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Title:
PIXEL UNIT DRIVING CIRCUIT, PIXEL UNIT DRIVING METHOD AND PIXEL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/127188
Kind Code:
A1
Abstract:
A pixel unit driving circuit, a pixel unit driving method and a pixel unit are provided, which can solve the defects of luminance non-uniformity, material aging and luminance reduction of an OLED panel. The pixel unit driving circuit comprises a driving thin film transistor (DTFT), a matching thin film transistor (MTFT), a first switching element (11), a storage capacitor (Cs) and a driving control unit (12); the gate electrode of the driving thin film transistor (DTFT) is connected with the first end of the storage capacitor (Cs), the source electrode of the driving thin film transistor (DTFT) is connected with the second end of the storage capacitor through the first switching element (11), and the drain electrode of the driving thin film transistor (DTFT) is connected with a driving power supply; the gate electrode and the drain electrode of the matching thin film transistor (MTFT) are connected with the gate electrode of the driving thin film transistor (DTFT), and the source electrode of the matching thin film transistor (MTFT) is connected with the source electrode of the driving thin film transistor (DTFT) through the driving control unit (12); and the second end of the storage capacitor (Cs) is further connected with a data line through the driving control unit (12).

Inventors:
QING HAIGANG (CN)
QI XIAOJING (CN)
KO YOUNG YIK (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/084010
Publication Date:
September 06, 2013
Filing Date:
November 02, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
CHENGDU BOE OPTOELECT TECH CO (CN)
International Classes:
G09G3/32
Foreign References:
CN102708794A2012-10-03
CN102280085A2011-12-14
CN101739950A2010-06-16
US20100127955A12010-05-27
US20100220086A12010-09-02
US7872620B22011-01-18
Attorney, Agent or Firm:
LIU, SHEN & ASSOCIATES (CN)
北京市柳沈律师事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种像素单元驱动电路, 用于驱动 0LED, 所述像素单元驱动电路包 括驱动薄膜晶体管、 匹配薄膜晶体管、 第一开关元件、 存储电容和驱动控制 单元;

所述驱动薄膜晶体管, 栅极与所述存储电容的第一端连接, 源极与所述 OLED 连接并通过所述第一开关元件与所述存储电容的第二端连接, 漏极与 驱动电源连接;

所述匹配薄膜晶体管, 栅极和漏极与所述驱动薄膜晶体管的栅极连接, 源极通过所述驱动控制单元与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述存储电容的第二端还通过所述驱动控制单元与数据线连接。

2、 如权利要求 1所述的像素单元驱动电路, 其中, 所述驱动控制单元包 括第二开关元件和第三开关元件;

所述匹配薄膜晶体管的源极通过所述第二开关元件与所述驱动薄膜晶体 管的源极连接;

所述存储电容的第二端通过所述第三开关元件与所述数据线连接。

3、 如权利要求 1或 2所述的像素单元驱动电路, 其中,

所述驱动薄膜晶体管的源极与所述 OLED的阴极连接;

所述驱动薄膜晶体管的漏极与驱动电源的低电平输出端连接;

所述驱动薄膜晶体管和所述匹配薄膜晶体管为 p型薄膜晶体管。

4、 如权利要求 3所述的像素单元驱动电路, 其中, 所述第一开关元件为 第一薄膜晶体管, 所述第二开关元件为第二薄膜晶体管, 所述第三开关元件 是第三薄膜晶体管;

所述第一薄膜晶体管, 栅极与第一控制线连接, 漏极与所述存储电容的 第二端连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第二薄膜晶体管, 栅极与第二控制线连接, 漏极与所述匹配薄膜晶 体管的源极连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第三薄膜晶体管, 栅极与所述第二控制线连接, 漏极与所述数据线 连接, 源极与所述存储电容的第二端连接;

所述第一薄膜晶体管、 所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管都是 p型薄膜晶体管。

5、 如权利要求 1或 2所述的像素单元驱动电路, 其中,

所述驱动薄膜晶体管的源极与所述 OLED的阳极连接;

所述驱动薄膜晶体管的漏极与驱动电源的高电平输出端连接;

