CN102708787A

CN102708787A - Amoled像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置

Info

Publication number: CN102708787A
Application number: CN2011102473345A
Authority: CN
Inventors: 谭文; 祁小敬
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Chengdu BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Chengdu BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-10-03
Also published as: US20130147386A1; WO2013026404A1; US9119259B2

Abstract

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，栅极与所述存储电容的第一端连接，源极连接到低电平；以及分流单元，一端接低电平；本发明通过分流方式，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。

Description

AMOLED像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置

技术领域

本发明涉及显示驱动技术，尤其涉及一种AMOLED像素单元驱动电路和方法、像素单元以及显示装置。

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1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1所示，已有基本电流型AMOLED像素结构包括OLED、T1、T2、T3、T4和存储电容Cst，其中T1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CN1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一种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Cst的充电速度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种AMOLED像素单元驱动电路，用于驱动OLED，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，栅极与所述存储电容的第一端连接，源极连接到低电平；

以及分流单元，第一端接低电平；

所述开关单元，用于在第一时间段导通第一输入端到驱动薄膜晶体管的漏极和分流单元的第二端的通路，以利用所述电流源对所述存储电容充电，断开第二输入端到驱动薄膜晶体管的漏极和所述分流单元的第二端的通路；

所述开关单元，还用于在第二时间段导通第二输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，断开第二输入端到所述分流单元的第二端的通路，以及断开第一输入端到驱动薄膜晶体管的漏极和所述分流单元的第二端的通路。

实施时，所述分流单元为分流薄膜晶体管；

所述分流薄膜晶体管的一端为其漏极，所述分流薄膜晶体管的另一端为其源极，所述分流薄膜晶体管的栅极与所述存储电容的第一端连接。

实施时，所述驱动薄膜晶体管的阈值电压和所述分流薄膜晶体管的阈值电压相等。

实施时，所述开关单元包括第三开关元件、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分流薄膜晶体管的栅极通过所述第三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五开关元件与OLED连接；

所述分流薄膜晶体管的漏极通过所述第六开关元件与所述驱动薄膜晶体管的漏极连接；

所述第三开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管的栅极、所述分流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、所述分流薄膜晶体管的栅极与所述电流源的连接；

所述第四开关元件，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漏极与所述电流源的连接；

所述第五开关元件，用于在第二时间段导通所述驱动薄膜晶体管的漏极与所述OLED的连接；

所述第六开关元件，用于在第一时间段导通所述分流薄膜晶体管的漏极与所述驱动薄膜晶体管的漏极的连接，并在第二时间段断开所述分流薄膜晶体管的漏极与所述驱动薄膜晶体管的漏极的连接。

实施时，所述驱动薄膜晶体管、所述分流薄膜晶体管、所述第三开关元件、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AMOLED像素单元驱动方法，其基于上述的AMOLED像素单元驱动电路，所述AMOLED像素单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驱动薄膜晶体管的漏极和分流单元的第二端的通路，控制所述电流源对所述存储电容充电，并使得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分流单元；

驱动OLED发光显示步骤：通过该驱动薄膜晶体管驱动所述OLED发光显示。本发明还提供了一种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像素单元。

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，通过分流方式，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。

附图说明

图1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CN1、控制信号CN2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；

图6是本发明本发明所述的AMOLED像素单元的该具体实施例在第二时间段的等效电路图。

具体实施方式

本发明提供了一种AMOLED像素单元驱动电路，用于驱动OLED，所述AMOLED像素单元驱动电路包括：

以及分流单元，一端接低电平；

实施时，所述分流单元为分流薄膜晶体管；

如图2所示，根据一种具体实施方式，本发明提供了一种AMOLED像素单元驱动电路，用于驱动OLED，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，第一端与所述开关单元21的输出端连接，第二端连接到低电平VSS；

以及驱动薄膜晶体管T1和分流薄膜晶体管T2，栅极均与所述存储电容Cst的第一端连接，源极均连接到低电平VSS；

所述开关单元21，用于在第一时间段导通第一输入端到驱动薄膜晶体管T1的漏极和分流薄膜晶体管T2的漏极的通路，以利用所述电流源对所述存储电容Cst充电，断开第二输入端到驱动薄膜晶体管T1的漏极和分流薄膜晶体管T2的漏极的通路；

所述开关单元21，还用于在第二时间段导通第二输入端到驱动薄膜晶体管T1的漏极的通路，断开第二输入端到分流薄膜晶体管T2的漏极的通路，以及断开第一输入端到驱动薄膜晶体管T1的漏极和分流薄膜晶体管T2的漏极的通路。

实施时，所述驱动薄膜晶体管T1的阈值电压和所述分流薄膜晶体管T2的阈值电压相等。

实施时，所述开关单元21包括第三开关元件、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T1的栅极与所述分流薄膜晶体管T2的栅极通过所述第三开关元件与所述电流源连接；

所述驱动薄膜晶体管T1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T1的漏极通过所述第五开关元件与OLED连接；

所述分流薄膜晶体管T2的漏极通过所述第六开关元件与所述驱动薄膜晶体管的漏极连接；

所述第三开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管T1的栅极、所述分流薄膜晶体管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T1的栅极、所述分流薄膜晶体管T2的栅极与所述电流源的连接；

所述第四开关元件，用于在第一时间段导通所述驱动薄膜晶体管T1的漏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T1的漏极与所述电流源的连接；

所述第五开关元件，用于在第二时间段导通所述驱动薄膜晶体管T1的漏极与所述OLED的连接；

所述第六开关元件，用于在第一时间段导通所述分流薄膜晶体管T2的漏极与所述驱动薄膜晶体管T1的漏极的连接，并在第二时间段断开所述分流薄膜晶体管T2的漏极与所述驱动薄膜晶体管T1的漏极的连接。

