一種amoled像素電路及驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(Active-Matrix Organic LightEmitting D1de，AM0LED)像素電路及其驅(qū)動(dòng)方法，屬于平板顯示技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]平板顯示(Flat Panel Display，F(xiàn)PD)廣泛應(yīng)用于電視、計(jì)算機(jī)、平板電腦及智能手機(jī)等各類電子產(chǎn)品中，在電子信息產(chǎn)業(yè)中具有舉足輕重的作用。作為平板顯示的新興代表，AMOLED顯示具有自主發(fā)光、視角寬、色彩鮮艷、對(duì)比度高、工作溫度范圍寬(在零下40 °C仍可工作)及適于柔性顯示等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。
[0003]像素電路是構(gòu)成平板顯示的基本單元，一個(gè)典型的AMOLED像素電路由兩個(gè)薄膜晶體管(2T，T表示Transistor)、一個(gè)存儲(chǔ)電容(1C，C表示Capacitor)及有機(jī)發(fā)光二極管OLED構(gòu)成，呈2T1C結(jié)構(gòu)。其中，一個(gè)晶體管作為開(kāi)關(guān)管，用于控制數(shù)據(jù)線對(duì)存儲(chǔ)電容進(jìn)行充電的通路；另外一個(gè)晶體管則作為驅(qū)動(dòng)管，為OLED提供驅(qū)動(dòng)電流，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流的大小調(diào)節(jié)OLED的明暗程度(灰階)；存儲(chǔ)電容則主要用于在OLED發(fā)光階段維持施加在驅(qū)動(dòng)管柵極的驅(qū)動(dòng)電壓。但是在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論是何種類型的薄膜晶體管，施加在薄膜晶體管上的電壓偏置所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)(Bias-1nduced Stress，BIS)不可避免地會(huì)引起薄膜晶體管的閾值電壓發(fā)生漂移。由于閾值電壓是決定晶體管輸出電流的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，閾值電壓漂移將對(duì)驅(qū)動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)電流(進(jìn)而對(duì)OLED的灰階)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此實(shí)際使用時(shí)往往要求像素電路具備對(duì)其驅(qū)動(dòng)管的閾值電壓漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓δ?，以提高顯示的穩(wěn)定性能。當(dāng)前，一個(gè)具備閾值電壓補(bǔ)償功能的像素電路通常包含了 4個(gè)以上的晶體管和2個(gè)以上的電容，并需配備數(shù)目眾多的控制線和數(shù)據(jù)線才可以進(jìn)行閾值電壓補(bǔ)償。因此現(xiàn)有技術(shù)的像素電路具有尺寸大、開(kāi)口率低、功耗高、結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，限制了它在高分辨率、大尺寸平板顯示中的應(yīng)用。
[0004]利用雙柵薄膜晶體管自身具備閾值電壓調(diào)節(jié)功能的特點(diǎn)，Y.H.Tai等人提出了一種新型的 AMOLED 像素電路及其驅(qū)動(dòng)方法(Y.H.Tai，L.S.Chou，H.L.Chiu, et al.,IEEEElectron Device Lett.,Vol.33,N0.3,pp.393-395,2012)。如圖1所不，該像素電路米用雙柵薄膜晶體管作為驅(qū)動(dòng)管，呈3T2C結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。然而像素電路中的電容(如存儲(chǔ)電容、補(bǔ)償電容)的尺寸通常遠(yuǎn)大于晶體管的尺寸，因此像素電路的尺寸主要由電容決定。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中5T2C等AMOLED像素電路比較，Y.H.Ta i等提出的3T2C像素電路雖然減少了晶體管的數(shù)目，但在尺寸方面的優(yōu)勢(shì)并不顯著，仍然存在著尺寸大、開(kāi)口率低的缺點(diǎn)。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01510166569X的專利公開(kāi)了一種像素電路及其驅(qū)動(dòng)方法，該像素電路包括反饋單元和驅(qū)動(dòng)管Tl，其中驅(qū)動(dòng)管Tl為雙柵薄膜晶體管。該電路同樣利用了雙柵薄膜晶體管自身具備閾值電壓調(diào)節(jié)功能的特點(diǎn)，通過(guò)反饋單元來(lái)調(diào)整施加在Tl其中一個(gè)柵極上的電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)Tl的閾值電壓調(diào)節(jié)和補(bǔ)償。該電路呈3T1C結(jié)構(gòu)，但存在以下問(wèn)題:(I)Tl的閾值電壓調(diào)節(jié)范圍與施加在其柵極上的電壓的極性密切相關(guān)，由于施加在Tl其中一個(gè)柵極上的電壓的極性始終為正(與電源電壓Vdd保持一致)而不能為負(fù)，因此，其閾值電壓調(diào)節(jié)范圍較窄；(2)在Tl其中一個(gè)柵極上施加一個(gè)大的正電壓(如Vdd)會(huì)引起Tl的閾值電壓減小，甚至使Tl的閾值電壓小于零，導(dǎo)致Tl處于常導(dǎo)通的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致電路中Vdd與地之間形成通路，這會(huì)引起發(fā)光器件的誤發(fā)光。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?01410442661.X的發(fā)明專利公開(kāi)了一種基于薄膜晶體管的反相器，具體公開(kāi)了一種薄膜晶體管，如圖3所示，該薄膜晶體管包括襯底(10)，設(shè)在襯底上的第一柵極
