CN103681767B - Amoled 像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统 - Google Patents

Amoled 像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一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,第一电极连接栅压信号,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,第一电极连接数据信号,第二电极连接所述有机发光二极管的第一极。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,大大地提高了像素结构的相对孔径,从而大大地提高了像素结构的发光效率。

Description

AMOLED像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统
技术领域
本发明涉及OLED显示器的像素驱动技术,特别是涉及AMOLED像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统。
背景技术
近年来,有源矩阵有机发光二极管(AMOLED),相比于传统的无源驱动有机发光二极管(PMOLED),具有快速的响应时间,对比度高,可视角度大等优点,已成为下一代显示技术领域的有力竞争者。
AMOLED最基本的发光像素结构是2T1C结构,其由开关晶体管T1、驱动晶体管T2、电容C1以及有机发光二极管D1组成,如图1所示。所述开关晶体管T1的栅极连接扫描信号Vscan,漏极掺杂区连接数据信号Vdata,源极掺杂区连接驱动晶体管T2的栅极及所述电容C1的第一极;所述驱动晶体管T2的源极掺杂区连接所述电容C1的第二极并与外部电源VDD相连,漏极掺杂区连接所述有机发光二极管D1的第一极,所述有机发光二极管D1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。
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T1时,信号存储在电容C1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T2一般采用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D1的电流越大,亮度就越大。
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C1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T1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管T2面积的3倍左右,因此,传统2T1C像素结构的相对孔径为:
a p e r t u r e r a t i o = A D A D + A T 1 + A T 2 + A C 1 ≈ A D A D + A T 1 + 4 A T 2
其中,AD为有机发光二极管的面积,AT1为开关晶体管的面积,AT2为驱动晶体管的面积,AC1电容的面积,可见,传统2T1C像素结构的相对孔径较小,严重影响发光效率的提高。
如上所述,如何实现一种能消除AMOLED像素中的电容的新型像素结构已成为当今研究的重点之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一AMOLED像素驱动电路、驱动方法及阵列驱动系统,用于解决现有技术中AMOLED驱动电路中由于电容的存在使其相对孔径小,发光效率低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一AMOLED像素驱动电路,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,第一电极连接栅压信号,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,第一电极连接数据信号,第二电极连接所述有机发光二极管的第一极。
作为本发明的AMOLED像素驱动电路的一种优选方案,所述半浮栅以栅介质层为间隔的覆盖于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,所述控制栅加上电压时,所述漏极接触区与半浮栅间形成一隧穿二极管。
进一步地,通过所述驱动晶体管的漏极与所述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。
作为本发明的AMOLED像素驱动电路的一种优选方案,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,漏极掺杂区加正电压,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掺杂区所加电压,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高。
