一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板的制作方法
【专利摘要】本发明构造了一种像素驱动电路，其包含第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电容和有机发光二极管，第一晶体管的栅极连接扫描线,第一晶体管的漏极连接数据线,第一晶体管的源级连接第一电容的一端,第一电容的另一端连接第二晶体管的栅极,第二晶体管的漏极连接有机发光二极管的阴极,有机发光二极管的阳极用于连接电源线,第二晶体管的源极分别连接第三晶体管的漏极和第四晶体管的漏极，第三晶体管的源极连接第二晶体管的栅极，第三晶体管的栅极和第四晶体管的栅极用于接收补偿控制电压，第四晶体管的源极接地。本发明实施例可补偿AMOLED的阀值电压的漂移，进而提高有机发光二极管灰阶和画面的均一性。
【专利说明】一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机发光显示【技术领域】，具体地，涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显不面板。
【背景技术】
[0002]在主动矩阵式有机发光二极管(ActiveMatrix Organic Type Light EmittingDiode, AMOLED)显示面板中，许多效应会造成面板的均匀性变差。因为AMOLED显示面板的亮度与有机发光二极管的电流成正比，电流的准位会影响AMOLED显示面板的显示均匀度，若要将不均匀性控制在约土 I %的范围内，需要将AMOLED显示面板的电流控制在± I %的范围内。由于大部分的集成电路都只传输电压信号，而不是电流信号，所以在AMOLED显示面板中，要控制像素的亮度在±1%是困难的，其需将电压信号转变成电流信号，然后将转变结果在一帧周期内储存在像素内。事实上，由于AMOLED显示面板的晶体管的阀值电压和迁移率会随着时间偏移，这些缺点会造成显示面板亮度的不均匀性。
[0003]图1为传统的AMOLED显示面板的像素驱动电路图。AMOLED显示面板的像素驱动电路10主要包含第一晶体管(TFTl) 102、第二晶体管(TFT2) 104、控制电容(C) 106、扫描线(Gate η) 108与数据线(Data η) 110。如图1所示，传统的AMOLED显示面板的像素驱动电路10中并没有包含补偿电路，若AMOLED显示面板的组件发生变异时，驱动电压与载子移动率会一起改变，而AMOLED显示面板的像素驱动电路10并无法补偿载子移动率的变化。
[0004]因此，如上所述，存在一种需求，设计一种AMOLED显示面板的像素驱动电路的补偿电路，使显示屏发光亮度的均匀性和稳定性控制在可容许的范围内。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于设计一种AMOLED的像素驱动电路，使流过有机发光二极管的电流与阀值电压无关，进而改善显示面板亮度的均匀性与稳定性。
[0006]为解决上述技术问题，本发明构造了一种像素驱动电路，所述像素驱动电路包含第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电容、第二电容和有机发光二极管，所述第一晶体管为所述扫描线的开关，所述第二晶体管为所述有机发光二极管的驱动开关，所述第一电容用于储存所述数据线传输的数据信号灰阶电压，进而控制所述第二晶体管对所述有机发光二极管的驱动电流，所述补偿电路包含:第三晶体管，其源极连接所述第一电容与所述第二电容，漏极连接所述第二晶体管的源极；第四晶体管，其源极接地，漏极连接所述第二晶体管的所述源极与所述第三晶体管的漏极，而所述第三晶体管的栅极与所述第四晶体管的栅极用于接收补偿控制电压。
[0007]在本发明一实施例中，所述第三晶体管为N沟道场效应晶体管，所述第四晶体管为P沟道场效应晶体管。
[0008]本发明的另一个目的在于设计一种主动矩阵式有机发光二极管显示面板的像素驱动电路的补偿方法，使显示面板发光亮度的均匀性和稳定性控制在可容许的范围内。[0009]为解决上述技术问题，本发明构造了一种像素驱动电路的驱动方法，其包含:关断所述第一晶体管，导通所述第三晶体管，关断所述第四晶体管，补偿所述第二晶体管的阀值电压；导通所述第一晶体管，关断所述第三晶体管，导通所述第四晶体管，为所述第一电容充电；关断所述第一晶体管和第三晶体管，导通所述第二晶体管、第四晶体管和有机发光二极管，使所述有机发光二极管发光。