所述驱动薄膜晶体管和所述匹配薄膜晶体管为 n型薄膜晶体管。

6、 如权利要求 5所述的像素单元驱动电路, 其中,

所述第一开关元件为第一薄膜晶体管, 所述第二开关元件为第二薄膜晶 体管, 所述第三开关元件为第三薄膜晶体管;

所述第一薄膜晶体管, 栅极与第一控制线连接, 漏极与所述存储电容的 第二端连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第二薄膜晶体管, 栅极与第二控制线连接, 漏极与所述匹配薄膜晶 体管的源极连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第三薄膜晶体管, 栅极与第二控制线连接, 源极与数据线连接, 漏 极与存储电容的第二端连接;

所述第一薄膜晶体管、 所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管为 n 型薄膜晶体管。

7、 一种像素单元驱动方法, 其应用于如权利要求 1所述的像素单元驱动 电路, 所述像素单元驱动方法包括以下步骤:

像素充电步骤: 驱动控制单元控制存储电容被充电, 直至驱动薄膜晶体 管的栅极电位上升到与匹配薄膜晶体管的源极电位只相差匹配薄膜晶体管的 阔值电压, 此时所述匹配薄膜晶体管截止, 并且所述驱动薄膜晶体管截止; 驱动 OLED发光显示步骤: 第一开关元件导通所述驱动薄膜晶体管的源 极与所述存储电容的第二端的连接, 所述驱动薄膜晶体管导通, 所述驱动控 制单元控制所述驱动薄膜晶体管的栅极处于悬空状态, 以使得所述匹配薄膜 晶体管的阔值电压补偿所述驱动薄膜晶体管的阔值电压。

8、 如权利要求 7所述的像素单元驱动方法, 其中, 在像素充电步骤和驱 动 OLED发光显示步骤之间还包括緩冲步骤: 所述驱动控制单元断开数据线 与存储电容的第二端的连接, 并断开所述驱动薄膜晶体管的源极与所述匹配 薄膜晶体管的源极之间的连接。

9、一种像素单元, 包括 OLED和如权利要求 3或 4所述的像素单元驱动 电路; 其中,

所述像素单元驱动电路与所述 OLED的阴极连接;

所述 OLED的阳极与驱动电源的高电平输出端连接。

10、 一种像素单元, 包括 OLED和如权利要求 5或 6所述的像素单元驱 动电路;

所述像素单元驱动电路与所述 OLED的阳极连接;

Description:
像素单元驱动电路、 像素单元驱动方法及像素单元 技术领域

本发明涉及有机发光显示领域, 尤其涉及一种像素单元驱动电路、 像 素单元驱动方法以及像素单元。 背景技术

AMOLED ( Active Matrix Organic Light Emitting Diode , 有源矩阵有 机发光二极体 )能够发光是由驱动 TFT (薄膜晶体管 )在饱和状态时产生的 电流所驱动, 因为输入相同的灰阶电压时, 不同的阔值电压会产生不同的驱 动电流, 造成电流的不一致性。 LTPS (低温多晶硅)制造工艺上 Vth (晶体 管阔值电压) 的均匀性非常差, 同时 Vth也有漂移, 如此传统的 2T1C电路 亮度均匀性一直很差。

传统的 2T1C像素单元驱动电路如图 1所示, 电路只含有两个 TFT, T1 用作开关, DTFT用于像素驱动。传统的 2T1C像素单元驱动电路操作也比较 简单,对该 2T1C像素单元驱动电路的控制时序图如图 2所示,当扫描线 Scan 输出的扫描电平 Vscan为低时, T1导通,数据线 Data上的灰阶电压对电容 C 充电, 当扫描电平为高时, T1截止, 电容 C用来保存灰阶电压。 由于 VDD (驱动电源高电平输出端输出的电压)较高, 此 DTFT处于饱和状态, OLED 的驱动电流 I=K (Vsg- 1 Vth I) 2 = K (VDD - Vdata- 1 Vth |) 2 , Vsg是 DTFT的源极 和栅极的电压差值, Vdata为数据线 Data上的灰阶电压, K是一个与晶体管 尺寸和载流子迁移率有关的常数,一旦 TFT尺寸和工艺确定,Κ确定。该 2T1C 像素单元驱动电路的驱动电流公式中包含了 Vth, 如前所述, 由于 LTPS工艺 的不成熟, 即便是同样的工艺参数, 制造出来的面板不同位置的 TFT的 Vth 也有较大差异, 导致了同一灰阶电压下 OLED的驱动电流不一样, 因此该驱 动方案下的面板不同位置亮度会有差异, 亮度均一性差。 同时随着 OLED面 板使用的延长, OLED材料逐渐老化, 导致 OLED发光的阔值电压上升, 同 样的电流下, OLED材料发光效率下降, 面板亮度降低。 发明内容

