专利名称：Oled显示器的像素驱动电路及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管显示器的像素驱动技术，尤其涉及发光二极管显示器的像 素驱动电路及其驱动方法。
背景技术：
随着显示技术的发展，被动阵列OLED已经无法满足高分辨率和大信息量显示的 要求。对于大屏幕高分辨率显示，通常采用主动阵列驱动方式。目前，应用于主动阵列OLED的薄膜晶体管主要有氢化非晶硅薄膜晶体管(a_Si:H TFT)和低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)。a-Si:H TFT的阈值电压会随着工作时间而 漂移，为解决这个问题，Jae-Hoon Lee等技术人员在“A New a_Si:H TFT Pixel Circuit Compensating the Threshold Voltage Shift of a_Si:H TFTand OLED for Active Matrix OLED" (IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, VOL. 26，NO. 12，DECEMBER 2005)曾经提 出一种补偿电路，该像素驱动电路由6个a-Si:H晶体管和一个存储电容构成。参考图1和 图2，其中图1给出了该电路拓扑结构，图2给出了相应的驱动时序。Jae-Hoon Lee等技术 人员指出，该像素电路能够有效补偿驱动TFT和OLED的阈值漂移。然而该像素电路结构的 复杂性不利于其开口率的提高，在一定程度上限制了 OLED面板的亮度。Poly-Si TFT具有较高的载流子迁移率，相比于非晶硅工艺，其器件尺寸可以做到 更小，增加了 OLED像素的开口率，还可以实现将显示器的外围驱动电路集成于显示器的周 边。基于Poly-Si TFT的有源驱动OLED技术成为未来OLED显示驱动的发展方向。在实际的生产中，目前的工艺水平很难保证各个像素中的驱动管TFT的阈值电压 相同。在传统的两管单元驱动方案中，由于各个像素驱动晶体管的阈值电压的不均勻性将 导致整个显示屏亮度的不均勻性。另外随着工作时间的增加，驱动晶体管的阈值电压也会 随之升高，从而引起显示屏亮度的下降。为了补偿各个像素点驱动TFT阈值电压的不均勻 性，人们提出了许多补偿方案。这些方案主要可分为电流编程型和电压编程型。一般来讲， 电流编程型像素驱动电路在低灰阶显示时需要很长的充电时间，从而影响了其在大屏幕高 分辨率显示器中的使用。在电压编程型像素驱动电路中，初始化阶段会有一股很大的电流 对存储电容以及OLED本身的等效电容充电，所以能够大大的减少充电时间。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的人参与。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供OLED显示器的像素驱 动电路，有效解决OLED显示器中各个像素点驱动晶体管的阈值电压的不均勻性以及OLED 随着工作时间增加导致开启电压的退化，从而使得OLED显示器发光亮度均勻性显著提高。本发明的另一目的在于提供上述发光二极管显示器的像素驱动电路的驱动方法。本发明的目的通过下述方案实现OLED显示器的像素驱动电路，该驱动电路包括，第一开关晶体管漏极接数据线，栅极接第一扫描控制线，源极接耦合电容的B端，第一开关晶体管控制耦合电容为驱动晶 体管的栅极写入灰度数据电压；第二开关晶体管漏极接存储电容和耦合电容的A端，栅极接第二扫描控制线，源 极接驱动晶体管的漏极，并通过有机发光二极管与电源线相连，第二开关晶体管为驱动晶 体管阈值电压存储提供充电通路；驱动晶体管栅极接存储电容和耦合电容的A端，源极接公共地端。有机发光二极管阳极接电源线，阴极接驱动管的漏极。上述第一开关晶体管、第二开关晶体管、驱动晶体管可以采用多晶硅薄膜晶体 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。上述OLED显示器的像素驱动电路，所采用的驱动方法，包括了下列步骤重置阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线以及电源线处于高电平，驱动管的栅 极被重新充电。阈值电压存储阶段第一扫描控制线和第二扫描控制线保持高电平，电源线跳变 至低电平，A点通过第二开关晶体管和驱动晶体管放电至驱动晶体管的阈值电压；灰度数据电压写入阶段第一扫描控制线为高电平，第二扫描控制线和电源线为 低电平，数据电压通过耦合电容写入到驱动晶体管的栅极；OLED发光阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线为低电平，电源线为高电平，驱 动晶体管栅源电压差驱动发光，在OLED发光阶段，驱动晶体管的栅极电压保持不变，直到 下一帧图像刷新。上述阈值电压存储阶段，是对驱动晶体管放电直到其截止，驱动晶体管的阈值电 压存储在存储电容中。本发明与现有技术相比，优点及效果在于，本发明电路简单可靠，不仅能够补偿各 个像素点之间晶体管和OLED的阈值电压漂移造成的显示器亮度不均勻性的问题，而且由 于采用了顶发射的设计结构，使得像素点开口率大大提高(开口率越高，光线通过的效率 越高)，同时延长了 OLED显示屏的使用寿命。