实施时，所述驱动薄膜晶体管T1、所述分流薄膜晶体管T2、所述第三开关元件、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。

本发明还提供一种AMOLED像素单元驱动方法，其基于上述的AMOLED像素单元驱动电路，所述AMOLED像素单元驱动方法包括以下步骤：

驱动OLED发光显示步骤：导通第二输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，通过该驱动薄膜晶体管驱动所述OLED发光显示。本发明还提供了一种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。

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，通过分流方式，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、T2、T3、T4、T5、T6均为n型TFT，其中，T1为驱动薄膜晶体管，T2为电流分流薄膜晶体管，T3、T4、T5、T6为控制开关薄膜晶体管，Cst为存储电容，其中T1和T2的阈值电压相等。

在图3中，T1的源极、T2的源极和Cst的第二端连接并接低电平VSS；

T1的栅极、T2的栅极和Cst的第一端连接；

T1的栅极和T2的栅极通过T3与提供充电电流Idata的电流源的电流输出端连接；

T1的漏极通过T4与提供充电电流Idata的电流源的电流输出端连接；

T2的漏极通过T6与T1的漏极连接；

OLED的阴极通过T5与T1的漏极连接，OLED的阳极与输出电压为VDD的电源线连接；

T3、T4、T6控制在充电阶段Idata对Cst充电，T2分流；

T5控制在像素充电完成后，使得驱动电流流过OLED而发光显示；

T3的栅极、T4的栅极和T6的栅极连接控制信号CN1，T3的漏极、T4的漏极与提供充电电流Idata的电流源的电流输出端连接；T5的栅极连接控制信号CN2。

图4为控制信号CN1、控制信号CN2和充电电流Idata的时序图。

如图5所示，该实施例所述的AMOLED像素单元驱动电路在工作时，在第一时间段，即A阶段，即像素充电阶段，CN1为高电平，CN2为低电平，T3、T4、T6导通，T5截止，存储电容Cst的第二端接地，存储电容Cst的第一端与T1和T2的公共栅极A连接，T1的源极和T2的源极连接，T1的漏极、T2的漏极与提供充电电流Idata的电流源的电流输出端连接；

在经过Idata充电后，存储电容Cst的第一端和第二端之间的电压差值为VA-VSS，此时，T1和T2处于饱和状态，流过T1的电流为Ids1，流过T2的电流为Ids2，Idata＝Ids1+Ids2，T1和T2的栅源电压Vgs均为VA-VSS；

而

Ids 1 = \frac{1}{2} k 1 {(Vgs - Vth)}^{2};

Ids 2 = \frac{1}{2} k 2 {(Vgs - Vth)}^{2};

Idata = Ids 1 + Ids 2 = \frac{1}{2} k 1 {(Vgs - Vth)}^{2} + \frac{1}{2} k 2 {(Vgs - Vth)}^{2} = \frac{1}{2} (k 1 + k 2) {(Vgs - Vth)}^{2};

因此，Ids1/Ids2＝k1/k2，其中，T1与T2为沟道宽度不同的n型TFT，k1是T1的电流系数，k2是T2的电流系数；

k 1 = μ 1 \times C_{OX} \times \frac{W 1}{L 1};

K 2 = μ 2 \times C_{OX} \times \frac{W 2}{L 2};

其中，μ1、C_OX、W1、L1分别为T1的场效应迁移率，栅绝缘层单位面积电容，沟道宽度、长度，μ2、C_OX、W2、L2分别为T2的场效应迁移率、栅绝缘层单位面积电容、沟道宽度、长度。

如图6所示，该实施例所述的AMOLED像素单元驱动电路在工作时，在第二时间段，即B阶段，即OLED发光显示阶段，CN2为高电平，CN1为高电平，T3、T4、T6截止，T5导通，存储电容Cst两端电压保持为Vgs，因此，T2截止，T1处于饱和区，所述OLED导通而发光显示；

此时，T1的漏电流

T2的漏电流Ids2’＝0；

Ioled为流过所述OLED的电流，且

Ioled = {Ids 1}^{,} + {Ids 2}^{,} = \frac{1}{2} k 1 {(Vgs - Vth)}^{2};

因此，Idata与Ioled的电流值的比值为(k1+k2)/k1，Ioled为电流值正比于Idata的电流值的电流，且可以使得Idata与Ioled具有较大的电流缩放比例，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。

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。

Claims

1.一种AMOLED像素单元驱动电路，用于驱动OLED，其特征在于，所述AMOLED像素单元驱动电路包括：

以及分流单元，第一端接低电平；

2.如权利要求1所述的AMOLED像素单元驱动电路，其特征在于，所述分流单元为分流薄膜晶体管；

3.如权利要求2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和所述分流薄膜晶体管的阈值电压相等。

4.如权利要求2或3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三开关元件、第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件，其中，

5.如权利要求4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、所述分流薄膜晶体管、所述第三开关元件、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。

6.一种AMOLED像素单元驱动方法，其应用于如权利要求1所述的AMOLED像素单元驱动电路，其特征在于，所述AMOLED像素单元驱动方法包括以下步骤：

驱动OLED发光显示步骤：导通第二输入端到驱动薄膜晶体管的漏极的通路，通过该驱动薄膜晶体管驱动所述OLED发光显示。

7.一种AMOLED像素单元，其特征在于，包括OLED和如权利要求1至5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。

8.一种显示装置，其特征在于，包括多个如权利要求7所述的AMOLED像素单元。