[發明專利]像素驅動單元及其形成方法、顯示背板、像素驅動電路

有效

• 申請號: 201710605378.8
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107248393B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 郭小軍;趙家慶;劉文江;樊嘉麗;許興華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G09G3/3225
• 分類號: G09G3/3225;H01L27/32
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;董琳

一種像素驅動單元及其形成方法、顯示背板、像素驅動電路，像素驅動單元包括：基板，所述基板內具有第一晶體管，為低溫多晶硅薄膜晶體管或非晶氧化物薄膜晶體管，包括第一柵電極、第一源電極和第一漏電極，所述第一源電極和第一漏電極表面具有絕緣層；位于所述絕緣層表面的第二有源層；位于所述第二有源層兩側的第二源電極和第二漏電極；所述第二源電極、第二有源層在基板表面的投影與所述第一源電極在基板表面的投影有重疊，使得部分所述第一源電極、絕緣層、第二有源層、第二漏電極、第二源電極構成第二晶體管，且所述第二晶體管為有機薄膜晶體管，部分第一源電極、第二源電極以及絕緣層構成第一電容。上述像素驅動單元集成度較高，性能穩定。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種像素驅動單元及其形成方法、顯示背板、像素驅動電路。

背景技術

通常來說在有源矩陣顯示設備中，圖像是由大量的像素電路來顯示的。每個單獨的像素電路包括發光器件和驅動電路。相對于電壓驅動型的液晶顯示器來說，使用電流驅動型的有機電致發光元件的顯示設備無需背光源，響應速度更快，并且能夠呈現出更逼真的顯示效果。在像素電路中，每個驅動電路中的有源單元控制流過OLED元件中的電流大小來調節亮度。有源單元中至少包括開關晶體管、驅動晶體管、電容器以及OLED元件組成一個完整的像素電路，其中，開關晶體管、驅動晶體管均為薄膜晶體管(thin-film transistor，TFT)。

目前主流的電流驅動型像素電路的驅動晶體管通常采用低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)或者非晶氧化物薄膜晶體管(AOS TFT)。

其中，LTPS TFT具有高遷移率，為50cm²/V·s～200cm²/V·s、更好的穩定性以及可使用n型和p型器件組成互補性器件等優點。單獨使用LTPS TFT作為像素驅動電路的晶體管時，高遷移率帶來的大驅動電流可以使得像素電路的開口率更高，顯示設備分辨率更高，并且開關速度更快。然而LTPS TFT的工藝比較復雜，成本高，難以大面積加工，并且多晶結構易導致均一性不好，像素驅動電路各個LTPS TFT的閾值電壓等參數不一致。

AOS TFT材料來源選擇較多，遷移率也比較高，可達到幾十cm²/V·s，工藝溫度較低，大面積加工時成本較低，均一性比較好。單獨使用AOS TFT作為像素驅動電路的晶體管時，其高遷移率帶來的大驅動電流可以獲得比較高的開口率，顯示設備分辨率更高，并且開關速度更快。然而AOS TFT中由于氧空位和氫雜質的存在，導致AOS TFT的偏壓和環境穩定性很差，閾值電壓會發生漂移。而且AOS TFT主要為n型器件，驅動正常型OLED，需要在驅動電路中額外增加補償電路。

對于使用有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode，OLED)作為發光器件的像素電路來說，如果驅動電路的開關晶體管和驅動晶體管均使用LTPS TFT或者AOS TFT的話，因為目前OLED效率提高，像素尺寸變小，所需要的驅動電流很小，大部分灰度級都需要LTPS TFT或AOS TFT偏置在亞閾值區才能提供合適的驅動電流。然而LTPS TFT器件中有源層的多晶結構導致LTPS TFT器件本身的均一性不好，各個LTPS TFT之間的閾值電壓不同，在亞閾值附近工作時，相同偏壓下提供的驅動電流相差太大。而對于AOS TFT，由于AOSTFT的偏壓和環境穩定性比較差，長時間驅動OLED后閾值電壓會發生漂移，特別是工作在亞閾值附近時，閾值電壓的輕微漂移均會導致驅動電流變化明顯，影響最終的顯示亮度的穩定性。

現有技術可以通過在電路內增加額外的補償電路，提高顯示亮度的穩定性，但是目前所有的像素內補償電路的方案都是基于閾值電壓以上的工作范圍，當薄膜晶體管工作于亞閾值區域，將無法有效地補償。

因此，現有的像素驅動電路的性能有待進一步的提高。

發明內容