作为本发明的AMOLED像素驱动电路的一种优选方案,所述驱动晶体管的控制栅的电压通过所述第一扫描信号及栅压信号控制,所述驱动晶体管的漏极的电压通过所述第二扫描信号、数据信号及外部电源控制。
本发明还提供一AMOLED像素驱动电路的驱动方法,包括:
编程阶段:所述第一晶体管及第二晶体管导通,外部电源输出低电平,栅压信号输入第一电压V1,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,外部电源输出高电平,所述栅压信号输入第二电压V2使所述有机发光二极管发光。
作为本发明AMOLED像素驱动电路的驱动方法的一种优选方案,所述编程阶段前还包括:
初始化阶段:所述第一晶体管及第二晶体管导通,外部电源输出低电平,数据信号输入第三电压V3,栅压信号输入第四电压V4,且V3<V4,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。
进一步地,在编程阶段中,所述驱动晶体管的阈值电压改变为:
Vth=Vth0+ΔVth
式中Vth为所述驱动晶体管编程后的阈值电压,Vth0为该驱动晶体管半浮栅清空电荷时的初始阈值电压,ΔVth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:
I = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h ) 2 = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h 0 - &Delta;V t h ) 2
式中I为流过有机发光二极管和驱动晶体管的电流,μ为载流子迁移率,Cox为单位面积栅氧化层电容,W为驱动晶体管栅宽,L为驱动晶体管栅长。
作为本发明的AMOLED像素驱动电路的驱动方法的一种优选方案,在编程阶段中,所述栅压信号为负电压,所述数据信号为正电压,使电荷由于隧穿效应进入半浮栅以降低所述驱动晶体管的阈值电压。
本发明还提供一AMOLED像素阵列驱动系统,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、栅压信号及地线,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所述数据信号。
如上所述,本发明提供一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,第一电极连接栅压信号,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,第一电极连接数据信号,第二电极连接所述有机发光二极管的第一极。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,大大地提高了像素结构的相对孔径,从而大大地提高了像素结构的发光效率。本发明驱动方法简单,发光效率高,可广泛应用于平板显示等领域。
附图说明
图1显示为现有技术中的2T1C像素结构的电路结构示意图。
图2显示为本发明的AMOLED像素驱动电路的电路结构示意图。
图3显示为本发明的AMOLED像素驱动电路所采用的驱动晶体管的具体结构示意图。
图4显示为本发明的AMOLED像素驱动电路所采用的驱动晶体管的等效电路示意图。
图5显示为本发明的AMOLED像素阵列驱动系统的电路结构示意图。
图6~图7显示为本发明的AMOLED像素阵列驱动系统的驱动方法时序配置示意图。
元件标号说明
Vsc1 第一扫描信号
Vsc2 第二扫描信号
Vd 数据信号
Vg 栅压信号
T1 第一晶体管
T2 第二晶体管
T3 驱动晶体管
D1 有机发光二极管
101 半导体衬底
102 源极掺杂区
103 漏极掺杂区
104 漏极接触区
105 扩散区
106 栅介质层
107 半浮栅
108 控制栅
109 隧穿二极管
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2~图7。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图2~图4所示,本实施例提供一AMOLED像素驱动电路,所述驱动电路包括:
第一晶体管T1、第二晶体管T2、有机发光二极管D1及驱动晶体管T3,所述驱动晶体管T3包括控制栅和半浮栅,且其阈值电压可调;
所述第一晶体管T1的栅极连接第一扫描信号Vsc1,第一电极连接栅压信号Vg,第二电极连接所述驱动晶体管T3的控制栅;所述驱动晶体管T3的源极接地,漏极连接所述有机发光二极管D1的第一极;所述有机发光二极管D1的第二极连接外部电源ELVDD;所述第二晶体管T2的栅极连接第二扫描信号Vsc2,第一电极连接数据信号Vd,第二电极连接所述有机发光二极管D1的第一极。
需要说明的是,本实施例中,所述第一晶体管T1及第二晶体管T2均为N型晶体管,当然,在其它实施例中,所述第一晶体管T1及第二晶体管T2也可以为P型晶体管,可以根据该两个晶体管的掺杂类型选择合适的电极连接方式及时序配置,并不限定本发明的适用范围。
具体地,所述第一晶体管T1的第一电极为漏极且连接栅压信号Vg,第二电极为源极且连接所述驱动晶体管T3的栅极,所述第二晶体管T2的第一电极为漏极且连接数据信号Vd,第二极为源极且连接所述有机发光二极管D1的阴极,所述有机发光二极管D1的第二极为阳极且连接外部电源。
