CN102651189A - 有机发光二极管驱动电路、显示面板及显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机发光二极管驱动电路、显示面板及显示器，为解决现有驱动电路因驱动单元的阈值电压而影响有机发光二极管的亮度和均匀性问题而设计。本发明有机发光二极管驱动电路包括驱动单元、阈值补偿单元和有机发光二极管。优选电路结构包括5个开关管、1个驱动管、1个电容和1个有机发光二极管，其中开关管和驱动管较佳的选择为N型薄膜晶体管。本发明有机发光二极管驱动电路的工作原理是利用该6T1C电路补偿驱动管的阈值电压Vth，消除因整体电路中驱动管阈值电压的不同而引起的有机发光二极管的工作状态不一致现象，进而解决了有机发光二极管的亮度和均匀性问题。

Description

有机发光二极管驱动电路、显示面板及显示器
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管驱动电路，尤其涉及一种电压型有源矩阵有机发光二极管驱动电路。
背景技术
有机发光二极管工作状态的好坏直接影响其均匀性和亮度。有机发光二极管为电流控制组件，目前广泛使用的是薄膜晶体管在饱和状态时产生的电流来驱动。因制造工艺的限制，尤其是使用低温多晶硅技术制成的驱动管的阈值电压Vth均匀性非常差且有漂移，导致输入相同的灰阶电压时会产生不同的驱动电流。驱动电流的不一致性使有机发光二极管的工作状态不稳定，这是传统的2T1C电路亮度均匀性一直很差的主要原因。
发明内容
为了克服上述的缺陷，本发明提供一种有机发光二极管亮度和均匀性良好的有机发光二极管驱动电路。
为达到上述目的，本发明是通过以下措施实现的：有机发光二极管驱动电路，该驱动电路包括有机发光二极管，控制所述有机发光二极管电流的驱动单元，以及对应所述驱动单元的阈值补偿单元，所述阈值补偿单元包括，
第一电子开关：其第一连接端接高电平，其第二连接端接有机发光二极管阴极，开关控制端接第一控制电压；
第三电子开关：其第一连接端接有机发光二极管阴极，其第二连接端接第六电子开关的第二连接端，开关控制端接第三控制电压；
第四电子开关：其第一连接端接有机发光二极管阴极，开关控制端接扫描线；
第六电子开关：其第一连接端接数据线，开关控制端接扫描线；
电容：电容的一端接第六电子开关的第二连接端，电容的另一端接第四电子开关的第二连接端；
以及第二电子开关，其开关控制端接第二控制电压；
其中，第二电子开关和有机发光二极管组合形成二极管单元，所述二极管单元的一端接高电平，另一端接驱动单元。
特别是，第二电子开关的第一连接端接高电平，第二连接端接有机发光二极管阳极；有机发光二极管的阴极接驱动单元。
特别是，第二电子开关的第一连接端接驱动单元，第二连接端接有机发光二极管的阴极；有机发光二极管阳极接高电平。
特别是，所述驱动单元为1个驱动管。
特别是，第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关或第六电子开关中的一个或复数个是N型薄膜晶体管。
特别是，驱动管是N型薄膜晶体管。
一种主动式有机发光二极管显示面板，所述显示面板包括上述有机发光二极管驱动电路。
一种主动式有机发光二极管显示器，所述显示器包括上述有机发光二极管显示面板。
本发明有机发光二极管驱动电路利用二极体接法(Diode Connection)并放电形成阈值电压Vth，即利用阈值补偿原理来补偿有机发光二极管驱动单元的阈值电压Vth，以消除因整体电路中驱动单元阈值电压Vth的不同而引起的有机发光二极管的工作状态不一致现象，解决有机发光二极管亮度衰减和不均匀问题。本发明有机发光二极管驱动电路使用6个N型薄膜晶体管和1个电容，其中，1个薄膜晶体管为驱动管，其余5个薄膜晶体管为开关管，薄膜晶体管的使用令电路整体工作性能更加良好。
本发明有机发光二极管驱动电路阈值补偿效果好，结构合理，稳定性好，成本低。
附图说明
图1为本发明有机发光二极管驱动电路第一优选实施例原理图。
图2为图1所示驱动电路的信号时序图。
图3为本发明有机发光二极管驱动电路第二优选实施例原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和优选实施例对本发明做详细描述。
