[发明专利]一种像素单元驱动电路、驱动方法及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示装置的电路结构，特别是指一种像素单元驱动电路、驱动方法及显示装置。

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（氧化铟锡）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（ActiveMatrix 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，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（a-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。

其次，在大尺寸显示应用中，由于背板电源线存在一定电阻，造成靠近ARVDD电源供电位置的电源电压比远离供电位置的电源电压高称为IR Drop。IR Drop会造成不同区域的电流差异，进而在显示时产生mura。

AMOLED按照驱动类型可以划分为三大类：数字式、电流式和电压式。电压式驱动具有驱动速度快，实现简单的优点，适合驱动大尺寸面板，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。

图1为最传统的采用2个TFT晶体管，1个电容组成的电压驱动型像素电路结构（2T1C）。其中开关晶体管T2将数据线上的电压传输到驱动晶体管T1的栅极，驱动晶体管T1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，驱动晶体管T1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·Cox·WL·(Vdata-Voled-Vth)2]]>

其中μ_n为载流子迁移率，C_OX为栅氧化层电容，W/L为晶体管宽长比，V_DATA为数据线的电压，Voled为OLED工作电压，为所有像素单元共享，Vth为晶体管的阈值电压，对于增强型TFT，Vth为正值，对于耗尽型TFT，Vth为负值。由上式可知，如果不同像素单元之间的Vth不同，则电流存在差异。如果像素的Vth随时间发生漂移，则可能造成先后电流不同，导致残影。且由于OLED器件非均匀性引起OLED工作电压不同，也会导致电流差异。

面向补偿Vth非均匀性、漂移和OLED非均匀性的像素结构有很多种，通常采用如图2和图3所示将TFT置为二极管连接的方式来实现，但是这种结构只适用于增强型的TFT，耗尽型TFT储存的电压中不会含有Vth的电压信息，从而无法补偿Vth非均匀性。

发明内容