本发明的主要目的在于提供一种像素单元驱动 电路、 像素单元驱动方法 以及像素单元,以改善 OLED面板亮度不均匀性和材料老化亮度降低的 题。 为了达到上述目的, 本发明提供了一种像素单元驱动电路, 用于驱动 OLED, 所述像素单元驱动电路包括驱动薄膜晶体管、 匹配薄膜晶体管、 第一 开关元件、 存储电容和驱动控制单元;

所述驱动薄膜晶体管, 栅极与所述存储电容的第一端连接, 源极与所述

OLED 连接并通过所述第一开关元件与所述存储电容 的第二端连接, 漏极与 驱动电源连接;

所述匹配薄膜晶体管, 栅极和漏极与所述驱动薄膜晶体管的栅极连接 , 源极通过所述驱动控制单元与所述驱动薄膜晶 体管的源极连接;

所述存储电容的第二端还通过所述驱动控制单 元与数据线连接。

在一个实施例中,所述驱动控制单元包括第二 开关元件和第三开关元件; 所述匹配薄膜晶体管的源极通过所述第二开关 元件与所述驱动薄膜晶体 管的源极连接;

所述存储电容的第二端通过所述第三开关元件 与所述数据线连接。

在一个示例中, 所述驱动薄膜晶体管的源极与所述 OLED的阴极连接; 所述驱动薄膜晶体管的漏极与驱动电源的低电 平输出端连接;

所述驱动薄膜晶体管和所述匹配薄膜晶体管为 p型薄膜晶体管。

在该示例中, 所述第一开关元件为第一薄膜晶体管, 所述第二开关元件 为第二薄膜晶体管, 所述第三开关元件是第三薄膜晶体管;

所述第一薄膜晶体管, 栅极与第一控制线连接, 漏极与所述存储电容的 第二端连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第二薄膜晶体管, 栅极与第二控制线连接, 漏极与所述匹配薄膜晶 体管的源极连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第三薄膜晶体管, 栅极与所述第二控制线连接, 漏极与所述数据线 连接, 源极与所述存储电容的第二端连接;

所述第一薄膜晶体管、 所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管都 是 p型薄膜晶体管。

在另一示例中, 所述驱动薄膜晶体管的源极与所述 OLED的阳极连接; 所述驱动薄膜晶体管的漏极与驱动电源的高电 平输出端连接;

所述驱动薄膜晶体管和所述匹配薄膜晶体管为 n型薄膜晶体管。 在该另一示例中, 所述第一开关元件为第一薄膜晶体管, 所述第二开关 元件为第二薄膜晶体管, 所述第三开关元件为第三薄膜晶体管;

所述第一薄膜晶体管, 栅极与第一控制线连接, 漏极与所述存储电容的 第二端连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第二薄膜晶体管, 栅极与第二控制线连接, 漏极与所述匹配薄膜晶 体管的源极连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管的源极连接;

所述第三薄膜晶体管, 栅极与第二控制线连接, 源极与数据线连接, 漏 极与存储电容的第二端连接;

所述第一薄膜晶体管、 所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管为 n 型薄膜晶体管。

本发明还提供了一种像素单元驱动方法, 其应用于上述的像素单元驱动 电路, 所述像素单元驱动方法包括以下步骤:

像素充电步骤: 驱动控制单元控制存储电容被充电, 直至驱动薄膜晶体 管的栅极电位上升到与匹配薄膜晶体管的源极 电位只相差匹配薄膜晶体管的 阔值电压, 此时所述匹配薄膜晶体管截止, 并且所述驱动薄膜晶体管也截止; 驱动 OLED发光显示步骤: 第一开关元件导通所述驱动薄膜晶体管的源 极与所述存储电容的第二端的连接, 所述驱动薄膜晶体管导通, 所述驱动控 制单元控制所述驱动薄膜晶体管的栅极处于悬 空状态, 以使得所述匹配薄膜 晶体管的阔值电压补偿所述驱动薄膜晶体管的 阔值电压。