[0010]在本发明一实施例中，关断所述第一晶体管，导通所述第三晶体管，关断所述第四晶体管，补偿所述第二晶体管的阀值电压具体包括:输入低电压电平至所述扫描线，使所述补偿控制电压为高电压电平，以关断所述第一晶体管，导通所述第三晶体管，关断所述第四晶体管，补偿所述第二晶体管的阀值电压。
[0011]在本发明一实施例中，导通所述第一晶体管，关断所述第三晶体管，导通所述第四晶体管，为所述第一电容充电具体包括:输入高电压电平至所述扫描线，输入高电压电平至所述数据线，使所述补偿控制电压为低电压电平，以导通所述第一晶体管，关断所述第三晶体管，导通所述第四晶体管，为所述第一电容充电。
[0012]在本发明一实施例中，关断所述第一晶体管和第三晶体管，导通所述第二晶体管、第四晶体管和有机发光二极管，使所述有机发光二极管发光具体包括:输入低电压电平至所述扫描线，输入高电压电平至所述电源线，使所述补偿控制电压为低电压电平，以关断所述第一晶体管和第三晶体管，导通所述第二晶体管、第四晶体管和有机发光二极管，使所述有机发光二极管发光。
[0013]为解决上述技术问题，本发明构造了一种显示面板，包含上述的像素驱动电路。
[0014]在本发明一实施例中，所述像素驱动电路形成于阵列基板上，所述阵列基板上设置有多条数据线和栅极线，所述多条数据线和栅极线限定了多个所述像素驱动电路；所述阵列基板还包括驱动芯片，用于为所述数据线、栅极线和补偿控制电压提供时序信号，为所述电源线提供电源信号。
[0015]在本发明一实施例中，所述显示面板为主动矩阵式有机发光二极管显示面板。
[0016]在本发明一实施例中，所述显示面板的亮度由流过所述有机发光二极管的电流决定。
[0017]本发明的有益效果是:从设计一种AMOLED显示面板的驱动设计上，补偿了 AMOLED的阀值电压的漂移，进而提高有机发光二极管灰阶和画面的均一性。
[0018]为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1显示传统AMOLED显示面板的像素驱动电路的电路图；
[0020]图2显示本发明实施例的AMOLED显示面板的像素驱动电路的电路图；
[0021]图3为本发明实施例的AMOLED显示面板的像素驱动电路的时序图；
[0022]图4A?图4C显示本发明的像素驱动电路的导通示意图；
[0023]图5显示本发明的AMOLED显示面板的像素驱动电路的补偿驱动方法的流程图。
【具体实施方式】[0024]以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
[0025]图2显示本发明实施例的AMOLED显示面板的像素驱动电路图。像素驱动电路形成于阵列基板上，阵列基板上设置有多条数据线和栅极线，多条数据线和多条栅极线限定了多个像素驱动电路。另外，阵列基板还包括驱动芯片，用于为数据线、栅极线和补偿控制电压提供时序信号，为电源线提供电源信号。如图2所示，本发明的AMOLED显示面板的像素驱动电路20为4T2C (四个晶体管(Thin Film Transistor, TFT)以及二个电容)电路，其主要包含第一晶体管(TFTl) 202、第二晶体管(TFT2)204、第一电容(Cl) 206、第二电容(C2)207、扫描线(Gate Line)208、数据线(Data Line) 210、有机发光二极管(OLED) 212与补偿电路
214。第一晶体管202为扫描线208的开关，第一晶体管202的栅极连接扫描线208，漏极连接数据线210，而源极连接第一电容206的一端。第二晶体管204为有机发光二极管212的驱动开关，第二晶体管204的漏极连接到有机发光二极管212的阴极，而其栅极连接到第一电容206的另一端。有机发光二极管212的阳极连接电源线。第一电容206用于储存数据线210传输的数据信号灰阶电压，进而控制第二晶体管204对有机发光二极管212的驱动电流。扫描线208用于传送扫描信号至晶体管，控制第一晶体管202的开启与关闭。数据线210用于传送数据信号给第二晶体管204。而补偿电路214包含第三晶体管2142与第四晶体管2144，第二晶体管204的源极分别连接第三晶体管2142与第四晶体管2144的漏极。第三晶体管2142的源极连接第二晶体管204的漏极，第三晶体管2142的栅极连接第四晶体管2144的栅极以接收补偿控制电压Ctln，第四晶体管2144的源极接地。藉由补偿控制电压Ctl η控制第三晶体管2142与第四晶体管2144的开启与关闭，让流过有机发光二极管212的电流与第二晶体管204的阀值电压Vth无关，达到改善AMOLED显示面板的亮度问题，显示面板的均匀度将可以有效提升。另外，在此需要说明的是，在此实施例中，第一晶体管202、第二晶体管204与第三晶体管2142为N沟道场效应晶体管(NMOS)晶体管,而第四晶体管2144为P沟道场效应晶体管(PMOS)晶体管，但是在不同实施例中，也可以将实施例中的NMOS晶体管改为PMOS晶体管，而PMOS晶体管改为NMOS晶体管，在此并不局限。