本发明有机发光二极管驱动电路是利用二极体接法(Diode Connection)并放电形成阈值电压Vth，即利用阈值补偿原理补偿有机发光二极管驱动单元的阈值，以消除因整体电路中驱动单元阈值电压的不同而引起的有机发光二极管的工作状态不一致现象，解决有机发光二极管亮度衰减和不均匀问题。所使用的驱动电路包括驱动单元、阈值补偿单元和有机发光二极管；阈值补偿单元的复数个连接端分别接数据线、扫描线、控制电压、高电平VDD、有机发光二极管和驱动单元。
在本发明有机发光二极管驱动电路的阈值补偿单元由5个电子开关和1个电容组成，驱动单元为1个驱动管。为了提高整体的工作性能，电子开关和驱动单元都使用N型薄膜晶体管，合称6T1C电路。该驱动电路的阈值补偿单元补偿驱动管的阈值电压Vth，使得驱动管T5的电流I＝K(Vgs-Vth)2和阈值电压Vth无关，达到改善有机发光二极管OLED电流一致性和均匀性的目的。消除因整体电路中驱动管阈值电压的不同而引起的有机发光二极管的工作状态不一致现象，进而解决了有机发光二极管亮度衰减和均匀性差的问题。
本发明的优选实施例采用有机发光二极管上发光方式，与下发光方式相比有着更高的开口率，整体性能更好。
实施例一：如图1所示，本发明有机发光二极管驱动电路的第一个优选阈值补偿单元包括：
第一开关晶体管T1：栅极接第一控制电压VCR1，漏极接高电平VDD，源极接有机发光二极管阴极；
第二开关晶体管T2：栅极接第二控制电压VCR2，漏极接高电平VDD，源极接有机发光二极管阳极；
第三开关晶体管T3：栅极接第三控制电压VCR3，漏极和源极分别接有机发光二极管阴极和电容的A端；
第四开关晶体管T4：栅极接扫描线VSCAN，漏极和源极分别接有机发光二极管阴极和电容的B端；
第六开关晶体管T6：栅极接扫描线VSCAN，漏极和源极分别接数据线VDATA和电容的A端；
以及电容C1：电容的A端接第六开关晶体管，电容的B端接第四开关晶体管。
其中，VCR1、VCR2、VCR3和VDD为电压输出，由集成电路提供或者低温多晶硅技术专用的栅极驱动阵列(GOA：Gate driver On Array)电路产生。
有机发光二极管OLED的阳极接阈值补偿单元，阴极接驱动管漏极。驱动管T5的栅极接电容的B端，源极接地，漏极接有机发光二极管阴极。
为了提高电路整体的工作性能，第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、第六开关晶体管T6和驱动管T5均使用N型薄膜晶体管。
如图2所示，本发明有机发光二极管驱动电路第一优选实施例的实现步骤如下：
预充电阶段：在图2所示的1阶段，第二开关晶体管T2和第三开关晶体管T3关闭，第一开关晶体管T1、第四开关晶体管T4和第六开关晶体管T6均打开，数据线电压输入；电容C1被充电，驱动管T5的栅极和源极的电压差为高电平VDD。
补偿阶段：图2所示的2阶段，第一开关晶体管T1关闭，电容C1经第四开关晶体管T4和驱动管T5开始放电，直至驱动管T5的栅极电压为阈值电压Vth，此时电容C1两端电压为VC1＝VDATA-Vth；
驱动阶段：图2所示的3阶段，第四开关晶体管T4和第六开关晶体管T6均关闭，第三开关晶体管T3打开，然后打开第二开关晶体管T2；电容的A端即有机发光二极管的阴极电压变为VDD-Vth_oled，电容的B端即驱动管T5的栅极电压将发生突变以使电容C1两端电压恒定为VDD-Vth_oled+Vth-VDATA，驱动管的电流为：
I＝K(Vgs-Vth)2＝K(VDD-Vth_oled+Vth-VDATA-Vth)2＝K(VDD-Vth_oled-VDATA)2
表达式中K＝uCoxW/L，其中u为电子迁移率，Cox为单位绝缘面积电容，W/L为薄膜晶体管的宽长比。
由驱动管电流的表达式可知驱动管的电流值与驱动管的阈值电压Vth无关，消除了阈值电压Vth的影响就可以改善有机发光二极管电流的均匀性和稳定性，实现有机发光二极管的高亮度和良好的均匀性。
图2中VDATA的网格线区域为无效信号。
实施例二：如图3所示，本发明有机发光二极管驱动电路的第二个优选阈值补偿单元包括：