在一个实施例中, 在像素充电步骤和驱动 OLED发光显示步骤之间还包 括緩冲步骤: 所述驱动控制单元断开数据线与存储电容的第 二端的连接, 并 断开所述驱动薄膜晶体管的源极与所述匹配薄 膜晶体管的源极之间的连接。

本发明还提供了一种像素单元,包括 OLED和上述的像素单元驱动电路; 所述像素单元驱动电路与所述 OLED的阴极连接;

所述 OLED的阳极与驱动电源的高电平输出端连接。

本发明还提供了一种像素单元,包括 OLED和上述的像素单元驱动电路; 所述像素单元驱动电路与所述 OLED的阳极连接; 与现有技术相比,本发明利用同一像素内两个 相同设计的 TFT电性较匹 配的原理, 补偿 OLED驱动晶体管的阔值电压, 同时利用电压回授机制补偿 OLED材料老化引起的 OLED发光的阔值电压上升, 改善了 OLED面板亮度 不均匀性和材料老化亮度降低的问题。 附图说明

图 1是传统的 2T1C像素单元驱动电路的电路图;

图 2是对该传统的 2T1C像素单元驱动电路的控制时序图;

图 3是本发明第一实施例所述的像素单元驱动电 的电路图;

图 4是本发明第二实施例所述的像素单元驱动电 的电路图;

图 5是本发明第三实施例所述的像素单元驱动电 的电路图;

图 6是本发明第四实施例所述的像素单元驱动电 的电路图;

图 7是本发明第五实施例所述的像素单元驱动电 的电路图;

图 8是本发明第六实施例所述的像素单元驱动电 的电路图;

图 9是本发明第三实施例所述的像素单元驱动电 工作时各信号的时序 图;

图 10A是本发明第三实施例所述的像素单元驱动电 路在第一时间段的等 效电路图;

图 10B是本发明第三实施例所述的像素单元驱动电 路在第二时间段的等 效电路图;

图 10C是本发明第三实施例所述的像素单元驱动电 路在第三时间段的等 效电路图;

图 11 是本发明第六实施例所述的像素单元驱动电路 工作时各信号的时 序图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 , 都属于本发明保护的范围。

如图 3 所示, 本发明第一实施例所述的像素单元驱动电路, 用于驱动 OLED, 包括驱动薄膜晶体管 DTFT、 匹配薄膜晶体管 MTFT、 第一开关元件 11、 存储电容 Cs和驱动控制单元 12;

所述驱动薄膜晶体管 DTFT, 栅极与所述存储电容 Cs的第一端连接, 源 极通过所述第一开关元件 11与所述存储电容 Cs的第二端连接, 漏极与驱动 电源的低电平输出端连接;

所述匹配薄膜晶体管 MTFT, 栅极和漏极与所述驱动薄膜晶体管 DTFT 的栅极连接,源极通过所述驱动控制单元 12与所述驱动薄膜晶体管 DTFT的 源极连接;

所述存储电容 Cs的第二端通过所述驱动控制单元 12与数据线连接; 所述数据线输出数据电压 Vdata;

所述驱动薄膜晶体管 DTFT和所述匹配薄膜晶体管 MTFT为 p型薄膜晶 体管;

所述 OLED, 阳极与所述驱动电源的高电平输出端连接, 阴极与所述驱 动薄膜晶体管 DTFT的源极连接;

所述驱动电源的高电平输出端的输出电压为 VDD, 所述驱动电源的低电 平输出端的输出电压为 VSS;

