同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路及其驱动方法。本发明专利技术的像素驱动电路包括：第一晶体管、第二晶体管、存储电容和发光二极管；其中，第一晶体管为同步双栅薄膜晶体管，第二晶体管为异步双栅薄膜晶体管。本发明专利技术的像素驱动电路只在传统的2T1C电路的基础上引入一同步双栅结构和异步双栅结构，增加一预充电电压及一条反馈线，既有效增加了存储电容在非选通阶段对数据电压的保持效果，又有效地实现了驱动晶体管的阈值电压补偿，从而确保了显示器发光亮度的均匀性与稳定性。相比于大部分为实现数据保持和阈值补偿而采用的像素驱动电路，节省了晶体管、电容及控制线，大大简化了电路结构，从而提高了开口率和分辨率并降低了实现成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于平板显示领域，具体涉及一种同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
有源矩阵有机发光二级管(ActiveMatrix Organic Light-Emitting Diode)AMOLED具有体积小，结构简单，自主发光，亮度高，画质好，可视角度大，功耗低，响应时间短等优点，因而引起广泛关注，极可能成为取代液晶的下一代显示技术。当前，用于驱动AMOLED的薄膜晶体管TFT主要有非晶硅薄膜晶体管，多晶硅薄膜 晶体管。由于OLED电流驱动的特性，非晶硅薄膜晶体管由于载流子迁移率低无法提供足够的驱动电流，因而多晶硅薄膜晶体管成为驱动OLED的首选。现有技术中，通常采用两个晶体管TlO和T20和一个电容C的2T1C的像素驱动电路用来驱动0LED，如图I所示。但是，一方面，由于晶体管T20的阈值电压会随着工作时间而漂移，从而导致OLED的发光不稳定；另一方面，由于晶体管TlO的泄漏电流的存在，使得电容C的电压不稳定，从而也导致了 OLED的发光不稳定。而且，由于各个像素的晶体管T20的阈值电压的漂移不同，增大或减小，使得各个像素间的发光不均匀。因此，传统的两个晶体管一个电容2T1C的像素驱动电路已经不适合高质量AMOLED的显示。为了实现驱动管的阈值电压补偿，需要研究各种新型的电路结构来更好地驱动像素单元。然而，至今大部分的AMOLED的像素驱动电路的设计要么为实现良好的阈值电压补偿而采用复杂的电路结构，要么采用简单的电路结构而未能很好的实现阈值补偿。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提供一种同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路及其驱动方法。本专利技术的一个目的在于提供一种同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路。本专利技术的像素驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、存储电容和发光二极管；其中，第二晶体管为异步双栅晶体管；存储电容的一端接地；第一晶体管的漏极接数据线，栅极接扫描控制线，源极接存储电容的非接地端；第二晶体管的漏极接有机发光二极管的阴极并通过有机发光二极管与电源线相连，顶栅接存储电容的非接地端，源极接地，底栅接预充电电压通过反馈线与漏极相连。第二晶体管为异步双栅薄膜晶体管，即顶栅和底栅由不同电压控制，顶栅接存储电容非接地端，底栅接预充电电压通过反馈线与漏极相连。第二晶体管作为驱动管，驱动有机发光二极管发光，并通过预充电电压的反馈调节作用实现阈值补偿，使每个像素点发光均勻恒定。进一步，本专利技术的第一晶体管为同步双栅薄膜晶体管，即顶栅和底栅由相同电压控制，双栅接同一条扫描控制线。第一晶体管作为开关管，为数据电压写入到第二晶体管的栅极并存储于存储电容提供开关通路；同时，由于同步双栅晶体管的双栅同步控制，有效地减小了泄漏电流，使得存储电容的电压保持稳定。利用同步双栅晶体管的泄漏电流小的特点，增加存储电容在非选通期间对数据电压的保持能力，因而可减小所需存储电容的大小，节省电容面积。第一晶体管和第二晶体管为多晶硅薄膜晶体管或氧化锌薄膜晶体管等。本专利技术的另一个目的在于提供一种同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路的驱动方法。本专利技术的像素驱动电路的驱动方法包括以下步骤I)扫描与数据电压写入阶段扫描控制线为高电平，数据线为有效电平，第一晶体管呈导通状态，数据电压通过第一晶体管写入到第二晶体管的顶栅并由存储电容保持到下 一中贞更新；2)发光与阈值补偿阶段扫描控制线为低电平，数据线为无效电平，第一晶体管呈关断状态，存储电容上保持的电压使第二晶体管导通，第二晶体管驱动有机发光二极管发光，发光阶段第二晶体管的栅源电压保持不变，从而维持有机发光二极管在一帧时间内亮度不变直到下一帧图像更新。