如图3所示,在本实施例中,所述驱动晶体管包括半导体衬底101、控制栅108、半浮栅107、漏极掺杂区103及源极掺杂区102,其中:
所述半浮栅107以栅介质层106为间隔的覆盖于所述驱动晶体管沟道区及部分漏极掺杂区103表面,并所述半浮栅107部分延伸至所述漏极掺杂区103上方并与之接触;
所述漏极掺杂区103中还包括一位于所述半浮栅107下方且与之接触的扩散区105,以及一与该扩散区105间隔设置的漏极接触区104;
所述半浮栅107及所述扩散区105的掺杂类型与漏极掺杂区103、源极掺杂区102及漏极接触区104的掺杂类型相反,所述半浮栅107及所述扩散区105与漏极掺杂区103形成一pn结二极管;
所述控制栅108以栅介质层106为间隔的覆盖于所述半浮栅107的表面、侧壁以及部分漏极掺杂区103表面,所述控制栅108加上电压时,所述漏极接触区104与半浮栅间形成一隧穿二极管109。
为了更好地说明本发明采用的驱动晶体管T3的工作原理,下面以普通MOS晶体管为比较对象说明本发明的驱动晶体管T3的半浮栅对晶体管阈值电压的调控原理。
普通MOS晶体管沟道的导电性是受栅电压调控的,当栅极电压超过阈值电压时,栅下的半导体表面就会反型(n型半导体变为p型半导体或者相反),感生出导电电荷。栅电压越大,沟道中的积累的导电电荷数量就越多。
图3为驱动晶体管T3的结构示意图,驱动晶体管T3主要包括半导体衬底101、控制栅108、半浮栅107、漏极掺杂区103及源极掺杂区102,其中,p型掺杂的半浮栅107、p型掺杂的扩散区105和n型掺杂的漏极掺杂区103之间形成pn结二极管,所述控制栅108覆盖于所述半浮栅107的表面、侧壁以及部分漏极掺杂区103表面,即覆盖所述扩散区105及漏极接触区104之间的漏极掺杂区,当所述控制栅108上施加一个负电压时,会造成所述扩散区105和漏极接触区104之间区域的能带弯曲,形成一个隧穿二极管109。另外,驱动晶体管T3可以看作在普通晶体管的栅电容介质中插入了一个电极,如图4所示,这样就把原来的栅电容分割成了两个栅电容C1和C2的串联。通过在半浮栅107上注入电荷可以改变驱动晶体管的阈值电压,调控沟道的导电性。驱动晶体管T3调控阈值电压的原理可以理解为:在半浮栅107上注入的电荷会通过半浮栅107与晶体管沟道之间的栅电容C2在驱动晶体管沟道一侧感应出沟道电荷,半浮栅107上的正电荷越多,沟道中感应的负电荷也越多,N型沟道的导电性越强。这种效果等效到控制栅108,与半浮栅107充电之前相比,控制栅108只需加较小的栅电压就可以在沟道中感应出等量的沟道电荷,达到相同的导电效果,这样在形式上驱动晶体管T3的阈值电压就降低了。
可见,对于本实施例中的驱动晶体管T3,通过所述漏极掺杂区与所述控制栅上所加电压控制所述半浮栅107存储的电荷量,便可以实现所述驱动晶体管T3的阈值电压可调。
更进一步地,所述驱动晶体管T3的阈值电压通过以下过程调整:
充电过程:所述驱动晶体管T3的控制栅108加负电压,漏极103加正电压,电荷由于隧穿效应进入半浮栅107,使所述驱动晶体管T3的阈值电压降低;
放电过程:所述驱动晶体管T3的控制栅108所加电压大于所述漏极103所加电压,所述隧穿二极管正偏,所述半浮栅107中的电荷通过所述pn结二极管释放,所述驱动晶体管T3的阈值电压提高。
在上述阈值电压的调整过程中,所述驱动晶体管T3的控制栅的电压通过所述第一扫描信号Vsc1及栅压信号Vg控制,所述驱动晶体管T3的漏极的电压通过所述第二扫描信号Vsc2、数据信号Vd及外部电源控制。
作为示例,所述第一晶体管T1及第二晶体管T2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。
本发明的AMOLED像素结构相比于传统2T1C像素结构具有巨大的优势,本发明的3T型AMOLED像素结构的相对孔径为:
a p e r t u r e r a t i o = A D A D + 2 A T 1 + A T 2
其中,有机发光二极管D1的面积为AD,第一晶体管T1及第二晶体管T2的面积均为AT1、驱动晶体管T3的面积为AT2,很明显,本发明的3T型AMOLED像素结构的相对孔径比传统的2T1C像素结构大,发光效率更高。
本实施例还提供一AMOLED像素驱动电路的驱动方法,仍以第一晶体管T1、第二晶体管T2均为N型晶体管为例,该驱动方法包括:
编程阶段:第一扫描信号Vsc1及第二扫描信号Vsc2输入高电平所述第一晶体管T1及第二晶体管T2导通,外部电源输出低电平,栅压信号Vg输入第一电压,所述数据信号Vd对所述驱动晶体管T3的阈值电压进行编程,编程阶段后,所述驱动晶体管T3的阈值电压改变为:
Vth=Vth0+ΔVth
式中Vth为所述驱动晶体管T3编程后的阈值电压,Vth0为该驱动晶体管T3半浮栅清空电荷时的初始阈值电压,ΔVth为该驱动晶体管T3阈值电压编程后的变化量;
发光阶段:第一扫描信号Vsc1输入高电平使第一晶体管T1导通,第二扫描信号Vsc2输入低电平使第二晶体管T2关断,外部电源输出高电平,所述栅压信号Vg输入第二电压V2使所述有机发光二极管D1发光,在发光阶段中,所述有机发光二极管D1流过的电流为:
I = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h ) 2 = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h 0 - &Delta;V t h ) 2
式中V2为所述栅压信号Vg输入的第二电压,I为流过有机发光二极管和驱动晶体管的电流,μ为载流子迁移率,Cox为单位面积栅氧化层电容,W为驱动晶体管栅宽,L为驱动晶体管栅长。
具体地,在编程阶段中,所述栅压信号Vg为负电压,使所述驱动晶体管T3的漏极与半浮栅间形成隧穿二极管,所述数据信号Vd为正电压,使电荷由于隧穿效应进入半浮栅以降低述驱动晶体管T3的阈值电压。
另外,为了进一步增加编程阶段的精度,所述编程阶段前还增加了初始化阶段,在初始化阶段中,第一扫描信号Vsc1及第二扫描信号Vsc2输入高电平使第一晶体管T1及第二晶体管T2导通,外部电源ELVDD输出低电平,数据信号Vd输入第三电压V3,栅压信号Vg输入第四电压V4,且V3<V4,使所述驱动晶体管T3中的pn结二极管正偏,以清空所述驱动晶体管T3半浮栅储存的电荷。在编程阶段前增加初始化阶段,可以更准确的控制所述驱动晶体管T3的阈值电压,增加编程阶段的精度。
实施例2
如图5所示,本实施例提供一AMOLED像素阵列驱动系统,包括:
数据信号驱动电路,用于产生数据信号Vd;
扫描电路,用于产生第一扫描信号Vsc1及第二扫描信号Vsc2;
像素阵列,由多个AMOLED像素驱动电路呈矩阵排列而成,所述AMOLED像素驱动电路的基本结构如实施例1,其中,所述多个像素驱动电路共用同一外部电源、栅压信号Vg及地线,各行中的像素驱动电路共用所述第一扫描信号Vsc1及第二扫描信号Vsc2,各列中的像素驱动电路共用所述数据信号Vd。
如图6所示,本实施例还提供一AMOLED像素阵列驱动系统的驱动方法,仍以第一晶体管T1、第二晶体管T2均为N型晶体管为例,所述驱动方法包括:
编程阶段:对应行中的第一扫描信号Vsc1及第二扫描信号Vsc2输入高电平使对应行的第一晶体管T1及第二晶体管T2导通,外部电源输出低电平,栅压信号Vg输入第一电压,所述数据信号Vd依次对该行像素结构的驱动晶体管T3的阈值电压进行编程,编程结束后,各驱动晶体管T3的阈值电压改变为:
Vth(i,j)=Vth0+ΔVth(i,j)
式中Vth(i,j)为第i行第j列的像素结构的驱动晶体管T3编程后的阈值电压,Vth0为该驱动晶体管T3半浮栅清空电荷时的初始阈值电压,ΔVth为该驱动晶体管T3阈值电压编程后的变化量;
发光阶段:所有像素结构的第一扫描信号Vsc1输入高电平使第一晶体管T1导通,第二扫描信号Vsc2输入低电平使第二晶体管T2关断,外部电源输出高电平,所述栅压信号Vg输入第二电压V2,不同像素结构的有机发光二极管D1流过的电流为:
I ( i , j ) = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h ( i , j ) ) 2 = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h 0 - &Delta;V t h ( i , j ) ) 2
式中I(I,j)为流过对应的有机发光二极管和驱动晶体管的电流,μ为载流子迁移率,Cox为单位面积栅氧化层电容,W为驱动晶体管栅宽,L为驱动晶体管栅长。
另外,为了进一步增加编程阶段的精度,所述编程阶段前还增加了初始化阶段,如图7所示,初始化阶段:所有像素结构的第一扫描信号Vsc1及第二扫描信号Vsc2输入高电平,第一晶体管T1及第二晶体管T2导通,外部电源输出低电平,数据信号Vd输入第三电压V3,栅压信号Vg输入第四电压V4,且V3<V4,使各像素结构驱动晶体管T3中的pn结二极管正偏,以清空各驱动晶体管T3半浮栅储存的电荷。在编程阶段前增加初始化阶段,可以更准确的控制所述驱动晶体管T3的阈值电压,增加编程阶段的精度。
如上所述,本发明提供一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,第一电极连接栅压信号,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,第一电极连接数据信号,第二电极连接所述有机发光二极管的第一极。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,大大地提高了像素结构的相对孔径,从而大大地提高了像素结构的发光效率。本发明驱动方法简单,发光效率高,可广泛应用于平板显示等领域。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种AMOLED像素驱动电路,其特征在于,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,第一电极连接栅压信号,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,第一电极连接数据信号,第二电极连接所述有机发光二极管的第一极。