其中, G点是与所述存储电容 Cs的第一端连接的节点, P点是与所述存 储电容 Cs的第二端连接的节点。

本发明该第一实施例所述的像素单元驱动电路 在工作时,在第一时间段, 储电容 Cs的第二端与数据线之间的连接, 由于 MTFT为二极管连接, 因此 MTFT开启; VDD通过 OLED和 MTFT对存储电容 Cs充电, G点(即与 DTFT 的栅极连接的节点)电位不断上升, 当 G点电位上升到与 MTFT的源极的电 位只相差 MTFT的阔值电压 Vthm时, MTFT关闭, 由于 Vthm=Vthd, 因此 DTFT也关闭; 而 OLED两端的电压差也会随着 OLED发光的损耗而降低为 Vth oled, 因而此时 Vg=VDD-Vth— oled- 1 Vthm | , 存储电容 Cs 两端的电压 Vc=Vg-Vp= VDD-Vth oled - 1 Vthm | -Vdata;其中, Vthd是 DTFT的阔值电压, Vthm是 MTFT的阔值电压, Vth oled是 OLED发光的阔值电压, Vg是 G 点(与所述存储电容的第一端连接的节点)的 电位, Vp是 P点(与所述存储 电容的第二端连接的节点) 的电位;

在第二时间段, 即緩冲阶段,所述驱动控制单元 12断开 MTFT的源极与 DTFT 的源极之间的连接并断开存储电容 Cs 的第二端与数据线之间的连接, 实际 MTFT也是截止的, DTFT也截止, 处于工作停止状态, 以避免因为开 关的切换产生不必要的干扰信号; 此时存储电容 Cs 两端的电压依然不变, Vc=Vg-Vp= VDD-Vth oled- 1 Vthm | -Vdata;

在第三时间段, 所述第一开关元件 11导通所述存储电容 Cs的第二端与 所述驱动薄膜晶体管 DTFT 的源极的连接, 由于 P点电位由 Vdata跳变至 VDD-Voled ( Voled为此灰阶下 OLED的工作电压, 与 Vth— oled并不一致), 而 DTFT的栅极处于悬空状态 , 因此 Vg的电压跳变为 Vg= VDD-Vth oled- I Vthm I +VDD-Voled-Vdata , 此时, DTFT 的源极和栅极之间的电压差 Vsg= VDD-Voled- Vg=VDD-Voled-(VDD-Vth_oled- 1 Vthm | + VDD-Voled- Vdata) =Vdata+ Vth_oled+ 1 Vthm | - VDD , DTFT工作, 流过 DTFT的电流 I=K(Vsg- I Vthd I ) 2 = K(Vdata+Vth_oled+ 1 Vthm | -VDD- 1 Vthd | ) 2 。 由于 Vthm=Vthd, 因此, 流过 DTFT的电流 I=K(Vdata+ Vth— oled- VDD) 2 , OLED开始发光, 直 到下一帧;

其中, K为 DTFT的电流系数;

W

Κ =。 οχ Χ μ Χ ; μ、 C ox 、 W . J分别为 DTFT的载流子迁移率, 栅绝缘层单位面积电容、 沟道宽度、 沟道长度;

可以发现电流 I和 DTFT的阔值电压 Vthd没有关系了, 如此可以改善电 流的均匀性, 达到亮度的均匀; 而同时电流 I的计算公式中包含了 Vth— oled, 随着使用时间的延长, OLED材料老化发光效率下降, Vth— oled会上升, 而 Vth— oled 的上升使工作电流相应增大, 如此改善了材料老化导致的面板亮度 降低。

如图 4所示, 本发明第二实施例所述的像素单元驱动电路的 电路图。 本 发明第二实施例所述的像素单元驱动电路是基 于本发明第一实施例所述的像 素单元驱动电路。

在本发明第二实施例所述的像素单元驱动电路 中, 所述驱动控制单元 12 包括第二开关元件 122和第三开关元件 123 ;

所述匹配薄膜晶体管 MTFT的源极通过所述第二开关元件 122与所述驱 动薄膜晶体管 DTFT的源极连接;

所述存储电容 Cs的第二端通过所述第三开关元件 123 与所述数据线连 接;

所述驱动电源的高电平输出端的输出电压为 VDD, 所述驱动电源的低电 平输出端的输出电压为 VSS;

其中, G点是与所述存储电容的第一端连接的节点, P点是与所述存储 电容的第二端连接的节点。

如图 5所示, 本发明第三实施例所述的像素单元驱动电路的 电路图。 本 发明第三实施例所述的像素单元驱动电路是基 于本发明第二实施例所述的像 素单元驱动电路。

在本发明第三实施例所述的像素单元驱动电路 中, 所述第一开关元件为 标号为 T1的第一薄膜晶体管, 所述第二开关元件 122为标号为 T2的第二薄 膜晶体管、 所述第三开关元件 123为标号为 T3的第三薄膜晶体管;

