶体管T2的阈值电压和所述分压薄膜晶体管T3的阈值电压相等。实施时，所述开关単元21包括第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件，其中，所述驱动薄膜晶体管Tl的栅极与所述电流镜薄膜晶体管T2的栅极通过所述第五开关元件与所述电流源连接；所述电流镜薄膜晶体管T2的漏极通过所述第四开关元件与所述电流源连接；所述驱动薄膜晶体管Tl的漏极通过所述第六开关元件与所述OLED连接；所述第四开关元件，用于在第一时间段导通所述电流镜薄膜晶体管T2的漏极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述电流镜薄膜晶体管T2的漏极与所述电流源的连接；所述第五开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管Tl的栅极、所述电流镜薄膜晶体管T2的栅极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管Tl的栅极、所述电流镜薄膜晶体管T2的栅极与所述电流源的连接；所述第六开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管Tl的漏极与所述OLED的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管Tl的漏极与所述OLED的连接。实施时，所述驱动薄膜晶体管Tl、所述电流镜薄膜晶体管T2、所述分压薄膜晶体管T3、所述第四开关元件、所述第五开关元件和所述第六开关元件为n型TFT。本发明还提供了一种显示装置，包括多个上述的AMOLED像素単元。图3为本发明所述的AMOLED像素单元驱动电路的一具体实施例与OLED连接的电路图，也即本发明所述的AMOLED像素单元的一具体实施例的电路图。该实施例所述的AMOLED像素单元驱动电路采用6T1C电路，并采用电流镜电路和分压方式，使得充电电流Idata和流过OLED的电路Ioled之间具有较大的缩放比例，保证Ioled在OLED工作电流范围内，而Idata可以为较大电流，从而加快了对存储电容Cst的充电速度，解决了传统的电流型AMOLED像素因为充电电流小而产生的充电速度慢的问题。如图3所示，T1-T6均为n型TFT，其中，Tl为驱动薄膜晶体管，T2为电流镜薄膜晶体管，T3为分压薄膜晶体管，T4、T5、T6为控制晶体管，Cst为存储电容。Tl和T2共栅共源，组成电流镜，Tl和T2的公共栅极A与所述存储电容Cst的第一端连接，Tl和T2的公共源极C与所述存储电容Cst的第二端连接并接低电平Vss ；T2通过T4与提供充电电流Idata的电流源连接，T4的漏极与T2的漏极连接，T4的源极分别与T5的漏极和所述电流源连接，T4、T5和T6的栅极与提供控制信号Scan的控制线连接；T5的源极分别与Tl的栅极、T2的栅极和所述存储电容Cst的第一端连接；T3与T6共漏共源，T3与T6的公共源极B与Tl的漏极连接，T3与T6的公共漏极与OLED连接，T3的栅极与Tl的栅极连接；T4和T5控制在充电阶段充电电流Idata对存储电容Cst充电，Tl和T3在像素完成充电后导通，以驱动电流流过0LED，使得OLED发光显示。 以上薄膜晶体管中，T4、T5和T6的栅极接控制信号Scan，且Tl、T2和T3的阈值电压相等；图4是控制信号Scan和充电电流Idata的时序图。如图5所示，本发明所述的AMOLED像素单元驱动电路的该具体实施例在工作时，在第一时间段，即A阶段，也即像素充电阶段，Scan为高电平，T4、T5、T6导通，T3截止；在经过充电电流Idata充电后，T2处于饱和状态，充电电流Idata等于T2的饱和漏电流Idsl，由AMOLED面板模组的驱动IC加入，存储电容Cst被充电到其第一端与第二端之间的电压差值为Vgs = Va-Vss ；Ids2=-k2(Vgs — Vth)2 ,ljiiJIdata=Ids2=-k2(Vgs — Vth)2 ；由于Tl和T2栅极连接，因此Tl处于饱和区，则Ids I ^kl(Vgs-Vth)2;T3 截止，则 Ids3 = 0 ;因此，Idata=Ids2=ik2(Vgs—Vth)2」^Idsl，即 Idsl=tldata。如图6所示，本发明所述的AMOLED像素单元驱动电路的该具体实施例在工作时，在第二时间段，即B阶段，也即OLED发光显示阶段，Scan为低电平，T2、T4、T5、T6截止，Tl处于线性区，T2处于饱和区，存储电容Cst两端电压仍保持为Vgs，OLED导通，T3的栅源电压 Vgs’ = Vgs-VBCo在第二时间段，Tl的漏电流Idsl’=kl[(Vgs-Vth)XVBC-| Vbc2];T3 的漏电流Ids3’=^(Vgs’ -Vth)2;Ids3,=-k3(Vgs -Vth)2-k3[(Vgs-Vth)2-2VBc(Vgs-Vth)+ Vbc2]=- k3(Vgs - Vth)2 - k3 x VBC(Vgs - Vth)+ Vbc2];由于Idsl’ = Ids3’ = Ioled,因此，
i k3(Vgs - Vth)2 - k3 X VBC(VgS - Vth)+ VBC2]=kl(Vgs—Vth)XVBC —*klxVBc2;吾X Ids I — (k l+k3) X VBC(Vgs — Vth)+ -k3X VBC2=0;^ X Ids I - (k l+k3) X [YBC(Vgs - Vth) - ^ VBC2]=0;
gxidsl —kl(l+吾)[VBc(Vgs-Vth)-i VBc2]=0；因为ioled = I ds I’，Ids I =klJhk3 X Ids I’ ,Ids I X Idata ；