当作为驱动管的第二晶体管的阈值电压漂移时，驱动电流朝相反方向变化，而第二晶体管的预充电电压随阈值电压朝相同方向变化，由于异步双栅晶体管的阈值电压随预充电电压增加而减小，故第二晶体管的阈值电压反向漂移，即通过预充电电压的反馈调节作用有效地抑制了作为驱动管的第二晶体管的阈值电压的漂移，实现了阈值补偿，从而维持驱动电流及发光亮度均匀恒定。本专利技术的像素驱动电路只在传统的2T1C电路的基础上引入一同步双栅结构和异步双栅结构，增加一预充电电压及一条反馈线，既有效增加了存储电容在非选通阶段对数据电压的保持效果，又有效地实现了驱动晶体管的阈值电压补偿，从而确保了显示器发光亮度的均匀性与恒定性。换言之，相比于大部分为实现数据保持和阈值补偿而采用的4T1C或4T2C像素驱动电路，节省了晶体管、电容及控制线，大大简化了电路结构，从而提高了开口率和分辨率并降低了实现成本。本专利技术的有益效果本专利技术提出的同异步双栅像素驱动结构，在实现数据保持和阈值补偿以保持显示亮度均匀恒定的同时，节省了所需晶体管、电容及控制线的数量，简化了电路，节约了成本，减小了单元像素的面积，因而可提高开口率及显示分辨率。附图说明图I为现有技术中的2T1C结构的像素驱动电路的电路图；图2为本专利技术同异步双栅TFT-OLED像素驱动电路的电路图；图3为本专利技术的一个实施例的的信号时序图。具体实施例方式下面结合附图，通过实例对本专利技术做进一步说明。实施例如图I所示，本专利技术的像素驱动电路包括第一晶体管Tl、第二晶体管T2、存储电容Cst，和有机发光二极管OLED ;其中，第一晶体管TI为同步双栅多晶硅薄膜晶体管，第二晶体管T2为异步双栅多晶硅薄膜晶体管；存储电容的一端接地GND ；第一晶体管Tl的漏极接数据线DATA，双栅接同一条扫描控制线SCAN，源极接存储电容的非接地端VG，第一晶体管Tl为数据电压写入到第二晶体管T2的顶 栅并存储于存储电容Cst提供开关通路；第二晶体管T2的漏极接有机发光二极管OLED的阴极VD并通过OLED与电源线VDD相连，顶栅接存储电容的非接地端VG，源极接地，底栅接预充电电压VPRE通过反馈线Lf与漏极VD相连。像素驱动电路工作时，第一晶体管Tl作为开关管实现像素单元的选择，第二晶体管T2作为驱动管负责OLED的驱动及阈值补偿。各信号线的时序如图3所示，本专利技术的像素驱动电路的控制方法包括以下步骤I)扫描与数据电压写入(阶段I):扫描控制线SCAN电压VSCAN为高电平，数据线DATA电压VDATA为有效电平，第一晶体管Tl呈开关导通状态，数据电压VDATA通过第一晶体管Tl写入到第二晶体管T2的顶栅并由存储电容Cst保持到下一帧更新；2)发光与阈值补偿(阶段2):扫描控制线SCAN电压VSCAN为低电平，数据线DATA电压VDATA为无效电平，第一晶体管Tl呈关断状态，存储电容Cst上保持的电压使第二晶体管T2导通，第二晶体管T2驱动有机发光二极管OLED发光，发光阶段第二晶体管栅源电压VG-GND=VDATA保持不变，从而维持有机发光二极管在一帧时间内亮度不变直到下一帧图像更新。当作为驱动管的第二晶体管T2的阈值电压Vth漂移(增大或减小)时，由于异步双栅晶体管阈值电压Vth随预充电电压VPRE增加而减小，故第二晶体管T2的阈值电压反向漂移，实现了阈值补偿。当第二晶体管T2的阈值电压Vth增加时，驱动电流1_朝相反方向变化，即1_减小，驱动电压减小，而驱动管T2的预充电电压VPRE随阈值电压Vth朝相同方向变化，即预充电电压VP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素驱动电路包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、存储电容CST，和有机发光二极管OLED；其中，所述第二晶体管T2为异步双栅多晶硅薄膜晶体管；所述存储电容的一端接地GND；所述第一晶体管T1的漏极接数据线DATA，栅极接扫描控制线SCAN，源极接存储电容的非接地端VG，所述第一晶体管T1为数据电压写入到所述第二晶体管T2的顶栅并存储于所述存储电容CST提供开关通路；所述第二晶体管T2的漏极接所述有机发光二极管OLED的阴极VD并通过OLED与电源线VDD相连，顶栅接所述存储电容的非接地端VG，源极接地，底栅接预充电电压VPRE通过反馈线Lf与漏极VD相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王漪，王亮亮，韩德栋，蔡剑，王薇，耿友峰，张盛东，刘晓彦，康晋锋，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：