所述第一薄膜晶体管 T1 , 栅极与输出第一控制信号 S1的第一控制线连 接,漏极与所述存储电容 Cs的第二端连接,源极与所述驱动薄膜晶体管 DTFT 的源极连接;

所述第二薄膜晶体管 T2, 栅极与输出第二控制信号 S2的第二控制线连 接, 漏极与所述匹配薄膜晶体管 MTFT的源极连接, 源极与所述驱动薄膜晶 体管 DTFT的源极连接;

所述第三薄膜晶体管 T3 , 栅极与第二控制线连接, 漏极与所述数据线连 接, 源极与所述存储电容的第二端连接;

所述第一薄膜晶体管 Tl、 所述第二薄膜晶体管 Τ2、 所述第三薄膜晶体 管 Τ3、所述匹配薄膜晶体管 MTFT和所述驱动薄膜晶体管 DTFT都是 p型薄 膜晶体管;

所述驱动电源的高电平输出端的输出电压为 VDD, 所述驱动电源的低电 平输出端的输出电压为 VSS;

其中, G点是与所述存储电容的第一端连接的节点, P点是与所述存储 电容的第二端连接的节点。

如图 6 所示, 本发明第四实施例所述的像素单元驱动电路, 用于驱动 OLED, 包括驱动薄膜晶体管 DTFT、 匹配薄膜晶体管 MTFT、 第一开关元件 61、 存储电容 Cs和驱动控制单元 62;

所述驱动薄膜晶体管 DTFT, 栅极与所述存储电容 Cs的第一端连接, 源 极与 OLED的阳极连接并通过所述第一开关元件 61与所述存储电容 Cs的第 二端连接, 漏极与驱动电源的高电平输出端连接;

所述匹配薄膜晶体管 MTFT, 栅极和漏极与所述驱动薄膜晶体管 DTFT 的栅极连接,源极通过所述驱动控制单元 62与所述驱动薄膜晶体管 DTFT的 源极连接;

所述存储电容 Cs的第二端还通过所述驱动控制单元 62与数据线连接; 所述数据线输出数据电压 Vdata; 所述驱动薄膜晶体管 DTFT和所述匹配薄膜晶体管 MTFT为 n型薄膜晶 体管;

所述驱动电源的高电平输出端的输出电压为 VDD, 所述驱动电源的低电 平输出端的输出电压为 VSS。

如图 7所示, 本发明第五实施例所述的像素单元驱动电路的 电路图。 本 发明第五实施例所述的像素单元驱动电路是基 于本发明第四实施例所述的像 素单元驱动电路。

在本发明第五实施例所述的像素单元驱动电路 中, 所述驱动控制单元 62 包括第二开关元件 622和第三开关元件 623;

所述匹配薄膜晶体管 MTFT的源极通过所述第二开关元件 622与所述驱 动薄膜晶体管 DTFT的源极连接;

所述存储电容 Cs的第二端通过所述第三开关元件 623 与所述数据线连 接;

所述驱动电源的高电平输出端的输出电压为 VDD, 所述驱动电源的低电 平输出端的输出电压为 VSS。

如图 8所示, 本发明第六实施例所述的像素单元驱动电路的 电路图。 本 发明第六实施例所述的像素单元驱动电路是基 于本发明第五实施例所述的像 素单元驱动电路。

在本发明第六实施例所述的像素单元驱动电路 中, 所述第一开关元件 61 为标号为 T1的第一薄膜晶体管, 所述第二开关元件 622为标号为 T2的第二 薄膜晶体管, 所述第三开关元件 623为标号为 T3的第三薄膜晶体管; 所述第一薄膜晶体管 T1 , 栅极与第一控制线连接, 漏极与所述存储电容 Cs的第二端连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管 DTFT的源极连接;

所述第二薄膜晶体管 T2, 栅极与第二控制线连接, 漏极与所述匹配薄膜 晶体管 MTFT的源极连接, 源极与所述驱动薄膜晶体管 DTFT的源极连接; 所述第三薄膜晶体管 T3 , 栅极与第二控制线连接, 源极与数据线连接, 漏极与存储电容 Cs的第二端连接;