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于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,所述控制栅加上电压时,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所述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,漏极掺杂区加正电压,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掺杂区所加电压,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高。
5.根据权利要求4所述的AMOLED像素驱动电路,其特征在于:所述驱动晶体管控制栅的电压通过所述第一扫描信号及栅压信号控制,所述驱动晶体管的漏极的电压通过所述第二扫描信号、数据信号及外部电源控制。
6.一种如权利要求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,外部电源输出低电平,栅压信号输入第一电压V1,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,外部电源输出高电平,所述栅压信号输入第二电压V2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:所述第一晶体管及第二晶体管导通,外部电源输出低电平,数据信号输入第三电压V3,栅压信号输入第四电压V4,且V3<V4,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=Vth0+ΔVth
式中Vth为所述驱动晶体管编程后的阈值电压,Vth0为该驱动晶体管半浮栅清空电荷时的初始阈值电压,ΔVth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:
I = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h ) 2 = 1 2 &mu;C o x W L ( V 2 - V t h 0 - &Delta;V t h ) 2
式中I为流过有机发光二极管和驱动晶体管的电流,μ为载流子迁移率,Cox为单位面积栅氧化层电容,W为驱动晶体管栅宽,L为驱动晶体管栅长。
9.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:在编程阶段中,所述栅压信号为负电压,所述数据信号为正电压,使电荷由于隧穿效应进入半浮栅以降低所述驱动晶体管的阈值电压。
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、栅压信号及地线,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所述数据信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016026322A1 (zh) * 2014-08-17 2016-02-25 复旦大学 半浮栅功率器件及其制造方法
CN104376815B (zh) * 2014-12-08 2017-09-22 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置
CN108198835A (zh) * 2017-12-07 2018-06-22 黎子兰 一种led显示单元、显示器及其制造方法
CN111785203B (zh) * 2020-07-09 2021-09-24 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 发光电路的驱动方法及驱动装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101986378A (zh) * 2010-11-09 2011-03-16 华南理工大学 有源有机发光二极管显示器像素驱动电路及其驱动方法
CN102682704A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 广州新视界光电科技有限公司 有源有机电致发光显示器的像素驱动电路及其驱动方法
CN103247626A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 复旦大学 一种半浮栅器件及其制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101986378A (zh) * 2010-11-09 2011-03-16 华南理工大学 有源有机发光二极管显示器像素驱动电路及其驱动方法
CN102682704A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 广州新视界光电科技有限公司 有源有机电致发光显示器的像素驱动电路及其驱动方法
CN103247626A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 复旦大学 一种半浮栅器件及其制造方法

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