Kl可得，X，其中，kl、k2、k3分别为TI、T2、T3的电流系数。Ioled为正比于Idata的电流，且通过选择Kl、K2、K3的值，可以使得Idata和IOIed有较大的电流缩放比。最終，在该具体实施例所述的AMOLED像素单元中，充电电流Idata和驱动电流Ioled具有较大的电流缩放比:，在保证I0Ied在OLED工作电流范围内，可以有较大的充电电流Idata，从而加快对存储电容Cst的充电速度。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都 将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种AMOLED像素单元驱动电路，用于驱动0LED，其特征在于，所述AMOLED像素单元驱动电路包括 开关单元，第一输入端与提供充电电流的电流源连接，第二输入端与OLED连接； 存储电容，第一端与所述开关单元的输出端连接，第二端连接到低电平； 驱动薄膜晶体管和电流镜薄膜晶体管，栅极均与存储电容的第一端连接，源极接到低电平； 以及分压薄膜晶体管，栅极与存储电容的第一端连接，源极与驱动薄膜晶体管的漏极连接，漏极与OLED连接； 所述开关单元，用于在第一时间段导通第一输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路以及第二输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，并断开第一输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路以及第二输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路； 所述开关单元，还用于在第二时间段断开第一输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极和驱动薄膜晶体管的漏极的通路，并断开第二输入端到电流镜薄膜晶体管的漏极和驱动薄膜晶体管的漏极的通路。
2.如权利要求I所述的AMOLED像素单元驱动电路，其特征在于，所述驱动薄膜晶体管的阈值电压、所述电流镜薄膜晶体管的阈值电压和所述分压薄膜晶体管的阈值电压相等。
3.如权利要求I或2所述的AMOLED像素单元驱动电路，其特征在于，所述开关单元包括第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件，其中， 所述驱动薄膜晶体管的栅极与所述电流镜薄膜晶体管的栅极通过所述第五开关元件与所述电流源连接； 所述电流镜薄膜晶体管的漏极通过所述第四开关元件与所述电流源连接； 所述驱动薄膜晶体管的漏极通过所述第六开关元件与所述OLED连接； 所述第四开关元件，用于在第一时间段导通所述电流镜薄膜晶体管的漏极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述电流镜薄膜晶体管的漏极与所述电流源的连接； 所述第五开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管的栅极、所述电流镜薄膜晶体管的栅极与所述电流源的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管的栅极、所述电流镜薄膜晶体管的栅极与所述电流源的连接； 所述第六开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管的漏极与所述OLED的连接，并在第二时间段断开所述驱动薄膜晶体管的漏极与所述OLED的连接。
4.如权利要求3所述的AMOLED像素单元驱动电路，其特征在于，所述驱动薄膜晶体管、所述电流镜薄膜晶体管、所述分压薄膜晶体管、所述第四开关元件、所述第五开关元件和所述第六开关元件为n型TFT。
5.一种AMOLED像素单元驱动方法，其应用于如权利要求I所述的AMOLED像素单元驱动电路，其特征在于，包括以下步骤 像素充电步骤导通提供充电电流的电流源到电流镜薄膜晶体管的漏极的通路，并且导通OLED到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，控制所述电流源对存储电容进行充电，并且控制所述电流源提供的充电电流分为两路分别流过驱动薄膜晶体管和电流镜薄膜晶体管；驱动OLED发光显示步骤通过分压薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管驱动OLED发光显示。
6.一种AMOLED像素单元，其特征在于，包括OLED和如权利要求I至4中任一权利要求所述的AMOLED像素单元驱动电路，所述AMOLED像素单元驱动电路与所述OLED的阴极连接，所述OLED的阳极与输出电压为VDD的电源线连接。
7.一种显示装置，其特征在于，包括多个如权利要求6所述的AMOLED像素单元。
全文摘要
本发明提供了一种AMOLED像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置。所述AMOLED像素单元驱动电路包括开关单元，第一输入端与提供充电电流的电流源连接，第二输入端与OLED连接；存储电容，第一端与所述开关单元的输出端连接，第二端连接到低电平；驱动薄膜晶体管和电流镜薄膜晶体管，栅极均与存储电容的第一端连接，源极接到低电平；以及分压薄膜晶体管，栅极与存储电容的第一端连接，源极与驱动薄膜晶体管的漏极连接，漏极与OLED连接。本发明采用电流镜结构和分压方式，可以使得充电电流Idata和流过OLED的电路Ioled之间具有较大的缩放比例，保证Ioled在OLED工作电流范围内，而Idata可以为较大电流，加快对存储电容的充电速度。
文档编号G09G3/32GK102708786SQ20111024722
公开日2012年10月3日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者祁小敬, 谭文 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 成都京东方光电科技有限公司