所述第一薄膜晶体管 Tl、 所述第二薄膜晶体管 Τ2和所述第三薄膜晶体 管 Τ3都是 η型薄膜晶体管;

所述驱动电源的高电平输出端的输出电压为 VDD, 所述驱动电源的低电 平输出端的输出电压为 vss。

下面结合如图 5所示的本发明第三实施例所述的像素单元驱 电路对其 工作过程进行介绍:

如图 9所示, 该第三实施例所述的像素单元驱动电路工作时 , 第一控制 信号 Sl、 第二控制信号 S2和所述数据线的输出信号 Vdata的时序图;

图 10A是该第三实施例所述的像素单元驱动电路在 第一时间段的等效电 路图;

图 10B是该第三实施例所述的像素单元驱动电路在 第二时间段的等效电 路图;

图 10C是该第三实施例所述的像素单元驱动电路在 第三时间段的等效电 路图;

如图 10A所示, 在第一时间段, 即开始阶段, T2、 Τ3均导通, T1截止, 由于 Τ3导通, 因此 Vdata (对于该像素单元驱动电路, 需要较大的 Vdata电 压, 一般 Vdata的变动范围应大于 VDD )输入; 由于 MTFT为二极管连接, 因此 MTFT导通; VDD通过 OLED和 MTFT对存储电容 Cs充电, G点(即 与 DTFT的栅极连接的节点)电位不断上升, 当 G点电位上升到与 MTFT的 源极的电位只相差 MTFT的阔值电压 Vthm时, MTFT截止,由于 Vthm=Vthd, 因此 DTFT也截止; 而 OLED两端的电压差也会随着 OLED发光的损耗而降 低为 Vth— oled , 因而此时 Vg=VDD- Vth— oled- 1 Vthm | , 存储电容 Cs两端的电 压 Vc=Vg- Vp= VDD- Vth— oled - 1 Vthm | -Vdata; 其中, Vthd是 DTFT的阔值电 压, Vthm是 MTFT的阔值电压, Vth— oled是 OLED发光的阔值电压, Vg是 G点(与所述存储电容的第一端连接的节点) 电位, Vp是 P点(与所述存 储电容的第二端连接的节点) 的电位;

如图 10B所示, 在第二时间段, 即緩冲阶段, Tl、 Τ2、 Τ3均截止,实际 MTFT也是截止的, DTFT也截止, 处于工作停止状态, 以避免因为开关的 切换产生不必要的干扰信号; 此时存储电容 Cs 两端的电压依然不变, Vc=Vg-Vp= VDD-Vth oled- 1 Vthm | -Vdata;

如图 10C所示, 在第三时间段, T1导通, T2、 Τ3截止, 由于 Ρ点电位 并不一致), 而 DTFT 的栅极处于悬空状态, 因此 Vg 的电压跳变为 Vg= VDD-Vth oled- 1 Vthm | +VDD-Voled- Vdata,此时, DTFT的源极和栅极之间的 电 压 差 Vsg=VDD-Voled-Vg=VDD-Voled-(VDD-Vth— oled- | Vthm卜 VDD- Voled-Vdata)=Vdata+Vth_oled+ 1 Vthm | -VDD, DTFT导通,流过 DTFT的电流 I=K(Vsg- | Vthd | ) 2 = K(Vdata+ Vth_oled+ 1 Vthm | - VDD- 1 Vthd | f 。 由 于 Vthm=Vthd , 因此, 流过 DTFT的电流 I =K(Vdata+ Vth oled- VDD) 2 , OLED 开始发光, 直到下一帧;

其中, K为 DTFT的电流系数;

W

Κ =。 οχ Χ μ Χ ; μ、 C ox 、 W . J分别为 DTFT的载流子迁移率, 栅绝缘层单位面积电容、 沟道宽度、 沟道长度;

可以发现电流 I和 DTFT的阔值电压 Vthd没有关系了, 如此可以改善电 流的均匀性, 达到亮度的均匀; 而同时电流 I的计算公式中包含了 Vth— oled, 随着使用时间的延长, OLED材料老化发光效率下降, Vth— oled会上升, 而 Vth oled 的上升使工作电流相应增大, 如此改善了材料老化导致的面板亮度 降低。

