Amoled像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种AMOLED像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统，所述驱动电路包括：第一晶体管、第二晶体管、有机发光二极管及驱动晶体管，所述驱动晶体管的阈值电压可调；所述第一晶体管的栅极连接第一扫描信号，第一电极连接数据信号，第二电极连接所述驱动晶体管的控制栅；所述驱动晶体管的源极掺杂区接地，漏极掺杂区连接所述有机发光二极管的第一极；所述有机发光二极管的第二极连接外部电源；所述第二晶体管的栅极连接第二扫描信号，第一电极及第二电极分别连接所述有机发光二极管的第一极与第二极。本发明采用一个阈值可调的驱动晶体管代替了传统的电容及PMOS晶体管，大大地提高了像素驱动电路的相对孔径，从而提高了像素驱动电路的发光效率。
【专利说明】AMOLED像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及OLED显示器的像素驱动技术，特别是涉及一种AMOLED像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统。
【背景技术】
[0002]有源矩阵有机发光二极管(AM0LED)，相比于传统的无源驱动有机发光二极管(PM0LED)，具有快速的响应时间，对比度高，可视角度大等优点，近年来已成为下一代显示【技术领域】的有力竞争者。
[0003]AMOLED最基本的发光像素结构是2T1C结构，其由开关晶体管Tl、驱动晶体管T2、电容Cl以及有机发光二极管Dl组成，如图1所示。所述开关晶体管Tl的栅极连接扫描信号Vscan，漏极连接数据信号Vdata，源极连接驱动晶体管T2的栅极及所述电容Cl的第一极；所述驱动晶体管T2的源极连接所述电容Cl的第二极并与外部电源VDD相连，漏极连接所述有机发光二极管Dl的第一极，所述有机发光二极管Dl的第二极接地。这种结构具有最大的相对孔径，即子像素中发光面积和像素整体面积的比值最大，这样可以使得像素的发光效率最高。 [0004]在上述的2T1C结构的像素中，像素的发光亮度由外部的数字信号决定，通过数字模拟转换器之后，由电压的形式输入到数据信号Vdata上，在打开开关晶体管Tl时，信号存储在电容Cl上，这样驱动晶体管T2在像素发光时具有固定的栅源电压，这样流过驱动晶体管T2和有机发光二极管电流也就恒定不变，有机发光二极管的发光强度得到保持。由此像素可以根据不同的数据信号Vdata发射出不同亮度的光。对于上述的2T1C结构的像素，其驱动晶体管管T2 —般采用PMOS晶体管，因此输入的数据信号Vdata越低，流过有机发光二极管Dl的电流越大，亮度就越大。
[0005]一般来说，在AMOLED像素中具有一个相对孔径的指标，其定义为像素中发光面积比上像素的面积，通常用来表征显示器的发光效率。而在一个像素中，由于需要考虑到电容的漏电情况，一般电容Cl要占到像素的很大一部分面积，通常是驱动晶体管T2的三倍，而开关晶体管Tl的面积最小，因此AMOLED像素中是否存在电容会成为限制像素发光效率的重要因素。由于传统2T1C像素结构的电容面积为驱动晶体管T2面积的3倍左右，因此，传统2T1C像素结构的相对孔径为:
【权利要求】
1.一种AMOLED像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路包括: 第一晶体管、第二晶体管、有机发光二极管及驱动晶体管，所述驱动晶体管包括控制栅和半浮栅，且其阈值电压可调； 所述第一晶体管的栅极连接第一扫描信号，第一电极连接数据信号，第二电极连接所述驱动晶体管的控制栅；所述驱动晶体管的源极接地，漏极连接所述有机发光二极管的第一极；所述有机发光二极管的第二极连接外部电源；所述第二晶体管的栅极连接第二扫描信号，第一电极及第二电极分别连接所述有机发光二极管的第一极与第二极。