[0026]图3为本发明实施例的AMOLED显示面板的像素驱动电路的时序图。如图3所示，在第一阶段tl，此时间阶段又称为阀值电压Vth的补偿阶段，输入低电压电平至扫描线208，而补偿控制电压Ctl η为高电压电平，以关断第一晶体管204，导通第三晶体管214，关断第四晶体管2144，此时第二晶体管204的栅极电压为阈值电压Vth，从而在第一阶段tl可补偿第二晶体管204的阀值电压Vth，如图4A所示。在第二阶段t2，在此阶段为第一电容的充电期间。输入高电压电平至扫描线208，输入高电压电平至数据线210，使补偿控制电压Ctl η为低电压电平，导通第一晶体管204，关断第三晶体管2142，导通第四晶体管2144。当第一晶体管202为导通状态，数据线210的信号将会传递至第二晶体管204的栅极，且开始为第一电容206充电，如图4Β所示。而此时第二晶体管204的栅极电压为(Vdd-Vdata) *C1/(C1+C2)+Vth，其中Vdd为驱动电压，Vdata为数据线210的信号电压，第二晶体管204为导通的状态。根据晶体管的电流公式:I = l/2*Cx*(u*W/L)*(Vg-Vth)2，其中，Cx为晶体管的栅氧层单位面积电容，u为晶体管的电子迁移率，W为晶体管的宽度，L为晶体管的长度，可以得知流过有机发光二极管212的电流为I = l/2*Cx*(u*W/L) * ((Vdd-Vdata) *C1/ (C1+C2))2，由电流公式中可以得知，通过有机发光二极管212的电流I与阀值电压Vth无关。藉由第三晶体管2142与第四晶体管2144的设计，让流过有机发光二极管212的电流I与阀值电压Vth无关，使显示面板发光亮度的均匀性稳定，不会随着阀值电压的偏移而不稳定。接着，在第三阶段t3，输入低电压电平至扫描线208，输入高电压电平至电源线，而补偿控制电压Ctl η为低电压电平，关断第一晶体管204，关断第三晶体管2142，导通第四晶体管2144，在此阶段，像素驱动电路20中的有机发光二极管212开始发光。透过上述的驱动方法，改善显示面板的均匀度。
[0027]图5显示本发明的AMOLED显示面板的像素驱动电路的补偿方法的流程图。下列的叙述是配合图3的组件符号作说明。此AMOLED的像素驱动电路20同样包含第一晶体管(TFT1)202、第二晶体管204、第一电容(Cl)206、第二电容(C2)207、扫描线(GateLine) 208、数据线(Data Line) 210、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,0LED)212与补偿电路214。而补偿电路214包含第三晶体管2142与第四晶体管2144。如图5所示，在步骤S502中，关断第一晶体管202，导通第三晶体管2142，关断第四晶体管2144，补偿第二晶体管204的阀值电压。此阶段又称为阀值电压补偿时间。在此阶段，输入低电压电平至扫描线208，使补偿控制电压为高电压电平，第二晶体管204的栅极电压值为阀值电压Vth。在步骤S504中，导通第一晶体管202，关断第三晶体管2142，导通第四晶体管2144，为第一电容206充电。输入高电压电平至扫描线208，输入高电压电平至数据线210，使补偿控制电压Ctl η为低电压电平，因此数据线210的信号将会传递至第二晶体管204的栅极，而流过有机发光二极管212的电流为I = l/2*Cx*(u*W/L)*( (Vdd-Vdata) *C1/(C1+C2))2。由上述的电流公式可以明显看出，在公式中并没有阀值电压Vth，流过有机发光二极管212的电流I与阀值电压Vth无关。透过上述的补偿驱动方法，在AMOLED显示面板的像素驱动电路20中，让流过有机发光二极管212的电流I与阀值电压Vth无关，因此流过有机发光二极管212的电流I不会因为阀值电压Vth的漂移，造成AMOLED显示面板发光亮度不均匀。接着，在步骤S506中，输入低电压电平至扫描线208，输入高电压电平至电源线，使补偿控制电压Ctl η为低电压电平，关断第一晶体管204与第三晶体管2142，导通第二晶体管207、第四晶体管2144与有机发光二极管212。在此阶段，使有机发光二极管212开始发光。透过上述的驱动方法，改善显示面板的均匀度。