如图 11所示, 本发明第六实施例所述的像素单元驱动电路在 工作时, 第 一控制信号 Sl、 第二控制信号 S2和所述数据线的输出信号 Vdata的时序图。

本发明第六实施例所述的像素单元驱动电路与 本发明第三实施例所述的 像素单元驱动电路相比, 只是将所有的 TFT转换为 n型 TFT , 并将 OLED的 阳极移至阴极, 相应的时序电平反相, 然而工作过程是一样的。

本发明所述的像素单元驱动电路的最大特点是 利用同一像素内两个相同 设计的 TFT电性较匹配的原理, 补偿 OLED驱动晶体管的阔值电压(在同一 个像素内部, 两个相同设计的 TFT由于相互的位置非常接近, 即使在现有的 不成熟的工艺条件下, 它们的工艺环境也非常一致, 因此工艺上引起的电性 差异非常小, 可以视为等同, 即匹配薄膜晶体管的阔值电压 Vthm与驱动薄 膜晶体管 DTFT的阔值电压 Vthd相同), 同时利用电压回授机制补偿 OLED 材料老化引起的 OLED发光的阔值电压上升。

本发明还提供了一种像素单元驱动方法, 其应用于上述的像素单元驱动 电路, 所述像素单元驱动方法包括以下步骤:

像素充电步骤: 驱动控制单元控制存储电容被充电, 直至驱动薄膜晶体 管的栅极电位上升到与匹配薄膜晶体管的源极 电位只相差匹配薄膜晶体管的 阔值电压, 此时所述匹配薄膜晶体管截止, 并且所述驱动薄膜晶体管截止; 驱动 OLED发光显示步骤: 第一开关元件导通所述驱动薄膜晶体管的源 极与所述存储电容的第二端的连接, 所述驱动薄膜晶体管导通, 所述驱动控 制单元控制所述驱动薄膜晶体管的栅极处于悬 空状态, 以使得所述匹配薄膜 晶体管的阔值电压补偿所述驱动薄膜晶体管的 阔值电压。

在一个实施例中, 在像素充电步骤和驱动 OLED发光显示步骤之间还包 括緩冲步骤: 所述驱动控制单元断开数据线与存储电容的第 二端的连接, 并 断开所述驱动薄膜晶体管的源极与所述匹配薄 膜晶体管的源极之间的连接。

本发明还提供了一种像素单元, 包括 OLED和该第一实施例、 该第二实 施例或该第三实施例所述的像素单元驱动电路 ;

所述像素单元驱动电路包括的驱动薄膜晶体管 的源极与所述 OLED的阴 极连接, 所述驱动薄膜晶体管的漏极与驱动电源的低电 平输出端连接, 所述 OLED的阳极与所述驱动电源的高电平输出端连 。

本发明还提供了一种像素单元, 包括 OLED和该第四实施例、 该第五实 施例或该第六实施例所述的像素单元驱动电路 ;

所述像素单元驱动电路包括的驱动薄膜晶体管 的源极与所述 OLED的阳 极连接, 所述驱动薄膜晶体管的漏极与驱动电源的高电 平输出端连接, 所述 OLED的阴极与所述驱动电源的低电平输出端连 。 需要说明的是, 上述各种薄膜晶体管(包括作为开关元件的薄 膜晶体管、 驱动薄膜晶体管以及匹配薄膜晶体管) 的源极 S和漏极 g的制作工艺相同, 名称上是可以互换的, 其可根据电压的方向在名称上改变。 而且, 同一像素 电路中各个晶体管的类型可以相同, 也可以不同, 只需根据其自身阔值电压 的特点, 调整相应的栅极开启信号源的时序高低电平即 可。 当然, 优选的方 式为, 需要相同栅极开启信号源的晶体管的类型相同 。 更为优选的, 同一像 素电路中, 所有薄膜晶体管的类型相同 (包括作为开关元件的薄膜晶体管、 驱动薄膜晶体管以及匹配薄膜晶体管),均为 n型薄膜晶体管或 p型薄膜晶体 管。

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。