[发明专利]一种AMOLED像素电路及驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源矩阵有机发光二极管(Active-Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)像素电路及其驱动方法，属于平板显示技术领域。

背景技术

平板显示(Flat Panel Display,FPD)广泛应用于电视、计算机、平板电脑及智能手机等各类电子产品中，在电子信息产业中具有举足轻重的作用。作为平板显示的新兴代表，AMOLED显示具有自主发光、视角宽、色彩鲜艳、对比度高、工作温度范围宽(在零下40℃仍可工作)及适于柔性显示等优点，近年来发展势头迅猛。

像素电路是构成平板显示的基本单元，一个典型的AMOLED像素电路由两个薄膜晶体管(2T，T表示Transistor)、一个存储电容(1C,C表示Capacitor)及有机发光二极管OLED构成,呈2T1C结构。其中，一个晶体管作为开关管，用于控制数据线对存储电容进行充电的通路；另外一个晶体管则作为驱动管，为OLED提供驱动电流，并通过驱动电流的大小调节OLED的明暗程度(灰阶)；存储电容则主要用于在OLED发光阶段维持施加在驱动管栅极的驱动电压。但是在实际应用中，无论是何种类型的薄膜晶体管，施加在薄膜晶体管上的电压偏置所产生的应力效应(Bias-Induced Stress,BIS)不可避免地会引起薄膜晶体管的阈值电压发生漂移。由于阈值电压是决定晶体管输出电流的一个关键参数，阈值电压漂移将对驱动管的驱动电流(进而对OLED的灰阶)产生严重影响。因此实际使用时往往要求像素电路具备对其驱动管的阈值电压漂移进行补偿的功能，以提高显示的稳定性能。当前，一个具备阈值电压补偿功能的像素电路通常包含了4个以上的晶体管和2个以上的电容，并需配备数目众多的控制线和数据线才可以进行阈值电压补偿。因此现有技术的像素电路具有尺寸大、开口率低、功耗高、结构和操作复杂等缺点，限制了它在高分辨率、大尺寸平板显示中的应用。

利用双栅薄膜晶体管自身具备阈值电压调节功能的特点，Y.H.Tai等人提出了一种新型的AMOLED像素电路及其驱动方法(Y.H.Tai，L.S.Chou，H.L.Chiu,et al.,IEEE Electron Device Lett.,Vol.33,No.3,pp.393-395,2012)。如图1所示，该像素电路采用双栅薄膜晶体管作为驱动管，呈3T2C结构，具有结构和操作简单、功耗低的优点。然而像素电路中的电容(如存储电容、补偿电容)的尺寸通常远大于晶体管的尺寸，因此像素电路的尺寸主要由电容决定。因此，与现有技术中5T2C等AMOLED像素电路比较，Y.H.Tai等提出的3T2C像素电路虽然减少了晶体管的数目，但在尺寸方面的优势并不显著，仍然存在着尺寸大、开口率低的缺点。

申请号为201510166569X的专利公开了一种像素电路及其驱动方法，该像素电路包括反馈单元和驱动管T1，其中驱动管T1为双栅薄膜晶体管。该电路同样利用了双栅薄膜晶体管自身具备阈值电压调节功能的特点，通过反馈单元来调整施加在T1其中一个栅极上的电压，进而实现T1的阈值电压调节和补偿。该电路呈3T1C结构，但存在以下问题：(1)T1的阈值电压调节范围与施加在其栅极上的电压的极性密切相关，由于施加在T1其中一个栅极上的电压的极性始终为正(与电源电压V_DD保持一致)而不能为负，因此，其阈值电压调节范围较窄；(2)在T1其中一个栅极上施加一个大的正电压(如V_DD)会引起T1的阈值电压减小，甚至使T1的阈值电压小于零，导致T1处于常导通的状态，进而导致电路中V_DD与地之间形成通路，这会引起发光器件的误发光。

申请号为201410442661.X的发明专利公开了一种基于薄膜晶体管的反相器，具体公开了一种薄膜晶体管，如图3所示，该薄膜晶体管包括衬底(10)，设在衬底上的第一栅极(11)，设在衬底(10)上并且覆盖底栅(11)的栅氧化层(12)，设在栅氧化层(12)上的沟道层(13)，设在沟道层(13)上相对两侧的源极(14)、漏极(15)，设在沟道层(13)上以及源极(14)、漏极(15)上的隧穿层(21)，设在隧穿层(21)上的存储层(22)，设在存储层(22)上的阻挡层(23)，以及设在阻挡层(23)上的第二栅极(16)，所述第二栅极(16)位于第一栅极(11)正上方。所述驱动管为具有电荷存储功能的双栅薄膜晶体管，通过调节其存储层中的电荷数目，可调节驱动管的阈值电压。

发明内容