[0028]如上所述，透过在AMOLED显示面板的像素驱动电路中加入第三晶体管与第四晶体管，补偿第二晶体管的阀值电压Vth，让流过有机发光二极管212的电流与阀值电压Vth无关。本发明的有益效果为:从AMOLED显示面板的驱动设计上，补偿了 AMOLED的阀值电压的漂移，从而提高有机发光二极管灰阶与画面的均一性。
[0029]综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路包含第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电容和有机发光二极管，所述第一晶体管的栅极连接扫描线，所述第一晶体管的漏极连接数据线，所述第一晶体管的源级连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述第二晶体管的栅极，所述第二晶体管的漏极连接所述有机发光二极管的阴极，所述有机发光二极管的阳极用于连接电源线，所述第二晶体管的源极分别连接所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极，所述第三晶体管的源极连接所述第二晶体管的栅极，所述第三晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极用于接收补偿控制电压，所述第四晶体管的源极接地。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第三晶体管为N沟道场效应晶体管，所述第四晶体管为P沟道场效应晶体管。
3.—种如权利要求1或2所述的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包含: 关断所述第一晶体管，导通所述第三晶体管，关断所述第四晶体管，补偿所述第二晶体管的阀值电压； 导通所述第一晶体管，关断所述第三晶体管，导通所述第四晶体管，为所述第一电容充电； 关断所述第一晶体管和第三晶体管，导通所述第二晶体管、第四晶体管和有机发光二极管，使所述有机发光二极管发光。
4.根据权利要求3所述的驱动方法，其特征在于，所述关断所述第一晶体管，导通所述第三晶体管，关断所述第四晶体管，补偿所述第二晶体管的阀值电压具体包括: 输入低电压电平至所述扫描线，使所述补偿控制电压为高电压电平，以关断所述第一晶体管，导通所述第三晶体管，关断所述第四晶体管，补偿所述第二晶体管的阀值电压。
5.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述导通所述第一晶体管，关断所述第三晶体管，导通所述第四晶体管，为所述第一电容充电具体包括: 输入高电压电平至所述扫描线，输入高电压电平至所述数据线，使所述补偿控制电压为低电压电平，以导通所述第一晶体管，关断所述第三晶体管，导通所述第四晶体管，为所述第一电容充电。
6.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，所述关断所述第一晶体管和第三晶体管，导通所述第二晶体管、第四晶体管和有机发光二极管，使所述有机发光二极管发光具体包括: 输入低电压电平至所述扫描线，输入高电压电平至所述电源线，使所述补偿控制电压为低电压电平，以关断所述第一晶体管和第三晶体管，导通所述第二晶体管、第四晶体管和有机发光二极管，使所述有机发光二极管发光。
7.—种显示面板，其特征在于，包含权利要求1~2中任一项所述的像素驱动电路。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述像素驱动电路形成于阵列基板上，所述阵列基板上设置有多条数据线和栅极线，所述多条数据线和栅极线限定了多个所述像素驱动电路；所述阵列基板还包括驱动芯片，用于为所述数据线、栅极线和补偿控制电压提供时序信号，为所述电源线提供电源信号。
9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为主动矩阵式有机发光二极管显示面板。
10.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板的亮度由流过所述有机发光二极管的电流 决定。
【文档编号】H01L27/32GK103985351SQ201410193937
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】徐向阳 申请人:深圳市华星光电技术有限公司