[发明专利]AMOLED像素单元及其驱动方法、显示装置

说明书

技术领域

本发明属于显示领域，具体涉及一种AMOLED像素单元及其驱动方法、显示装置。

背景技术

有机发光显示二极管（OLED）作为一种电流型发光器件已越来越多地被应用于高性能显示中。传统的无源矩阵有机发光显示（Passive Matrix OLED）随着显示尺寸的增大，需要更短的单个像素的驱动时间，因而需要增大瞬态电流，增加功耗。同时大电流的应用会造成ITO线上压降过大，并使OLED工作电压过高，进而降低其效率。而有源矩阵有机发光显示（Active Matrix OLED）通过开关管逐行扫描输入OLED电流，可以很好地解决这些问题。

在AMOLED背板设计中，主要需要解决的问题是像素和像素之间的亮度非均匀性。

首先，AMOLED采用薄膜晶体管（TFT）构建像素电路为OLED器件提供相应的电流，其中多采用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)或氧化物薄膜晶体管（Oxide TFT）。与一般的非晶硅薄膜晶体管（amorphous-Si TFT）相比，LTPS TFT和Oxide TFT具有更高的迁移率和更稳定的特性，更适合应用于AMOLED显示中。但是由于晶化工艺的局限性，在大面积玻璃基板上制作的LTPS TFT，常常在诸如阈值电压、迁移率等电学参数上具有非均匀性，这种非均匀性会转化为OLED显示器件的电流差异和亮度差异，并被人眼所感知，即mura（不良）现象。Oxide TFT虽然工艺的均匀性较好，但是与a-Si TFT类似，在长时间加压和高温下，其阈值电压会出现漂移，由于显示画面不同，面板各部分TFT的阈值漂移量不同，会造成显示亮度差异，由于这种差异与之前显示的图像有关，因此常呈现为残影现象。

第二，在大尺寸显示应用中，由于背板电源线存在一定电阻，且所有像素的驱动电流都由电源ARVDD提供，因此在背板中靠近电源ARVDD供电位置区域的电源电压相比较离供电位置较远区域的电源电压要高，这种现象被称为IR Drop。由于电源ARVDD的电压与电流相关，IR Drop也会造成不同区域的电流差异，进而在显示时产生mura。采用P-Type TFT构建像素单元的LTPS工艺对这一问题尤其敏感，因为其存储电容连接在电源电ARVDD与TFT的栅极之间，电源ARVDD的电压改变，会直接影响驱动TFT的栅源电压V_gs。

第三，OLED器件在蒸镀时由于膜厚不均也会造成电学性能的非均匀性。对于采用N-Type TFT构建像素单元的a-Si或OxideTFT工艺，其存储电容连接在驱动TFT栅极与OLED阳极之间，在数据电压传输到栅极时，如果各像素OLED阳极电压不同，则实际加载在TFT上的栅源电压Vgs不同，从而驱动电流不同造成显示亮度差异。

现有技术中提供了一种AMOLED电压式像素单元驱动电路。这种电压式驱动方法与传统AMLCD驱动方法类似，由驱动单元提供一个表示灰阶的电压信号，该电压信号会在像素电路内部被转化为驱动管的电流信号，从而驱动OLED实现亮度灰阶，这种方法具有驱动速度快，实现简单的优点，适合驱动大尺寸面板，被业界广泛采用，但是需要设计额外的TFT和电容器件来补偿TFT非均匀性、IR Drop和OLED非均匀性。

如图1所示为最传统的采用2个TFT，1个电容组成的电压驱动型像素单元电路结构（2T1C）。其中开关管TK将数据线上的电压传输到驱动管TQ的栅极，驱动管将这个数据电压转化为相应的电流供给OLED器件，在正常工作时，驱动管TQ应处于饱和区，在一行的扫描时间内提供恒定电流。其电流可表示为：

IOLED=12μn·Cos·WL·(Vdata-Voled-Vthn)2]]>