第一开关晶体管T1：栅极接第一控制电压VCR1，漏极接高电平VDD，源极接有机发光二极管阴极；
第二开关晶体管T2：栅极接第二控制电压VCR2，漏极接有机发光二极管阴极，源极接驱动电路；
第三开关晶体管T3：栅极接第三控制电压VCR3，漏极和源极分别接有机发光二极管阴极和第六开关晶体管；
第四开关晶体管T4：栅极接扫描线，漏极和源极分别接有机发光二极管阴极和电容的B端；
第六开关晶体管T6：栅极接扫描线，漏极和源极分别接数据线和电容的A端；
以及电容：电容的A端接第六开关晶体管，电容的B端接第四开关晶体管。
其中，VCR1、VCR2、VCR3和VDD为电压输出，由集成电路提供或者低温多晶硅技术专用的栅极驱动阵列(GOA：Gate driver On Array)电路产生。
有机发光二极管OLED的阳极接阈值补偿单元，阴极接驱动管漏极。驱动管T5的栅极接电容的B端，源极接地，漏极接第二开关晶体管T2的源极。
为了提高电路整体的工作性能，第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、第六开关晶体管T6和驱动管T5均使用N型薄膜晶体管。
本发明有机发光二极管驱动电路第二优选实施例的实现步骤与第一优选实施例相同。
一种主动式有机发光二极管显示面板，所述显示面板包括上述有机发光二极管驱动电路。一种主动式有机发光二极管显示器，所述显示器包括上述有机发光二极管显示面板。本发明有机发光二极管驱动电路的使用令主动式有机发光二极管显示面板的性能更好，有效地解决了亮度衰减和不均匀等问题。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种有机发光二极管驱动电路，该驱动电路包括有机发光二极管，控制所述有机发光二极管电流的驱动单元，以及对应所述驱动单元的阈值补偿单元，其特征在于，所述阈值补偿单元包括，
第一电子开关：其第一连接端接高电平，其第二连接端接有机发光二极管阴极，开关控制端接第一控制电压；
第三电子开关：其第一连接端接有机发光二极管阴极，其第二连接端接第六电子开关的第二连接端，开关控制端接第三控制电压；
第四电子开关：其第一连接端接有机发光二极管阴极，开关控制端接扫描线；
第六电子开关：其第一连接端接数据线，开关控制端接扫描线；
电容：电容的一端接第六电子开关的第二连接端，电容的另一端接第四电子开关的第二连接端；
以及第二电子开关，其开关控制端接第二控制电压；
其中，第二电子开关和有机发光二极管组合形成二极管单元，所述二极管单元的一端接高电平，另一端接驱动单元。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管驱动电路，其特征在于：第二电子开关的第一连接端接高电平，第二连接端接有机发光二极管阳极；有机发光二极管的阴极接驱动单元。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管驱动电路，其特征在于：第二电子开关的第一连接端接驱动单元，第二连接端接有机发光二极管的阴极；有机发光二极管阳极接高电平。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管驱动电路，其特征在于：所述驱动单元为1个驱动管。
5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的有机发光二极管驱动电路，其特征在于：第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关或第六电子开关中的一个或复数个是N型薄膜晶体管。
6.根据权利要求4所述的有机发光二极管驱动电路，其特征在于：驱动管是N型薄膜晶体管。
7.一种主动式有机发光二极管显示面板，其特征在于：所述显示面板包括如权利要求1至6任一权利要求所述的有机发光二极管驱动电路。
8.一种主动式有机发光二极管显示器，其特征在于：所述显示器包括权利要求7所述的有机发光二极管显示面板。
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