2.根据权利要求1所述的AMOLED像素驱动电路，其特征在于:所述驱动晶体管包括控制栅、半浮栅、漏极掺杂区及源极掺杂区，其中: 所述半浮栅以栅介质层为间隔的覆盖所述驱动晶体管沟道区及部分漏极掺杂区表面，且所述半浮栅部分延伸至所述漏极掺杂区表面上方并与之接触； 所述漏极掺杂区中还包括一位于所述半浮栅下方且与之接触的扩散区，以及一与该扩散区间隔设置的漏极接触区； 所述半浮栅及所述扩散区的掺杂类型与漏极掺杂区、源极掺杂区及漏极接触区的掺杂类型相反，所述半浮栅及所述扩散区与漏极掺杂区形成一 Pn结二极管； 所述控制栅以栅介质层为间隔的覆盖于所述半浮栅的表面、侧壁以及部分漏极掺杂区表面，所述控制栅上加电压时，所述漏极接触区与半浮栅间形成一隧穿二极管。
3.根据权利要求2所述的AMOLED像素驱动电路，其特征在于:通过所述驱动晶体管漏极与控制栅上所加电压控制所述半浮栅存储的电荷量，以实现所述驱动晶体管的阈值电压可调。
4.根据权利要求3所 述的AMOLED像素驱动电路，其特征在于:所述驱动晶体管的阈值电压通过以下过程调整: 充电过程:所述驱动晶体管的控制栅加负电压，漏极加正电压，电荷由于隧穿效应进入半浮栅，使所述驱动晶体管的阈值电压降低； 放电过程:所述驱动晶体管的控制栅所加电压大于所述漏极所加电压，所述pn结二极管正偏，所述半浮栅中的电荷通过所述Pn结二极管释放，所述驱动晶体管的阈值电压提闻。
5.根据权利要求1所述的AMOLED像素驱动电路，其特征在于:所述第一晶体管及第二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及有机薄膜晶体管中的任意一种。
6.—种如权利要求1~5任意一项所述的AMOLED像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，包括: 编程阶段:所述第一晶体管及第二晶体管导通，所述数据信号对所述驱动晶体管的阈值电压进行编程； 发光阶段:所述第一晶体管导通，第二晶体管关断，所述数据信号输入第一电压V1，使所述有机发光二极管发光。
7.根据权利要求6所述的AMOLED像素驱动电路的驱动方法，其特征在于:所述编程阶段前还包括: 初始化阶段:第一晶体管及第二晶体管导通，所述数据信号输入第二电压V2，外部电源输入第三电压且V3〈v2，使所述驱动晶体管中的pn结二极管正偏，以清空所述驱动晶体管半浮栅储存的电荷。
8.根据权利要求7所述的AMOLED像素驱动电路的驱动方法，其特征在于: 在编程阶段中，所述驱动晶体管的阈值电压改变为:
Vth = Vtho+AVth 式中Vth为所述驱动晶体管编程后的阈值电压，Vthtl为该驱动晶体管半浮栅清空电荷时的初始阈值电压，AVth为该驱动晶体管阈值电压编程后的变化量； 在发光阶段中，所述有机发光二极管流过的电流为:
9.根据权利要求6或7所述的AMOLED像素驱动电路的驱动方法，其特征在于:在编程阶段中，所述驱动晶体管的控制栅加负电压，漏极加正电压，电荷由于隧穿效应进入半浮栅使所述驱动晶体管的阈值电压降低。
10.一种AMOLED像素阵列驱动系统，其特征在于，包括: 数据信号驱动电路，用于产生数据信号； 扫描电路，用于产生第一扫描信号及`第二扫描信号； 像素阵列，由多个如权利要求1~5任意一项所述的AMOLED像素驱动电路呈矩阵排列而成，其中，所述多个像素驱动电路共用同一外部电源及地线，各行中的像素驱动电路共用所述第一扫描信号及第二扫描信号，各列中的像素驱动电路共用数据信号。
【文档编号】G09G3/32GK103680408SQ201310705774
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】汪辉, 丁毅岭, 方娜, 汪宁, 章琦, 田犁, 封松林 申请人:中国科学院上海高等研究院