(11)，設(shè)在襯底(10)上并且覆蓋底柵(11)的柵氧化層(12)，設(shè)在柵氧化層(12)上的溝道層
(13)，設(shè)在溝道層(13)上相對(duì)兩側(cè)的源極(14)、漏極(15)，設(shè)在溝道層(13)上以及源極
(14)、漏極(15)上的隧穿層(21)，設(shè)在隧穿層(21)上的存儲(chǔ)層(22)，設(shè)在存儲(chǔ)層(22)上的阻擋層(23)，以及設(shè)在阻擋層(23)上的第二柵極(16)，所述第二柵極(16)位于第一柵極(11)正上方。所述驅(qū)動(dòng)管為具有電荷存儲(chǔ)功能的雙柵薄膜晶體管，通過(guò)調(diào)節(jié)其存儲(chǔ)層中的電荷數(shù)目，可調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)管的閾值電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單(呈3T1C結(jié)構(gòu))、尺寸小、開(kāi)口率高、功耗低的AMOLED像素電路及驅(qū)動(dòng)方法，可有效解決AMOLED像素電路中驅(qū)動(dòng)管的閾值電壓漂移引起的顯示穩(wěn)定性問(wèn)題。
[0008]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0009]一種AMOLED像素電路，包括第一開(kāi)關(guān)晶體管Tl、第二開(kāi)關(guān)晶體管T2、驅(qū)動(dòng)管T3、有機(jī)發(fā)光二極管0LED、數(shù)據(jù)線Vdata、第一掃描控制線Vscanl、第二掃描控制線Vscan2、存儲(chǔ)電容Cst、編程/擦除信號(hào)線Vpe，其中:
[0010]所述第一開(kāi)關(guān)晶體管Tl包括第一開(kāi)關(guān)晶體管漏極、第一開(kāi)關(guān)晶體管柵極以及第一開(kāi)關(guān)晶體管源極，所述第一開(kāi)關(guān)晶體管漏極與數(shù)據(jù)線Vdata相連接，第一開(kāi)關(guān)晶體管柵極與第一掃描控制線Vscanl相連接，而第一開(kāi)關(guān)晶體管源極與存儲(chǔ)電容Cst的A端相連接；
[0011]所述第二開(kāi)關(guān)晶體管T2包括第二開(kāi)關(guān)晶體管漏極、第二開(kāi)關(guān)晶體管柵極以及第二開(kāi)關(guān)晶體管源極，所述第二開(kāi)關(guān)晶體管漏極與有機(jī)發(fā)光二極管OLED的陽(yáng)極相連接，第二開(kāi)關(guān)晶體管柵極與第二掃描控制線Vscan2相連接，第二開(kāi)關(guān)晶體管源極連接地線Vss;
[0012]所述驅(qū)動(dòng)管T3為具備電荷存儲(chǔ)功能且能夠通過(guò)調(diào)節(jié)其自身存儲(chǔ)層中的電荷數(shù)目調(diào)節(jié)其閾值電壓的雙柵薄膜晶體管;所述驅(qū)動(dòng)管T3包括第一柵極、第二柵極、驅(qū)動(dòng)管漏極以及驅(qū)動(dòng)管源極，所述第一柵極與存儲(chǔ)電容Cst的A端相連接，第二柵極與編程/擦除信號(hào)線Vpe相連接，驅(qū)動(dòng)管漏極與電源線Vdd相連接，驅(qū)動(dòng)管源極與有機(jī)發(fā)光二極管OLED的陽(yáng)極相連接；
[0013]所述存儲(chǔ)電容Cst的B端以及有機(jī)發(fā)光二極管OLED的陰極分別與地線Vss相連接。
[0014]一種AMOLED像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括以下步驟:
[0015](I)閾值電壓重置階段:第一掃描控制線Vscanl設(shè)為高電平，第二掃描控制線Vscan2設(shè)為高電平，電源線Vdd設(shè)為低電平，數(shù)據(jù)線Vdata上的電壓設(shè)為預(yù)置電壓Vpreset，編程/擦除信號(hào)線Vpe上的電壓設(shè)為擦電壓Ve;利用隧穿機(jī)制對(duì)驅(qū)動(dòng)管T3進(jìn)行擦操作使其閾值電壓變?。?br>[0016](2)閾值電壓補(bǔ)償階段:第一掃描控制線Vscanl和第二掃描控制線Vscan2維持為高電平，電源線Vdd變?yōu)楦唠娖?，?shù)據(jù)線Vdata上的電壓維持為預(yù)置電壓Vpreset，編程/擦除信號(hào)線Vpe上的電壓變?yōu)榫幊屉妷篤p;利用溝道熱電子注入機(jī)制對(duì)驅(qū)動(dòng)管T3進(jìn)行編程操作使其閾值電壓變大，完成驅(qū)動(dòng)管T3的閾值電壓補(bǔ)償；
[0017](3)驅(qū)動(dòng)電壓寫(xiě)入階段:第一掃描控制線Vscanl和第二掃描控制線Vscan2維持高電平，數(shù)據(jù)線Vdata上的驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive通過(guò)第一開(kāi)關(guān)晶體管Tl寫(xiě)入到驅(qū)動(dòng)管T3的第一柵極并通過(guò)存儲(chǔ)電容保持到下一幀更新；
[0018](4)發(fā)光階段:第一掃描控制線Vscanl和第二掃描控制線Vscan2變?yōu)榈碗娖?，存?chǔ)電容Cst所保持的驅(qū)動(dòng)電壓提供給驅(qū)動(dòng)管T3的第一柵極，驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管0LED。
[0019]優(yōu)選的:所述利用隧穿機(jī)制對(duì)驅(qū)