图1是Jae-Hoon Lee等技术人员提出的有机电致发光显示器的像素驱动电路原理图。图2是图1像素驱动电路的信号时序图。图3是本发明OLED显示器的像素驱动电路原理图，其中第一开关晶体管Tl、第 二开关晶体管T2、驱动晶体管TD、耦合电容Cl、存储电容C2、第一扫描控制线Vscanl、第二 扫描控制线VsCan2、电源线Vdd、地线Vss、数据线Vdata、有机发光二极管0LED。图4是图3的信号时序图。图5是本发明OLED显示器的像素驱动电路的像素驱动晶体管栅极电压瞬态响应图。图6是本发明OLED显示器的像素驱动电路流过OLED的电流瞬态响应图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例如图3所示，本发明OLED显示器的像素驱动电路包括，第一开关晶体管Tl、第二 开关晶体管T2、驱动晶体管TD、OLED发光二极管。该第一开关晶体管Tl的漏极接数据线 Vdata,栅极接第一扫描控制线Vscanl，源极接耦合电容Cl的B端，第一开关晶体管Tl控制 耦合电容Cl为驱动晶体管的栅极写入灰度数据电压。该第二开关晶体管T2的漏极接存储电容C2和耦合电容Cl的A端，栅极接第二扫 描控制线VsCan2，源极接驱动晶体管TD的漏极，并通过有机发光二极管与电源线Vdd相连， 第二开关晶体管T2为驱动晶体管TD阈值电压存储提供充电通路。该驱动晶体管TD的栅极接存储电容C2和耦合电容Cl的A端，源极接公共地端 Vss0OLED发光二极管的阳极接电源线Vdd，阴极接驱动管TD的漏极。第一开关晶体管Tl、第二开关晶体管T2、驱动晶体管TD可以采用多晶硅薄膜晶体 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。像素驱动电路工作时，第一开关晶体管Tl、第二开关晶体管T2均工作于线性区， 起驱动作用的驱动晶体管TD工作在饱和区。各信号线的输入如图4所示。OLED显示器的像素驱动电路的驱动方法，通过下列步骤实现重置阶段第一扫描控制线Vscanl、第二扫描控制线VsCan2以及电源线Vdd处于 高电平，驱动管TD的栅极被重新充电。阈值电压存储阶段第一扫描控制线Vscanl和第二扫描控制线VsCan2保持高电 平，电源线Vdd跳变至低电平，A点通过第二开关晶体管T2和驱动晶体管TD放电至驱动晶 体管TD的阈值电压；灰度数据电压写入阶段第一扫描控制线Vscanl为高电平，第二扫描控制线 Vscan2和电源线Vdd为低电平，数据电压通过耦合电容Cl写入到驱动晶体管TD的栅极；OLED发光阶段第一扫描控制线Vscanl、第二扫描控制线VsCan2为低电平，电源 线Vdd为高电平，驱动晶体管栅源电压差驱动OLED发光，在OLED发光阶段，驱动晶体管TD 的栅极电压保持不变，直到下一帧图像刷新。上述阈值电压存储阶段，是对驱动晶体管TD放电直到其截止，驱动晶体管TD的阈 值存储在电容C2中。在本发明OLED显示器的像素驱动电路中，各个像素点的阈值电压Vth的非均勻性 不会影响到OLED的亮度差异。OLED的亮度与流过其电流大小成正比。在灰度数据电压写 入阶段，对于各像素点，其存储电容C2两端的电压差(即驱动晶体管TD的栅源电压)已经
固定在
权利要求
OLED显示器的像素驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括第一开关晶体管漏极接数据线，栅极接第一扫描控制线，源极接耦合电容的B端，第一开关晶体管控制耦合电容为驱动晶体管的栅极写入灰度数据电压；第二开关晶体管漏极接存储电容和耦合电容的A端，栅极接第二扫描控制线，源极接驱动晶体管的漏极，并通过有机发光二极管与电源线相连，第二开关晶体管为驱动晶体管阈值电压存储提供充电通路；驱动晶体管栅极接存储电容和耦合电容的A端，源极接公共地端；OLED发光二极管阳极接电源线，阴极接驱动管的漏极。
2.根据权利要求1所述的发光二极管显示器的像素驱动电路，其特征在于，所述第一 开关晶体管、第二开关晶体管、驱动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。
3.权利要求1或2所述OLED显示器的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，包括下 列步骤重置阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线以及电源线处于高电平，驱动管的栅极被 重新充电；阈值电压存储阶段第一扫描控制线和第二扫描控制线保持高电平，电源线跳变至低 电平，A点通过第二开关晶体管和驱动晶体管放电至驱动晶体管的阈值电压；灰度数据电压写入阶段第一扫描控制线为高电平，第二扫描控制线和电源线为低电 平，数据电压通过耦合电容写入到驱动晶体管的栅极；OLED发光阶段第一扫描控制线、第二扫描控制线为低电平，电源线为高电平，驱动晶 体管栅源电压差驱动OLED发光，在OLED发光阶段，驱动晶体管的栅极电压保持不变，直到 下一帧图像刷新。
4.根据权利要求3所述OLED显示器的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，阈值电 压存储阶段，是对驱动晶体管放电直到其截止，驱动晶体管的阈值电压存储在存储电容中。
全文摘要
本发明公开了OLED显示器的像素驱动电路及其驱动方法，该像素电路包括驱动晶体管，两个开关晶体管，耦合电容，存储电容和有机发光二极管。其中第一开关晶体管的漏极接数据线，栅极接第一扫描控制线，源极接耦合电容的B端，第二开关晶体管漏极接存储电容和耦合电容的A端，栅极接第二扫描控制线，源极接驱动晶体管的漏极，通过OLED与电源线相连，驱动晶体管栅极接存储电容和耦合电容的A端，源极接地；本发明电路可以有效补偿薄膜晶体管的阈值电压的不均匀性以及OLED开启电压的退化，使OLED显示屏画面亮度均匀性提高。
文档编号G09G3/32GK101976545SQ20101052241
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者吴为敬, 周雷, 许志平, 赖志成, 颜骏 申请人:华南理工大学